CN107405677A

CN107405677A - 锻造曲轴的制造方法

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Publication number: CN107405677A
Application number: CN201680015560.1A
Authority: CN
Inventors: 大久保润; 大久保润一; 田村宪司; 吉田邦裕; 黄三守; 中野竜辅; 堀雅夫
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-03-18
Also published as: CN107405677B; JP6424948B2; EP3272439A4; JPWO2016147674A1; BR112017018591A2; MX2017011892A; EP3272439B1; US10456828B2; US20180071813A1; EP3272439A1; WO2016147674A1

Abstract

包括第1预成形工序、第2预成形工序以及最终预成形工序。在第2预成形工序中，通过利用一对第1模具(40)将初始坯件(23)压下，获得中间坯件。一对第1模具(40)包括要与将要成为臂部的部位以及将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位抵接的曲柄臂加工部(42c)。曲柄臂加工部(42c)具有臂加工部(42d)和平衡块加工部(42e)。臂加工部(42d)和平衡块加工部(42e)整体上呈凹状，平衡块加工部的开口宽度(Bw)随着远离凹状的底面而变宽。由此，在坯件中，能够在将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位之间分配体积，能够提高材料成品率。

Description

锻造曲轴的制造方法

技术领域

本发明涉及利用热锻来制造曲轴的方法。

背景技术

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取出动力，曲轴是不可缺少的。曲轴能够利用模锻或铸造制造。尤其是，在曲轴要求高强度和高刚性的情况下，经常使用由模锻制造出的曲轴(以下也称为“锻造曲轴”)。

图1A和图1B是表示通常的锻造曲轴的形状例的示意图。其中的图1A是整体图，图1B是IB-IB剖视图。在图1B中，为了容易理解曲轴的形状，抽出一个曲轴臂部A7、与该曲轴臂部A7一体的配重部W7、与曲轴臂部A7相连的销部P4和轴颈部J4来表示。

图1A和图1B所例示的曲轴11搭载于四缸发动机，是四缸-八配重的曲轴。该曲轴11包括5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前部Fr、凸缘部Fl、以及8个曲轴臂部(以下也称为“臂部”)A1～A8。臂部A1～A8将轴颈部J1～J5和销部P1～P4分别相连。另外，8个(全部)臂部A1～A8一体地具有配重部(以下也称为“平衡块部”)W1～W8。在曲轴11的轴向的前端设置有前部Fr，在后端设置有凸缘部Fl。前部Fr与前头的第1轴颈部J1相连，凸缘部Fl与最末尾的第5轴颈部J5相连。

以下，在将轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8和平衡块部W1～W8分别统称时，关于其附图标记，对于轴颈部也记为“J”，对于销部也记为“P”，对于臂部也记为“A”，对于平衡块部也记为“W”。另外，将臂部A和与该臂部A一体的平衡块部W也统称为“曲柄臂”。

如图1B所示，平衡块部W的宽度Bw比臂部A的宽度Ba大。因此，平衡块部W从臂部中心面(包括销部P的中心和轴颈部J的中心在内的面)大幅度地突出。

通常而言，这样的形状的锻造曲轴以钢坯为原材料。在该钢坯中，与钢坯长度方向垂直的截面、即横截面是圆形或方形，截面积在全长上恒定。以下将与钢坯、坯件的长度方向、曲轴的轴向垂直的截面称为“横截面”，将与钢坯、坯件的长度方向、曲轴的轴向平行的截面称为“纵截面”。另外，将横截面的截面积简称为“截面积”。在锻造曲轴的制造中，依次设置有预成形工序、模锻工序和模锻切边工序。另外，根据需要，在模锻切边工序之后设置整形工序。通常，预成形工序包括辊轧成形工序和弯曲锻造工序，模锻工序包括粗锻工序和精锻工序。

图2A～图2F是用于说明以往的通常的锻造曲轴的制造工序的示意图。其中的图2A表示钢坯，图2B是辊轧坯件，图2C表示弯曲坯件，图2D表示粗锻件，图2E表示精锻件，图2F表示锻造曲轴。图2A～图2F表示所述图1A和图1B所示的形状的曲轴的制造工序。

在图2A～图2F所示的制造方法中，锻造曲轴11如以下这样被制造。首先，在图2A所示那样的预定的长度的钢坯12被加热炉加热之后，在预成形工序中依次进行辊轧成形和弯曲锻造。在辊轧成形中，使用例如孔型辊对钢坯12进行轧制而进行拉深。由此，使钢坯12的体积沿着轴向分配，获得作为中间原材料的辊轧坯件13(参照图2B)。接着，在弯曲锻造中，从与轴向垂直的方向对辊轧坯件13局部地进行加压压下。由此，分配辊轧坯件13的体积，获得作为进一步的中间原材料的弯曲坯件14(参照图2C)。

接下来，在粗锻工序中，通过使用上下一对模具来对弯曲坯件14进行锻造，获得粗锻件15(参照图2D)。该粗锻件15被造形出曲轴(最终产品)的大致的形状。而且，在精锻工序中，通过使用上下一对模具来对粗锻件15进行锻造，获得精锻件16(参照图2E)。该精锻件16被造形出与最终产品的曲轴一致的形状。在这些粗锻和精锻时，由于从彼此相对的模具的分模面之间流出余料，形成飞边B。因此，粗锻件15和精锻件16均在周围带有较大的飞边B。

在模锻切边工序中，例如在利用一对模具夹着来保持带飞边的精锻件16的状态下，利用刀模对飞边B进行冲裁。由此，飞边B被从精锻件16去除，获得无飞边锻件。该无飞边锻件是与图2F所示的锻造曲轴11大致相同的形状。

在整形工序中，从上下利用模具将无飞边锻件的主要部位稍微压下，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、凸缘部Fl等这样的轴部，还有臂部A和平衡块部W。这样一来，锻造曲轴11被制造。

图2A～图2F所示的制造工序并不限于所述图1A和图1B所示的四缸-八配重的曲轴，能够适用于各种曲轴。也能够适用于例如四缸-四配重的曲轴。

在四缸-四配重的曲轴的情况下，8个臂部A1～A8中的、一部分的臂部一体地具有平衡块部W。例如前头的第1臂部A1、最末尾的第8臂部A8和中央的两个臂部(第4臂部A4、第5臂部A5)一体地具有平衡块部W。另外，剩余的臂部、具体而言第2、第3、第6和第7臂部(A2、A3、A6、A7)不具有平衡块部，其形状成为椭圆状(长圆状)。

此外，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。

预成形工序以分配钢坯的体积为主要目的，因此，所获得的坯件几乎没有造形出锻造曲轴的形状。通过如此利用预成形工序分配钢坯的体积，能够在后续工序的模锻工序中减少飞边的流出，能够提高材料成品率。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)。

与锻造曲轴的制造有关的技术被例如日本特开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)以及日本特开平10-029032号公报(专利文献3)公开。在专利文献1中记载有使用一对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，使被加工物的一部分伸长，并且使与一部分连续的另一部分相对于轴心偏置。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，因此能够减少设备投资。

在专利文献2中，在预成形中，替代以往的两个轧道的辊轧成形，使用4个轧道的高速辊设备。在专利文献2所提出的预成形中，辊轧坯件的截面积根据锻造曲轴(最终产品)的平衡块部、臂部和轴颈部的截面积的分布来决定。由此，在专利文献2中，能够提高材料成品率。

在专利文献3提出了如下方案：在模锻中，将模锻方向(压下方向)设为与平衡块部的突出方向呈直角的方向。由此，在模锻中，在相对于臂部中心面大幅度突出的平衡块部，能够提高材料的充满性。在该专利文献3所记载的方法中，上模和下模的分模面配置于平衡块部的突出形状的顶点，使余料作为飞边在上模与下模之间流出。

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：日本特开平10-029032号公报

专利文献4：WO2014/038183号公报

发明内容

发明要解决的问题

在锻造曲轴的制造中，如前所述，期望的是，减少飞边的流出而使材料成品率提高。在所述专利文献1所记载的预成形方法中，能够一定程度进行钢坯的体积的分配和偏置。

然而，在所述专利文献1所记载的预成形方法中，并未记载将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位处的体积的分配。更具体而言，并未记载在将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位处、在平衡块部和臂部之间进行体积分配。因此，在后续工序的模锻工序中，在相对于臂部中心面大幅度突出的平衡块部，材料的充满性变得不充分，易于产生缺肉。为了防止平衡块部的缺肉，在坯件中使多余的体积增加，但与此相伴材料成品率降低。在此，“将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位”包括将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位。以下，将将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位也统称为“曲柄臂相当部”。

