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JP2008264871A - Method for manufacturing member with flange - Google Patents

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JP2008264871A
JP2008264871A JP2008081521A JP2008081521A JP2008264871A JP 2008264871 A JP2008264871 A JP 2008264871A JP 2008081521 A JP2008081521 A JP 2008081521A JP 2008081521 A JP2008081521 A JP 2008081521A JP 2008264871 A JP2008264871 A JP 2008264871A
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JP
Japan
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stage
flange
die
forging
forging die
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JP2008081521A
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Inventor
Hisatsune Saito
久常 斎藤
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forging die apparatus which can inexpensively manufacture a hub ring of a throwing knife-shaped flange type or of a round flange type and can inhibit the occurrence of a material crack. <P>SOLUTION: A part with a flange having a shaft part 31 and a flange 32 extending in an outer diametrical direction from the shaft part 31 are manufactured with the use of the forging die apparatus equipped with an upper die unit 61 and a lower die unit 60 and by the following method. A semi-finished formed product 36 having no flange is first formed by applying a closed forging to a blank by means of one die set having a plurality of stages next. Then a formed product 38 with the flange having the flange part 32 is formed by applying the closed forging to the semi-finished formed product 37. Further, a hole is formed on the shaft center of the formed product 38 with the flange. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、軸部と、軸部の外径方向に延びるフランジ部とを有する、車輪軸受装置のフランジ付部材の製造方法および鍛造用金型に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a flanged member of a wheel bearing device and a forging die, which include a shaft portion and a flange portion extending in the outer diameter direction of the shaft portion.

駆動車輪用の車輪用軸受装置は、ハブ輪と、転がり軸受と、等速自在継手とを一体化して構成される。   A wheel bearing device for a drive wheel is configured by integrating a hub wheel, a rolling bearing, and a constant velocity universal joint.

図12に示すように、3世代のハブ輪10は、中空の軸部1と、この軸部1の軸端で外径方向に突出する車輪取り付け用のフランジ部2と、フランジ部2の根元部で反軸部1側に突出する円筒状のパイロット3とを備えている。フランジ部2は、軸部1のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図12の左端部)に設けられる。各フランジ部2にはスタッドボルト4が装着されている。   As shown in FIG. 12, the third generation hub wheel 10 includes a hollow shaft portion 1, a wheel mounting flange portion 2 protruding in the outer diameter direction at the shaft end of the shaft portion 1, and the root of the flange portion 2. And a cylindrical pilot 3 protruding toward the opposite shaft portion 1 side. The flange portion 2 is provided at the end portion on the outboard side of the shaft portion 1 (the end portion on the outer side in the vehicle width direction in the assembled state in the vehicle: the left end portion in FIG. 12). A stud bolt 4 is attached to each flange portion 2.

ハブ輪10のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図12の右端部)には小径段部6が形成されており、この小径段部6には内輪7が嵌め込まれている。内輪7の外周面には内側軌道面9が形成され、また、ハブ輪10の軸方向の中間部外周面には内側軌道面8が形成されている。ハブ輪10のインボード側の先端が径方向外方に加締めて広げられることにより加締部11が形成され、内輪7がハブ輪10に加締め固定されている。   A small-diameter step portion 6 is formed at an end portion on the inboard side of the hub wheel 10 (an end portion on the inner side in the vehicle width direction in the assembled state in the automobile: the right end portion in FIG. 12). 7 is fitted. An inner raceway surface 9 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 7, and an inner raceway surface 8 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion in the axial direction of the hub wheel 10. The tip of the hub wheel 10 on the inboard side is swaged outwardly in the radial direction to form a swaged portion 11, and the inner ring 7 is swaged and fixed to the hub wheel 10.

転がり軸受の一部を構成する外方部材(外輪)12は、その内周に2列の外側軌道面13、14が設けられる中空の筒状本体部15と、その筒状本体部15の外周に車体に取付けるためのフランジ部(車体取り付けフランジ部)16とを備える。そして、外方部材12の第1外側軌道面13とハブ輪10の第1内側軌道面8とが対向し、外方部材12の第2外側軌道面14と、内輪7の軌道面9とが対向し、これらの間に転動体17が介装される。また、転動体17は、ハブ輪10の軸部1の外径面と外方部材12の内径面との間に配設される保持器18にて支持されている。   An outer member (outer ring) 12 constituting a part of the rolling bearing includes a hollow cylindrical main body 15 provided with two rows of outer raceways 13 and 14 on an inner periphery thereof, and an outer periphery of the cylindrical main body 15. And a flange portion (vehicle body attachment flange portion) 16 for attachment to the vehicle body. The first outer raceway surface 13 of the outer member 12 and the first inner raceway surface 8 of the hub wheel 10 face each other, and the second outer raceway surface 14 of the outer member 12 and the raceway surface 9 of the inner ring 7 are in contact with each other. Opposing and the rolling element 17 is interposed between these. The rolling element 17 is supported by a cage 18 disposed between the outer diameter surface of the shaft portion 1 of the hub wheel 10 and the inner diameter surface of the outer member 12.

ハブ輪10や外輪12の形状としては、円周方向の複数箇所で外径方向にフランジ部2,16を突出させた手裏剣型フランジタイプ(複数フランジタイプ)と、フランジ部2が円周方向で連続した円盤状の丸フランジタイプ(丸以外の異形である場合もある)とに大別される。ハブ輪及び外輪の鍛造技術は、熱間領域での密閉鍛造かバリ出し鍛造が主流である。特に手裏剣型フランジタイプでは、ハブ輪及び外輪のフランジが据込み加工時に材料が放射状に広がる性質を持つため、密閉鍛造で手裏剣型のフランジを加工すると充足不良が発生するおそれがある。従って、バリ出し鍛造でフランジを成形し、トリミングでバリと製品を切り離す方法を採用する場合が多い。一方、丸フランジタイプでは、閉塞鍛造では成形できないため、熱間領域の密閉鍛造で成形する場合が多い。   As for the shape of the hub wheel 10 and the outer ring 12, a shuriken type flange type (multiple flange type) in which the flange portions 2 and 16 protrude in the outer radial direction at a plurality of locations in the circumferential direction, and the flange portion 2 in the circumferential direction. It is roughly classified into a continuous disk-shaped round flange type (which may be a non-round shape). As for the forging technology of the hub wheel and the outer ring, the closed forging or deburring forging in the hot region is the mainstream. In particular, in the shuriken flange type, the flanges of the hub ring and the outer ring have a property that the material spreads radially at the time of upsetting. Therefore, if the shuriken flange is processed by hermetic forging, there is a possibility that poor satisfaction occurs. Therefore, a method of forming a flange by deburring and forging and separating a burr and a product by trimming is often employed. On the other hand, since the round flange type cannot be formed by closed forging, it is often formed by closed forging in the hot region.

この他、従来では、3世代の車輪用軸受装置のハブ輪10及び外輪12を全て冷間で閉塞鍛造するものが知られている(特許文献1及び特許文献2)。   In addition, conventionally, there is known one in which the hub wheel 10 and the outer ring 12 of the third generation wheel bearing device are all cold closed and forged (Patent Document 1 and Patent Document 2).

このうち、例えば特許文献2に開示された方法では、まず、図13(a)に示す中空円筒状の軸部素材20に対して、前方押し出し成形を施すことにより、図13(b)の軸部20aが成形される。次いで、軸部20aの頭部を据え込みし、図13(c)に示すような軸部材20bが成形される。さらに、この軸部材20bに、頭部後方押し出し成形を施すことで、図13(d)に示すように、軸部1、及び位置決め用筒部(ブレーキパイロット)3の内周形状となる段付きの窪み部19aを備えた頭部19が成形される。次いで、この成形品20cに対して図示省略の成形型を用いて側方押し出し成形を施すことにより、図13(e)と図12に示すように、車輪取り付け用フランジ2とブレーキパイロット(位置決め用筒部)3を一体にしたハブ輪10が成形される。   Among these, for example, in the method disclosed in Patent Document 2, first, the shaft shown in FIG. 13B is formed by subjecting the hollow cylindrical shaft material 20 shown in FIG. Part 20a is formed. Next, the head portion of the shaft portion 20a is placed, and a shaft member 20b as shown in FIG. 13C is formed. Further, the shaft member 20b is stepped to form the inner peripheral shape of the shaft portion 1 and the positioning cylinder portion (brake pilot) 3 as shown in FIG. A head portion 19 having a hollow portion 19a is formed. Next, the molded product 20c is subjected to side extrusion using a molding die (not shown), so that the wheel mounting flange 2 and the brake pilot (for positioning) are positioned as shown in FIG. 13 (e) and FIG. A hub wheel 10 in which the tube portion 3 is integrated is formed.

