直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置以及使用了该成形装置的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造方法制造方法及图纸

技术编号:13927256 阅读:100 留言:0更新日期:2016-10-28 09:56
成形装置自以利用可动轴颈模(10U、10B)和固定轴颈模(9U、9B)夹入粗坯料(4)的粗轴颈部(Ja)的方式保持粗坯料(4)的粗轴颈部(Ja)、将可动销模(12)贴紧于粗销部(Pa)的状态起,使可动轴颈模(10U、10B)和可动销模(12)朝向固定轴颈模(9U、9B)沿着轴向移动,并且使可动销模(12)沿着与轴向成直角的方向移动。由此,在轴向上挤压粗臂部(Aa)而使粗臂部(Aa)的厚度减小至锻造曲轴的臂部的厚度,并且在与轴向成直角的方向上按压粗销部(Pa)而使粗销部(Pa)的偏心量增加至锻造曲轴的销部的偏心量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用热锻造制造直列六汽缸发动机用的曲轴(以下也称为“锻造曲轴”)的技术。特别是涉及用于在该锻造曲轴的制造过程中成形向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供的精锻用坯料的成形装置以及包括使用了该成形装置的预成形工序的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造方法。
技术介绍
曲轴为往复式发动机的关键零件,通过将活塞的往复运动转换为旋转运动而获得动力。该曲轴大致区分为利用锻造制造的曲轴和利用铸造制造的曲轴。在轿车、货车、特殊作业车等汽车的直列六汽缸发动机中,要求曲轴有较高的强度和刚性,因此,多使用对该要求优越的锻造曲轴。另外,在自动两轮车、农业机械、船舶等的直列六汽缸发动机中也应用有锻造曲轴。通常,直列六汽缸发动机用的锻造曲轴以钢坯为原材料,依次经过预成形、模锻、模锻切边以及整形各工序而制造。钢坯的截面为圆形或方形且在整个长度上截面积恒定。预成形工序包含辊轧成形和弯曲锻造各工序,模锻工序包括粗锻和精锻各工序。图1是用于对以往的通常的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造工序进行说明的示意图。图1所例示的曲轴1搭载于直列六汽缸发动机,包括七个轴颈部J1~J7、六个销部P1~P6、前端部Fr、凸缘部Fl以及分别将轴颈部J1~J7和销部P1~P6相连的十二个曲臂部(以下,也简称作“臂部”)A1~A12。该曲轴1为直列六汽缸-八个平衡配重的曲轴。在十二个臂部A1~A12中的、与两端的第1销部P1、第6销部P6相连的第1臂部A1、第2臂部A2和第11臂部A11、第12臂部A12、以及与中央的第3销部P3、第4销部P4相连的第5臂部A5~第8臂部A8具有平衡配重。以下,在分别统称轴颈部J1~J7、销部P1~P6以及臂部A1~A12时,其附图标记记为:轴颈部为“J”,销部为“P”,臂部为“A”。在图1所示的制造方法中,如下所述地制造锻造曲轴1。首先,在利用加热炉对预先切断为预定长度的图1的(a)所示的钢坯2进行加热之后,进行辊轧成形。在辊轧成形工序中,利用例如孔型辊轧制钢坯2使钢坯2缩颈并且将其体积分配在长度方向上,从而对成为中间坯料的中间坯料的辊轧坯件103进行成形(参照图1(的b))。接着,在弯曲锻造工序中,将利用辊轧成形而获得的辊轧坯件103自与长度方向成直角的方向局部冲压下压并将其体积分配,而进一步对成为中间坯料的弯曲坯件104进行成形(参照图1的(c))。接着,在粗锻工序中,使用上下一对模具对利用弯曲锻造而获得的弯曲坯件104进行锻压,成形被造形为曲轴(最终锻造制品)的大致形状的锻造件105(参照图1的(d))。而且,在精锻工序中,提供有利用粗锻而获得的粗锻件105,使用上下一对模具对粗锻件105进行锻压,成形被造形为与曲轴一致的形状的锻造件106(参照图1的(e))。在进行这些粗锻和精锻时,剩余材料作为飞边自互相相对的模具的分模面之间流出。因此,粗锻件105和精锻件106在已被造形的曲轴的周围分别带有较大的飞边105a、106a。在模锻切边工序中,从上下利用模具保持利用精锻而获得的带有飞边106a的精锻件106,并利用刀具类模具冲切去除飞边106a。由此,如图1的(f)所示,能够获得锻造曲轴1。在整形工序中,对去除了飞边的锻造曲轴1的重要部位(例如轴颈部J、销部P、前端部Fr、凸缘部Fl等这样的轴部、视情况而定、臂部A)自上下利用模具略微冲压,而矫正为期望的尺寸形状。由此,能够制造锻造曲轴1。图1所示的制造工序并不限定于例示的直列六汽缸-八个平衡配重的曲轴,即使是直列六汽缸-十二个平衡配重(全平衡配重)的曲轴,制造工序也相同。直列六汽缸-十二个平衡配重的曲轴在所有的十二个臂部A上具有平衡配重。