CN104487188A - 模锻曲轴的制造方法 - Google Patents

模锻曲轴的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104487188A
CN104487188A CN201280074837.XA CN201280074837A CN104487188A CN 104487188 A CN104487188 A CN 104487188A CN 201280074837 A CN201280074837 A CN 201280074837A CN 104487188 A CN104487188 A CN 104487188A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bent axle
die forging
upsetting
mentioned
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280074837.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104487188B (zh
Inventor
福安富彦
谷元伸孝
大久保润一
吉田邦裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN104487188A publication Critical patent/CN104487188A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104487188B publication Critical patent/CN104487188B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/025—Closed die forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B21J5/027—Trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08—Upsetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/08—Crankshafts made in one piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/40—Shaping by deformation without removing material
    • F16C2220/46—Shaping by deformation without removing material by forging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49286—Crankshaft making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

搭载于双汽缸以上的往复式设备的模锻曲轴的制造方法包括：镦锻工序，对在整个长度上截面积恒定的钢坯进行镦锻加工，使在从与曲轴的开头的曲轴臂部相对应的位置到与最末尾的曲轴臂部相对应的位置的部分扩大截面积而成的坯件成形；模锻工序，对通过镦锻工序而成形的坯件进行模锻，使造形为曲轴的形状的带飞边的锻造件成形；以及模锻切边工序，从通过模锻工序而成形的锻造件上去除飞边。由此，能够使成品率提高，并且能够将所使用的钢坯的截面尺寸统一为较小的截面尺寸。

Description

模锻曲轴的制造方法
技术领域
本发明涉及一种利用热模锻制造曲轴材料(以下称为“模锻曲轴”)的制造方法，特别是涉及一种搭载于双汽缸以上的往复式设备(例：汽车用往复式发动机、往复式压缩机、往复泵)的模锻曲轴的制造方法。
背景技术
曲轴为将活塞的往复运动转换为旋转运动而获得动力的往复式发动机的主要部件，大致区分为利用模锻制造的曲轴、和利用铸造制造的曲轴。在轿车、货车、特殊作业车等汽车的发动机中，特别是在汽缸数为两个以上的多汽缸发动机中，要求曲轴有较高的强度和刚性，因此，多使用模锻曲轴。另外，在摩托车、农业机械、船舶等的发动机中也应用有模锻曲轴。另外，在动力的传递与往复式发动机相反的、将旋转运动转换为往复运动的往复式压缩机、往复泵等中也应用有模锻曲轴。
通常，例如专利文献1、2所述，应用于这些往复式设备的模锻曲轴，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材料，依次经过预成形、模锻、模锻切边以及整形的各工序而制造。预成形工序包括辊轧成形和弯曲加工的各工序，模锻工序包括粗锻和精锻的各工序。