在所述专利文献2所记载的预成形方法中，由于是辊轧成形，因此，对于曲柄臂相当部，无法在平衡块部和臂部之间进行体积的分配。因此，在后续工序的模锻工序中，平衡块部的材料的充满性变得不充分，其结果，产生易于产生缺肉的问题、材料成品率降低的问题。

根据所述专利文献3所记载的方法，能够一定程度改善模锻中的平衡块部的材料的充满性。然而，在专利文献3所记载的方法中，随着飞边被成形，材料成品率降低。另外，以往的锻造曲轴的制造中的材料成品率并不充分。因此，期望的是进一步使材料成品率提高。

本发明的目的在于提供一种锻造曲轴的制造方法，在该锻造曲轴的制造方法中，对于坯件，在将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位，通过在将要成为平衡块部的部位和将要成为臂部的部位之间分配体积，能够提高材料成品率。

用于解决问题的方案

本发明的一实施方式的锻造曲轴的制造方法是一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具备：成为旋转中心的轴颈部；销部，其相对于所述轴颈部偏心；曲轴臂部，其将所述轴颈部和所述销部相连；以及配重部，全部或一部分所述曲轴臂部一体地具有该配重部。

该锻造曲轴的制造方法包括第1预成形工序、第2预成形工序以及最终预成形工序。在所述第1预成形工序中，在钢坯中的将要成为所述销部的部位和将要成为所述轴颈部的部位，使截面积减小而形成扁平部。在所述第2预成形工序中，将在所述第1预成形工序中获得的初始坯件以所述扁平部的宽度方向为压下方向而利用一对第1模具压下，从而获得将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位的厚度比精加工尺寸厚的中间坯件。在所述最终预成形工序中，利用第2模具将所述中间坯件中的将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位从所述中间坯件的轴向压下，并且，将所述中间坯件从与所述轴向垂直的方向压下，从而在所述中间坯件造形出所述锻造曲轴的形状。

所述一对第1模具具有：曲柄臂加工部，其要与将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位抵接；销加工部，其要与将要成为所述销部的部位抵接；以及轴颈加工部，其要与将要成为所述轴颈部的部位抵接。所述曲柄臂加工部在所述一对第1模具中的一者具有要与将要成为所述曲轴臂部的部位抵接的臂加工部和要与将要成为所述配重部的部位抵接的平衡块加工部。所述臂加工部和平衡块加工部整体上呈凹状，且所述臂加工部位于所述凹状的底面侧，并且所述平衡块加工部位于所述凹状的开口侧，所述平衡块加工部的开口宽度随着远离所述凹状的底面而变宽。

在所述第2预成形工序中，利用所述销加工部和所述轴颈加工部将所述扁平部压下，随着所述扁平部的压下，将将要成为一体地具有所述配重部的所述曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位向所述凹状的曲柄臂加工部的底面侧压入而使其变形。

优选的是，在使将要成为一体地具有所述配重部的所述曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位向所述凹状的曲柄臂加工部的底面侧压入而使其变形之际，将这些部位从所述凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下而分配体积。

也可以是，所述锻造曲轴在轴向的前端还设置有前部。在该情况下，在所述第1预成形工序中，而且优选在所述钢坯中的将要成为所述前部的部位使截面积减小而形成扁平部。另外，优选的是，所述一对第1模具还具有要与将要成为所述前部的部位抵接的前部加工部，在所述第2预成形工序中，利用所述前部加工部将将要成为所述前部的部位压下而使该将要成为所述前部的部位延伸。

也可以是，所述锻造曲轴在轴向的后端还设置有凸缘部。在该情况下，优选的是，所述一对第1模具还具有要与将要成为所述凸缘部的部位抵接的凸缘加工部，在所述第2预成形工序中，随着所述扁平部的压下，使将要成为所述凸缘部的部位的端面与所述凸缘加工部抵接，使将要成为所述凸缘部的部位的截面积增加。

发明的效果

本发明的锻造曲轴的制造方法利用第1预成形工序和第2预成形工序，能够在不形成飞边的前提下获得轴向的体积的分配得以促进的中间坯件。另外，中间坯件在曲柄臂相当部(将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位)中的将要成为平衡块部的部位和将要成为臂部的部位之间分配体积。因此，在最终预成形工序中，也几乎不形成飞边就能够对曲轴的形状进行造形。通过这些工序，能够使材料成品率提高。

附图说明

图1A是表示通常的锻造曲轴的整体形状的一个例子的示意图。

图1B是图1A的IB-IB剖视图。

图2A是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的钢坯的示意图。

图2B是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的辊轧坯件的示意图。

图2C是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的弯曲坯件的示意图。

图2D是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的粗锻件的示意图。

图2E是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的精锻件的示意图。

图2F是表示以往的通常的锻造曲轴的制造工序中的锻造曲轴的示意图。

图3A是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的钢坯的示意图。

图3B是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的初始坯件的示意图。

图3C是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的中间坯件的示意图。

图3D是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的最终坯件的示意图。

图3E是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的精锻件的示意图。

图3F是表示本发明的锻造曲轴的制造工序例中的锻造曲轴的示意图。

图4A是示意性地表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的纵向剖视图。

图4B是示意性地表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的纵向剖视图。

图5A是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为轴颈部的部位的横向剖视图。

图5B是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为轴颈部的部位的横向剖视图。

图6A是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为销部的部位的横向剖视图。

图6B是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为销部的部位的横向剖视图。

图7A是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位的横向剖视图。

图7B是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位的横向剖视图。

图8A是示意性地表示第2预成形工序的加工流程例中的压下开始时的纵向剖视图。

图8B是示意性地表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的纵向剖视图。

图9A是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下开始时的将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位的横向剖视图。

图9B是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位的横向剖视图。

图10A是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下开始时的将要成为轴颈部的部位的横向剖视图。

图10B是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为轴颈部的部位的横向剖视图。

图11A是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下开始时的将要成为销部的部位的横向剖视图。

图11B是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为销部的部位的横向剖视图。

图12A是示意性地表示最终预成形工序的加工流程例中的压下前的纵向剖视图。

图12B是示意性地表示最终预成形工序的加工流程例中的上模到达下止点时的纵向剖视图。

图12C是示意性地表示最终预成形工序的加工流程例中的轴向的移动结束时的纵向剖视图。

图13A是表示将将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位从凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下的情况的压下前的横向剖视图。

图13B是表示将将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位从凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下的情况的压下结束时的横向剖视图。

图14A是表示在第2预成形工序中利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例中的压下开始时的横向剖视图。

图14B是表示在第2预成形工序中利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例中的压下结束时的横向剖视图。

图15A是表示在第2预成形工序利用销加工部进行局部压下的加工流程例中的压下开始时的横向剖视图。

图15B是表示在第2预成形工序中利用销加工部进行局部压下的加工流程例中的压下结束时的横向剖视图。

图16A是表示在第1预成形工序中利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例中的压下前的横向剖视图。

图16B是表示在第1预成形工序中利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例中的压下结束时的横向剖视图。

图17A是示意性地表示在第1预成形工序中的将要成为前部的部位和将要成为凸缘部的部位的加工流程例的压下前的纵向剖视图。

图17B是示意性地表示第1预成形工序中的将要成为前部的部位和将要成为凸缘部的部位的加工流程例的压下结束时的纵向剖视图。

图18A是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为前部的部位的横向剖视图。

图18B是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为前部的部位的横向剖视图。

图19A是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为凸缘部的部位的横向剖视图。

图19B是表示第1预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为凸缘部的部位的横向剖视图。

图20A是示意性地表示第2预成形工序中的将要成为前部的部位和将要成为凸缘部的部位的加工流程例的压下前的纵向剖视图。

图20B是示意性地表示第2预成形工序中的将要成为前部的部位和将要成为凸缘部的部位的加工流程例的压下结束时的纵向剖视图。

图21A是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为前部的部位的横向剖视图。

图21B是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为前部的部位的横向剖视图。

图22A是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下前的将要成为凸缘部的部位的横向剖视图。

图22B是表示第2预成形工序的加工流程例中的压下结束时的将要成为凸缘部的部位的横向剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的锻造曲轴的制造方法进行说明。

1.制造工序例

作为本实施方式的制造方法的对象的锻造曲轴具备：成为旋转中心的轴颈部J；销部P，其相对于该轴颈部J偏心；臂部A，其将轴颈部J和销部P相连；以及平衡块部W，全部或一部分臂部A一体地具有该平衡块部W。本实施方式的制造方法能够以例如所述图1A和图1B所示的四缸-八配重的曲轴为对象。另外，也能够以前述的四缸-四配重的曲轴等为对象。