另外,在需要调整销部P的配置角度的情况下,在模锻切边工序之后,能够追加扭转工序。然而,在这样的制造方法中,由于大量地产生不成为产品的无用的飞边,因此,成品率下降是不可否认的。因此,在制造锻造曲轴的方面,以往,极力抑制飞边的产生、实现成品率的提高则成为了至关重要的课题。作为应对该课题的以往的技术而存在下述的技术。例如,日本特开2008-155275号公报(专利文献1)和日本特开2011-161496号公报(专利文献2)公开有一种用于制造造形有轴颈部和销部、且也相应地造形有臂部的曲轴的技术。在专利文献1的技术中,将与曲轴的轴颈部和销部相当的部分分别缩颈而得到的带有台阶的圆棒作为坯料。然后,分别利用冲模把持将销部相当部分夹在中间的一对轴颈部相当部分。从该状态起,使两冲模在轴向上接近并对圆棒坯料施加压缩变形。通过施加变形,并且在与轴向成直角的方向上将冲头向销部相当部分按压而使销部相当部分偏心。在所有的曲拐形成中依次反复进行该动作。在专利文献2的技术中,将单一的圆棒作为坯料。而且,将该圆棒坯料的两端部中的一端利用固定模保持,将另一端利用可动模保持,并且,将圆棒坯料的轴颈部相当部分利用轴颈模保持,将销部相当部分利用销模保持。从该状态起,使可动模、轴颈模以及销模朝向固定模在轴向上移动并对圆棒坯料施加压缩变形。在赋予该变形的同时,使销模在与轴向成直角的偏心方向上移动并使销部相当部分偏心。在专利文献1、2的任一技术中,均不产生飞边,因此,能够期待成品率的明显的提高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2008-155275号公报专利文献2:日本特开2011-161496号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述,所述专利文献1和专利文献2所公开的技术将圆棒的坯料直接成形为曲轴形状。但是,由于锻造曲轴要求高强度和高刚性,因此,该坯料难以变形。因此,实际能够制造的曲轴不得使臂部的厚度较厚、且使销部的偏心量也较小,而限定于比较平缓的曲轴形状。而且,臂部限定于全部不具有平衡配重的单纯的形状的臂部。另外,在所述专利文献1和专利文献2所公开的技术中,通过随着圆棒坯料的轴向上的压缩变形产生的沿着与轴向成直角的方向的自由膨胀以及随着圆棒坯料的销部相当部分的偏心移动产生的拉伸变形而对臂部进行造形。因此,臂部的轮廓形状容易变得不定形,而无法确保尺寸精度。本专利技术即是鉴于所述的问题而做成的。本专利技术的目的在于,为了成品率良好地、且无论其形状如何都以较高的尺寸精度制造直列六汽缸发动机用的锻造曲轴,在锻造曲轴的制造过程中,以进行对其最终形状进行造形的精锻为前提,提供用于成形向该精锻提供的精锻用坯料的成形装置。另外,本专利技术的其他的目的在于提供能够成品率良好地、且无论其形状如何都以较高的尺寸精度制造直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造方法。用于解决问题的方案本专利技术的实施方式的成形装置在制造直列六汽缸发动机用的锻造曲轴的过程中用于由粗坯料成形精锻用坯料,该精锻用坯料向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供。粗坯料具有:粗轴颈部,其轴向的长度与锻造曲轴的轴颈部的轴向的长度相同;粗销部,其轴向的长度与锻造曲轴的销部的轴向的长度相同;以及粗曲臂部,其轴向的厚度比锻造曲轴的曲臂部的轴向的厚度厚。本实施方式的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置还包括下述的(1)或(2)的结构。(1)粗销部的与轴向成直角的方向的偏心量比锻造曲轴的销部的与轴向成直角的方向的偏心量小。成形装置包括下述的固定轴颈模、下述的可动轴颈模以及下述的可动销模。固定轴颈模配置于中央的第4粗轴颈部的位置,能本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,在制造直列六汽缸发动机用的锻造曲轴的过程中,该成形装置用于由粗坯料成形精锻用坯料,该精锻用坯料向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供,其中,所述粗坯料具有:粗轴颈部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个轴颈部的轴向的长度相同;粗销部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个销部的轴向的长度相同;以及粗曲臂部,其轴向的厚度比所述锻造曲轴的各个曲臂部的轴向的厚度厚,所述粗销部的与轴向成直角的方向的偏心量形成得比所述锻造曲轴的销部的与轴向成直角的方向的偏心量小,所述成形装置包括:固定轴颈模,其配置于所述粗轴颈部中的中央的第4粗轴颈部的位置,能够以自与轴向成直角的方向夹入该第4粗轴颈部的方式保持该第4粗轴颈部,并且同与该第4粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