特許文献1及び特許文献2に記載された何れの製造方法でも、製品形状に応じて中実材あるいは中空の素材を選択し、全ての工程を冷間加工で成形することになる。このため、加工歪が蓄積されて加工硬化による強度向上を図ることができるとともに、ニアネットシェイプ化によりコスト削減を図ることができる。
特開2006−111070号 特開2006−142983号
In any of the manufacturing methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a solid material or a hollow material is selected according to the product shape, and all processes are formed by cold working. For this reason, work strain can be accumulated and strength can be improved by work hardening, and cost reduction can be achieved by forming a near net shape.
JP 2006-1111070 A JP 2006-142983 A

従来のように、手裏剣型フランジタイプを熱間バリ出し鍛造で成形する場合、丸フランジタイプを熱間密閉鍛造で成形するためのプレス設備に加え、別のトリミング用プレス設備を使用する必要があるため、設備費が嵩んでコスト高となる。また、特に熱間バリ出し鍛造では、多様なフランジ形状を作り出せる反面、トリミングでフランジを形成するために切り離したバリは廃棄せざるを得ず、歩留りが悪くなる。さらに、熱間バリ出し鍛造や熱間密閉鍛造を行うプレス設備および金型装置は閉塞機構を具備しておらず、閉塞鍛造を行う場合には別のプレス設備が必要となり、コスト高となる。   When forming a shuriken type flange type by hot deburring forging as in the past, it is necessary to use another trimming press facility in addition to the press facility for forming the round flange type by hot sealed forging. Therefore, the equipment cost increases and the cost becomes high. In particular, in hot deburring and forging, various flange shapes can be created, but on the other hand, burrs cut off to form a flange by trimming must be discarded, resulting in poor yield. Furthermore, the press equipment and die apparatus for performing hot deburring forging and hot hermetic forging do not have a closing mechanism, and when performing closed forging, another press equipment is required, resulting in an increase in cost.

一方、特許文献1および2に開示された方法では、全ての工程を冷間加工で成形しているので、加工ひずみの蓄積が大きくなる。そのため、フランジ部を成形する工程において、図10と図11に示すように、車輪取付用フランジ部2の付け根部に材料割れBが発生するおそれがある。この場合、材料割れ防止処置として、閉塞鍛造前に球状化焼鈍等の熱処理及びボンデ等の潤滑処理が必要になるため、一つのダイセットで連続加工することが困難となり、かつ熱処理や潤滑処理を要する分だけコストが高騰する。また、外輪の成形に際しては、素材として中空材を使用する必要があり、多種多様の外輪形状に対応するためには、形状の異なる多数の中空材について在庫を持つ必要があり、コスト面で不利となる。さらに、ハブ輪が中実状の従動輪用である場合(例えば特許文献1の図4)と、図13に示す中空の駆動輪用である場合(例えば特許文献2の図4)とで、使用する素材形状が中実状と中空状で異なるため、素材を共用化することができない。加えて、特許文献2では、フランジ部の成形を冷間のバリ出し鍛造で行っているため、歩留りが悪くなる。   On the other hand, in the methods disclosed in Patent Documents 1 and 2, since all the steps are formed by cold working, accumulation of working strain increases. Therefore, in the step of forming the flange portion, as shown in FIGS. 10 and 11, there is a possibility that a material crack B may occur at the base portion of the wheel mounting flange portion 2. In this case, heat treatment such as spheroidizing annealing and lubrication treatment such as a bond are necessary before material forging as material cracking prevention treatment, making it difficult to perform continuous processing with one die set, and heat treatment and lubrication treatment. Costs increase as much as necessary. Further, when forming the outer ring, it is necessary to use a hollow material as a raw material, and in order to deal with a wide variety of outer ring shapes, it is necessary to have stock of a large number of hollow materials having different shapes, which is disadvantageous in terms of cost. It becomes. Furthermore, when the hub wheel is for a solid driven wheel (for example, FIG. 4 of Patent Document 1) and for the hollow drive wheel shown in FIG. 13 (for example, FIG. 4 of Patent Document 2), it is used. Since the shape of the material to be used differs between a solid shape and a hollow shape, the material cannot be shared. In addition, in Patent Document 2, since the flange portion is formed by cold deburring and forging, the yield deteriorates.

本発明は、歩留りの向上、素材の共通化等の対策により車輪軸受装置のフランジ付き部材の低コスト化を図ることを目的とする。併せて、連続加工が可能であること、ダイセット交換にて閉塞鍛造と従来型の密閉鍛造またはバリ出し鍛造との双方に対応できること、材料割れの発生を防止できることをも目的とするものである。   It is an object of the present invention to reduce the cost of a flanged member of a wheel bearing device by taking measures such as improving yield and sharing a material. In addition, it is also intended to be capable of continuous processing, to support both closed forging and conventional closed forging or deburring forging by die set exchange, and to prevent the occurrence of material cracking. .

以上の目的を達成するため、本発明は、素材から、軸部と、軸部の外径方向へ延び、車輪または車体に取り付けるためのフランジとを有する、車輪軸受装置のフランジ付き部材を製造するための方法であって、複数ステージを有する一つのダイセットで、素材に密閉鍛造を施してフランジ部のない中間成形品を成形する前成形工程と、前記中間成形品に閉塞鍛造を施してフランジ部(手裏剣型のフランジ部)を有するフランジ付き成形品を成形するフランジ成形工程と、前記フランジ付き成形品の軸芯部に孔を成形する穴開け工程とを有するものである。   In order to achieve the above object, the present invention manufactures a flanged member of a wheel bearing device having a shaft portion and a flange that extends in the outer diameter direction of the shaft portion and is attached to a wheel or a vehicle body. A pre-forming step for forming an intermediate molded product without a flange portion by subjecting the material to a closed forging with a single die set having a plurality of stages, and a flange for performing closed forging on the intermediate molded product A flange forming step of forming a flanged molded product having a portion (shuriken-shaped flange portion) and a hole forming step of forming a hole in the shaft core portion of the flanged molded product.

ここでの「前成形工程」は、ダイセット内でフランジ成形工程前に行なわれる工程の総称である。「前成形工程」を1回の鍛造で完了することが難しければ、複数回(例えば2回)に分けて行うこともできる。例えば、図1および図5に示す実施形態は、2回に分けた例で、図1に示す実施形体においては軸出し工程と据込み工程が前成形工程に相当し、図5に示す実施形態では、据込み工程と組合せ押出し工程が前成形工程に相当する。   The “pre-forming step” here is a general term for steps performed in the die set before the flange forming step. If it is difficult to complete the “pre-forming step” by one forging, it can be performed in a plurality of times (for example, twice). For example, the embodiment shown in FIGS. 1 and 5 is an example divided into two times. In the embodiment shown in FIG. 1, the centering process and the upsetting process correspond to the pre-molding process, and the embodiment shown in FIG. Then, the upsetting process and the combined extrusion process correspond to the pre-molding process.

以上の方法において、各ステージにそれぞれ素材や成形品(中間成形品、フランジ付き成形品)を投入することにより、車輪軸受装置のフランジ付き部品、例えばハブ輪(車輪用軸受装置において、等速自在継手の外側継手部材の軸部が嵌入する部品)を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。また、フランジ部の成形に閉塞鍛造を採用しているので、従来のようにバリ出し鍛造でフランジ部を成形する場合に比べ、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。さらに、全ての工程を冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。   In the above method, by introducing raw materials and molded products (intermediate molded products, molded products with flanges) to each stage, flanged parts of wheel bearing devices, for example, hub wheels (constant speed in wheel bearing devices) The part into which the shaft portion of the outer joint member of the joint is fitted can be continuously formed, and the productivity can be improved. Further, since closed forging is employed for forming the flange portion, the generation of burrs can be suppressed and the yield can be improved as compared with the conventional case where the flange portion is formed by deburring forging. Furthermore, since the heat treatment such as spheroidizing annealing and the lubrication treatment such as the bond treatment, which are necessary when performing all the steps by cold closed forging, are not required, the cost can be reduced.