图1是示意性地表示以往的通常的模锻曲轴的制造工序的图。图1所例示的曲轴1搭载于4汽缸发动机，由5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前端部Fr、凸缘部Fl、以及分别连接轴颈部J1～J5和销部P1～P4的8个曲轴臂部(以下简称为“臂部”)A1～A8构成，为在8个臂部A1～A8上全部都具有平衡配重的4汽缸－8个配重的曲轴。以下，在分别统称轴颈部J1～J5、销部P1～P4、以及臂部A1～A8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，在利用感应加热炉、气体气氛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且使钢坯2缩径而将其体积分配在长度方向上，从而使成为中间件的辊轧坯件103成形(参照图1的(b))。在弯曲成形工序中，将利用辊轧成形而获得的辊轧坯件103在与长度方向成直角的方向上局部下压而将其体积分配，使进一步成为中间件的弯曲坯件104成形(参照图1的(c))。
在粗锻工序中，使用上下一对模具对通过弯曲成形而获得的弯曲坯件104进行压力锻造，使造型为曲轴(最终锻造制品)的大致的形状的锻造件6成形(参照图1的(d))。而且，在精锻工序中，使用上下一对模具对通过粗锻而获得的粗锻件6进行压力锻造，使造型为与曲轴一致的形状的锻造件7成形(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模具分割面之间流出。因此，粗锻件6、精锻件7在已造型的曲轴的周围分别带有飞边6a、7a。
在模锻切边工序中，从上下利用模具将利用精锻而获得的带有飞边7a的精锻件7保持，并且利用刀具类将飞边7a冲切去除。由此，如图1的(f)所示，能够获得模锻曲轴1。在整形工序中，对去除了飞边的模锻曲轴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，将臂部A自上下利用模具略微加压，而矫正为期望的尺寸形状。由此，能够制造模锻曲轴。
图1所示的制造工序并不限定于例示的4汽缸－8个配重的曲轴，对于在8个臂部A中的开头的臂部A1、最末尾的臂部A8、以及中央的两个臂部A4、A5具有平衡配重的4汽缸－4个配重的曲轴，制造工序也相同。另外，对于搭载于3汽缸发动机、直列6汽缸发动机、V型6汽缸发动机、8汽缸发动机等的曲轴，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，在模锻切边工序之后，可追加扭转工序。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5－228574号公报
专利文献2：日本特开平8－24988号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，模锻曲轴的制造工序包括预成形(辊轧成形和弯曲成形)、模锻(粗锻和精锻)、模锻切边以及整形的各工序，通常将这些工序设为一系列地进行的联机工作，但也存在排除其中的预成形的情况。这是因为，预成形中的辊轧成形所使用的辊设备为专用的设备，其构造复杂且规模较大、且其安装及管理需要巨大的成本。另外，预成形中的弯曲成形能够利用进行模锻(粗锻和精锻)的冲压设备来实施。
图2为示意性地表示排除了预成形的情况下的模锻曲轴的制造工序的图。如图2的(a)、图2的(b)所示，在排除了预成形的情况下，对在整个长度上截面积恒定的钢坯2直接进行粗锻地进行模锻。
通常，所使用的钢坯的截面尺寸(圆钢坯的情况：直径，方钢坯的情况：一条边的长度)以与制造对象的曲轴的长度方向成直角的方向上的最大截面积、具体而言以具有平衡配重的臂部(配重)的截面积为基准来决定。因此，在排除预成形地制造曲轴的情况下，在曲轴的截面积较小的两端部分、即与前端部、凸缘部以及与前端部、凸缘部相邻接的轴颈部相对应的部分成品率极度降低。
另外，实际的钢坯的截面尺寸被阶梯式地分等级。因此，在排除预成形地制造曲轴的情况下，若由制造对象的曲轴的最大截面积所决定的钢坯的理想截面尺寸在等级与等级之间，则不得不使用等级大于该理想的截面尺寸的钢坯。例如，在使用圆钢坯的情况下，直径90mm的等级的次大的等级为直径95mm，该情况下，若理想的截面尺寸为这两个等级之间的直径93mm，则不得不采用较大等级的直径95mm的钢坯。于是，成品率越发降低。
