锻造曲轴的制造方法技术

所公开的制造方法是锻造曲轴的制造方法。该制造方法包括如下步骤：压下步骤，在该压下步骤中，利用一对第1模具(10)将棒状构件(51)的长度方向上的局部(第1部位)压下，从而使该第1部位的截面积减少；以及偏心步骤，在该偏心步骤中，在保持着第1部位的状态下，利用第2模具(20)使棒状构件(51)的第2部位偏心。第2部位是棒状构件(51)中的除了第1部位之外的部位的至少一部分。利用第2模具(20)进行偏心的偏心方向是与利用第1模具(10)进行压下的压下方向和棒状构件的长度方向分别垂直的方向。

【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
本专利技术涉及利用热锻来制造曲轴的方法。
技术介绍
在汽车、摩托车、农业机械或船舶等的往复发动机中，为了将活塞的往复运动转换成旋转运动而输出动力，曲轴是不可缺少的。曲轴能够通过模锻或铸造来制造。在曲轴要求高强度和高刚度的情况下，多采用通过模锻制造成的曲轴(以下，也称为“锻造曲轴”)。通常，锻造曲轴的原材料是钢坯。该钢坯的横截面是圆形或方形，截面积在全长范围内恒定。锻造曲轴的制造工序包括预成形工序、模锻工序以及模锻切边工序。根据需要，在模锻切边工序之后追加整形工序。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1A～图1F是用于说明以往的通常的锻造曲轴的制造工序的示意图。图1A表示钢坯，图1B表示辊轧坯件，图1C表示弯曲坯件，图1D表示粗锻件，图1E表示精锻件，图1F表示曲轴(最终产品)。图1F所例示的锻造曲轴1搭载于4汽缸发动机。该曲轴1具备5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前部Fr、凸缘部Fl、8个曲臂部(以下，也简称为“臂部”)A1～A8、以及8个配重部(以下，也简称为“配重部”)W1～W8。臂部A1～A8分别将轴颈部J1～J5和销部P1～P4相连。另外，全部的臂部A1～A8分别一体地具有配重部W1～W8。以下，在分别统称轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8时，对于其附图标记，也将轴颈部记作“J”，将销部记作“P”，将臂部记作“A”，将配重部记作“W”。也将销部P和与该销部P相连的一组臂部A(包括配重部W在内)统称为“曲拐”。在图1A～图1F所示的制造方法中，如以下这样制造锻造曲轴1。首先，在利用加热炉(例如感应加热炉或气体气氛加热炉等)对图1A所示那样的预定的长度的钢坯2进行了加热之后，进行辊轧成形。在辊轧成形工序中，使用例如孔型辊来对钢坯2进行轧制，使钢坯2的长度方向上的局部的截面积减少。由此，将钢坯2的体积沿着长度方向分配，获得作为中间坯料的辊轧坯件3(参照图1B)。接着，在弯曲锻造工序中，从与长度方向垂直的方向将辊轧坯件3局部地压下，使辊轧坯件3的长度方向上的局部偏心。由此，将辊轧坯件3的体积分配，获得作为进一步的中间坯料的弯曲坯件4(参照图1C)。接下来，在粗锻工序中，使用一对模具(上模和下模)来对弯曲坯件4进行锻压，获得粗锻件5(参照图1D)。所获得的粗锻件5具有曲轴(最终产品)的大概的形状。然后，在精锻工序中，使用上下一对模具来对粗锻件5进行锻压，从而获得精锻件6(参照图1E)。所获得的精锻件6具有与最终产品的曲轴一致的形状。在这些粗锻和精锻时，多余材料从上模与下模之间的间隙流出而成为飞边。因此，粗锻件5和精锻件6均在周围具有较大的飞边B。在模锻切边工序中，例如，在由一对模具夹着并保持着带飞边的精锻件6的状态下，利用刀模对飞边B进行冲裁。由此，从精锻件6去除飞边B，获得无飞边锻件。该无飞边锻件是与图1F所示的锻造曲轴1大致相同的形状。在整形工序中，利用模具从上下稍微压下无飞边锻件的主要部位，将无飞边锻件矫正成最终产品的尺寸形状。在此，无飞边锻件的主要部位是例如轴颈部J、销部P、前部Fr以及凸缘部Fl等这样的轴部，以及臂部A和配重部W。这样一来，锻造曲轴1就被制造出来了。图1A～图1F所示的制造工序并不限于图1F所示的4汽缸-8个配重的曲轴，能够适用于各种曲轴。例如，也能够适用于4汽缸-4个配重的曲轴。在4汽缸-4个配重的曲轴的情况下，8个臂部A中的一部分臂部A一体地具有配重部W。例如，开头的第1臂部A1、最末尾的第8臂部A8以及中央的两个臂部(第4臂部A4、第5臂部A5)具有配重部W。另外，剩余的臂部、具体而言第2臂部A2、第3臂部A3、第6臂部A6以及第7臂部A7不具有配重部。以下，将不具有配重部的臂部也称为“无配重臂部”。此外，即使是要搭载于3汽缸发动机、直列6汽缸发动机、V型6汽缸发动机以及8汽缸发动机等的曲轴，制造工序也是同样的。此外，在需要调整销部的配置角度的情况下，在模锻切边工序之后追加扭转工序。在这样的锻造曲轴的制造中，期望的是，通过减少模锻中的飞边的流出，来提高材料成品率。在此，材料成品率是指锻造曲轴(最终产品)的体积占钢坯的体积的比例(百分率)。通过在预成形中促进体积的分配，能够提高该材料成品率。