且被限制了轴向的移动;可动轴颈模,其分别配置于除了利用所述固定轴颈模夹入的所述第4粗轴颈部以外的所述粗轴颈部的位置,能够分别以自与轴向成直角的方向夹入该粗轴颈部的方式保持该粗轴颈部,并且分别同与该粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且朝向所述固定轴颈模沿着轴向移动;以及可动销模,其分别配置于所述粗销部的位置,能够分别贴紧于该粗销部,并且分别同与该粗销部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且沿着朝向所述固定轴颈模的轴向以及与轴向成直角的方向移动,自以利用所述固定轴颈模和可动轴颈模夹入所述粗轴颈部的方式保持所述粗轴颈部、将所述可动销模贴紧于所述粗销部的状态起,使所述可动轴颈模沿着轴向移动,并且使所述可动销模沿着轴向移动并沿着与轴向成直角的方向移动,从而在轴向上挤压所述粗曲臂部而使所述粗曲臂部的厚度减小至所述锻造曲轴的所述曲臂部的厚度,并且在与轴向成直角的方向上按压所述粗销部而使所述粗销部的偏心量增加至所述锻造曲轴的所述销部的偏心量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 JP 2014-0376521.一种直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,在制造直列六汽缸发动机用的锻造曲轴的过程中,该成形装置用于由粗坯料成形精锻用坯料,该精锻用坯料向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供,其中,所述粗坯料具有:粗轴颈部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个轴颈部的轴向的长度相同;粗销部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个销部的轴向的长度相同;以及粗曲臂部,其轴向的厚度比所述锻造曲轴的各个曲臂部的轴向的厚度厚,所述粗销部的与轴向成直角的方向的偏心量形成得比所述锻造曲轴的销部的与轴向成直角的方向的偏心量小,所述成形装置包括:固定轴颈模,其配置于所述粗轴颈部中的中央的第4粗轴颈部的位置,能够以自与轴向成直角的方向夹入该第4粗轴颈部的方式保持该第4粗轴颈部,并且同与该第4粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且被限制了轴向的移动;可动轴颈模,其分别配置于除了利用所述固定轴颈模夹入的所述第4粗轴颈部以外的所述粗轴颈部的位置,能够分别以自与轴向成直角的方向夹入该粗轴颈部的方式保持该粗轴颈部,并且分别同与该粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且朝向所述固定轴颈模沿着轴向移动;以及可动销模,其分别配置于所述粗销部的位置,能够分别贴紧于该粗销部,并且分别同与该粗销部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且沿着朝向所述固定轴颈模的轴向以及与轴向成直角的方向移动,自以利用所述固定轴颈模和可动轴颈模夹入所述粗轴颈部的方式保持所述粗轴颈部、将所述可动销模贴紧于所述粗销部的状态起,使所述可动轴颈模沿着轴向移动,并且使所述可动销模沿着轴向移动并沿着与轴向成直角的方向移动,从而在轴向上挤压所述粗曲臂部而使所述粗曲臂部的厚度减小至所述锻造曲轴的所述曲臂部的厚度,并且在与轴向成直角的方向上按压所述粗销部而使所述粗销部的偏心量增加至所述锻造曲轴的所述销部的偏心量。2.根据权利要求1所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,所述可动销模包含配置在各个所述粗销部的与贴紧有所述可动销模的侧相反的外侧的辅助销模,伴随着所述可动轴颈模以及所述可动销模和所述辅助销模沿着轴向的移动,在所述固定轴颈模和所述可动轴颈模与所述可动销模和所述辅助销模之间的间隙闭合之后,控制所述可动销模的沿着与轴向成直角的方向的移动,以使按压变形的所述粗销部到达所述辅助销模。3.根据权利要求2所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,将所述可动销模的沿着与轴向成直角的方向的总移动距离设为100%时,在与该可动销模相邻的所述可动轴颈模沿着轴向的移动完成的时刻,该可动销模的沿着与轴向成直角的方向的移动距离为总移动距离的90%以下,之后该可动销模沿着与轴向成直角的方向的移动完成。4.