本实施方式的锻造曲轴的制造方法依次包括第1预成形工序、第2预成形工序以及最终预成形工序。作为最终预成形工序的后续工序，也可以追加精锻工序和模锻切边工序。另外，也可以根据需要在模锻切边工序之后追加整形工序。在需要调整销部的配置角度的情况下，也可以在模锻切边工序之后追加扭转工序。这些工序均在加热条件下连续进行。

图3A～图3F是用于说明本发明的锻造曲轴的制造工序例的示意图。其中的图3A表示钢坯，图3B表示初始坯件，图3C表示中间坯件，图3D表示最终坯件，图3E表示精锻件，图3F表示锻造曲轴。图3A～图3F表示所述图1所示的形状的曲轴的制造工序例。

在第1预成形工序中，在作为被加工件的钢坯22中的将要成为销部的部位(以下也称为“销相当部”)和将要成为轴颈部的部位(以下也称为“轴颈相当部”)，使截面积减小。与此相伴，在钢坯形成扁平部23a，如随后论述的图5B和图6B所示，该扁平部23a的与压下方向垂直的方向的宽度Ba比压下方向的厚度ta大。如此一来，获得体积被分配后的初始坯件23。这样的第1预成形工序能够使用例如缩径辊、斜置轧辊。另外，也能够按照随后论述的使用第3模具的加工流程例进行。

在第2预成形工序中，为了进一步分配体积，利用一对第1模具将初始坯件23压下。此时的压下方向设为扁平部23a的宽度方向。由此，获得无飞边的中间坯件24。该中间坯件24的曲柄臂相当部(将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位)的轴向的厚度t1比精加工尺寸t0厚。在此，精加工尺寸t0是指锻造曲轴(最终产品)的臂部和平衡块部的轴向的厚度。随后论述第2预成形工序的详细情况。

在最终预成形工序中，利用第2模具将中间坯件24的曲柄臂相当部沿着中间坯件24的轴向压下，并且将中间坯件24沿着与轴向垂直的方向压下。由此，在中间坯件24造形出锻造曲轴的大致的形状，获得最终坯件25。在最终预成形工序中，能够使用例如专利文献4所记载的成形装置。随后论述最终预成形工序的加工流程例。

在精锻工序中，与前述的以往的精锻工序同样地进行模锻，具体而言，使用上下一对模具对最终坯件25进行锻造。由此，在随着余料的流出而形成飞边B的同时，获得精锻件26。在该精锻件26造形有与最终产品的曲轴一致的形状。在中间原材料的最终坯件25造形有曲轴的大致的形状，因此，在精锻工序中在对最终坯件25实施锻造之际，能够减少飞边B的流出而使飞边B的流出止于最小限度。

在模锻切边工序中，在例如利用一对模具夹着而保持带飞边的精锻件26的状态下，利用刀模对飞边B进行冲裁，将飞边B从精锻件26去除。由此，获得锻造曲轴21(最终产品)。

此外，在专利文献4提出了一种从造形有曲轴的大致形状的原坯成形出精锻用原材料的成形装置。该原坯是对圆钢坯反复实施拉深轧制和弯曲锻造等而获得的。另外，在后续工序中，对精锻用原材料依次实施精锻和模锻切边。

本实施方式与上述的专利文献4的制造工序相比，采用用于从钢坯获得原坯的加工、更具体而言采用第1预成形和第2预成形来替代对钢坯反复实施的拉深轧制和弯曲锻造等。本实施方式的最终预成形相当于由专利文献4的成形装置进行的加工，即，相当于从原坯获得精锻用原材料的成形。另外，在本实施方式中，与专利文献4同样地，对最终坯件(专利文献4的精锻用原材料)依次实施精锻和模锻切边。

2.第1预成形工序的加工流程例

图4A～图7B是表示第1预成形工序的加工流程例的示意图。其中的图4A是表示压下前的纵向剖视图，图4B是表示压下结束时的纵向剖视图。

图5A和图5B是表示将要成为轴颈部的部位(轴颈相当部)的横向剖视图。其中的图5A表示压下前，图5B表示压下结束时。此外，图5A是所述图4A的VA-VA剖视图，图5B是所述图4B的VB-VB剖视图。

图6A和图6B是表示将要成为销部的部位(销相当部)的横向剖视图。其中的图6A表示压下前，图6B表示压下结束时。此外，图6A是所述图4A的VIA-VIA剖视图，图6B是所述图4B的VIB-VIB剖视图。

图7A和图7B是表示将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位(曲柄臂相当部)的横向剖视图。其中的图7A表示压下前，图7B表示压下结束时。此外，图7A是所述图4A的VIIA-VIIA剖视图，图7B是所述图4B的VIIB-VIIB剖视图。

在图4A～图7B中示出横截面是圆形的钢坯22和上下成对的第3模具30。第3模具30包括第3上模31和第3下模32。为了容易理解附图，在图5B、图6B和图7B中以双点划线表示压下前的第3上模31、第3下模32和钢坯22，并且以涂黑的圆标记表示轴颈相当部的轴线位置C。一对第3模具30具有要与销相当部抵接的销加工部以及要与轴颈相当部抵接的轴颈加工部。

如在图5A中以粗线所示那样，本加工流程例的轴颈加工部包括设置于一对第3模具中的一者的第1轴颈加工部31a以及设置于另一者的第2轴颈加工部32a。第1轴颈加工部31a是凹状，可收纳钢坯。在本加工流程例中，上模31的轴颈加工部是可收纳钢坯的凹状，成为第1轴颈加工部31a。另外，下模32的轴颈加工部成为第2轴颈加工部32a，设置于凸部的顶端面。此外，上模和下模中哪一个设为可收纳钢坯的凹状(第1轴颈加工部)并没有特别限制。即，下模也可以是可收纳钢坯的凹状(第1轴颈加工部)。

如在图6A中以粗线所示那样，本加工流程例的销加工部包括设置于一对第3模具中的一者的第1销加工部31b以及设置于另一者的第2销加工部32b。该第1销加工部31b是凹状，可收纳钢坯。在本加工流程例中，上模31的销加工部是可收纳钢坯的凹状，成为第1销加工部31b。另外，下模32的销加工部成为第2销加工部32b，设置于凸部的顶端面。此外，上模和下模中的哪一个设为可收纳钢坯的凹状(第1销加工部)并没有特别限制。即，下模也可以是可收纳钢坯的凹状(第1销加工部)。

在本加工流程例的第1预成形中，如图4A所示，在使上模31上升而使上模31和下模32分开了的状态下，将钢坯22配置于上模31与下模32之间。在该状态下，若使上模31下降，则钢坯22中的销相当部收纳于凹状的第1销加工部31b，并且，轴颈相当部收纳于凹状的第1轴颈加工部31a。若使上模31进一步下降，则钢坯被销加工部31b和32b和轴颈加工部31a和32a压下而该部位的截面积减小。其结果，形成图5B和图6B所示那样的扁平部。在该扁平部，宽度Ba比厚度ta大(参照图5B和图6B)。在第3模具30的压下结束后，使上模31上升而将加工完毕的钢坯22(初始坯件23)取出。

只要采用这样的加工流程例，随着将销相当部和轴颈相当部压下，材料就沿着钢坯的轴向移动，向它们之间的曲柄臂相当部流入。由此，能够获得体积被沿着轴向分配后的初始坯件。

另外，根据图4A～图7B所示的加工流程例，在使上模下降的过程中，凹状的第1销加工部31b的开口被第2销加工部32b封堵，由第1销加工部和第2销加工部形成闭合截面。另外，凹状的第1轴颈加工部31a的开口被第2轴颈加工部32a封堵，由第1轴颈加工部和第2轴颈加工部形成闭合截面。由此，飞边不会向上模31与下模32之间流出，因此，能够提高材料成品率，并且能够促进体积的轴向分配。

于在第1预成形中使用一对第3模具的情况下，出于促进体积的轴向分配的观点考虑，以不利用第3模具将曲柄臂相当部压下为佳。另外，为了使曲柄臂相当部的形状(尺寸)整齐，也可以利用第3模具将曲柄臂相当部局部地压下(参照图7A和图7B)。例如为了将曲柄臂相当部的宽度Bb设为与扁平部的宽度Ba相同，也可以利用第3模具将曲柄臂相当部局部地压下。

