锻造曲轴的制造方法技术

锻造曲轴的制造方法包括模锻工序、去除飞边工序和余料部弯折工序。在模锻工序中，成形带有飞边的精锻件，该精锻件被造形成在曲臂部(A)的销部(P)附近的两个侧部(Aa、Ab)的各自的外周具有自该外周突出的余料部(Aaa、Aba)的曲轴的形状。在去除飞边工序中，从在模锻工序中成形了的精锻件去除飞边。在余料部弯折工序中，通过对在去除飞边工序中去除飞边而成的曲轴自销部(P)的偏心方向插入U字形的第一模具(10)，而将曲臂部的余料部(Aaa、Aba)朝向曲臂部(A)的轴颈部(J)侧的表面弯折。由此，能够简便地获得同时实现了轻量化和确保刚度的锻造曲轴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锻造曲轴的制造方法
本专利技术涉及一种利用热锻来制造曲轴的方法。
技术介绍
对于汽车、摩托车、农业机械、船舶等的往复式发动机来说，为了将活塞的往复运动转换为旋转运动而输出动力，曲轴是必不可少的。曲轴被大致区分为利用模锻制造的曲轴和利用铸造制造的曲轴。特别是，在被要求高强度和高刚度的情况下，多数使用强度和刚度优异的前者的锻造曲轴。通常，锻造曲轴以截面呈圆形或方形且在整个长度上截面积恒定的钢坯为原材料，依次经过预成形、模锻、去除飞边以及整形各工序而制造。通常，预成形工序包括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(参照图1(f))搭载于四缸发动机，包括五个轴颈部J1～J5、四个销部P1～P4、前端部Fr、法兰部Fl以及分别将轴颈部J1～轴颈部J5和销部P1～销部P4相连的八片曲臂部(以下，也简称为“臂部”)A1～A8。该曲轴1是在八个臂部A1～A8均一体地具有平衡块部(日文：カウンターウエイト部)(以下也简称为“平衡块部(日文：ウエイト部)”)W1～W8，该曲轴1被称作四缸-八平衡块的曲轴。以下，在对轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及平衡块部W1～W8分别进行统称时，也将轴颈部的附图标记记为“J”，将销部的附图标记记为“P”，将臂部的附图标记记为“A”，将平衡块部的附图标记记为“W”。将销部P以及与该销部P相连的一组臂部A(包括平衡块部W)统一简称为“曲拐”。在图1所示的制造方法中，如以下那样制造锻造曲轴1。首先，在利用感应加热炉、气体气氛加热炉对预先已切割为预定长度的图1(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，利用例如孔型轧辊轧制钢坯2而使钢坯2缩径并且将其体积分配在长度方向上，从而使作为中间坯料的辊轧坯件3成形(参照图1(b))。接下来，在弯曲锻造工序中，对利用辊轧成形而获得的辊轧坯件3从与长度方向成直角的方向局部冲压下压而将该辊轧坯件3的体积分配，使作为进一步的中间坯料的弯曲坯件4成形(参照图1(c))。接下来，在粗锻工序中，使用一对模具对通过弯曲锻造而获得的弯曲坯件4进行上下锻压，使被造形成曲轴(最终产品)的大致的形状的锻造件5成形(参照图1(d))。然后，在精锻工序中，被提供通过粗锻而获得的粗锻件5，使用一对模具对粗锻件5进行上下锻压，使被造形成与最终产品的曲轴相一致的形状的锻件6成形(参照图1(e))。在进行该粗锻和精锻时，剩余材料作为飞边自互相相对的模具的分型面之间流出。因此，粗锻件5、精锻件6在已被造形的曲轴的周围分别带有较大的飞边5a、6a。在去除飞边工序中，利用模具从上下对由精锻而获得的带有飞边6a的精锻件6进行保持，并且利用刀具类模具将飞边6a冲切去除。由此，如图1(f)所示，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、法兰部Fl等这样的轴部利用模具自上下略微冲压下压，进一步对臂部A以及平衡块部W利用模具自上下略微冲压下压，而矫正为最终产品的尺寸形状。如此，制造锻造曲轴1。图1所示的制造工序并不限定于例示的四缸-八平衡块的曲轴，即使是在八个臂部A中的一部分臂部具有平衡块部W的曲轴，制造工序也相同。例如在搭载于四缸发动机的曲轴中，有时在开头的第一臂部A1、最末尾的第8臂部A8以及中央的两个第4臂部A4、第5臂部A5设有平衡块部W。该曲轴被称作四缸-四平衡块的曲轴。另外，即使是搭载于三缸发动机、直列六缸发动机、V型六缸发动机、八缸发动机等的曲轴，制造工序也相同。另外，在需要调整销部的配置角度的情况下，在去除飞边工序之后，追加扭转工序。近年来，特别是对于用于汽车的往复式发动机来说，为了改善油耗而追求轻量化。因此，针对作为往复式发动机的主要零部件的曲轴，轻量化的要求也变得日益显著。作为实现锻造曲轴的轻量化的现有技术，存在下述技术。在日本特开2012-7726号公报(专利文献1)以及日本特开2010-230027号公报(专利文献2)中记载了一种臂部，在臂部的轴颈部侧的表面，在将轴颈部的轴心与销部的轴心连接的直线(以下，也称为“臂部中心线”)上，形成有朝向销部去又大又深地凹陷的孔部，还记载了一种具有该臂部的曲轴的制造方法。上述专利文献1以及2所记载的臂部减轻了与孔部的体积相对应的重量。