根据权利要求1~3中任一项所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,所述可动销模、所述固定轴颈模以及所述可动轴颈模安装于能够在沿着与轴向成直角的方向的方向上进行压下的压力机,伴随着压力机的压下,所述固定轴颈模和所述可动轴颈模以夹入所述粗轴颈部的方式保持所述粗轴颈部,并且伴随着所述可动销模贴紧于所述粗销部且使压力机在该状态下继续进行压下,所述可动轴颈模分别在楔块机构的作用下沿着轴向移动的同时,所述可动销模伴随着该可动轴颈模的移动分别沿着轴向移动。5.根据权利要求4所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,所述楔块机构的楔块角度在各个所述可动轴颈模处互不相同。6.根据权利要求4或5所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,所述可动销模与液压缸相连结,并在该液压缸的驱动的作用下沿着与轴向成直角的方向移动。7.一种直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,在制造直列六汽缸发动机用的锻造曲轴的过程中,该成形装置用于由粗坯料成形精锻用坯料,该精锻用坯料向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供,其中,所述粗坯料具有:粗轴颈部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个轴颈部的轴向的长度相同;粗销部,其轴向的长度与所述锻造曲轴的各个销部的轴向的长度相同;以及粗曲臂部,其轴向的厚度比所述锻造曲轴的各个曲臂部的轴向的厚度厚,所述粗销部中的、两端的第1粗销部和第6粗销部的与轴向成直角的方向的偏心量以及中央的第3粗销部和第4粗销部的与所述第1粗销部和所述第6粗销部的偏心方向相反的方向的偏心量形成得比所述锻造曲轴的所述销部的偏心量的小,第2粗销部和第5粗销部的与轴向成直角的方向的偏心量形成为零、或者在与所述第1粗销部和第6粗销部以及所述第3粗销部和第4粗销部的偏心方向正交的方向上形成得与所述锻造曲轴的所述销部的偏心量相同,所述成形装置包括:固定轴颈模,其配置于所述粗轴颈部中的中央的第4粗轴颈部的位置,能够以从与轴向成直角的方向夹入该第4粗轴颈部的方式保持该第4粗轴颈部,并且同与该第4粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且被限制了轴向的移动;可动轴颈模,其分别配置于除了利用所述固定轴颈模夹入的所述第4粗轴颈部以外的所述粗轴颈部的位置,能够分别以从与轴向成直角的方向夹入该粗轴颈部的方式保持该粗轴颈部,并且分别同与该粗轴颈部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且朝向所述固定轴颈模沿着轴向移动;所述第1可动销模,其分别配置于所述第2粗销部和第5粗销部的位置,能够分别贴紧于该粗销部,并且分别同与该粗销部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且朝向所述固定轴颈模沿着轴向移动;以及第2可动销模,其分别配置于所述第1粗销部、第3粗销部、第4粗销部以及第6粗销部的位置,能够分别贴紧于该粗销部,并且分别同与该粗销部相连的所述粗曲臂部的侧面相接触,且沿着朝向所述固定轴颈模的轴向和与轴向成直角的方向移动,自以利用所述固定轴颈模和所述可动轴颈模夹入所述粗轴颈部的方式保持所述粗轴颈部、将所述第1可动销模和所述第2可动销模贴紧于所述粗销部的状态起,使所述可动轴颈模和所述第1可动销模沿着轴向移动,并且使所述第2可动销模沿着轴向移动并沿着与轴向成直角的方向移动,从而在轴向上挤压所述粗曲臂部而使所述粗曲臂部的厚度减小至所述锻造曲轴的所述曲臂部的厚度,并且在与轴向成直角的方向上向彼此相反的方向按压所述第1粗销部、所述第3粗销部、所述第4粗销部以及所述第6粗销部而使所述第1粗销部、所述第3粗销部、所述第4粗销部以及所述第6粗销部的偏心量增加至所述锻造曲轴的所述销部的偏心量的8.根据权利要求7所述的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置,其中,所述第1可动销模和所述第2可动销模包含配置在各个所述粗销部的与贴紧有所述第1可动销模和所述第2可动销模的侧相反的外侧的辅助销模,伴随着所述可动轴颈模和所述第1可动销模、所述第2可动销模以及所述辅助销模沿着轴向的移动,在所述固定轴颈模和所述可动轴颈模与所述第1可动销模、所述第2可动销模以及所述辅助销模之间的间隙闭合之后,控制所述第2可动销模的沿着与轴向成直角的方向的移动,以使按压变形的所...

【专利技术属性】
技术研发人员:大久保润一田村宪司吉田邦裕
申请(专利权)人:新日铁住金株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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