3.第2预成形工序的加工流程例

图8A～图11B是表示第2预成形工序的加工流程例的示意图。其中的图8A是表示压下开始时的纵向剖视图，图8B是表示压下结束时的纵向剖视图。

图9A和图9B是表示将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位(曲柄臂相当部)的横向剖视图。其中的图9A表示压下开始时，图9B表示压下结束时。此外，图9A是所述图8A的IXA-IXA剖视图，图9B是所述图8B的IXB-IXB剖视图。

图10A和图10B是表示将要成为轴颈部的部位(轴颈相当部)的横向剖视图。其中的图10A表示压下开始时，图10B表示压下结束时。此外，图10A是所述图8A的XA-XA剖视图，图10B是所述图8B的XB-XB剖视图。

图11A和图11B是表示将要成为销部的部位(销相当部)的横向剖视图。其中的图11A表示压下开始时，图11B表示压下结束时。此外，图11A是所述图8A的XIA-XIA剖视图，图11B是所述图8B的XIB-XIB剖视图。

在图8A～图11B中示出在前述的第1预成形工序中获得的初始坯件23和上下成对的第1模具40。第1模具40包括第1上模41和第1下模42。为了容易理解附图，在图9B、图10B和图11B中以双点划线表示压下开始时的第1上模41、第1下模42以及初始坯件23，并且以涂黑的圆标记表示轴颈相当部的轴线位置C。一对第1模具40具有要与初始坯件23的曲柄臂相当部抵接的曲柄臂加工部41c、42c、要与销相当部抵接的销加工部41b、42b以及要与轴颈相当部抵接的轴颈加工部41a、42a。

如在图9A中以粗线所示那样，对于曲柄臂加工部的横截面形状，上模41和下模42中的一者整体上是凹状。在本加工流程例中，下模的曲柄臂加工部42c整体上是凹状，另一方的上模的曲柄臂加工部41c是平面状。此外，上模和下模中的哪一个设为凹状的曲柄臂加工部能够根据锻造曲轴的形状适当设定。

该凹状(在图9A中，是下模)的曲柄臂加工部42c具有要与将要成为臂部的部位(以下也称为“臂相当部”)抵接的臂加工部42d和要与将要成为平衡块部的部位(以下也称为“平衡块相当部”)抵接的平衡块加工部42e。臂加工部42d位于凹状的曲柄臂加工部42c的底面侧，平衡块加工部42e位于凹状的曲柄臂加工部42c的开口侧。另外，平衡块加工部42e的开口宽度Bw随着远离凹状的曲柄臂加工部的底面而变宽。在本加工流程例中，如图9A所示，平衡块加工部42e的两侧面均是倾斜面。另外，臂加工部42d的两侧面平行，开口宽度Bw恒定。

在第2预成形中，如前所述，曲柄臂相当部的厚度比精加工尺寸厚。因此，曲柄臂加工部41c、42c的轴向的长度设定得比曲柄臂(臂部和该臂部所一体地具有的平衡块部)的精加工尺寸的厚度大。

如在图10A中以粗线所示那样，本加工流程例的轴颈加工部包括设置于一对第1模具41和42中的一者的第1轴颈加工部41a以及设置于另一者的第2轴颈加工部42a。第1轴颈加工部41a是凹状，可收纳初始坯件23的扁平部的整体。更具体而言，上模41的轴颈加工部是可收纳初始坯件23的扁平部的整体的凹状，成为第1轴颈加工部41a。另外，下模42的轴颈加工部成为第2轴颈加工部42a，设置于凸部的顶端面。此外，对于上模和下模中哪一个设为可收纳初始坯件的扁平部的整体的凹状(第1轴颈加工部)，并没有特别限制。即，也可以将下模设为可收纳初始坯件的扁平部的整体的凹状(第1轴颈加工部)。

如在图11A以粗线所示那样，本加工流程例的销加工部包括设置于一对第1模具41和42中的一者的第1销加工部41b以及设置于另一者的第2销加工部42b。第1销加工部41b是凹状，可收纳初始坯件23的扁平部的整体。更具体而言，上模41的销加工部是可收纳初始坯件23的扁平部的整体的凹状，成为第1销加工部41b。另外，下模42的销加工部成为第2销加工部42b，设置于凸部的顶端面。此外，对于上模和下模中哪一个设为可收纳初始坯件的扁平部的整体的凹状(第1销加工部)，并没有特别限制。即，也可以将下模设为可收纳初始坯件的扁平部的整体的凹状(第1销加工部)。

在使用这样的第1模具40的第2预成形的加工流程例中，在使上模41上升而使上模41和下模42分开了的状态下，将初始坯件23配置于上模41与下模42之间。该初始坯件23将扁平部的宽度方向(椭圆的情况下，长直径方向)设为压下方向，因此，从第1预成形的结束时的初始坯件23(钢坯)的状态绕轴线旋转90°地配置。

在该状态下，使上模41下降，如图10A和图11A所示，将初始坯件23的扁平部收纳于凹状的第1轴颈加工部41a和凹状的第1销加工部41b。此时，如图9A所示，曲柄臂相当部不与曲柄臂加工部的底面接触，曲柄臂相当部的大部分配置于曲柄臂加工部中的平衡块加工部42e内。

若使上模41进一步下降，则由第1销加工部41b和第2销加工部42b形成闭合截面。另外，由第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a形成闭合截面。在该状态下，若使上模41进一步下降而到达下止点，则利用第1销加工部41b和第2销加工部42b对其内部的扁平部整体进行压下。另外，利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a对其内部的扁平部整体进行压下。如此一来初始坯件23的扁平部被第1模具压下，其结果，截面积在轴颈相当部和销相当部减小。与此相伴，多余的材料沿着轴向流动而流入臂相当部，体积的分配得以推进。另外，销相当部的重心向销部的偏心方向(参照图1B的带有剖面线的箭头)移动。

另一者(在图9A和图9B中，是上模)的曲柄臂加工部未被压靠于曲柄臂相当部，但随着第1模具40的压下，曲柄臂相当部被压入到凹状的曲柄臂加工部42c的底面侧。该压入随着位于曲柄臂相当部的前后的轴颈相当部和销相当部的压下(变形)而产生。压入之际，曲柄臂相当部沿着前述的臂加工部和平衡块加工部变形。即，曲柄臂相当部的宽度在凹状的底面侧(臂相当部)变窄，在凹状的开口侧(平衡块相当部)变宽。另外，曲柄臂相当部的开口侧的侧面23b的横截面形状成为圆弧状。

在曲柄臂相当部如此变形之际，特别是在利用平衡块加工部形成平衡块相当部之际，在平衡块相当部的轴向的前后存在销加工部41b、42b和轴颈加工部41a、42a。在该情况下，第1销加工部41b的上侧的部位(图8B的以圆D2包围的部分)和第1轴颈加工部41a的上侧的部位(图8B的以椭圆D1包围的部分)作为限制材料的轴向流动的分隔件起作用。因此，材料不会从平衡块相当部沿着轴向流出。另外，如前所述，不使另一者(在图9A和图9B中，是上模)的曲柄臂加工部41c压靠于曲柄臂相当部，因此，能够促进材料从销相当部、轴颈相当部向平衡块相当部流入。此外，不会使余料作为飞边流出，能够作为平衡块相当部。

在第1模具40的压下结束后，使上模41上升，取出加工完毕的初始坯件23(中间坯件24)。在如此获得的中间坯件中，曲柄臂相当部的厚度比精加工尺寸厚。

根据上述的第2预成形，通过使材料从销相当部和轴颈相当部向曲柄臂相当部流动，能够使体积沿着轴向分配。此外，利用臂加工部和平衡块加工部，对于曲柄臂相当部来说，材料在曲柄臂相当部的内部流动，曲柄臂相当部在凹状的底面侧变窄，在凹状的开口侧变宽。因此，能够在曲柄臂相当部内分配体积，其结果，在后续工序的最终预成形工序、精锻工序中，能够抑制在平衡块部产生缺肉。另外，能够使设置于平衡块相当部的多余的材料减少，能够提高材料成品率。

在本加工流程例中，将扁平部收纳于凹状的第1销加工部41b和凹状的第1轴颈加工部41a。之后，成为利用第1销加工部41b和第2销加工部42b形成了闭合截面、并且利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a形成了闭合截面的状态。在该状态下将扁平部压下，因此，飞边不会向上模41与下模42之间流出。由此，能够提高材料成品率，并且，材料从销相当部和轴颈相当部向曲柄臂相当部的流动得到进一步促进。