この場合、前成形工程、フランジ成形工程、および穴開け工程を温間領域〜熱間領域で行うのが望ましい。これにより、手裏剣型のフランジ付き部品でも精度の良い成形が可能となる。特にA1変態点以下の温間領域で加工した場合には、成形品に加工歪みによる加工硬化を僅かではあるが生じさせることができ、強度アップを図ることができる。   In this case, it is desirable to perform the pre-molding process, the flange molding process, and the drilling process in the warm region to the hot region. Thereby, even a shuriken type flanged part can be molded with high accuracy. In particular, when processing is performed in a warm region below the A1 transformation point, the molded product can be slightly hardened due to processing distortion, and the strength can be increased.

また、本発明の鍛造用金型装置は、第1ステージから第4ステージまでを備え、軸部材とこの軸部材から外径方向へ延びるフランジとを有するフランジ構造体を成形する鍛造用金型装置であって、第1ステージから第4ステージまでは協働しており、各ステージでの成形が同時に行われる。第1ステージから第2ステージにかけて素材に前加工を行い、第3ステージではフランジを成形する成形加工を行い、第4ステージでは第3ステージにて成形された成形品に軸心穴を形成する加工を行う。以上の第1ステージから第4ステージを構成するダイセットは、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を構成するタイプと、第3ステージにおいて密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型を構成するタイプとを備え、これらを選択的に用いる。タイプの異なるダイセットは、例えば、段取り機で準備する。この準備したダイセットをユニット交換することで、タイプの異なるダイセットへの切り替えを行うことができる。   A forging die apparatus according to the present invention includes a first stage to a fourth stage, and forms a flange structure having a shaft member and a flange extending from the shaft member in an outer diameter direction. However, the first stage to the fourth stage cooperate, and molding at each stage is performed simultaneously. Pre-processing the material from the first stage to the second stage, forming the flange in the third stage, and forming the center hole in the molded product formed in the third stage in the fourth stage I do. The die set constituting the first stage to the fourth stage described above includes a type constituting a closed forging die in the third stage and a type constituting a closed forging die or a deburring forging die in the third stage, and these Is selectively used. Different types of die sets are prepared by a setup machine, for example. By changing the unit of the prepared die set, it is possible to switch to a different type of die set.

本発明の鍛造用金型装置によれば、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を有する閉塞鍛造タイプのダイセットを用いれば、周方向に沿って所定ピッチでフランジ部が複数個配設された手裏剣型フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。また、第3ステージにおいて、密閉鍛造型を有する密閉鍛造タイプのダイセットを用いれば、円盤状のフランジ部を有する丸フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。閉塞鍛造で加工できない複雑な形状のものや、密閉鍛造ではプレスの加圧能力が不足している場合には、第3ステージにおいてバリ出し鍛造型を有するダイセットを使用することで成形することが可能となる。   According to the forging die device of the present invention, if a closed forging type die set having a closed forging die is used in the third stage, a shuriken type in which a plurality of flange portions are arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction. A flange-type hub ring or the like can be formed. In addition, if a closed forging die set having a closed forging die is used in the third stage, a round flange type hub wheel having a disk-like flange portion or the like can be formed. If you have a complicated shape that can not be processed by closed forging or if the press forging capacity is insufficient in closed forging, you can form by using a die set with a deburring forging die in the third stage It becomes possible.

ダイセットの第3ステージが閉塞鍛造型で構成されるタイプでは、全ステージで温間から熱間領域で連続加工することができる。また、ダイセットの第3ステージが密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型で構成されるタイプでは、全ステージで熱間領域で連続加工することができる。これにより、フランジ部の成形性を向上させることができる。   In the type in which the third stage of the die set is constituted by a closed forging die, continuous processing can be performed from the warm to the hot region at all stages. Further, in the type in which the third stage of the die set is constituted by a closed forging die or a deburring forging die, continuous processing can be performed in the hot region at all stages. Thereby, the moldability of a flange part can be improved.

また、閉塞鍛造型の閉塞機構を油圧装置で駆動するとともに、この油圧装置をダイセット及びプレス装置の外に配置し、油圧装置をダイセットの油圧供給口に対して着脱可能に構成する。   Further, the closing mechanism of the closed forging die is driven by a hydraulic device, and this hydraulic device is disposed outside the die set and the press device, and the hydraulic device is configured to be detachable from the hydraulic supply port of the die set.

以上のように、本発明方法によれば、車輪軸受装置のフランジ付き部品を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。また、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。さらに、冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。   As described above, according to the method of the present invention, the flanged parts of the wheel bearing device can be continuously formed, and the productivity can be improved. In addition, the yield can be improved by suppressing the generation of burrs. Furthermore, since heat treatment such as spheroidizing annealing and lubrication treatment such as bond treatment, which are necessary when performing cold closed forging, are not required, cost reduction can be achieved.

また、本発明の鍛造用金型装置では、閉塞鍛造タイプのダイセットを用いれば、手裏剣型フランジタイプのハブ輪等を連続成形することができ、また、密閉鍛造タイプのダイセットを用いれば、丸フランジタイプのハブ輪等を連続成形することができる。このため、生産性に優れ、低コストにて、両タイプのハブ輪等を確実に成形することができる。   Further, in the forging die device of the present invention, if a closed forging type die set is used, a shuriken flange type hub ring or the like can be continuously formed, and if a closed forging type die set is used, A round flange type hub ring or the like can be continuously formed. For this reason, both types of hub wheels and the like can be reliably molded at low cost with excellent productivity.

閉塞鍛造型の閉塞機構を油圧装置で駆動すれば、閉塞鍛造型の開閉動作が安定して、高精度の製品を成形することができる。しかも、油圧装置をダイセット及びプレス装置の外へ設置し、必要に応じて油圧装置が使用できるよう油圧供給口をダイセットに設けて、この油圧供給口に油圧装置を着脱可能とすれば、異なる方式の鍛造型を有するダイセットの交換を容易に行うことができる。   If the closing mechanism of the closed forging die is driven by a hydraulic device, the opening and closing operation of the closed forging die is stabilized and a highly accurate product can be formed. In addition, if the hydraulic device is installed outside the die set and the press device, a hydraulic supply port is provided in the die set so that the hydraulic device can be used as necessary, and the hydraulic device can be attached to and detached from this hydraulic supply port. Die sets having different types of forging dies can be easily exchanged.

以下本発明の実施の形態を図1〜図9に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

本発明では、車輪軸受装置のフランジ付き部材として、例えば図2(e)、図3に示す3世代のハブ輪39が鍛造成形される。このハブ輪39は、外周に軸受軌道面34が形成される軸部31と、この軸部31の大径部31aの外径面から外径方向へ突出される車輪取り付け用フランジ32と、車輪取り付け用フランジ32の根元部に反軸部側に突設されるブレーキパイロット33とを備えた駆動側である。このハブ輪39は、車輪取り付け用フランジ32が図3に示すように周方向に沿って90°ピッチに4個が配設された手裏剣型フランジタイプである。ハブ輪39の軌道面34には、高周波焼入れ等により硬化層が形成される。高周波焼入れを行う場合、軌道面34の表面に必要な硬さと深さの硬化層を安定して形成することができ、高品質の製品を提供することができる。   In the present invention, for example, a three-generation hub wheel 39 shown in FIGS. 2 (e) and 3 is forged as a flanged member of the wheel bearing device. The hub wheel 39 includes a shaft portion 31 having a bearing raceway surface 34 formed on the outer periphery, a wheel mounting flange 32 projecting from the outer diameter surface of the large-diameter portion 31a of the shaft portion 31, and a wheel. This is a drive side provided with a brake pilot 33 protruding from the base portion of the mounting flange 32 on the opposite shaft side. The hub wheel 39 is a shuriken-type flange type in which four wheel mounting flanges 32 are disposed at a 90 ° pitch along the circumferential direction as shown in FIG. A hardened layer is formed on the raceway surface 34 of the hub wheel 39 by induction hardening or the like. When induction hardening is performed, a hardened layer having a necessary hardness and depth can be stably formed on the surface of the raceway surface 34, and a high-quality product can be provided.

