專利名稱：帶有鋼板制套圈的滾子軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沖壓型外圈的滾針軸承和具有鋼板制套圈的推力滾針軸承等的帶有鋼板制套圈的滾子軸承。
背景技術(shù)：
沖壓型外圈的滾針軸承的外圈在深沖加工薄鋼板后進(jìn)行表面硬化，一般沒有內(nèi)圈。對于表面硬化，采用大批量生產(chǎn)性優(yōu)良的滲碳淬火、回火。存在無保持器的全滾子軸承和帶有保持器的滾子軸承，在帶有保持器的軸承中，將按照針狀滾子與保持器不分離的方式組合的帶有保持器的針狀滾子裝入外圈中。外圈兩側(cè)的擋邊部中的一側(cè)的擋邊部必須在帶有保持器的針狀滾子裝入后通過卷邊形成擋邊部形狀，對成為該一側(cè)的擋邊部的部分實施退火(例如，特開平10-46318號公報)?？梢杂筛哳l退火進(jìn)行退火。
發(fā)明內(nèi)容
歷來的帶有鋼板制套圈的滾子軸承為了防止?jié)L動面的磨損、提高耐久性都用滲碳淬火、回火進(jìn)行硬化處理，由此，在多品種少量生產(chǎn)的場合，存在如下各課題。
·作為處理設(shè)備需要滲碳爐，而且該滲碳爐的管理非常麻煩。例如，氣氛氣體、溫度、時間的設(shè)定和淬火油的管理、爐的定期檢修(保養(yǎng))等是必須的，在多品種少批量生產(chǎn)中，每次批量變更都必須變更各設(shè)定等，非常麻煩。
·對于小批量制品，從滲碳開始到結(jié)束需要較長時間。
·由于必須1次熱處理許多件，所以半成品庫存變成必要。
·頻繁的批量變更的場合，擔(dān)心異品混入等，另外，在發(fā)生突然停電等的熱處理不良制品的場合，因數(shù)量多而加大損失。
·帶有兩擋邊部的沖壓型外圈的場合，為了其后的卷邊，在淬火、回火后，還必須退火。
本發(fā)明的目的在于，提供在多品種少量生產(chǎn)的場合可縮短用于硬化處理的處理時間、無需復(fù)雜設(shè)備、容易謀求質(zhì)量提高而且無需很多半成品庫存的帶有鋼板制套圈的滾子軸承。
本發(fā)明的另一目的在于，可以削減進(jìn)行擋邊部卷邊時的工序。
本發(fā)明的帶有鋼板制套圈的滾子軸承的特征在于，在具備鋼板制套圈和滾子的軸承中，至少對上述套圈的滾動面實施高頻淬火和回火?；鼗鹨部梢允歉哳l回火。該帶有鋼板制套圈的滾子軸承既可以是沖壓型外圈的向心滾子軸承，也可以是推力滾子軸承。
按照這樣結(jié)構(gòu)，由于套圈的滾動面的硬化處理采用高頻淬火，所以有如下各優(yōu)點。
a.不需要滲碳爐，無須爐的管理。需要高頻線圈，但是比滲碳爐的設(shè)備便宜。
b.由于用高頻淬火可以在短時間內(nèi)加熱、瞬間地冷卻，所以從硬化處理開始直至終了可以在短時間內(nèi)進(jìn)行。
c.由于只要以高效率在必要時熱處理必要的件數(shù)就行，所以就不需要庫存半成品。
d.容易變更制品的熱處理條件。
e.由于容易控制電力和淬火，所以不會混入異品，另外，進(jìn)行各制品的個別管理，可以得到高質(zhì)量水平。
在本發(fā)明中，作為沖壓型外圈的滾子軸承的場合，例如，對作為套圈的沖壓型的外圈的滾動面和一個擋邊部的內(nèi)面實施高頻淬火和回火。更具體地說，可以適用于沖壓型外圈的滾針軸承等。
沖壓型外圈的滾子軸承中，帶有保持器的場合，在未形成外圈的一個擋邊部的狀態(tài)下將帶有保持器的滾子裝入外圈內(nèi)，其后通過外圈的卷邊再形成另一個擋邊部。此時，如果進(jìn)行高頻淬火，則只對希望的部位進(jìn)行淬火處理是容易的，所以可以使其后卷邊的一個擋邊部保留為原始材料的狀態(tài)。因此，在滾動面淬火后，作為擋邊部的部分不需要退火處理，可以減少工序。
這樣形成沖壓型外圈的場合，以威氏硬度計，可以使外圈的滾動面的硬度在HV653或以上，使外圈的另一個擋邊部的內(nèi)面硬度在HV300或以下。