此外，随后论述，也可以是，在第2预成形中，通过利用第1销加工部41b和第2销加工部42b进行局部压下，防止飞边的流出。另外，也可以是，通过利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a进行局部压下，防止飞边的流出。

4.最终预成形工序的加工流程例

图12A～图12C是示意性地表示最终预成形工序的加工流程例的纵向剖视图。其中的图12A表示压下前，图12B表示上模到达下止点时，图12C表示轴向移动结束时。在图12A～图12C中示出在前述的第2预成形工序中获得的中间坯件24、上下一对第2模具51、上侧板52以及下侧板53。第2模具51包括第2上模60和第2下模70。第2上模60保持于上侧板52，该上侧板52随着压力机(未图示)的工作而上下运动。第2下模70保持于下侧板53，该下侧板53被固定于压力机(未图示)。

为了将曲柄臂相当部(将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位)从中间坯件24的轴向压下，第2上模60和第2下模70均被分割成多个构件。构成第2上模60和第2下模70的构件沿着中间坯件24的轴向排列配置。这样的第2上模60和第2下模70分别包括固定轴颈模构件61、71、可动轴颈模构件62、72以及销模构件63、73。

固定轴颈模构件61、71用于将中间坯件24中的中央的轴颈相当部和与该轴颈相当部相连的曲柄臂相当部压下，无法沿着轴向移动。可动轴颈模构件62、72配置有多个，用于将中央以外的轴颈相当部压下。另外，可动轴颈模构件62、72用于将与该轴颈相当部相连的曲柄臂相当部、将要成为前部的部位和将要成为凸缘的部位一并压下。可动轴颈模构件62、72可沿着轴向移动。

销模构件63、73用于将中间坯件24的销相当部压下，可沿着轴向移动。此外，上模60的销模构件63和下模70的销模构件73中的任一者可相对于被保持的板52和53相对移动。该相对移动的方向成为沿着销部的偏心方向的方向。由此，能够使中间坯件24的销相当部偏心。相对移动能够利用例如液压缸54来实现。另外，上模60的销模构件63和下模70的销模构件73中的哪一个设为可相对移动能够根据锻造曲轴的形状适当设定。

在由这样的构件构成的第2上模60和第2下模70分别雕刻有雕模部(参照图12A的附图标记61a、62a、63a、71a、72a以及73a)。在该雕模部反映出曲轴(最终产品)的大致的形状。

在最终预成形中，在使上模60上升了的状态下，在上模60与下模70之间以压下方向成为销部的偏心方向的方式配置中间坯件24。接下来，使上模60下降，利用上模60和下模70将中间坯件24压下。此时，中间坯件24的轴颈相当部被压下，被造形出大致的形状。

在利用压下而保持着中间坯件24的轴颈相当部的状态下，使可动轴颈模构件62、72和销模构件63、73朝向中央的固定轴颈模构件61、71沿着轴向移动。该移动能够利用例如楔机构、液压缸实现。

随着可动轴颈模构件62、72和销模构件63、73的轴向的移动，曲柄臂相当部被沿着中间坯件24的轴向压下。由此，曲柄臂相当部被造形出臂部和平衡块部的大致的形状。另外，曲柄臂相当部的厚度成为精加工尺寸。

与可动轴颈模构件62、72和销模构件63、73的轴向移动相对应地，使上模60的销模构件63和下模70的销模构件73中的一者沿着销部的偏心方向移动。由此，使销相当部偏心。另外，销相当部被销模构件63、73压下，销相当部被造形出大致的形状。

第2模具51的压下结束后，使上模60上升，将加工完毕的中间坯件24(最终坯件)取出。

根据这样的最终预成形，将曲柄臂相当部沿着轴向压下，因此，能够在平衡块部提高材料的充满性，能够抑制产生缺肉。另外，平衡块部的材料的充满性优异，因此，能够在不形成飞边、或者几乎不形飞边的前提下获得最终坯件。

本实施方式的锻造曲轴的制造方法利用前述的第1预成形工序和第2预成形工序，不形成飞边就能够获得中间坯件。因此，能够提高材料成品率。

此外，本实施方式的锻造曲轴的制造方法能够利用第1预成形工序和第2预成形工序促进轴向的体积分配。即，能够减小销相当部和轴颈相当部的截面积，并且能够增加曲柄臂相当部的截面积。另外，在第2预成形工序中，能够使曲柄臂相当部的宽度在臂相当部变窄，在平衡块相当部变宽，即，能够在曲柄臂相当部内分配体积。因此，能够在后续工序的最终预成形工序中抑制飞边的形成而造形出曲轴的大致的形状。使用已造形出该曲轴的大致的形状的最终坯件，因此，在精锻工序中也能够使飞边的流出止于最小限度。利用这些工序也能够提高材料成品率。

5.曲柄臂相当部内的体积分配

第2预成形中的曲柄臂相当部内的体积分配能够通过根据锻造曲轴(最终产品)的形状适当变更臂加工部的形状来进行调整。通过例如臂加工部的开口宽度的变更、将臂加工部设为倾斜面，来变更臂相当部的体积、调整曲柄臂相当部内的体积分配即可。

锻造曲轴(最终产品)的平衡块部存在各种形状，例如也存在沿着宽度方向大幅度突出、并且销部的偏心方向上的长度较短的情况。为了应对这样的情况，也可以是，在第2预成形中，通过适当变更平衡块加工部的形状，将体积在平衡块相当部内沿着宽度方向和销部的偏心方向分配。作为平衡块加工部的形状变更，能够采用例如倾斜面的角度调整、将平衡块加工部设为曲面。另外，也可以是，通过将曲柄臂相当部从凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下，从而在平衡块相当部内分配体积。

图13A和图13B是表示将将要成为一体地具有平衡块部的臂部的部位(曲柄臂相当部)从凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下的情况的横向剖视图。其中的图13A表示压下前，图13B表示压下结束时。图13A和图13B是在所述图9A和图9B中将凹状的曲柄臂加工部的深度变更得较浅而成的。

在图13A和图13B所示的加工流程例中，与所述图9A和图9B所示的加工流程例同样地，曲柄臂相当部被压入到凹状的曲柄臂加工部42c的底面侧，沿着凹状的曲柄臂加工部42c变形。此外，凹状的曲柄臂加工部42c的深度较浅，因此，在第1模具的压下的最后阶段，平面状的曲柄臂加工部41c被压靠于曲柄臂相当部的开口侧的侧面。由此，曲柄臂相当部从凹状的曲柄臂加工部42c的开口侧被压下，宽度变宽，并且偏心方向的长度变短。其结果，体积在平衡块相当部内被分配。

在如此将曲柄臂相当部的开口侧的侧面压下的情况下，出于防止材料向曲柄臂相当部的流入被阻碍的观点，优选设为轻压下。例如能够通过将曲柄臂相当部的开口侧的侧面23b(参照图9B)的一部分压下而实现该轻压下。在该情况下，通过材料向不与模具接触的部位溢出而成为轻压下。

6.优选的形态等

出于在后续工序中使平衡块部的材料的充满性提高的观点考虑，优选的是，在第2预成形中，中间坯件的曲柄臂相当部(将要成为臂部的部位和将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位)的厚度t1(mm)与精加工尺寸t0(mm)之比(t1/t0)设为1.1以上，更优选设为1.5以上。另一方面，若比值(t1/t0)超过3.5，则材料表面的胀形变形区域变大，因此，形状精度有可能在臂部外周降低。因此，优选将比值(t1/t0)设为3.5以下。

出于在后续工序中确保平衡块部的材料的充满性、同时防止平衡块部的缺肉的观点，优选中间坯件的曲柄臂相当部的截面积Sw2(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的曲轴臂的截面积Sw0(mm²)之比(Sw2/Sw0)设为0.3～0.9。出于同样的观点考虑，优选初始坯件的曲柄臂相当部的截面积Sw1(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的截面积Sw0(mm²)之比(Sw1/Sw0)设为0.2～0.8。在此，曲柄臂相当部的截面积是将要成为臂部的部位的截面积与将要成为该臂部所一体地具有的平衡块部的部位的截面积的合计。另外，曲柄臂的截面积是臂部的截面积与该臂部所一体地具有的平衡块部的截面积的合计。

出于减少在后续工序中形成的飞边的观点考虑，优选中间坯件的轴颈相当部的截面积Sj2(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的轴颈部的截面积Sj0(mm²)之比(Sj2/Sj0)设为1.0～1.9。出于同样的观点考虑，优选初始坯件的轴颈相当部的截面积Sj1(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的截面积Sj0(mm²)之比(Sj1/Sj0)设为1.2～1.9。