このハブ輪の鍛造は、第1工程〜第4工程を順次経ることで行われる。第1工程は、前方押し出しにより、図2(a)に示す中実丸棒状の素材35(ビレット)の軸出しを行う(軸出し工程)。素材35は、例えばJISに規定されたS53C等の中炭素鋼で形成される。第2工程は、軸出し工程で得た中間成形品35a(同図(b)参照)の据込みを行う(据込み工程)。本実施形態では、この据込み工程で中間成形品35aの頭部根元に軸受軌道面34を成形する。第3工程は、据込み工程で得た軸状の中間成形品36に側方押し出しを行ってフランジ32を成形し、同時にブレーキパイロット33、および下穴37aを成形する(フランジ成形工程)。第4工程は、フランジ成形工程で得たフランジ付きの成形品38(同図(d)参照)の下穴37aを軸端まで貫通させて軸心穴37を成形する(穴開け工程)。軸出し工程と据込み工程が、フランジ成形前に行なわれる「前成形工程」を構成する。   The forging of the hub wheel is performed by sequentially performing the first to fourth steps. In the first step, the solid round bar-shaped material 35 (billet) shown in FIG. 2A is axially extruded by the forward extrusion (axial alignment step). The material 35 is formed of medium carbon steel such as S53C defined in JIS, for example. In the second step, the intermediate molded product 35a (see FIG. 5B) obtained in the axising step is set up (upsetting step). In the present embodiment, the bearing raceway surface 34 is formed at the root of the head of the intermediate molded product 35a in this upsetting process. In the third step, the shaft-shaped intermediate molded product 36 obtained in the upsetting step is side-extruded to form the flange 32, and at the same time, the brake pilot 33 and the pilot hole 37a are formed (flange forming step). In the fourth step, the shaft center hole 37 is formed by penetrating the prepared hole 38a (see FIG. 4D) of the flanged product 38 obtained in the flange forming step to the shaft end (hole forming step). The centering process and the upsetting process constitute a “pre-molding process” performed before flange molding.

以上に述べた各工程は、全てA1変態点以下の温度領域を使用する温間鍛造で行われる。温間鍛造温度としては、熱間鍛造に近い温度域(600〜700℃程度)を使用するものと、冷間鍛造に近い温度域(300℃〜500℃程度)を使用するものとが知られているが、本発明では、何れの温度域を使用してもよい。   Each process described above is performed by warm forging using a temperature region below the A1 transformation point. As the warm forging temperature, those using a temperature range close to hot forging (about 600 to 700 ° C.) and those using a temperature range close to cold forging (about 300 ° C. to 500 ° C.) are known. However, any temperature range may be used in the present invention.

図1に上記ハブ輪39を成形するための鍛造用金型装置を示す。この金型装置は、複数ステージを有するダイセットを使用したものである。複数ステージとして、軸出し工程を行う第1ステージ62と、据込み工程を行う第2ステージ63と、成形工程を行う第3ステージ64と、穴開け工程を行う第4ステージ65とが設けられている。このダイセットに各種金型を取り付けて図示しないプレス機に装着し、固定側の下型ユニット60と可動側の上型ユニット61とを衝合させることにより、各ステージ62〜65で上記の各工程が同時に行われる。なお、図1では、ダイセットを構成するガイドブッシュやガイドポストの図示を省略している。   FIG. 1 shows a forging die apparatus for forming the hub wheel 39. This mold apparatus uses a die set having a plurality of stages. As a plurality of stages, there are provided a first stage 62 that performs an axising process, a second stage 63 that performs an upsetting process, a third stage 64 that performs a molding process, and a fourth stage 65 that performs a drilling process. Yes. Various dies are attached to this die set and mounted on a press machine (not shown), and the lower mold unit 60 on the fixed side and the upper mold unit 61 on the movable side are brought into contact with each other, so that each of the above-described stages 62 to 65 The process is performed simultaneously. In FIG. 1, illustration of guide bushes and guide posts constituting the die set is omitted.

下型ユニット60には、上記各ステージに対応してダイ71a〜71dが設けられる。各ダイ71a〜71dは、各ステージに設けたプレッシャープレート68a〜68d、中間ブロック69a〜69d、およびガイドリング73a〜73dを介し、ロアプレート66およびダイプレート67に位置決め保持される。第4ステージを除く第1ステージ〜第3ステージでは、各ダイ71a〜71cの外周が保持リング72a〜72cによって保持されている。各中間ブロック69a〜69dには、エジェクタ70a〜70dが組み込まれており、このエジェクタ70a〜70dは、プレッシャープレート68a〜68dを貫通したノックアウトピン82a〜82dによって押し上げられる。   The lower mold unit 60 is provided with dies 71a to 71d corresponding to the above stages. The dies 71a to 71d are positioned and held on the lower plate 66 and the die plate 67 via pressure plates 68a to 68d, intermediate blocks 69a to 69d, and guide rings 73a to 73d provided on the respective stages. In the first to third stages excluding the fourth stage, the outer peripheries of the dies 71a to 71c are held by holding rings 72a to 72c. Ejectors 70a to 70d are incorporated in the respective intermediate blocks 69a to 69d, and the ejectors 70a to 70d are pushed up by knockout pins 82a to 82d penetrating the pressure plates 68a to 68d.

上型ユニット61には、上記各ステージに対応して上パンチ111a〜111dが設けられる。各上パンチ111a〜111dは、各ステージに設けたプレッシャープレート109a〜109d、および保持リング110a〜110dを介し、アッパープレート102およびパンチプレート103に位置決め保持されている。   The upper die unit 61 is provided with upper punches 111a to 111d corresponding to the above stages. The upper punches 111a to 111d are positioned and held on the upper plate 102 and the punch plate 103 via pressure plates 109a to 109d and holding rings 110a to 110d provided on the respective stages.

第3ステージ64には、ダイ75が配置される。このダイ75を降下させて下ダイ71cと衝合させ、下ダイ71cとの間に成形空間を形成した状態で、成形空間に上パンチ111cを押し込むことにより、閉塞鍛造による側方押し出しが行われ、フランジ付きの成形品38(図2(d)参照)が得られる。上パンチ111cには、成形品38に下穴37aを成形するためのピン121が設けられ、上パンチ111cの加圧による側方押し出しと同時にピン121によって成形品の軸心に図2(d)に示す下穴37aが成形される。上ダイ75の外周を保持する金型保持体86とパンチプレート103との間に、金型保持体86の上下動を案内するガイドロッド120が配置されている。   A die 75 is disposed on the third stage 64. The die 75 is lowered and brought into contact with the lower die 71c, and in a state where a molding space is formed between the lower die 71c, the upper punch 111c is pushed into the molding space, thereby performing side extrusion by closed forging. A molded product 38 with a flange (see FIG. 2D) is obtained. The upper punch 111c is provided with a pin 121 for forming the lower hole 37a in the molded product 38, and at the same time as the side punching by pressurization of the upper punch 111c, the pin 121 moves to the axis of the molded product as shown in FIG. A pilot hole 37a shown in FIG. A guide rod 120 that guides the vertical movement of the mold holding body 86 is disposed between the mold holding body 86 that holds the outer periphery of the upper die 75 and the punch plate 103.

アッパープレート102には、第3ステージ64の成形工程において、上型ユニット61が下死点に到達するまでの間、ダイ75に閉塞力を与える閉塞機構112が付設されている。閉塞機構112は、アッパープレート102に設けられた第1油室114と、第1油室114に収容されたピストン113と、上ダイ75を保持する金型保持体86とを含む。   The upper plate 102 is provided with a closing mechanism 112 that applies a closing force to the die 75 until the upper die unit 61 reaches the bottom dead center in the molding process of the third stage 64. The closing mechanism 112 includes a first oil chamber 114 provided in the upper plate 102, a piston 113 accommodated in the first oil chamber 114, and a mold holder 86 that holds the upper die 75.