而且，曲轴的尺寸形状根据发动机的种类而多种多样。因此，钢坯的截面尺寸因每个制造对象的曲轴的尺寸形状而不同，从较小的尺寸到较大的尺寸覆盖较大的范围。而且，在利用感应加热炉对钢坯进行加热的情况下，每次都需要根据所使用的钢坯的截面尺寸准备设置适当的大小的电磁线圈。
本发明即是鉴于上述问题而做成的，其目的在于提供一种能够使成品率提高并且将所使用的钢坯的截面尺寸统一为较小的尺寸的多汽缸往复式设备用的模锻曲轴的制造方法。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明人重点关注在模锻曲轴的制造工序中有助于成品率的成形坯件的工序，并进行了深入的研究。其结果得知，以下工序是有效的，该工序是，通过在模锻(粗锻和精锻)之前进行将钢坯在长度方向上压缩的镦锻加工，使在两端部分、即与曲轴的前端部、凸缘部以及与前端部、凸缘部相邻接的轴颈部相对应的部分维持钢坯的截面尺寸且在除此以外的中间部分、即在从与曲轴的开头的臂部相对应的位置到与最末尾的臂部相对应的位置的部分扩大截面积而成的坯件成形(以下还称为“镦锻坯件”)，并且对该镦锻坯件进行模锻。
本发明即是根据这样的见解而完成的，其主旨在于下述的模锻曲轴的制造方法。即，一种模锻曲轴的制造方法，该模锻曲轴搭载于多汽缸往复式设备，其特征在于，该模锻曲轴的制造方法包括：镦锻工序，对在整个长度上截面积恒定的钢坯进行镦锻加工，使在上述曲轴的从与开头的臂部相对应的位置到与最末尾的臂部相对应的位置为止的部分扩大截面积而成的坯件成形；模锻工序，对通过镦锻工序而成形的坯件进行模锻，使造形为上述曲轴的形状的带飞边的锻造件成形；以及模锻切边工序，从通过模锻工序而成形的锻造件上去除飞边。
该模锻曲轴的制造方法能够应用于上述曲轴为双汽缸以上的多汽缸发动机用的情况。在上述曲轴具有以自身的中心轴线为中心的圆板状的臂部的情况下，在上述镦锻工序中，在与曲轴的圆板状的臂部相对应的位置使上述坯件的截面积进一步扩大。
这些模锻曲轴的制造方法还包括预成形工序，其在上述模锻工序前，与上述曲轴的形状相对应地将上述坯件局部下压，将上述坯件的体积分配在长度方向以及与长度方向成直角的方向中的至少长度方向上。
发明的效果
采用本发明的模锻曲轴的制造方法，通过对截面尺寸小于由制造对象的曲轴的最大截面积所决定的理想的截面尺寸的钢坯进行镦锻加工，能够使在制造对象的曲轴上的截面积较小的两端部分确保截面积较小、且在制造对象的曲轴上的包括最大截面积的部分的中间部分扩大为理想的截面积而成的镦锻坯件成形，对该镦锻坯件进行模锻，因此，能够在曲轴的整个区域内使成品率提高，能够将所使用的钢坯的截面尺寸统一为较小的截面尺寸。
附图说明
图1是示意性地表示以往的通常的模锻曲轴的制造工序的图。
图2是示意性地表示在排除了预成形的情况下的模锻曲轴的制造工序的图。
图3是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的制造工序的一例的图。
图4是示意性地表示制造具有圆板状的臂部的模锻曲轴的情况的镦锻坯件及曲轴的各形状的图。
图5是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的制造工序的变形例的图。
图6是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的镦锻加工的一例的图。
图7是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的镦锻加工的其他例子的图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的模锻曲轴的制造方法的实施方式。
图3是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的制造工序的一例的图。图3所示的曲轴为4汽缸－8个配重的曲轴，其以截面呈圆形或方形且在整个长度上截面积恒定的钢坯2为材料，制造工序包括镦锻加工、模锻(粗锻和精锻)、模锻切边以及整形的各工序。
在本发明的模锻曲轴的制造方法中，利用感应加热炉、气体气氛加热炉对图3的(a)所示的预先切断为预定的长度的钢坯2进行加热后，进行镦锻加工。在镦锻工序中，详细见后述，进行在长度方向上压缩钢坯2的镦锻加工，使成为中间件的坯件3成形(参照图3的(b))。该镦锻坯件3是如下结构：在两端部分、即与曲轴1的前端部Fr、凸缘部Fl以及与前端部Fr、凸缘部Fl相邻接的轴颈部J1、J5相对应的部分尽量维持钢坯2的截面尺寸，在除此之外的中间部分、即从与曲轴1的开头的臂部A1相对应的位置到与最末尾的臂部A8相对应的位置的部分使截面积扩大。
通过镦锻加工使镦锻坯件3的中间部分的截面积扩大，从而确保制造对象的曲轴1的臂部A的所需截面积。