出于减少在后续工序中形成的飞边的观点考虑，优选中间坯件的销相当部的截面积Sp2(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的销部的截面积Sp0(mm²)之比(Sp2/Sp0)设为0.7～1.9。出于同样的观点考虑，优选初始坯件的销相当部的截面积Sp1(mm²)与锻造曲轴(最终产品)的销部的截面积Sp0(mm²)之比(Sp1/Sp0)设为0.9～1.9。

如前所述，在第2预成形中，在利用平衡块加工部形成平衡块相当部之际，第1销加工部41b的上侧的部位和第1轴颈加工部41a的上侧的部位作为限制材料的轴向流动的分隔件起作用。为了使其作用增大，重要的是在凹状的第1销加工部41b和凹状的第1轴颈加工部41a中使开口宽度(Bp：参照图11A、Bj：参照图10A)变窄。另一方面，若凹状的第1销加工部的开口宽度Bp和凹状的第1轴颈加工部的开口宽度Bj过窄，则在后续工序中负荷变大。

根据这些内容，在采用图8A～图11B所示那样的加工流程例的情况下，优选凹状的第1销加工部的开口宽度Bp(mm)与锻造曲轴(最终产品)的销部的直径Dp(mm)之比设为0.5～1.5。另外，优选凹状的第1轴颈加工部的开口宽度Bj(mm)与锻造曲轴(最终产品)的轴颈部的直径Dj(mm)之比设为0.5～1.5。

在前述的第2预成形工序的加工流程例中，将初始坯件23(扁平部)压下。在该压下之际，成为利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a形成了闭合截面、利用第1销加工部41b和第2销加工部42b形成了闭合截面的状态。由此，能够防止飞边的流出。本实施方式的锻造曲轴的制造方法也可以通过利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a进行局部压下，来防止飞边的流出。另外，也可以是，通过利用第1销加工部41b和第2销加工部42b进行局部压下，来防止飞边的流出。

图14A和图14B是表示在第2预成形工序中利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例的横向剖视图。其中的图14A表示压下开始时，图14B表示压下结束时。图14A和图14B是在所述图10A和图10B中将轴颈加工部41a和42a的形状变更而成的。对于在图14A以粗线所示的轴颈加工部41a、42a，上模41的轴颈加工部是可收纳初始坯件23的扁平部的整体的凹状，成为第1轴颈加工部41a。另外，下模42的圆弧状的轴颈加工部成为第2轴颈加工部42a，设置于凸部的顶端面。轴颈加工部41a、42a在宽度方向的两端分别具有溢出部41f、42f，该溢出部41f、42f沿着宽度方向突出。

根据这样的轴颈加工部41a、42a，随着上模41的下降，初始坯件23的扁平部的整体收纳于凹状的第1轴颈加工部41a。在该状态下，若使上模41进一步下降，则第1轴颈加工部41a与扁平部抵接，接下来第2轴颈加工部42a与扁平部抵接。扁平部随着该抵接而被压下，截面积减小，材料沿着轴向流动而体积被分配。此时，一部分材料流入溢出部41f、42f，但溢出部41f、42f的一部分不与扁平部抵接。因此，扁平部被局部地压下，飞边不流出。

此外，也可以是，通过将随后论述的图15所示的结构适用于轴颈加工部，将轴颈相当部局部压下，从而防止飞边的流出。在促进体积的分配的观点方面，优选的是，在利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a形成了闭合截面的状态下，将扁平部的整体压下。另外，在防止材料在上模与下模的间隙成为飞边的观点方面，优选利用第1轴颈加工部41a和第2轴颈加工部42a进行局部压下。

图15A和图15B是表示在第2预成形工序中利用销加工部进行局部压下的加工流程例的横向剖视图。其中的图15A表示压下开始时，图15B表示压下结束时。图15A和图15B是在所述图11A和图11B中将销加工部41b和42b的形状变更而成的。对于在图15A中以粗线所示的销加工部41b、42b，上模41的销加工部是可收纳初始坯件23的扁平部的大部分的凹状，成为第1销加工部41b。另外，下模42的圆弧状的销加工部成为第2销加工部42b，是凹状的。第1销加工部41b的深度比第2销加工部42b的深度深。

根据这样的销加工部41b、42b，随着上模41的下降，初始坯件23的扁平部的大部分收纳于凹状的第1销加工部41b。在该状态下，若使上模41进一步下降，则第1销加工部41b与扁平部抵接，接下来第2销加工部42b与扁平部抵接。此时，第1销加工部41b和第2销加工部42b均局部地与扁平部抵接。换言之，在分模面的周边，扁平部不与销相当部抵接。因此，不形成飞边就能够使材料从销相当部向曲柄臂相当部流动。另外，也能够使销相当部偏心。

此外，也可以是，通过将前述的图14A和图14B所示的结构适用于销加工部，将销相当部局部压下，从而防止飞边的流出。在促进体积的分配的观点方面，优选的是，在利用第1销加工部41b和第2销加工部42b形成了闭合截面的状态下，将扁平部的整体压下。在防止飞边的观点方面，优选利用第1销加工部41b和第2销加工部42b进行局部压下。

在前述的第1预成形工序的加工流程例中，使用第3模具30，将钢坯的整周压下。在该压下之际，成为利用第1轴颈加工部31a和第2轴颈加工部32a形成了闭合截面、并且利用第1销加工部31b和第2销加工部32b形成了闭合截面的状态。由此，能够防止飞边的流出。本实施方式的锻造曲轴的制造方法也可以通过利用轴颈加工部将轴颈相当部局部压下，而防止飞边的流出。另外，也可以是，通过利用销加工部将销相当部局部压下，来防止飞边的流出。

图16A和图16B是表示在第1预成形工序利用轴颈加工部进行局部压下的加工流程例的横向剖视图。其中的图16A表示压下前，图16B表示压下结束时。图16A和16B是在所述图5A和图5B中将轴颈加工部31a和32a的形状变更而成的。如在图16A中以粗线所示，上模31和下模32中任一者的轴颈加工部都是凹状，且深度相同。

根据这样的轴颈加工部，随着上模31的下降，上模31的轴颈加工部31a和下模32的轴颈加工部32a的最深部与钢坯22抵接。在该状态下，若使上模31进一步下降，则上模31的轴颈加工部31a和下模32的轴颈加工部32a均局部地与钢坯抵接。换言之，轴颈加工部31a、32a在分模面的周边不与钢坯22抵接。因此，不形成飞边就能够使截面积减小而形成扁平部。在促进体积的分配的观点方面，优选的是，如所述图5A和图5B所示，在利用轴颈加工部形成了闭合截面的状态下，将钢坯的整体压下。

虽省略图示，但第3模具的销加工部也可以采用与所述图16A和图16B所示的轴颈加工部同样的结构，将钢坯局部压下。在促进体积的分配的观点方面，优选的是，如所述图6A和图6B所示，在利用销加工部形成了闭合截面的状态下，将钢坯的整体压下。

在所述图12A和图12B所示的最终预成形的加工流程例中，销模构件63、73中的一者可相对于被保持的板52、53向偏心方向相对移动。在该情况下，利用上模60和下模70将中间坯件24压下。之后，与可动轴颈模构件62、72和销模构件63、73的轴向移动相对应地，使上模60的销模构件63和下模70的销模构件73中的一者向偏心方向相对移动。由此，使销相当部偏心。本实施方式的锻造曲轴的制造方法并不限定于该构成。

即，也可以将销模构件63和73这两者设为无法相对于被保持的板52和53向偏心方向相对移动。在该情况下，在利用上模60和下模70将中间坯件24压下之际，也利用上模的销模构件63和下模的销模构件73将销相当部压下。与此相伴，使销相当部偏心，并且在销相当部造形出大致的形状。出于使销部的加工精度提高观点考虑，优选的是，如所述图12A和图12B所示的最终预成形的加工流程例那样，与轴向的压下相对应地使销模构件63和73中的一者向偏心方向移动而将销相当部压下，使其偏心，并且造形出大致的形状。

在曲轴中，销部的顶端的位置会由于各种主要原因而变化。在此，如图1B所示，销部的顶端PT是销部P4中的距轴颈部J4的中心最远的部位。具体而言，存在销部的顶端位于与臂部的顶端相同的位置的情况以及销部的顶端位于比臂部的顶端靠偏心方向的内侧的位置的情况。在任一情况下均能够适用本实施方式的锻造曲轴的制造方法。在此，如图1B所示，臂部的顶端AT是臂部A7(除了平衡块部W7之外)中的距轴颈部J4的中心最远的部位。