對于外圈的滾動面，使其硬度硬化至與歷來相同的HV653或以上，可以確保耐久性。另外，對于外圈的后卷邊的一方的擋邊部，通過使其硬度成為HV300或以下而保留為柔軟的原始材料的狀態(tài)，可以更容易地進(jìn)行卷邊作業(yè)。
本發(fā)明用于推力滾子軸承時，具有在軸方向相對的一對套圈或者一個套圈。此時，至少對任一個套圈中的滾動面實施高頻淬火和回火。
用于推力滾子軸承的場合也與沖壓型滾子軸承的場合同樣，通過采用高頻淬火和回火，在多品種少批量生產(chǎn)的場合，可縮短用于硬化處理的處理時間、無需復(fù)雜設(shè)備、容易謀求質(zhì)量提高而且在無需庫存很多半成品。
在本發(fā)明中，套圈的滾動面的高頻淬火的有效硬化層深度也可以不達(dá)到相對于上述套圈的滾動面的背面的深度。
另外，在本發(fā)明中，套圈的材質(zhì)也可以是含有碳0.4％或以上的鋼板。材質(zhì)是含有0.4％或其以上的碳的鋼板時，可以良好地進(jìn)行高頻淬火、回火。
由參考附圖進(jìn)行的以下優(yōu)選的實施例的說明，可以更明了地理解本發(fā)明。但是，實施例和附圖僅用于簡單的圖示和說明，并不是用于規(guī)定本發(fā)明的范圍的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求(權(quán)利要求的范圍)決定。在附圖中，多個圖中的同一部件的標(biāo)號表示同一部分。
圖1是本發(fā)明的第1實施例的帶有鋼板制套圈的滾子軸承的剖面圖。
圖2A是表示該軸承的外圈的制造過程的剖面圖和表示淬火范圍的放大的剖面圖。
圖2B是表示該軸承的外圈的制造過程的剖面圖和表示淬火范圍的放大的剖面圖。
圖3是本發(fā)明的第2實施例的帶有鋼板制套圈的滾子軸承的剖面圖。
圖4是本發(fā)明的第3實施例的帶有鋼板制套圈的滾子軸承的剖面圖。
具體實施例方式
圖1與圖2共同說明本發(fā)明的第1實施方式。該實施方式適用于外圈沖壓型滾子軸承。該帶有鋼板制套圈的滾子軸承由作為套圈的沖壓型的外圈1、多個滾子2和保持器3構(gòu)成。滾子2例如是針狀滾子。多個滾子2按照與設(shè)在保持器3的圓周方向多處的各凹處3a不分離的方式組合，由滾子2和保持器3構(gòu)成帶有保持器的滾子4。外圈1在其兩側(cè)具有擋邊部6、7。一方的擋邊部6具有與周壁部分1b相同的板厚，而另一方的擋邊部7比周壁部分1b壁薄。
如圖2B所示，對外圈1的滾動面1a和一方的擋邊部6實施高頻淬火和回火，如該圖用交叉斜線所表示的有效硬化層深度的部分那樣，形成由淬火產(chǎn)生的硬化層8。該硬化層8的有效硬化層深度不達(dá)到作為相對于外圈1的滾動面1a的背面的外徑面的深度，但是根據(jù)外圈1的板厚和諸條件，有效硬化層深度也可以是達(dá)至外圈1的板厚的全部。
外圈1作為其制造過程，由深沖鋼板并進(jìn)行底沖裁，制成如圖2A那樣的具有一側(cè)擋邊部6的形狀。在該階段，將作為另一個擋邊部7的部分7’制成從周壁部1a照原樣以圓筒狀延長的形狀。另外，按照成為該擋邊部7的部分7’比周壁部1a壁薄的方式進(jìn)行沖壓加工。進(jìn)行沖壓加工成該形狀后，實施上述的高頻淬火和回火。對于上述深沖和薄壁化等的沖壓加工，例如可以采用連續(xù)自動沖壓、順序沖壓、單能沖壓等的沖壓方法。將帶有保持器的滾子4裝入外圈1后，通過卷邊將作為擋邊部7的部分7’制成擋邊部7。此時，由于作為擋邊部7的部分7’是不實施淬火的原始材料的狀態(tài)，所以可以容易地進(jìn)行卷邊。
優(yōu)選作為外圈1的鋼板的材質(zhì)是含有碳(C)0.4％或以上的鋼板。例如，可以使用機械結(jié)構(gòu)用碳鋼(S40C～S55C)、機械結(jié)構(gòu)用合金鋼(SCM440～SCM445)、機械結(jié)構(gòu)用錳鋼(SMN443)、碳工具鋼(SK5)等。歷來的進(jìn)行滲碳淬火的鋼板使用滲碳鋼，C量是0.12～0.23％左右的低值，而高頻淬火的場合，由于必須僅由鋼材中含有的碳進(jìn)行硬化，所以優(yōu)選C量在0.4％或以上。