臂部的轻量化关系到与臂部成对的平衡块部的重量减轻，进而关系到锻造曲轴整体的轻量化。另外，对于上述专利文献1以及2所公开的臂部来说，在中间隔着臂部中心线的销部附近的两个侧部处将厚度维持得较厚，因而还确保了刚度(扭曲刚度以及弯曲刚度)。如此，如果在较厚地维持臂部的两个侧部的厚度的同时使臂部的轴颈部侧的表面具有凹部，则能够同时实现轻量化和确保刚度。但是，在以往的制造方法中制造具有上述独特的形状的臂部的锻造曲轴比较困难。其原因在于，在模锻工序中，若想在臂部表面形成凹部，则模具的该凹部部位的脱模斜度变成反坡，从而发生已被成形的锻件不能从模具拔出的状况。为了应对这样的状况，专利文献1和专利文献2所记载的制造方法为，在模锻工序中不在臂部表面形成凹部，而是将臂部成形得较小，在去除飞边工序之后，将冲头压入臂部的表面，利用该冲头的痕迹而形成凹部。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-7726号公报专利文献2：日本特开2010-230027号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据所述专利文献1和专利文献2所记载的制造方法，能够在较厚地维持臂部的两个侧部的厚度的同时，在臂部的轴颈部侧的表面形成凹部，从而能够制造同时实现了轻量化和确保刚度的锻造曲轴。然而，在该制造方法中，为了在臂部表面形成凹部，将冲头用力地按压在臂部表面而使臂部整体变形，因而在压入冲头时需要很大的力量。因此，需要用于对冲头施加很大的力量的特别的设备结构，关于冲头的耐久性也必须考虑到。本专利技术的目的在于提供一种能够简便地获得同时实现了轻量化和确保刚度的锻造曲轴的锻造曲轴的制造方法。用于解决问题的方案基于本专利技术的实施方式的锻造曲轴的制造方法，其中，该锻造曲轴具有：作为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及用于连接所述轴颈部和所述销部的曲臂部。该制造方法包括模锻工序、去除飞边工序和余料部弯折工序。在模锻工序中，成形带有飞边的精锻件，该精锻件被造形成在所述曲臂部的所述销部附近的两个侧部的各自的外周具有自该外周突出的余料部的曲轴的形状。在去除飞边工序中，从在所述模锻工序中成形了的所述精锻件去除飞边。在余料部弯折工序中，通过对在所述去除飞边工序中去除飞边而成的曲轴自所述销部的偏心方向插入U字形的第一模具，而将所述曲臂部的所述余料部朝向所述曲臂部的所述轴颈部侧的表面弯折。在上述制造方法中，能够构成为，在所述余料部弯折工序中，利用第二模具的推压而保持所述曲臂部的所述轴颈部侧的表面中的除了至少所述两个侧部的区域以外的表面。在上述制造方法中，能够构成为，通过所述模锻工序成形的所述精锻件的所述余料部从自所述曲臂部的所述两个侧部至所述销部的偏心方向的顶部的范围的外周突出。另外，在上述制造方法中，能够构成为，所述余料部弯折工序在通过使用模具的冲压下压而矫正曲轴的形状的整形工序中实施。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具有作为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及用于连接所述轴颈部和所述销部的曲臂部，其中，该制造方法包括：模锻工序，在该模锻工序中，成形带有飞边的精锻件，该精锻件被造形成在所述曲臂部的所述销部附近的两个侧部的各自的外周具有自该外周突出的余料部的曲轴的形状；去除飞边工序，在该去除飞边工序中，从在所述模锻工序中成形了的所述精锻件去除飞边；余料部弯折工序，在该余料部弯折工序中，通过对在所述去除飞边工序中去除飞边而成的曲轴自所述销部的偏心方向插入U字形的第一模具，而将所述曲臂部的所述余料部朝向所述曲臂部的所述轴颈部侧的表面弯折。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 JP 2013-2406661.一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具有作为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及用于连接所述轴颈部和所述销部的曲臂部，其中，该制造方法包括：模锻工序，在该模锻工序中，成形带有飞边的精锻件，该精锻件被造形成在所述曲臂部的所述销部附近的两个侧部的各自的外周具有自该外周突出的余料部的曲轴的形状；去除飞边工序，在该去除飞边工序中，从在所述模锻工序中成形了的所述精锻件去除飞边；余料部弯折工序，在该余料部弯折工序中，通过对在所述去除飞边工序中去除飞边而成的曲轴自所述销部的偏心方向插入U字形的第一模具，而将所述曲臂部的所述余料部朝向所述曲臂部...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村宪司，大久保润一，石原广一郎，吉野健，薮野训宏，黑川宣幸，山下智久，高本奖，
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