アッパープレート102には、2系等の油圧供給口117、118を有するブロック片115が固定されている。ブロック片115の先端は、ピストン113に形成した穴部に摺動可能に嵌入される。この状態で、ブロック片115に形成した穴部とピストン113に形成した穴部とで第2油室116が形成される。一方の油圧供給口117は第1油室114に連通し、他方の油圧供給口118は第2油室116に連通している。第1油室114の開口部は蓋部材119で密閉されている。   The upper plate 102 is fixed with a block piece 115 having hydraulic supply ports 117 and 118 such as a second system. The tip of the block piece 115 is slidably fitted into a hole formed in the piston 113. In this state, the second oil chamber 116 is formed by the hole formed in the block piece 115 and the hole formed in the piston 113. One hydraulic pressure supply port 117 communicates with the first oil chamber 114, and the other hydraulic pressure supply port 118 communicates with the second oil chamber 116. The opening of the first oil chamber 114 is sealed with a lid member 119.

第4ステージ65の穴開け工程には、ピストン122と、ピストン122に駆動される押え型123とが配置される。ピストン122の基端は、アッパープレート102に形成された第3油室124に収容され、この第3油室124にアッパープレート102に形成された油圧供給口128が連通している。穴開け工程のパンチ111dの中心には、成形品に軸心穴37を成形する穴開けピン125が固定されている。また、押え型123とパンチプレート103との間に、押え型123の上下動を案内するガイドロッド126が配置されている。   In the hole making process of the fourth stage 65, a piston 122 and a presser mold 123 driven by the piston 122 are arranged. The base end of the piston 122 is accommodated in a third oil chamber 124 formed in the upper plate 102, and a hydraulic pressure supply port 128 formed in the upper plate 102 communicates with the third oil chamber 124. At the center of the punch 111d in the drilling process, a drill pin 125 for molding the axial hole 37 in the molded product is fixed. A guide rod 126 that guides the vertical movement of the presser mold 123 is disposed between the presser mold 123 and the punch plate 103.

穴開け工程の下型ユニット60において、エジェクタ70d、中間ブロック69d、およびプレッシャープレート68d等には、軸心穴37を成形した際に生じるポンチカス(打ち抜きカス)を外部へ排出する排出路127が形成されている。   In the lower die unit 60 in the drilling step, the ejector 70d, the intermediate block 69d, the pressure plate 68d, and the like are formed with a discharge path 127 that discharges a punched residue (punched residue) generated when the axial hole 37 is formed to the outside. Has been.

油圧供給口117,118,128には油圧装置130の配管139・140がそれぞれ接続されている。油圧装置130は、油圧ポンプ131と、第1切換弁132と、第2切換弁133と、リリーフ弁134とを備える。ポンプ131と第1切換弁132とは第1連結管135を介して連結され、第1切換弁132と第2切換弁133とは、逆止弁136が介設された第2連結管137を介して連結されている。第2連結管137にリリーフ弁134が接続管138を介して接続される。この場合、接続管138は、逆止弁136と第2切換弁132との間で接続される。   Pipes 139 and 140 of the hydraulic device 130 are connected to the hydraulic supply ports 117, 118, and 128, respectively. The hydraulic device 130 includes a hydraulic pump 131, a first switching valve 132, a second switching valve 133, and a relief valve 134. The pump 131 and the first switching valve 132 are connected via a first connecting pipe 135, and the first switching valve 132 and the second switching valve 133 are connected to a second connecting pipe 137 provided with a check valve 136. Are connected through. A relief valve 134 is connected to the second connecting pipe 137 via a connecting pipe 138. In this case, the connection pipe 138 is connected between the check valve 136 and the second switching valve 132.

第1油室114に連通する油圧供給口117と第2切換弁133の一方のポートBとが第3連結管139を介して連結され、第2油室116に連通する油圧供給口118と、第3油室124に連通する油圧供給口128とが第4連結管140を介して第2切換弁133の他方のポートAに連結されている。各油圧供給口117・118・128と各連結管139・140とは、任意に着脱可能な接続構造で接続する。   A hydraulic pressure supply port 117 communicating with the first oil chamber 114 and one port B of the second switching valve 133 are connected via a third connection pipe 139, and a hydraulic pressure supply port 118 communicating with the second oil chamber 116; A hydraulic pressure supply port 128 communicating with the third oil chamber 124 is connected to the other port A of the second switching valve 133 via the fourth connection pipe 140. The hydraulic pressure supply ports 117, 118, and 128 and the connecting pipes 139 and 140 are connected by a connection structure that can be arbitrarily attached and detached.

図1に示す金型装置では、第1ステージのダイ71aに投入された素材35aは、成形後に図示しないトランスファ装置によって移送され、第2ステージのダイ71bに投入される。以後、この成形品をトランスファ装置で第3ステージおよび第4ステージに順送りし、各ステージで所定の成形を施すことによりハブ輪が得られる。   In the mold apparatus shown in FIG. 1, the material 35a put into the first stage die 71a is transferred by a transfer device (not shown) after molding and put into the second stage die 71b. Thereafter, this molded product is sequentially fed to the third stage and the fourth stage by the transfer device, and a predetermined ring is formed at each stage, whereby a hub wheel is obtained.

第3ステージ64では、下ダイ71cに中間成形品36を挿入した後に、上ダイ75を閉じた状態で閉塞鍛造が行われる。上側ユニット61が下死点まで下降する間に、まず上下のダイ75・71cが衝合する。ダイ75・71cの衝合後は、上側ユニット61の下降に伴い、金型保持体86がピストン113を上方向へ押して第1油室114の油が油圧供給口117を介してリリーフ弁134に逃げる。この時、リリーフ弁134の設定圧力分だけ第1油室114が圧力を持ち、金型保持体86および上ダイ75に閉塞力が与えられる。なお、上下に衝合した上ダイ75と、上ダイ75に衝合する下ダイ71cとの間に成形空間が形成される。   In the third stage 64, after the intermediate molded product 36 is inserted into the lower die 71c, closed forging is performed with the upper die 75 closed. While the upper unit 61 descends to the bottom dead center, the upper and lower dies 75 and 71c first collide with each other. After the abutting of the dies 75 and 71c, as the upper unit 61 is lowered, the mold holding body 86 pushes the piston 113 upward, so that the oil in the first oil chamber 114 reaches the relief valve 134 via the hydraulic pressure supply port 117. escape. At this time, the first oil chamber 114 has a pressure corresponding to the set pressure of the relief valve 134, and a closing force is applied to the mold holding body 86 and the upper die 75. A molding space is formed between the upper die 75 that abuts with the upper die 75 and the lower die 71 c that abuts the upper die 75.

上側ユニット61が下死点に達することにより、第1ステージ62においてダイ71a、上パンチ111a、およびエジェクタ70aを用いた密閉鍛造で素材35aが成形され、第2ステージ63においてダイ71b、上パンチ111b、およびエジェクタ70bを用いた密閉鍛造で中間成形品36が成形される。また、第3ステージ64において上下のダイ75・71c、上パンチ111c、エジェクタ70c、およびピン121を用いた閉塞鍛造でフランジ付き成形品38を成形し、第4ステージ65においてフランジ付き成形品38に穴開けピン125による穴開け加工で軸心穴37を形成し、最終成形品39を得る。以上に述べた各ステージ62〜65での成形は上型ユニット61の下降により同時に行われる。   When the upper unit 61 reaches the bottom dead center, the material 35a is formed by the closed forging using the die 71a, the upper punch 111a, and the ejector 70a in the first stage 62, and the die 71b and the upper punch 111b in the second stage 63. The intermediate molded product 36 is formed by hermetic forging using the ejector 70b. Further, the flanged molded product 38 is formed by closed forging using the upper and lower dies 75 and 71c, the upper punch 111c, the ejector 70c, and the pin 121 in the third stage 64, and the flanged molded product 38 is formed in the fourth stage 65. An axial hole 37 is formed by drilling with the drill pin 125 to obtain a final molded product 39. Molding at the stages 62 to 65 described above is performed simultaneously with the lowering of the upper mold unit 61.