7.前部和凸缘部

接下来，对在第1预成形中使用第3模具的情况下的将要成为前部的部位(以下也称为“前部相当部”)和将要成为凸缘部的部位(以下也称为“凸缘相当部”)的加工流程例进行说明。

图17A～图19B是表示第1预成形工序中的前部相当部和凸缘相当部的加工流程例的示意图。其中的图17A是压下前的纵向剖视图，图17B是压下结束时的纵向剖视图。

图18A和图18B是表示前部相当部的横向剖视图。其中的图18A表示压下前，图18B表示压下结束时。此外，图18A是所述图17A的XVIIIA-XVIIIA剖视图，图18B是所述图17B的XVIIIB-XVIIIB剖视图。

图19A和图19B是表示凸缘相当部的横向剖视图。其中的图19A表示压下前，图19B表示压下结束时。此外，图19A是所述图17A的XIXA-XIXA剖视图，图19B是所述图17B的XIXB-XIXB剖视图。

在图17A～图19B中示出横截面是圆形的钢坯22和上下成对的第3模具30。为了容易理解附图，在图18B和图19B中，以双点划线表示压下前的第3上模31和第3下模32，并且，以涂黑的圆标记表示轴颈相当部的轴线位置C。在图19B中，还以双点划线表示钢坯22。图17A～图19B所示的一对第3模具30与所述图4A～图7B所示的一对第3模具30同样地具有销加工部和轴颈加工部。另外，第3模具30还具有要与前部相当部抵接的前部加工部。

本加工流程例的前部加工部具有在图17A和图18A以粗线所示那样的内表面31c、32c和图17A所示那样的端面32d。前部加工部的内表面31c和32c与前部相当部的外周相对。另外，前部加工部的端面32d与前部相当部的端面相对。如在图18A以粗线所示，对于前部加工部的横截面形状，在上模31和下模32均是凹状，深度相同。

根据这样的前部加工部，随着上模31的下降，上模31和下模32的前部加工部(在本加工流程例中，前部加工部的内表面31c和32c)的最深部与钢坯22的前部相当部的外周抵接。该状态下，若使上模31进一步下降，则上模31和下模32的前部加工部(内表面31c和32c)均局部地与钢坯22的外周抵接。换言之，前部加工部(内表面31c和32c)在分模面的周边不与钢坯22的外周抵接。因此，不形成飞边就能够使截面积减小而形成扁平部。另外，只要随着扁平部的形成使前部相当部沿着轴向延伸，就能够使体积沿着轴向分配。通过这些手段，能够进一步提高材料成品率。

第3模具30的前部加工部并不限定于图18A和图18B所示那样将钢坯的外周局部压下的结构，也可以采用与所述图5A和图5B所示那样的轴颈加工部同样的结构。即，前部加工部包括设置于一对第3模具中的一者的第1前部加工部以及设置于另一者的第2前部加工部，该第1前部加工部是凹状，可收纳钢坯的前部相当部即可。在该情况下，在利用前部加工部形成了闭合截面的状态下，将钢坯的前部相当部的整体(整周)压下。因此，不形成飞边就能够使截面积减小而形成扁平部。另外，只要随着扁平部的形成，使前部相当部沿着轴向延伸，就能够使体积沿着轴向分配。利用这些手段，能够进一步提高材料成品率。

在第1预成形的压下过程中，若前部相当部的端面的全部与前部加工部抵接，则前部相当部的延伸停止，材料的一部分有可能在间隙成为飞边。为了防止该情况，优选的是，在第1预成形的压下过程中，不使前部相当部的端面与前部加工部(在本加工流程例中，前部加工部的端面32d)抵接。即，优选在前部相当部的端面与前部加工部(端面32d)之间设置间隙。或者，优选前部相当部的端面与前部加工部(端面32d)局部地抵接。

若利用第1预成形将前部相当部的截面积的减小率设定得较大，则有可能在端部产生鱼尾飞边，在后续工序中产生缺陷。在此，鱼尾飞边是指，由于在前部相当部的端面形成凹陷，前部相当部的端部成为尾鳍形状。优选的是，为了防止该鱼尾飞边的产生，在第1预成形中，在所获得的初始坯件23中，以前部相当部的压下方向的厚度ta随着靠近前部相当部的端面而变薄的方式压下。前部相当部的厚度ta例如能够呈线形状、曲线状、台阶状地变薄。在图17B所示的前部相当部中，在轴颈部侧(与端面相反的一侧)厚度ta呈线形状变薄，在端面侧，厚度ta恒定。前部相当部的厚度ta能够通过对第3模具30的前部加工部(在本加工流程例中，前部加工部的内表面31c和32c)的形状进行适当设定来进行调整。

若使初始坯件23的前部相当部的厚度ta随着靠近前部相当部的端面而变薄，则轴颈部侧的前部相当部的截面积与端面侧的前部相当部相比稍微变大。通过利用随后论述的第2预成形进行压下，不会形成飞边就能够在端面侧的前部相当部和轴颈部侧的前部相当部使截面积成为相同程度。因此，在初始坯件23中，即使使前部相当部的厚度ta随着靠近前部相当部的端面而变薄，也能够维持材料成品率。

本加工流程例的凸缘加工部具有在图17A和图19A中以粗线所示那样的内表面31e、32e和图17A所示那样的端面32f。凸缘加工部的内表面31e、32e与凸缘相当部的外周相对。另外，凸缘加工部的端面32f与凸缘相当部的端面相对。

出于使材料成品率进一步提高的观点考虑，期望的是利用第1预成形使凸缘相当部的截面积增加。因此，优选的是，随着第3模具的压下，使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(在本加工流程例中，凸缘加工部的端面32f)抵接。在该情况下，随着在与凸缘相当部相连的轴颈相当部使截面积减小而形成扁平部，材料流入凸缘相当部。此时，凸缘相当部的端面被凸缘加工部(端面32f)约束，因此，凸缘相当部的截面积增加。因此，体积被沿着轴向分配，能够进一步提高材料成品率。

优选的是，为了促进凸缘相当部的截面积的增加，在第1预成形中，凸缘相当部的外周不与第3模具(在本加工流程例中，凸缘加工部的内表面31e、32e)抵接。或者，优选的是，为了使凸缘相当部的形状(尺寸)整齐，凸缘相当部的外周的一部分与第3模具(凸缘加工部的内表面31e和32e)抵接(参照图19A和图19B)。

也可以是，在第1预成形的压下开始时，使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(在本加工流程例中，凸缘加工部的端面32f)抵接。另外，也可以是，在压下开始时，在凸缘相当部的端面与凸缘加工部(端面32f)之间设置间隙，在压下过程中使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(端面32f)抵接。根据曲轴的凸缘部的外径(截面积)适当选择前者和后者中任一者即可。

接下来，对第2预成形中的前部相当部和凸缘相当部的加工流程例进行说明。

图20A～图22B是表示第2预成形工序中的前部相当部和凸缘相当部的加工流程例的示意图。其中的图20A是压下前的纵向剖视图，图20B是压下结束时的纵向剖视图。

图21A和图21B是表示第2预成形工序的前部相当部的横向剖视图。其中的图21A表示压下前，图21B表示压下结束时。此外，图21A是所述图20A的XXIA-XXIA剖视图，图21B是所述图20B的XXIB-XXIB剖视图。

图22A和图22B是表示第2预成形工序的凸缘相当部的横向剖视图。其中的图22A表示压下前，图22B表示压下结束时。此外，图22A是所述图20A的XXIIA-XXIIA剖视图，图22B是所述图20B的XXIIB-XXIIB剖视图。

在图20A～图22B中示出初始坯件23和上下一对第1模具40。为了容易理解附图，在图21B和图22B中，以双点划线表示压下前的第1上模41、第1下模42和初始坯件23，并且，以涂黑的圆标记表示轴颈相当部的轴线位置C。图20A～图22B所示的一对第1模具40与所述图8A～图11B所示的第1模具40同样地具有曲柄臂加工部、销加工部以及轴颈加工部。另外，第1模具40还具有要与前部相当部抵接的前部加工部。

本加工流程例的前部加工部具有在图20A和图21A中以粗线所示的内表面41g和42g以及图20A所示那样的端面42h。前部加工部的内表面41g、42g与前部相当部的外周相对。另外，前部加工部的端面42h与前部相当部的端面相对。如在图21A中以粗线所示，对于前部加工部的横截面形状，在上模41和下模42均是凹状，深度相同。