在粗锻工序中，使用上下一对模具对通过镦锻加工而获得的镦锻坯件3进行压力锻造，使造形为曲轴(最终锻造制品)的大致的形状的带飞边6a的锻造件6成形(参照图3的(c))。然后，在精锻工序中，使用上下一对模具对通过粗锻而获得的粗锻件6进行压力锻造，使造形为与曲轴一致的形状的带飞边7a的锻造件7成形(参照图3的(d))。
在模锻切边工序中，将通过精锻而获得的带飞边7a的精锻件7从上下利用模具保持，并且利用刀具类冲切去除飞边7a。由此，如图3的(e)所示，获得模锻曲轴1。在整形工序中，将去除了飞边的模锻曲轴1的重要部位从上下利用模具略微冲压，从而矫正为期望的尺寸形状。由此，能够制造模锻曲轴。
根据这样的本发明的模锻曲轴的制造方法，例如，若使用圆钢坯，在直径90mm的等级的次大的等级是直径95mm的情况下，即使由制造对象的曲轴的最大截面积所决定的理想的截面尺寸为这两个等级之间的直径93mm的情况下，通过采用较小等级的直径90mm的钢坯或使用更小等级的直径85mm的钢坯，且对该截面尺寸较小的钢坯进行镦锻加工，能够使如下镦锻坯件成形，该镦锻坯件在制造对象的曲轴中的截面积较小的两端部分确保截面积为较小，并且在制造对象的曲轴中的包括最大截面积的部分的中间部分扩大为理想的截面积。由于对该镦锻坯件进行模锻，因此，能够在曲轴的整个区域上提高成品率。
另外，所使用的钢坯的截面尺寸不受到制造对象的曲轴的最大截面积的制约，因此，能够统一为较小的截面尺寸。因此，在利用感应加热炉对钢坯进行加热的情况下，还能够将所设置的电磁线圈统一为较小的尺寸。
图3所示的制造工序并不限定于所例示的4汽缸－8个配重的曲轴，也能够使用4汽缸－4个配重的曲轴，另外，也能够应用于被搭载于3汽缸发动机、直列6汽缸发动机、V型6汽缸发动机、8汽缸发动机等的曲轴。另外，该制造工序不仅能够应用于制造被搭载于汽车用发动机的曲轴，还能够应用于制造被搭载于摩托车、农业机械、船舶等的发动机、以及往复式压缩机、往复泵等这样的所有的往复式设备的曲轴。另外，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能够追加扭转工序。
本发明的模锻曲轴的制造方法在曲轴为双汽缸以上的多汽缸发动机用的情况下有用。另外，本发明的模锻曲轴的制造方法适合于使用圆钢坯的情况。这是因为相比于方钢坯，圆钢坯在镦锻加工时稳定地使截面积扩大。
在此，存在为了防止振动和噪音而在汽车用发动机上设有平衡轴的情况。该平衡轴利用被安装于曲轴的一个臂部的齿圈而驱动。该情况下，为了安装齿圈，曲轴具有以自身的中心轴线为中心的圆板状的臂部。该圆板状的臂部很大程度地大于其他的臂部，在曲轴的各部中成为最大截面积。
在制造具有这样的圆板状的臂部的模锻曲轴的情况下，也能够利用上述图3所示的制造工序进行对应。不过，在该情况下，在该制造工序中的镦锻工序中，能够使镦锻坯件的中间部分的截面积在与圆板状的臂部相对应的位置进一步扩大。
图4是示意性地表示在制造具有圆板状的臂部的模锻曲轴的情况下的镦锻坯件和曲轴的各形状的图。图4所示的曲轴1的从开头开始第2个臂部A2形成为圆板状。该曲轴1的模锻所使用的镦锻坯件3是通过对钢坯进行镦锻加工，而在两端部分维持钢坯的截面尺寸且在从与曲轴1的开头的臂部A1相对应的位置到与最末尾的臂部A8相对应的位置的中间部分使截面积扩大，并且在其中间部分的与圆板状的臂部A2相对应的位置进一步使截面积扩大的镦锻坯件。即，该情况下的镦锻坯件3的截面积扩大为两个层次。
镦锻坯件3中的与圆板状的臂部A2相对应的位置的截面积确保制造对象的曲轴1中的圆板状臂部A2的所需截面积。除此之外的镦锻坯件3的中间部分的截面积确保除圆板状臂部A2以外的臂部A的所需截面积。
若对该镦锻坯件3进行模锻，则即使是具有圆板状的臂部A2的曲轴，也能够在整个区域内使成品率提高地进行制造。
如上所述，上述图3所示的制造工序能够应用于制造所有的搭载于汽车用发动机的模锻曲轴。但是，在具备没有平衡配重的椭圆状的臂部的曲轴的情况下、具体而言，在搭载于4汽缸－4个配重的曲轴、搭载于V型6汽缸发动机的曲轴等的情况下，由于椭圆状的臂部的截面积较小，因此，在上述图3所示的制造工序中，在与椭圆状的臂部相对应的部分无法谋求成品率充分地提高。于是，根据制造对象的曲轴的形状，在上述图3所示的制造工序中，能够在模锻工序之前进行对镦锻坯件进一步塑性加工的预成形。
图5是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的制造工序的变形例的图。图5所示的曲轴1为4汽缸－4个配重的曲轴，从开头开始第2个、第3个、第6个以及第7个的各臂部A呈椭圆状(参照图5的(g))。该曲轴1的制造工序包括镦锻加工、预成形、模锻(粗锻和精锻)、模锻切边以及整形的各工序，在上述图3所示的制造工序的镦锻工序与模锻工序之间追加了预成形工序。预成形工序包括第1预成形和第2预成形的各工序。