下死点を過ぎて上方ユニット61が上昇に転ずる際には、切換弁133を切換えて、油圧ポンプ131からの油を第4連結管140および油圧供給口118を介して第2油室116に供給する。これにより、上ダイ75へ成形品が食い付くことを防止するストリップ力が発生する。ガイドロッド120・126が金型保持体86および押え型123と係合し、金型保持体86および押え型123が上昇を始めるまで、ストリップ力を保持することができる。なお、ガイドロッド120・126は、ピン121および穴開けピン125が第3および第4ステージの成形品38・39から離れるまでストリップ力を保持するようにその長さが設定されている。   When the upper unit 61 starts to rise after passing through the bottom dead center, the switching valve 133 is switched, and the oil from the hydraulic pump 131 is transferred to the second oil chamber 116 via the fourth connecting pipe 140 and the hydraulic pressure supply port 118. Supply. As a result, a strip force that prevents the molded product from biting into the upper die 75 is generated. The guide rods 120 and 126 engage with the mold holder 86 and the presser mold 123, and the strip force can be held until the mold holder 86 and the presser mold 123 start to rise. The lengths of the guide rods 120 and 126 are set so that the strip force is maintained until the pin 121 and the piercing pin 125 are separated from the molded products 38 and 39 of the third and fourth stages.

このため、上型ユニット61を上昇させる際に、第3ステージ64においては、パンチ111c及びピン121が上昇する一方で、成形品38が上ダイ75に拘束されてその位置に止まるため、パンチ111c及びピン121を成形品38から抜くことができる。このように、ブロック片115とピストン113との間に第2油室116を形成することにより、第3ステージ64の成形空間に成形品38を残した状態で上型ユニット61の上昇を可能とする成形品押え手段146が構成される。   Therefore, when the upper die unit 61 is raised, the punch 111c and the pin 121 are raised on the third stage 64, while the molded product 38 is restrained by the upper die 75 and stops at that position. And the pin 121 can be removed from the molded product 38. Thus, by forming the second oil chamber 116 between the block piece 115 and the piston 113, the upper die unit 61 can be raised while the molded product 38 remains in the molding space of the third stage 64. The molded product pressing means 146 is configured.

また、穴開け工程を行う第4ステージ65においては、上型ユニット61の上昇に伴って、穴開けピン125が上昇する一方で、製品39が押え型123に拘束されてその位置に止まるため、穴開けピン125を製品39から抜くことができる。このように、上型ユニット61に第3油室124を設けることにより、上型ユニット61の型開きに際して、最終製品39を下型ユニット60側に残した状態に押し込む押え手段148が構成される。   Moreover, in the 4th stage 65 which performs a punching process, since the punch pin 125 raises with the raise of the upper mold | type unit 61, since the product 39 is restrained by the press mold 123 and stops in that position, The punch pin 125 can be removed from the product 39. As described above, by providing the third oil chamber 124 in the upper mold unit 61, when the upper mold unit 61 is opened, the holding means 148 is configured to push the final product 39 into the state where the lower mold unit 60 is left. .

上型ユニット61の型開き後に、ノックアウトピン82a〜82dによってエジェクタ70a〜70dが押し上げられ、各ステージにおいて成形品が脱型される。   After the upper mold unit 61 is opened, the ejectors 70a to 70d are pushed up by the knockout pins 82a to 82d, and the molded product is demolded at each stage.

このように、図1に示す金型装置を使用すれば、筒状の軸部31と、この軸部31から外径方向へ延びるフランジ部32とを備えたハブ輪39(車輪用軸受装置において、等速自在継手の外側継手部材の軸部が嵌入するハブ輪)を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。この際、従来のようにバリ出し鍛造後にトリミングを行う場合に比べ、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。また、全ての工程を冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。また、各工程での鍛造が温間領域で行われるため、各成形品に加工歪みによる加工硬化を僅かではあるが生じさせることができ、成形品の強度アップを図ることができる。   As described above, when the mold apparatus shown in FIG. 1 is used, the hub wheel 39 (in the wheel bearing device) includes the cylindrical shaft portion 31 and the flange portion 32 extending from the shaft portion 31 in the outer diameter direction. The hub wheel into which the shaft portion of the outer joint member of the constant velocity universal joint is fitted can be continuously formed, and the productivity can be improved. At this time, the generation of burrs can be suppressed and the yield can be improved as compared with the conventional case where trimming is performed after burring and forging. Further, since heat treatment such as spheroidizing annealing and lubrication treatment such as bond treatment, which are necessary when all steps are performed by cold closed forging, are not required, cost can be reduced. In addition, since forging in each step is performed in a warm region, each molded product can be slightly hardened due to work distortion, and the strength of the molded product can be increased.

また、第3ステージ64の閉塞機構112が油圧装置130で構成されているので、閉塞機構112の上下動作を安定させることができ、高精度のフランジ付き成形品38を成形することができる。しかも、油圧装置130をダイセット及びプレス装置の外へ設置し、かつ連結管139・140をダイセットの油圧供給口117・118・128に対して着脱自在にしているので、後述のようにダイセットを交換する際にも容易に油圧装置130を再接続することができる。   Further, since the closing mechanism 112 of the third stage 64 is constituted by the hydraulic device 130, the vertical movement of the closing mechanism 112 can be stabilized, and the molded product 38 with a flange can be formed with high accuracy. In addition, the hydraulic device 130 is installed outside the die set and the press device, and the connecting pipes 139 and 140 are detachable from the hydraulic supply ports 117, 118, and 128 of the die set. The hydraulic device 130 can be easily reconnected when changing the set.

さらに、特許文献1あるいは2に記載された発明と異なり、素材として中空材を用いる必要は必ずしもないので、種々の製品の穴径及び肉厚に合わせた中空素材を揃える必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、在庫管理の簡素化を図ることができる。   Furthermore, unlike the invention described in Patent Document 1 or 2, it is not always necessary to use a hollow material as a material, so there is no need to prepare a hollow material that matches the hole diameter and wall thickness of various products, thus reducing costs. Inventory management can be simplified.

図1に示すダイセットは、手裏剣型フランジタイプのハブ輪39を成形するためのもので、第3ステージ64で閉塞鍛造を行う閉塞鍛造タイプであるが、このダイセットを、別に準備した密閉鍛造タイプのダイセットとユニット交換することで、第3ステージ64で密閉鍛造を行うこともできる。このユニット交換を短時間で行えるように各ダイセットは車輪を有する。   The die set shown in FIG. 1 is for forming a shuriken-type flange type hub wheel 39, and is a closed forging type in which closed forging is performed by the third stage 64. By exchanging the unit with a die set of the type, hermetic forging can be performed at the third stage 64. Each die set has wheels so that this unit exchange can be performed in a short time.

密閉鍛造タイプのダイセットでは、図4に示すように、第3ステージに、下型ユニット60に取り付けられたダイ150およびエジェクタ155と、上型ユニット61に取り付けられた上パンチ151・152・153とが設けられる。閉塞鍛造タイプのダイセットのような閉塞機構112および油圧装置130は具備しない。上型ユニット61の下降によって、成形素材36をダイ150と上パンチ151〜153とエジェクタ155とで形成される成形空間154内で塑性変形させ、密閉鍛造によりフランジ付き成形品38を成形する。この密閉鍛造は、A1変態点以上の亜熱間あるいは熱間領域で行う。   In the closed forging type die set, as shown in FIG. 4, the die 150 and the ejector 155 attached to the lower die unit 60 and the upper punches 151, 152, and 153 attached to the upper die unit 61 are arranged on the third stage. And are provided. A closing mechanism 112 and a hydraulic device 130 such as a closed forging die set are not provided. By lowering the upper mold unit 61, the molding material 36 is plastically deformed in the molding space 154 formed by the die 150, the upper punches 151 to 153, and the ejector 155, and the flanged molded product 38 is molded by hermetic forging. This hermetic forging is performed in the sub-hot or hot region above the A1 transformation point.

この密閉鍛造タイプのダイセットでは、上記の第3ステージ64を除き、第1ステージ62、第2ステージ63、および第4ステージ65の金型構造は、図1に示す閉塞鍛造タイプのダイセットと同様である。   In this closed forging type die set, except for the third stage 64 described above, the mold structure of the first stage 62, the second stage 63, and the fourth stage 65 is the same as that of the closed forging type die set shown in FIG. It is the same.