根据这样的前部加工部，随着上模41的下降，上模41和下模42的前部加工部(在本加工流程例中，前部加工部的内表面41g和42g)的最深部与初始坯件23的扁平部(前部相当部)抵接。在该状态下，若使上模41进一步下降，上模41和下模42的前部加工部(内表面41g和42g)均局部地与前部相当部的外周抵接。换言之，前部加工部(内表面41g和42g)在分模面的周边不与前部相当部的外周抵接。因此，不会形成飞边就能够利用压下减小前部相当部的截面积。另外，只要随着前部相当部的截面积的减小、使前部相当部沿着轴向延伸，就能够沿着轴向分配体积。利用这些手段，能够进一步提高材料成品率。

第1模具40的前部加工部并不限定于图21A和图21B所示那样的将前部相当部的外周局部压下的结构，也可以采用与所述图10A和图10B所示那样的轴颈加工部同样的结构。即，前部加工部包括设置于一对第1模具中的一者的第1前部加工部以及设置于另一者的第2前部加工部，该第1前部加工部是凹状，可收纳前部相当部即可。在该情况下，以在前部加工部形成了闭合截面的状态，将前部相当部的整体(整周)压下。由此，也不会形成飞边，能够减小前部相当部的截面积。另外，只要随着前部相当部的截面积的减小、使前部相当部沿着轴向延伸，就能够沿着轴向分配体积。利用这些手段，能够进一步提高材料成品率。

在第2预成形的压下过程中，若前部相当部的端面的全部与前部加工部抵接，则前部相当部的延伸停止，材料的一部分有可能成为飞边。为了防止此情况，优选的是，在第2预成形的压下过程中，不使前部相当部的端面与前部加工部(在本加工流程例中，前部加工部的端面42h)抵接。即，优选在前部相当部的端面与前部加工部(端面42h)之间设置间隙。或者，优选前部相当部的端面与前部加工部(端面42h)局部地抵接。

本加工流程例的凸缘加工部具有在图20A和图22A中以粗线所示那样的内表面41i和42i以及图20A所示那样的端面42j。凸缘加工部的内表面41i和42i与凸缘相当部的外周相对。另外，凸缘加工部的端面42j与凸缘相当部的端面相对。

出于进一步使材料成品率提高的观点考虑，期望的是利用第2预成形使凸缘相当部的截面积增加。因此，优选的是，在第2预成形工序中，随着扁平部的压下，使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(在本加工流程例中，是凸缘加工部的端面42j)抵接。在该情况下，随着将与凸缘相当部相连的轴颈相当部(扁平部)压下而使截面积减小，材料流入凸缘相当部。此时，凸缘相当部的端面被凸缘加工部(端面42j)约束，因此，凸缘相当部的截面积增加。因此，体积被沿着轴向分配，能够进一步提高材料成品率。

优选的是，为了促进凸缘相当部的截面积的增加，在第2预成形中，凸缘相当部的外周不与凸缘加工部(在本加工流程例中，是凸缘加工部的内表面41i和42i)抵接。或者，优选的是，为了使凸缘相当部的形状(尺寸)整齐，凸缘相当部的外周的一部分与凸缘加工部(内表面41i和42i)抵接(参照图22A和图22B)。

也可以是，在第2预成形的压下开始时，使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(在本加工流程例中，是凸缘加工部的端面42j)抵接。另外，也可以是，在压下开始时，在凸缘相当部的端面与凸缘加工部(端面42j)之间设置间隙，在压下过程中使凸缘相当部的端面与凸缘加工部(端面42j)抵接。根据曲轴的凸缘部的外径(截面积)适当选择前者和后者中的任一者即可。

产业上的可利用性

本发明能够有效地利用于搭载于往复发动机的锻造曲轴的制造。

附图标记说明

11、21、锻造曲轴；12、22、钢坯；13、辊轧坯件；14、弯曲坯件；15、粗锻件；16、26、精锻件；23、初始坯件；23a、扁平部；23b、曲柄臂相当部的开口侧的侧面；24、中间坯件；25、最终坯件；30、第3模具；31、第3上模；31a、第1轴颈加工部；31b、第1销加工部；31c、前部加工部的内表面；31e、凸缘加工部的内表面；32、第3下模；32a、第2轴颈加工部；32b、第2销加工部；32c、前部加工部的内表面；32d、前部加工部的端面；32e、凸缘加工部的内表面；32f、凸缘加工部的端面；40、第1模具；41、第1上模；41a、第1轴颈加工部；41b、第1销加工部；41c、平面状的曲柄臂加工部；41f、溢出部；41g、前部加工部的内表面；41i、凸缘加工部的内表面；42、第1下模；42a、第2轴颈加工部；42b、第2销加工部；42c、凹状的曲柄臂加工部；42d、臂加工部；42e、平衡块加工部；42f、溢出部；42g、前部加工部的内表面；42h、前部加工部的端面；42i、凸缘加工部的内表面；42j、凸缘加工部的端面；51、第2模具；52、上侧板；53、下侧板；54、液压缸；60、第2上模；61、固定轴颈模构件；62、可动轴颈模构件；63、销模构件；70、第2下模；71、固定轴颈模构件；72、可动轴颈模构件；73、销模构件；A、A1～A8、曲轴臂部；B、飞边；J、J1～J5、轴颈部；P、P1～P4、销部；Fr、前部；Fl、凸缘部；W、W1～W8、配重部。

Claims

1.一种锻造曲轴的制造方法，该锻造曲轴具备：成为旋转中心的轴颈部；销部，其相对于所述轴颈部偏心；曲轴臂部，其将所述轴颈部和所述销部相连；以及配重部，全部或一部分所述曲轴臂部一体地具有该配重部，

该制造方法包括如下工序：

第1预成形工序，在该第1预成形工序中，在钢坯中的将要成为所述销部的部位和将要成为所述轴颈部的部位，使截面积减小而形成扁平部；

第2预成形工序，在该第2预成形工序中，将在所述第1预成形工序获得的初始坯件以所述扁平部的宽度方向为压下方向而利用一对第1模具压下，从而获得将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位的厚度比精加工尺寸厚的中间坯件；以及

最终预成形工序，在该最终预成形工序中，利用第2模具将所述中间坯件中的将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位从所述中间坯件的轴向压下，并且，将所述中间坯件从与所述轴向垂直的方向压下，从而在所述中间坯件造形出所述锻造曲轴的形状，

所述一对第1模具具有：曲柄臂加工部，其要与将要成为一体地具有所述配重部的曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位抵接；销加工部，其要与将要成为所述销部的部位抵接；以及轴颈加工部，其要与将要成为所述轴颈部的部位抵接，

所述曲柄臂加工部在所述一对第1模具中的一者具有要与将要成为所述曲轴臂部的部位抵接的臂加工部和要与将要成为所述配重部的部位抵接的平衡块加工部，

所述臂加工部和平衡块加工部整体上呈凹状，且所述臂加工部位于所述凹状的底面侧，并且所述平衡块加工部位于所述凹状的开口侧，

所述平衡块加工部的开口宽度随着远离所述凹状的底面而变宽，

在所述第2预成形工序中，利用所述销加工部和所述轴颈加工部将所述扁平部压下，

随着所述扁平部的压下，将将要成为一体地具有所述配重部的所述曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位向所述凹状的曲柄臂加工部的底面侧压入而使其变形。

2.根据权利要求1所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

在使将要成为一体地具有所述配重部的所述曲轴臂部的部位和将要成为所述曲轴臂部所一体地具有的所述配重部的部位向所述凹状的曲柄臂加工部的底面侧压入而使其变形之际，将这些部位从所述凹状的曲柄臂加工部的开口侧压下而分配体积。

3.根据权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

所述锻造曲轴还在轴向的前端设置有前部，

在所述第1预成形工序中，还在所述钢坯中的将要成为所述前部的部位使截面积减小而形成扁平部，

所述一对第1模具还具有要与将要成为所述前部的部位抵接的前部加工部，

在所述第2预成形工序中，利用所述前部加工部将将要成为所述前部的部位压下而使该将要成为所述前部的部位延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

所述锻造曲轴还在轴向的后端设置有凸缘部，

所述一对第1模具还具有要与将要成为所述凸缘部的部位抵接的凸缘加工部，

在所述第2预成形工序中，随着所述扁平部的压下，使将要成为所述凸缘部的部位的端面与所述凸缘加工部抵接，使将要成为所述凸缘部的部位的截面积增加。