在第1预成形工序中，共用进行模锻的冲压设备，对通过镦锻加工而获得的图5的(b)所示的镦锻坯件3向与长度方向成直角的方向进行局部冲压下压，将其体积分配在长度方向上(参照图5的(c))。此时的下压在与曲轴的椭圆状臂部A相对应的部分进行。
在接着的第2预成形工序中，同样地共用进行模锻的冲压设备，在使通过第1预成形工序获得的图5的(c)所示的镦锻坯件4绕自身的中心轴线旋转90°而成的状态下，向与长度方向成直角的方向对其局部冲压下压，将其体积分配在长度方向和与长度方向成直角的方向上(参照图5的(d))。此时的下压相当于上述图1的(c)所示的弯曲成形。
然后，对图5的(d)所示的通过第2预成形工序而获得的镦锻坯件5进行模锻。
在这样的经过图5所示的制造工序的制造方法中，由于能够根据制造对象的曲轴1的形状在曲轴1中的截面积较小的部分、例如与椭圆状臂部A相对应的部分使镦锻坯件5的截面积减小，因此，在该部分也能够谋求成品率充分提高。
图6是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法中的镦锻加工的一例的图。图6所示的镦锻加工是使上述图3所示的截面积全部都扩大的镦锻坯件3成形的工序。
在使用专用的冲压设备进行镦锻加工的情况下，该冲压设备能够使用螺旋压力机、液压机、曲轴压力机等。但是，由于镦锻加工在与其他的工序构成一系列的联机中进行，是在长度方向上压缩纵长的钢坯的加工，因此，镦锻加工的冲压设备要求能够对应于高速化及行程的纵长化。
如图6所示，用于镦锻加工的冲压设备包括：保持于成为基础的固定的垫板11的下模12和保持于能够沿上下方向移动的垫板21的上模22。在下模12和上模22上分别形成有互相相对的模腔孔13、23。
下模12的模腔孔13形成为区分有底侧和开口侧的台阶孔。该下模12的模腔孔13的底侧的截面与钢坯2的截面形状一致，开口侧的截面与期望的镦锻坯件3的中间部分的截面形状一致。另一方面，上模22的模腔孔23形成为截面与钢坯2的截面形状一致的单纯的孔。另外，严格而言，在这些模腔孔13、23中的任一者都设有朝向开口侧略微扩大的梯度。这是为了不给插入钢坯2和取出镦锻坯件3带来障碍。
如图6的(a)所示，在进行镦锻加工时，向下模12的模腔孔13插入钢坯2，钢坯2的一端部2a被下模12的模腔孔13的底侧约束。接着，如图6的(b)所示，使上模22下降，则上模22的模腔孔23容纳钢坯2的另一端部2b，钢坯2的另一端部2b被上模22的模腔孔23约束。继续使上模22下降，由于钢坯2的两端部2a、2b被约束，因此，除该两端部2a、2b以外的部分在长度方向上被压缩，从而向与长度方向成直角的方向逐渐扩大。
此时，通过调整上模22的下止点，能够决定钢坯2的最终扩大量以及该扩大部分的最终长度。但是，钢坯2的扩大量还因钢坯2与下模12的模腔孔13的开口侧的接触而受到限制。由此，如图6的(c)所示，能够使在两端部分维持钢坯2的截面尺寸且在除该两端部分之外的中间部分截面积全部都扩大而成的镦锻坯件3成形。
图7是示意性地表示本发明的模锻曲轴的制造方法的镦锻加工的其他例子的图。图7所示的镦锻加工为使上述图4所示的截面积扩大为两个层次的镦锻坯件3成形的工序。
在图7所示的镦锻加工中，相比于上述图6所示的镦锻加工，不同点在于上模22的模腔孔23也与下模12的模腔孔13相同地形成为区分有底侧和开口侧的台阶孔。该情况下，如图7的(b)所示，钢坯2的一端部2a被下模12的模腔孔13的底侧约束，并且钢坯2的另一端部2b被上模22的模腔孔23的底侧约束，在使上模22继续下降时，钢坯2的除了被约束的两端部2a、2b以外的部分在长度方向上被压缩而逐渐扩大。
此时，钢坯2的扩大量首先因钢坯2与下模12的模腔孔13的开口侧的接触、以及钢坯2与上模22的模腔孔23的开口侧的接触而受到限制。而且，通过调整上模22的下止点，钢坯2自互相相对的下模12与上模22的模具分割面之间扩大，决定该部分的最终扩大量和该扩大部分的最终长度，与此同时，决定扩大部分整体的最终长度。由此，如图7的(c)所示，能够使在两端部分维持钢坯2的截面尺寸且在除该两端部分以外的中间部分截面积扩大为两个层次而成的镦锻坯件3成形。