作為外圈1的熱處理規(guī)格根據(jù)使用的鋼材是否有沖壓性而不同，例如，作為硬化層8的滾動面1a的部分沿其滾動面1a的全范圍(例如在圖2B的A、B、C點的任一點)其硬度在HV653或以上的范圍內(nèi)，另外有效硬化層深度是0.25mm或以上。上述有效硬化層深度具有HV653或以上的硬度的范圍。在滾動面1a中的0.5mm深度處為HV300或以下、即是原始材料程度的硬度。對于外圈1的其后進(jìn)行卷邊的作為擋邊部7的部分7’(例如D點)，其硬度在HV300或以下。另一個擋邊部6(例如E點)，其表面硬度在HV653或以上，成為HV653的深度在0.1mm或以上。另外，上述各部分的表面的硬度也可以代用深度0.02mm的位置的硬度。也就是說，也可以是0.02mm的深度位置的硬度在上述的范圍內(nèi)。上述的硬度，例如適用于鋼材是碳工具鋼(SK5)的場合。
下述的表1比較表示了現(xiàn)有制品和上述實施形成制品(開發(fā)制品)的熱處理規(guī)格。
表1 熱處理規(guī)格
如果按照這樣構(gòu)成的滾子軸承時，則由于外圈1的滾動面1a的硬化處理是高頻淬火、回火，所以具有以下各優(yōu)點。
a.不需要滲碳爐，無須爐的管理。需要高頻線圈，但是比滲碳爐的設(shè)備便宜。
b.由于用高頻淬火可以在短時間內(nèi)加熱、瞬間地冷卻，所以從硬化處理開始到結(jié)束可以在短時間內(nèi)進(jìn)行。
c.由于只要以高效率在必要時熱處理必要的件數(shù)就行，所以就不需要庫存半成品。
d.容易變更不同制品種類的熱處理條件。
e.由于容易控制淬火條件，所以可以抑制異品的發(fā)生，另外，進(jìn)行個別制品的個別管理，可以得到高質(zhì)量水平。
由于作為個別制品的管理從沖壓直至熱處理可以以一條龍工序生產(chǎn)，所以可以容易地檢查流水作業(yè)中各工序完成的情況，特別是可以確認(rèn)熱處理前后完成的情況而且非常容易。例如，在熱處理完成品的狀態(tài)下未發(fā)現(xiàn)由損傷造成不良場合，由于在滲碳淬火時不知道在熱處理工序的哪里是否發(fā)生了損傷，所以必須確認(rèn)全部熱處理后制品，而通過高頻淬火可以一條龍生產(chǎn)時，僅在熱處理前后進(jìn)行檢查而不必再進(jìn)行全部的檢查。
f.由于用高頻淬火可以保留其后進(jìn)行卷邊的作為擋邊部7的部分7’而進(jìn)行淬火，所以因不需要退火工序而可以減少1個工序(參照表2)。由于該擋邊部7的卷邊作業(yè)可以在硬度為HV300或以下的原始材料的狀態(tài)下進(jìn)行，所以與歷來的退火后的狀態(tài)(硬度為HV500左右)相比操作容易。
g.另外，如上述那樣從沖壓工序直至熱處理可以一條龍生產(chǎn)，其生產(chǎn)線長度或面積與歷來的進(jìn)行滲碳淬火的場合相比可以成為非常緊湊的構(gòu)成。
以下的表2歸納比較了現(xiàn)有制品和本發(fā)明制品的不同。
表2
另外，上述實施方式說明了適用于單列滾子軸承的場合，但是本發(fā)明也可以適用于例如圖3所示的第2實施方式那樣的多列的帶有鋼板制套圈的滾子軸承。圖3的例在外圈1內(nèi)沿軸方向并設(shè)2個帶有保持器的滾子軸承4。其它的構(gòu)成與第1實施方式相同。
