CN107614148B - 锻造曲轴的制造装置和制造方法 - Google Patents
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Abstract
锻造曲轴的制造装置对去除了飞边的锻件实施加工。锻件的多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部。制造装置具备保持装置(50)、移动装置(60)以及成对的第1模具(20)和第2模具(30)。第1模具(20)和第2模具(30)对余料部实施弯折加工或者压扁加工。保持装置(50)以粗销部的偏心方向相对于第1模具(20)和第2模具(30)的压下方向垂直的方式至少保持锻件的多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部或者多个粗销部中的一部分粗销部。移动装置(60)将保持装置(50)支承为能够沿着压下方向移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用热锻制造曲轴的装置和方法。
背景技术
在汽车、摩托车、农业机械、船舶等的往复式发动机中,为了将活塞的往复运动变换为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者铸造来制造。在曲轴被要求高强度和高刚度的情况下,多采用利用锻造制得的锻造曲轴。
通常,在锻造曲轴的制造中,将钢坯作为原料。该钢坯的截面为圆形或者方形,截面积在整个长度范围内恒定。锻造曲轴的制造工序包括预成形工序、模锻工序、模锻切边工序。另外,在需要矫正为最终产品的尺寸形状的的情况下,在模锻切边工序之后增加进行整形加工的整形工序。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1F所例示的曲轴1搭载于四缸发动机,是四缸-八个配重的曲轴。该曲轴1包括五个轴颈部J1~J5、四个销部P1~P4、前端部Fr、凸缘部Fl以及八个曲轴臂部(以下,简称为“臂部”)A1~A8。臂部A1~A8分别将轴颈部J1~J5和销部P1~P4相连。另外,所有这八个臂部A1~A8一体地具有配重部(以下,简称为“配重部”)W1~W8。
四个销部P1~P4均相对于轴颈部J1~J5偏心。销部P1~P4的相位适当地设定为以曲轴1的长边方向的中央的轴颈部J3为中心呈面对称。因此,与中央的轴颈部J3相连的臂部A4、A5以轴颈部J3为中心呈面对称。即,两个臂部A4、A5均与同一轴颈部J3相连,并且与同相位的销部P2、P3相连。
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,也将轴颈部的附图标记记作“J”,将销部的附图标记记作“P”,将臂部的附图标记记作“A”,将配重部的附图标记记作“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)概括称为“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,利用加热炉(例如感应加热炉或者气体气氛加热炉)将图1A所示这样的预定的长度的钢坯2加热之后,进行辊轧成形。在辊轧成形工序中,例如使用孔型辊轧制钢坯2而将其拉深。由此,将钢坯2的体积在长度方向上分配,得到作为中间件的辊轧坯件3(参照图1B)。接下来,在弯曲锻造工序中,将辊轧坯件3从与长度方向垂直的方向局部地压下。由此,分配辊轧坯件3的体积,得到作为进一步的中间件的弯曲坯件4(参照图1C)。
接下来,在粗锻工序中,通过使用上下一对模具压下弯曲坯件4,得到粗锻件5(参照图1D)。粗锻件5具有曲轴(最终产品)的大致的形状。然后,在精锻工序中,通过使用上下一对模具压下粗锻件5,得到精锻件6(参照图1E)。精锻件6具有与最终产品的曲轴大致一致的形状。在这些粗锻和精锻工序中,剩余材料从互为相对的模具的分模面之间流出而成为飞边。因此,在粗锻件5和精锻件6中,在曲轴的形状的周围附带有较大的飞边5a、6a。
在模锻切边工序中,例如在利用一对模具保持着带有飞边6a的精锻件6的状态下,利用刀具类模具冲裁飞边6a。由此,从精锻件6去除飞边6a。如此,得到去除了飞边的锻件(以下,也称为“无飞边锻件”)。无飞边锻件为与图1F所示的锻造曲轴1大致相同的形状。无飞边锻件具备与锻造曲轴的多个轴颈部J、多个销部P、多个臂部A以及配重部W分别对应的多个粗轴颈部J'、多个粗销部P'、多个粗曲轴臂部A'以及粗配重部W'。