以上说明的镦锻加工中需要留意的点在于钢坯的压曲。这是因为，在本发明的模锻曲轴的制造方法中，由于使纵长的钢坯在长度方向上的较大的范围内扩大，因此，可能发生压曲。若发生压曲，则无法获得期望的形状尺寸的镦锻坯件。因此，优选的是，预先在各种条件下进行试验，例如在使用圆钢坯的情况下，如上述图6所示，从以钢坯的直径D0和镦锻加工后的扩大部分的直径D1的比表示的扩径率“D0/D1”、以及以钢坯的自由长度Lf和钢坯的直径D0的比表示的细长比“Lf/D0”的关系中把握发生压曲的临界条件，在该关系的基础上对镦锻加工进行条件设定。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在不偏离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变更。例如，镦锻坯件不限定于在中间部分使截面积全部都扩大而成的镦锻坯件，还可以是在中间部分使截面积平缓地扩大而成的镦锻坯件。
产业上的可利用性
本发明能够应用于制造被搭载于双汽缸以上的往复式设备的模锻曲轴，特别是能够有效地应用于制造被搭载于汽车用多汽缸发动机的模锻曲轴。
附图标记说明
1、模锻曲轴；J1～J5、轴颈部；P1～P4、销部；Fr、前端部；Fl、凸缘部；A1～A8、曲轴臂部；2、钢坯；2a、一端部；2b、另一端部；3、4、5、镦锻坯件；6、粗锻件；6a、飞边；7、精锻件；7a、飞边；11、垫板；12、下模；13、模腔孔；21、垫板；22、上模；23、模腔孔。

Claims (3)

1.一种模锻曲轴的制造方法，该模锻曲轴搭载于双汽缸以上的往复式设备，该模锻曲轴的制造方法的特征在于，
该模锻曲轴的制造方法包括：
镦锻工序，对在整个长度上截面积恒定的钢坯进行镦锻加工，使在从与上述曲轴的开头的曲轴臂部相对应的位置到与最末尾的曲轴臂部相对应的位置的部分扩大截面积而成的坯件成形；
模锻工序，对通过镦锻工序而成形的坯件进行模锻，使造形为上述曲轴的形状的带飞边的锻造件成形；以及
模锻切边工序，从通过模锻工序而成形的锻造件上去除飞边。
2.根据权利要求1所述的模锻曲轴的制造方法，其特征在于，
上述曲轴具有以自身的中心轴线为中心的圆板状的曲轴臂部，
在上述镦锻工序中，在与曲轴的圆板状的曲轴臂部相对应的位置使上述坯件的截面积进一步扩大。
3.根据权利要求1或2所述的模锻曲轴的制造方法，其特征在于，
该模锻曲轴的制造方法还包括预成形工序，其在上述模锻工序前，与上述曲轴的形状相对应地将上述坯件局部下压，将上述坯件的体积分配在长度方向以及与长度方向成直角的方向中的至少长度方向上。
CN201280074837.XA 2012-07-27 2012-07-27 模锻曲轴的制造方法 Active CN104487188B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/004796 WO2014016875A1 (ja) 2012-07-27 2012-07-27 型鍛造クランク軸の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104487188A true CN104487188A (zh) 2015-04-01
CN104487188B CN104487188B (zh) 2016-07-06

Family

ID=49996712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280074837.XA Active CN104487188B (zh) 2012-07-27 2012-07-27 模锻曲轴的制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9937550B2 (zh)
JP (1) JP5800091B2 (zh)
CN (1) CN104487188B (zh)
IN (1) IN2015DN01595A (zh)
WO (1) WO2014016875A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106270356A (zh) * 2016-08-02 2017-01-04 盐城市鑫海机械有限公司 一种割草机偏心曲轴的加工方法
CN107614148A (zh) * 2015-05-19 2018-01-19 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造装置和制造方法
CN109715312A (zh) * 2016-09-20 2019-05-03 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造方法
CN109982784A (zh) * 2016-11-29 2019-07-05 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3037189B1 (en) * 2014-12-23 2018-11-07 Ellwood National Investment Corp. Net shaped forging for fluid end blocks