この他、第3ステージ64の成形工程でバリ出し鍛造を行うダイセット(バリ出し鍛造タイプのダイセット:図示省略)を使用することもできる。このバリ出し鍛造を採用する場合、全ステージ62〜65が亜熱間あるいは熱間領域で行われ、バリ出し鍛造後の成形品38のフランジ部32には外径方向の横バリが形成される。このバリ出し鍛造タイプのダイセットでは、第3ステージ64に、バリ出し鍛造用の金型(図1に示す閉塞機構112は具備しない)が設置され、かつ第4ステージ65の穴開け工程にトリミング工程(あるいは冷間トリミング)が加えられる。これ以外の第1ステージ62および第2ステージ63の金型構造は、図1に示す閉塞鍛造タイプのダイセットと共通する。   In addition, a die set for performing deburring and forging in the molding process of the third stage 64 (deburring and forging type die set: not shown) may be used. When this deburring forging is adopted, all the stages 62 to 65 are performed in the sub-hot or hot region, and a lateral burr in the outer diameter direction is formed in the flange portion 32 of the molded product 38 after deburring and forging. . In this deburring and forging die set, the third stage 64 is provided with a deburring and forging die (not provided with the closing mechanism 112 shown in FIG. 1), and trimming is performed in the drilling process of the fourth stage 65. A process (or cold trimming) is added. The other mold structures of the first stage 62 and the second stage 63 are common to the closed forging type die set shown in FIG.

以上に述べた各種ダイセットのうち、閉塞鍛造タイプのダイセットを使用すれば、手裏剣型フランジタイプのハブ輪39を成形することができ、密閉鍛造タイプまたはバリ出し鍛造タイプのダイセットを使用すれば、丸フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。このように各種ダイセットを交換することにより、手裏剣型フランジタイプのハブ輪と丸フランジタイプのハブ輪を効率よく低コストに成形することが可能となる。   Of the various die sets described above, if a closed forging type die set is used, the shuriken type flange type hub ring 39 can be formed, and a sealed forging type or a burr forging type die set can be used. For example, a round flange type hub ring or the like can be formed. By exchanging the various die sets in this way, it is possible to efficiently form a shuriken type flange type hub wheel and a round flange type hub wheel at low cost.

図5に鍛造用金型装置の他の実施形態を示す。この金型装置で用いられるダイセットは、フランジ付き部材として、車輪軸受装置の外方部材(外輪:図12の符号12)を製造するためのものである。外輪52は、図6(e)及び図9に示すように、中空円筒状をなす軸部としての本体部40と、この本体部40から外径方向へ延びる手裏剣型フランジ部41とを備えたものであり、本体部40の内径面に軌道面42、43が成形される。   FIG. 5 shows another embodiment of the forging die apparatus. The die set used in this mold apparatus is for manufacturing an outer member (outer ring: reference numeral 12 in FIG. 12) of a wheel bearing device as a flanged member. As shown in FIGS. 6E and 9, the outer ring 52 includes a main body portion 40 as a shaft portion having a hollow cylindrical shape, and a shuriken-shaped flange portion 41 extending from the main body portion 40 in the outer diameter direction. The raceway surfaces 42 and 43 are formed on the inner diameter surface of the main body 40.

この外輪52の鍛造は、第1工程〜第4工程を順次経ることで行われる。第1工程では、図6(a)に示す中実丸棒状の素材45(ビレット)の据込みを行って、図6(b)に示すような円盤状の中間成形品45aが成形される(据込み工程)。第2工程では、この中間成形品45aに前方押出しおよび後方押出しを行って、図6(c)と図7に示すように両面に凹窪部49、50が形成された中間成形品46が成形される(組合せ押出し工程)。第3工程は、中間成形品46に対して押し込み方向と直交する側方押し出し成形を施すことにより、図6(d)と図8に示すように、取り付け用フランジ部41を備えたフランジ付き成形品47を成形する(フランジ成形工程)。第4工程は、このフランジ付き成形品47に穴開けを行って仕切部48を除去し、図6(e)と図9に示す外方部材52を成形する(穴開け工程)。据込み工程と組合せ押出し工程とが、フランジ成形前に行なわれる「前成形工程」を構成する。   The forging of the outer ring 52 is performed by sequentially performing the first to fourth steps. In the first step, a solid round bar-shaped material 45 (billet) shown in FIG. 6A is placed, and a disk-shaped intermediate molded product 45a as shown in FIG. Upsetting process). In the second step, the intermediate molded product 45a is subjected to forward extrusion and backward extrusion to form an intermediate molded product 46 in which concave portions 49 and 50 are formed on both sides as shown in FIG. 6 (c) and FIG. (Combined extrusion process). In the third step, as shown in FIG. 6 (d) and FIG. 8, a flanged molding having a flange portion 41 for attachment is performed by performing side extrusion molding orthogonal to the pressing direction on the intermediate molded product 46. The product 47 is molded (flange molding process). In the fourth step, the flanged molded product 47 is perforated to remove the partition portion 48, and the outer member 52 shown in FIGS. 6 (e) and 9 is formed (perforating step). The upsetting process and the combined extrusion process constitute a “pre-molding process” performed before the flange molding.

この鍛造用金型装置に装備されたダイセットは、図1に示すダイセットと基本構成を共通にする下型ユニット60と上型ユニット61とで構成される。下型ユニット60と上型ユニット61とを衝合させることにより、第1ステージ62で据込み工程が行われ、第2ステージ63で組合せ押出し工程が行われ、第3ステージ64でフランジ成形工程が行われ、第4ステージ65で穴開け工程が行われる。   The die set equipped in this forging die apparatus is composed of a lower die unit 60 and an upper die unit 61 having the same basic configuration as the die set shown in FIG. By bringing the lower mold unit 60 and the upper mold unit 61 into contact with each other, an upsetting process is performed in the first stage 62, a combined extrusion process is performed in the second stage 63, and a flange forming process is performed in the third stage 64. And a hole making process is performed in the fourth stage 65.

下型ユニット60は、図1に示すダイセットと同様に、ロアプレート66、ダイプレート67、プレッシャープレート68a〜68d、中間ブロック69a〜69d、エジェクタ70a〜70d、ダイ71a〜71d、保持リング72a〜72c、ガイドリング73a〜73d、およびノックアウトピン82a〜82dを有する。   The lower mold unit 60 includes a lower plate 66, a die plate 67, pressure plates 68a to 68d, intermediate blocks 69a to 69d, ejectors 70a to 70d, dies 71a to 71d, holding rings 72a to 72d, as in the die set shown in FIG. 72c, guide rings 73a to 73d, and knockout pins 82a to 82d.

上型ユニット61も図1に示すダイセットと同様に、アッパープレート102、パンチプレート103、プレッシャープレート109a〜109d、保持リング110a〜110d、および上パンチ111a〜111dを有する。第3ステージ64には、上型ユニット61が下死点に到達するまでの間にダイ75に閉塞力を与える閉塞機構112が設けられる。ダイ75の外周を保持する金型保持体86とパンチプレート103との間に、金型保持体86の上下動を案内するガイドロッド120が配置されている。なお、第3ステージ64及び第4ステージには、図1に示すダイセットが有する穴開け用のピン121、125は設けられていない。上型ユニット61に付設される油圧装置130は、図1に示す油圧装置130と同様の構成であるので、同一の構成については同一符号を付してそれらの説明を省略する。   Similarly to the die set shown in FIG. 1, the upper die unit 61 includes an upper plate 102, a punch plate 103, pressure plates 109a to 109d, holding rings 110a to 110d, and upper punches 111a to 111d. The third stage 64 is provided with a closing mechanism 112 that applies a closing force to the die 75 until the upper mold unit 61 reaches the bottom dead center. A guide rod 120 that guides the vertical movement of the mold holding body 86 is disposed between the mold holding body 86 that holds the outer periphery of the die 75 and the punch plate 103. Note that the third stage 64 and the fourth stage are not provided with the drilling pins 121 and 125 included in the die set shown in FIG. Since the hydraulic device 130 attached to the upper mold unit 61 has the same configuration as the hydraulic device 130 shown in FIG. 1, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

次に図5に示す鍛造用金型装置を使用した鍛造方法を説明する。先ず、トランスファ装置で、各ダイ71a〜71dに素材45・45aおよび成形品47・52を供給する。その後、上型ユニット61を下降させて、第1ステージ62においてダイ71a、上パンチ111a、およびエジェクタ70aを用いた密閉鍛造で素材45aを成形し、第2ステージ63においてダイ71b、上パンチ111b、およびエジェクタ70bを用いた密閉鍛造で素材46を成形する。また、第3ステージ64において上下のダイ75・71c、上パンチ111c、およびエジェクタ70cを用いた閉塞鍛造で成形品48を成形し、第4ステージ65において上パンチ111dを用いて仕切部48を打ち抜いて除去する。打ち抜いた仕切部48は、排出路127を介して外部へ排出される。   Next, a forging method using the forging die apparatus shown in FIG. 5 will be described. First, the materials 45 and 45a and the molded products 47 and 52 are supplied to the dies 71a to 71d by the transfer device. Thereafter, the upper die unit 61 is lowered, and the material 45a is formed by hermetic forging using the die 71a, the upper punch 111a, and the ejector 70a in the first stage 62, and in the second stage 63, the die 71b, the upper punch 111b, And the raw material 46 is shape | molded by the sealing forging using the ejector 70b. In addition, the molded product 48 is formed by closed forging using the upper and lower dies 75 and 71c, the upper punch 111c, and the ejector 70c in the third stage 64, and the partition portion 48 is punched out using the upper punch 111d in the fourth stage 65. To remove. The punched partition 48 is discharged to the outside through the discharge path 127.