关于预成形的技术记载于日本特开2001-105087号公报(专利文献1)、日本特开平2-255240号公报(专利文献2)以及日本特开昭62-244545号公报(专利文献3)。在专利文献1中记载有使用成对的上模和下模的预成形方法。在该预成形方法中，在利用上模和下模将棒状的被加工物压下之际，一边使被加工物的局部伸长而使截面积减少，一边使与局部连续的其他部分滑动而使其偏心。在这样的专利文献1所记载的预成形方法中，能够同时实施伸长和弯曲，因此，能够提供设备投资较少的预成形方法。在专利文献2所记载的预成形中，替代以往的两轧道的辊轧成形，使用四轧道的高速辊轧设备。提出了在该预成形中与锻造曲轴(最终产品)的配重部、臂部以及轴颈部的截面积的分布相应地决定辊轧坯件的截面积。由此，在专利文献2中，能够提高材料成品率。在专利文献3所记载的预成形中，利用横轧法将体积沿着轴向和径向分配，获得非轴对称的中间坯料。在横轧法中，利用两个锻模将圆棒状的原材料压下，利用该锻模的滚轧作用来分配体积。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001-105087号公报专利文献2：日本特开平2-255240号公报专利文献3：日本特开昭62-244545号公报专利文献4：WO2014/038183号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在锻造曲轴的制造中，如前所述，期望的是，减少模锻时的飞边的流出，使材料成品率提高。通过在预成形中促进体积的分配，能够提高该材料成品率。如图1A～图1F所示的制造工序那样，存在预成形由辊轧成形和弯曲锻造构成的情况。在该情况下，想到通过以下的方法来促进体积的分配。(1)在辊轧成形中，使钢坯中的成为轴颈部的部位的截面积减少。(2)在接下来的弯曲锻造中，将成为销部的部位和成为与该销部相连的1组具有配重部的臂部的部位局部地压下而使其向成为配重部的部位侧偏心。此外，以下，也将成为轴颈部的部位称为“轴颈相当部”，将成为销部的部位称为“销相当部”，将销相当部和成为与该销相当部相连的1组臂部(包括成为配重部的部位在内)的部位称为“曲拐相当部”，将成为具有配重部的臂部的部位称为“带配重的臂相当部”。然而，在上述的方法中，若利用辊轧成形使轴颈相当部的截面积大幅度减少，则在利用弯曲锻造使曲拐相当部偏心之际，从曲拐相当部向轴颈相当部的材料流动不可避免。由于该材料流动，存在在轴颈相当部的周边产生缺陷(所谓的折叠缺陷)的情况。另外，该材料流动阻碍预成形时的体积分配。由此，在预成形由辊轧成形和弯曲锻造构成的情况下，辊轧成形中的轴颈相当部的截面积的减少量和弯曲锻造中的曲拐相当部的偏心量并不充分。因此，期望的是进一步促进体积的分配。在所述专利文献1所记载的预成形方法中，在利用成对的上模和下模压下之际，一边使棒状的被加工物的局部的截面积减少，一边使其他部分偏心。然而，由于利用成对的上模和下模同时进行截面积的减少和偏心，因此，截面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具备：成为旋转中心的多个轴颈部；多个销部，其相对于所述多个轴颈部偏心；以及多个曲臂部，其将所述多个轴颈部和所述多个销部相连，在该锻造曲轴的制造方法中，所述多个曲臂部中的至少1个曲臂部是具有配重部的带配重的臂部，所述制造方法包括如下步骤：压下步骤，在该压下步骤中，利用一对第1模具将棒状构件的长度方向上的局部即第1部位压下，从而使所述第1部位的截面积减少；以及偏心步骤，在该偏心步骤中，在利用所述第1模具保持着被压下的所述第1部位的状态下，利用第2模具使所述棒状构件的第2部位偏心，所述第2部位是所述棒状构件中的除了所述第1部位之外的部位的至少一部分，利用所述第2模具进行偏心的偏心方向是与利用所述第1模具进行压下的压下方向和所述棒状构件的长度方向分别垂直的方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.25 JP 2015-2554301.一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具备：成为旋转中心的多个轴颈部；多个销部，其相对于所述多个轴颈部偏心；以及多个曲臂部，其将所述多个轴颈部和所述多个销部相连，在该锻造曲轴的制造方法中，所述多个曲臂部中的至少1个曲臂部是具有配重部的带配重的臂部，所述制造方法包括如下步骤：压下步骤，在该压下步骤中，利用一对第1模具将棒状构件的长度方向上的局部即第1部位压下，从而使所述第1部位的截面积减少；以及偏心步骤，在该偏心步骤中，在利用所述第1模具保持着被压下的所述第1部位的状态下，利用第2模具使所述棒状构件的第2部位偏心，所述第2部位是所述棒状构件中的除了所述第1部位之外的部位的至少一部分，利用所述第2模具进行偏心的偏心方向是与利用所述第1模具进行压下的压下方向和所述棒状构...

【专利技术属性】
技术研发人员：田村宪司，大久保润一，
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