在整形工序中,利用模具从上下稍稍压下无飞边锻件的主要部分,将无飞边锻件矫正为最终产品的尺寸形状。此处,无飞边锻件的主要部分例如是粗轴颈部J'、粗销部P'、粗臂部A'以及粗配重部W'。并且,无飞边锻件的主要部分是与曲轴的前端部Fr以及凸缘部Fl相对应的粗前端部以及粗凸缘部。这样,制造锻造曲轴1。
图1A~图1F所示的制造工序不限于图1F所示的四缸-八个配重的曲轴,能够应用于各种各样的曲轴。例如,图1A~图1F所示的制造工序也能够应用于四缸-四个配重的曲轴。
在此,在四缸-四个配重的曲轴中,在八个臂部A中的一部分的臂部设置配重部W。例如在开头的第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)一体地设有配重部W。
在搭载于三缸发动机、直列六缸发动机、V型六缸发动机、八缸发动机等的曲轴的制造中,也能够适用图1A~图1F所示的制造工序。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追加扭转工序。
此处,参照附图说明图1A~图1F所示的制造工序的整形工序的处理流程例。
图2A~图2D是表示以往的整形工序的处理流程例的示意图。图2A表示搬入了无飞边锻件的状态,图2B表示压下了无飞边锻件的状态,图2C表示使上模上升了的状态,图2D表示搬出无飞边锻件时的状态。在图2A~图2D中示出用于实施整形加工的制造装置10和作为被加工件的无飞边锻件70。
图2A~图2D所示的制造装置10具备搬入用机械手13(参照图2A)、搬出用机械手14(参照图2D)、脱模构件15以及上下成对的第1模具20和第2模具30。第1模具20和第2模具30对无飞边锻件70实施整形加工。脱模构件15使整形加工完毕的锻件脱模。
在使用这样的制造装置10的整形加工中,在将第1模具20和第2模具30分离了的状态下,利用搬入用机械手13将无飞边锻件70搬入到下模的第1模具20上(参照图2A)。
在该状态下,使第1模具20和第2模具30靠近而压下无飞边锻件70。由此,对无飞边锻件70实施整形加工(参照图2B)。之后,使第1模具20和第2模具30分离(参照图2C)。
接下来,利用升降装置(未图示)使脱模构件15上升,使无飞边锻件70脱模。利用搬出用机械手14取出加工完毕的锻件71,向下一工序输送。
近年,特别是对于汽车用的往复式发动机来说,为了提升燃料效率,要求轻量化。因此,对于搭载于往复式发动机的曲轴,轻量化的要求也变得显著。作为谋求锻造曲轴的轻量化的现有技术,正如下述。
在专利文献1和2中记载了在轴颈部侧的表面成形有孔部的臂部。也记载了具有成形有孔部的臂部的曲轴的制造方法。臂部的孔部成形于将轴颈部的轴心和销部的轴心连结的直线(以下,也称为“臂部中心线”)上,朝向销部较深地凹陷。由此,臂部减轻了与孔部的体积相应的量。臂部的轻量化关系到与臂部成对的配重部的质量减轻,进而关系到锻造曲轴整体的轻量化。另外,成形有孔部的臂部的厚度在将臂部中心线夹在中间的销部附近的两侧部较厚,因此也能确保刚度(扭转刚度和弯曲刚度)。
如此,若使臂部的两侧部的厚度较厚且在臂部的轴颈部侧的表面具有凹坑,则能够同时谋求轻量化和刚度确保。
但是,用以往的制造方法制造具有这样的独特的形状的臂部的锻造曲轴较为困难。这是因为,在模锻工序中,若欲在臂部表面成形凹坑,则凹坑部位的模具的脱模斜度成为反斜度。在该情况下,会发生成形好的锻造件无法从模具拔出的情况。
为了应对这样的情况,在专利文献1和2所记载的制造方法中,在模锻工序中,在臂部表面不成形凹坑而是将臂部成形得较小。然后,在模锻切边工序之后,将冲头向粗臂部的表面压入,利用该冲头的痕迹来成形凹坑。
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
发明内容
发明要解决的问题
根据专利文献1和2所记载的制造方法,通过在臂部的轴颈部侧的表面成形凹坑,能够使臂部的两侧部的厚度变厚。由此,能够制造同时谋求了轻量化和刚度确保的锻造曲轴。
然而,在专利文献1和2的制造方法中,为了在臂部表面成形凹坑,将冲头向粗臂部表面强力地压入而使粗臂部整体变形。因此,冲头的压入需要很大的力。因而,需要用于对冲头施加很大的力的额外的设备结构,也需要考虑冲头的耐久性。
因此,本发明人等提出了通过弯折余料部而在臂部的轴颈部侧的表面成形凹坑(国际申请PCT/JP2014/005835)。具体而言,在模锻工序中,成形具有从粗曲轴臂部的粗销部附近的两侧部各自的外周突出的余料部的精锻件。在整形工序中将该余料部朝向粗曲轴臂部的粗轴颈部侧的表面弯折。在该情况下,为了成形凹坑,不需要施加很大的力,能够简便地得到同时谋求了轻量化和刚度确保的锻造曲轴。