このように、図5に示す金型装置を用いて、車輪用軸受装置の外輪52を製造するこができる。この際、前記図1に示す金型装置を用いたハブ輪39の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。また、第3ステージで密閉鍛造やバリ出し鍛造を行なうダイセットをそれぞれ準備し、これらを必要に応じて、図5に示すダイセットと交換することも可能である。   Thus, the outer ring | wheel 52 of the wheel bearing apparatus can be manufactured using the metal mold | die apparatus shown in FIG. At this time, the same operational effects as those of the method of manufacturing the hub wheel 39 using the mold apparatus shown in FIG. 1 can be obtained. Moreover, it is also possible to prepare die sets that perform hermetic forging and deburring forging on the third stage, and replace them with the die set shown in FIG. 5 as necessary.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、複数個のフランジ部2が周方向に沿って配設されるものである場合、そのフランジ部数の増減は任意である。また、車輪用軸受装置の外方部材(外輪)であっても、そのフランジ部数の増減は任意である。   As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, a plurality of flange portions 2 are arranged along the circumferential direction. If it is, the number of flanges can be increased or decreased. Moreover, even if it is an outer member (outer ring) of the wheel bearing device, the increase / decrease in the number of flange portions is arbitrary.

本発明の実施形態を示す鍛造用金型装置の断面図である。It is sectional drawing of the die apparatus for forging which shows embodiment of this invention. 前記鍛造用金型装置の各成形工程における断面図である。It is sectional drawing in each shaping | molding process of the said die apparatus for forging. 前記フランジ部構造体製造方法にて成形されたハブ輪の平面図である。It is a top view of the hub ring shape | molded with the said flange part structure manufacturing method. 鍛造用金型装置の密閉鍛造タイプの要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the closed forging type of the die apparatus for forging. 本発明の他の実施形態を示す鍛造用金型装置の断面図である。It is sectional drawing of the die apparatus for forging which shows other embodiment of this invention. 前記図5に示す鍛造用金型装置の各成形工程における断面図である。It is sectional drawing in each shaping | molding process of the die apparatus for forging shown in the said FIG. 素材の平面図である。It is a top view of a raw material. 素材の平面図である。It is a top view of a raw material. 成形された外輪の平面図である。It is a top view of the shape | molded outer ring | wheel. 従来の方法にて製造されたハブ輪の断面図である。It is sectional drawing of the hub ring manufactured by the conventional method. 従来の方法にて製造されたハブ輪の平面図である。It is a top view of the hub wheel manufactured by the conventional method. 車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the bearing apparatus for wheels. 従来のハブ輪の製造方法の工程図である。It is process drawing of the manufacturing method of the conventional hub ring.

符号の説明Explanation of symbols

31,40 軸部
32,41 フランジ部
35,45 素材
36,46 中間成形品
38,47 フランジ付き成形品
39,52 最終成形品
60 下型ユニット
61 上型ユニット
62 第1ステージ
63 第2ステージ
64 第3ステージ
65 第4ステージ
117 油圧供給口
118 油圧供給口
128 油圧供給口
130 油圧装置
31, 40 Shaft portion 32, 41 Flange portion 35, 45 Material 36, 46 Intermediate molded product 38, 47 Molded product 39, 52 with flange Final molded product 60 Lower mold unit 61 Upper mold unit 62 First stage 63 Second stage 64 Third stage 65 Fourth stage 117 Hydraulic supply port 118 Hydraulic supply port 128 Hydraulic supply port 130 Hydraulic device

Claims (6)

素材から、軸部と、軸部の外径方向へ延び、車輪または車体に取り付けるためのフランジとを有する、車輪軸受装置のフランジ付き部材を製造するための方法であって、
複数ステージを有する一つのダイセットで、素材に密閉鍛造を施してフランジ部のない中間成形品を成形する前成形工程と、前記中間成形品に閉塞鍛造を施してフランジ部を有するフランジ付き成形品を成形するフランジ成形工程と、前記フランジ付き成形品の軸芯部に孔を成形する穴開け工程とを有するフランジ付き部材の製造方法。
A method for manufacturing a flanged member of a wheel bearing device, comprising: a shaft portion; and a flange that extends in a radially outer direction of the shaft portion and is attached to a wheel or a vehicle body.
A pre-molding step in which a single die set having a plurality of stages is subjected to hermetic forging to form an intermediate molded product without a flange portion, and a molded product with a flange having a flange portion by subjecting the intermediate molded product to closed forging. The manufacturing method of the member with a flange which has the flange formation process which shape | molds, and the drilling process which shape | molds a hole in the axial core part of the said molded article with a flange.
前成形工程、フランジ成形工程、および穴開け工程を温間〜熱間領域で行う請求項1記載のフランジ付き部材の製造方法。   The manufacturing method of the member with a flange of Claim 1 which performs a pre-molding process, a flange molding process, and a drilling process in a warm-hot area | region. 第1ステージから第4ステージまでを備え、軸部材とこの軸部材から外径方向へ延びるフランジとを有するフランジ構造体を成形する鍛造用金型装置であって、
第1ステージから第4ステージまでは協働しており、第1ステージから第2ステージにかけて素材に前加工を行い、第3ステージではフランジを成形する成形加工を行い、第4ステージでは第3ステージにて成形された成形品に軸心穴を形成する加工を行い、かつ、前記第1ステージから第4ステージを構成するダイセットは、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を構成するタイプと、第3ステージにおいて密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型を構成するタイプとを備え、これらを選択的に用いることを特徴とする鍛造用金型装置。
A forging die apparatus for forming a flange structure including a first stage to a fourth stage and having a shaft member and a flange extending in an outer diameter direction from the shaft member,
The first stage to the fourth stage cooperate, the material is pre-processed from the first stage to the second stage, the third stage performs molding to form the flange, and the fourth stage is the third stage. The die set that forms the axial hole in the molded product formed in step 1 and that constitutes the first stage to the fourth stage is a type that constitutes a closed forging die in the third stage; A forging die apparatus comprising: a closed forging die or a type constituting a deburring forging die on a stage, and selectively using them.
ダイセットの第3ステージが閉塞鍛造型を構成するタイプでは、温間〜熱間領域で連続加工することを特徴とする請求項3記載の鍛造用金型装置。   4. The forging die device according to claim 3, wherein in the type in which the third stage of the die set constitutes a closed forging die, continuous machining is performed in a warm to hot region. ダイセットの第3ステージが密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型を構成するタイプでは、熱間領域で連続加工することを特徴とする請求項3記載の鍛造用金型装置。   4. A forging die apparatus according to claim 3, wherein the third stage of the die set is a continuous forging die or a type for forming a deburring forging die, and is continuously processed in a hot region. 前記閉塞鍛造型の閉塞機構を油圧装置で駆動するとともに、この油圧装置をダイセット及びプレス装置の外に配置し、油圧装置をダイセットの油圧供給口に対して着脱可能としたことを特徴とする請求項3記載の鍛造用金型装置。   The closing mechanism of the closed forging die is driven by a hydraulic device, the hydraulic device is disposed outside the die set and the press device, and the hydraulic device can be attached to and detached from the hydraulic supply port of the die set. The forging die device according to claim 3.
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