JP6424948B2 (ja) * 2015-03-18 2018-11-21 新日鐵住金株式会社 鍛造クランク軸の製造方法
CN107391779B (zh) * 2016-05-17 2019-08-06 中国科学院金属研究所 一种模锻柴油机曲轴的坯料形状设计方法
JP6881135B2 (ja) * 2017-08-03 2021-06-02 日本製鉄株式会社 型鍛造部材の製造方法及び型鍛造部材の製造設備
CN112475180A (zh) * 2020-11-12 2021-03-12 中国第一重型机械股份公司 一种台阶轴类锻件的锻造模具及方法
CN114406171A (zh) * 2021-12-10 2022-04-29 钢铁研究总院 一种带环类轴类锻件一体化净成型方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094048A (en) * 1976-09-25 1978-06-13 Franz Berrenberg Method of heat forming of workpieces
JPS58215237A (ja) * 1982-06-08 1983-12-14 Musashi Seimitsu Kogyo Kk クランクシヤフトの製造方法
JPS6160236A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Nagura Tekkosho:Kk 素材中間部の据込方法とその据込装置
JPH02104437A (ja) * 1988-10-07 1990-04-17 Mazda Motor Corp アルミニウム合金製コネクテイングロツドの製造法
JP2000094087A (ja) * 1998-09-16 2000-04-04 Sumitomo Metal Ind Ltd クランク軸の製造技術
JP2003326332A (ja) * 2002-05-13 2003-11-18 Kobe Steel Ltd クランク軸の成形方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3713320A (en) * 1971-05-28 1973-01-30 Walker Forge Inc Method of handling metal stock for hot forging
JPH05228574A (ja) 1992-02-21 1993-09-07 Honda Motor Co Ltd クランクシャフトの成形方法
JP3156506B2 (ja) 1994-07-12 2001-04-16 日産自動車株式会社 鍛造品の反転移送方法及び同方法に使用する鍛造金型並びにプレス機械

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4094048A (en) * 1976-09-25 1978-06-13 Franz Berrenberg Method of heat forming of workpieces
JPS58215237A (ja) * 1982-06-08 1983-12-14 Musashi Seimitsu Kogyo Kk クランクシヤフトの製造方法
JPS6160236A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Nagura Tekkosho:Kk 素材中間部の据込方法とその据込装置
JPH02104437A (ja) * 1988-10-07 1990-04-17 Mazda Motor Corp アルミニウム合金製コネクテイングロツドの製造法
JP2000094087A (ja) * 1998-09-16 2000-04-04 Sumitomo Metal Ind Ltd クランク軸の製造技術
JP2003326332A (ja) * 2002-05-13 2003-11-18 Kobe Steel Ltd クランク軸の成形方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107614148A (zh) * 2015-05-19 2018-01-19 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造装置和制造方法