另外，本發(fā)明也可以適用于作為鋼板制套圈的推力滾子軸承。圖4表示作為其一個例子的第3實施例。該帶有鋼板制套圈的滾子軸承具有在軸方向?qū)ο虻囊粚μ兹?1A、11B、介于兩套圈11A、11B之間的多個滾子12和保持器13。滾子12例如是針狀滾子。按照使多個滾子12與設(shè)在環(huán)狀的保持器13的圓周方向上多處的各凹處13a內(nèi)不分離的方式組合，由滾子12和保持器13構(gòu)成帶有保持器的滾子14。上述兩套圈11A、11B中的一個套圈11A作為內(nèi)圈，另一個套圈11B作為外圈。作為內(nèi)圈的套圈11A在其內(nèi)周圓上具有擋邊部15，作為外圈的套圈11B在其外周邊上具有擋邊部16。在這些擋邊部15和16的圓周方向的多處分別設(shè)有與保持器13可卡合的系緊突部17、18，兩套圈11A、11B和帶有保持器的滾子14的三者互相不分離。另外，兩側(cè)的套圈11A、11B也可以沒有擋邊部15、16。
在上述構(gòu)成中，至少對兩側(cè)的套圈11A、11B中的滾動面11Aa、11Ba實施高頻淬火和回火。優(yōu)選對形成系緊突部17、18的部分不進(jìn)行淬火而以原始材料的狀態(tài)保留。作為套圈11A、11B的材質(zhì)和高頻淬火、回火的熱處理規(guī)格，例如可以使用與第1實施方式所示的內(nèi)容相同的規(guī)格。
用于這樣的推力滾子軸承的場合也與第1實施方式所示的沖壓型滾子軸承同樣，通過采用高頻淬火和回火，在多品種少批量生產(chǎn)的場合，可以縮短用于硬化處理的處理時間、無需復(fù)雜設(shè)備、容易謀求質(zhì)量提高而且無需庫存很多半成品。
另外，本發(fā)明用于推力滾子軸承的場合，也可以只使相對的兩側(cè)套圈11A、11B中的任一個套圈11A、11B實施高頻淬火、回火。另外，推力滾子軸承只具有一個套圈時，也可以對該套圈實施高頻淬火、回火。
權(quán)利要求
1.一種帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，在具有鋼板制的套圈和滾子的軸承中，至少對上述套圈的滾動面實施高頻淬火和回火。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，具有作為套圈的沖壓型外圈，對該外圈的滾動面和一方的擋邊部的內(nèi)面實施高頻淬火和回火。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，使上述外圈的滾動面的硬度在HV653或以上，使上述外圈的擋邊部的內(nèi)面的硬度在HV300或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，是具有在軸方向相對的一對套圈或者單側(cè)套圈的推力滾子軸承型的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，至少對任一個套圈中的滾動面實施高頻淬火和回火。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，套圈的滾動面上的高頻淬火的有效硬化層深度不到達(dá)相對于上述套圈的滾動面的背面的深度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有鋼板制套圈的滾子軸承，其特征在于，上述套圈的材質(zhì)是含有碳0.4％或以上的鋼板。
全文摘要
本發(fā)明提供在多品種少批量生產(chǎn)的場合可以縮短用于硬化處理的處理時間、無需復(fù)雜設(shè)備、容易謀求質(zhì)量提高而且可解決無需很多半成品庫存的帶有鋼板制套圈的滾子軸承。特別是可以謀求進(jìn)行擋邊部卷邊時的工序的削減。在具備鋼板制的外圈1和滾子2的軸承中，至少對外圈1的滾動面1a實施高頻淬火和回火。外圈1是沖壓型的外圈。除滾動面1a外，對一方的擋邊部6的內(nèi)面也實施高頻淬火和回火。另一方的擋邊部7保留為其后用于卷邊的原始材料的狀態(tài)。
文檔編號C21D9/40GK1826479SQ20048002074
公開日2006年8月30日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月25日
發(fā)明者前田喜久男, 平岡恒哲, 渡邊靖之 申請人:Ntn株式會社