CN107614148B (zh) * 2015-05-19 2019-04-19 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造装置和制造方法
CN106270356A (zh) * 2016-08-02 2017-01-04 盐城市鑫海机械有限公司 一种割草机偏心曲轴的加工方法
CN109715312A (zh) * 2016-09-20 2019-05-03 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造方法
CN109982784A (zh) * 2016-11-29 2019-07-05 新日铁住金株式会社 锻造曲轴的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5800091B2 (ja) 2015-10-28
WO2014016875A1 (ja) 2014-01-30
CN104487188B (zh) 2016-07-06
US9937550B2 (en) 2018-04-10
JPWO2014016875A1 (ja) 2016-07-07
IN2015DN01595A (zh) 2015-07-03
US20150128416A1 (en) 2015-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104487188B (zh) 模锻曲轴的制造方法
JP5708893B2 (ja) 鍛造クランク軸の仕上打ち用素材の成形装置
EP3170576B1 (en) Method for producing a forged crankshaft
CN101959627A (zh) 金属锻造的曲轴、用于金属锻造曲轴的设备以及金属锻造曲轴的方法
CN105745039A (zh) 锻造曲轴的制造方法
US10086425B2 (en) Method for producing a forged crankshaft
CN105764629A (zh) 锻造曲轴的制造方法
JP6493516B2 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
JP6561576B2 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
JP2016215234A (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
US20180056372A1 (en) Method for producing forged crankshaft
WO2016186165A1 (ja) 鍛造クランク軸の製造装置および製造方法
CN212643296U (zh) 一种锻造分模面上特殊流线的连杆
WO2015129201A1 (ja) ４気筒エンジン用鍛造クランク軸の仕上打ち用素材の成形装置、及びこれを用いた４気筒エンジン用鍛造クランク軸の製造方法
JP6822574B2 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
CN108430666B (zh) 锻造曲轴的制造方法
WO2018100810A1 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
JPWO2018230500A1 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
CN114110005A (zh) 一种锻造分模面上特殊流线的连杆及其成形方法
TH1501003215B (th) เครื่องสำหรับขึ้นรูปแบลงค์สำหรับตีขึ้นรูปขั้นสุดท้ายสำหรับเพลาข้อเหวี่ยงที่ได้รับการตีขึ้นรูปสำหรับเครื่องยนต์สามสูบและวิธีการสำหรับผลิตเพลาข้อเหวี่ยงที่ได้รับการตีขึ้นรูปสำหรับเครื่องยนต์สามสูบโดยการใช้เครื่องนั้น

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Nippon Iron & Steel Corporation

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Patentee before: Nippon Steel Corporation