另外,本发明人等提出了:代替弯折,而将余料部压扁,由此在臂部的轴颈部侧的表面成形凹坑(国际申请PCT/JP2014/005850)。
然而,若利用图2A~图2D所示的以往的处理流程同整形加工一起进行余料部的弯折加工或者压扁加工,则在将无飞边锻件70配置于下模(在图2A中是第1模具20)上时,无飞边锻件70的姿态不稳定。这是因为,在无飞边锻件70设有突出的余料部。因此,无飞边锻件70的粗销部的偏心方向(粗销部相对于粗轴颈部偏心的方向)有时不与第1模具20和第2模具30的压下方向垂直。在该情况下,若利用第1模具20和第2模具30压下无飞边锻件70,则存在无法对无飞边锻件70实施所期望的整形加工的可能性。其结果,有时产生整形加工后的锻件扭转这样的不良情况。
本发明的目的在于提供一种能够稳定地进行使无飞边锻件的余料部变形的加工的锻造曲轴的制造装置和制造方法。
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装置在锻造曲轴的制造过程中对去除了飞边的锻件实施加工。锻造曲轴具有成为旋转中心的多个轴颈部、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲轴臂部。锻件具备分别与锻造曲轴的多个轴颈部、多个销部以及多个曲轴臂部相对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部。锻件的多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部。制造装置具备保持装置、移动装置以及成对的第1模具和第2模具。第1模具和第2模具用于对余料部实施弯折加工或者压扁加工。保持装置以粗销部的偏心方向相对于第1模具和第2模具的压下方向垂直的方式至少保持锻件的多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部或者多个粗销部中的一部分粗销部。移动装置将保持装置支承为能够沿着压下方向移动。
本发明的一实施方式的锻造曲轴的制造方法是如下这样的锻造曲轴的制造方法,该锻造曲轴具有成为旋转中心的多个轴颈部、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲轴臂部。制造方法包括第1工序和第2工序。在第1工序中,得到去除了飞边的锻件。锻件具备分别与锻造曲轴的多个轴颈部、多个销部以及多个曲轴臂部相对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部。锻件的多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部。在第2工序中,对去除了飞边的锻件的余料部进行弯折加工或者压扁加工。在第2工序中使用上述的制造装置。在第2工序中,使余料部变形而使曲轴臂部的侧部的厚度增加。
发明的效果
本发明的锻造曲轴的制造装置具备保持装置。因此,本发明的制造装置能够以预定的姿态保持具有余料部的无飞边锻件。另外,本发明的制造装置具备移动装置。因此,能够利用第1模具和第2模具对被保持为预定的姿态的状态下的无飞边锻件进行压下。由此,本发明的锻造曲轴的制造装置和制造方法能够稳定地对无飞边锻件实施余料部的弯折加工或者压扁加工。
附图说明
图1A是表示以往的锻造曲轴的制造工序的钢坯的示意图。
图1B是表示以往的锻造曲轴的制造工序的辊轧坯件的示意图。
图1C是表示以往的锻造曲轴的制造工序的弯曲坯件的示意图。
图1D是表示以往的锻造曲轴的制造工序的粗锻件的示意图。
图1E是表示以往的锻造曲轴的制造工序的精锻件的示意图。
图1F是表示以往的锻造曲轴的制造工序的曲轴的示意图。
图2A是表示以往的整形工序中的搬入了锻件的状态的示意图。
图2B是表示以往的整形工序中的压下了锻件的状态的示意图。
图2C是表示以往的整形工序中的使上模上升了的状态的示意图。
图2D是表示以往的整形工序中的搬出加工完毕的锻件时的状态的示意图。
图3A是表示第1结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状的立体图。
图3B是从轴颈部侧观察第1结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状时的主视图。
图3C是从图3B的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
图3D是图3B中的IIID-IIID线处的剖视图。
图4A是表示第1结构例的整形加工前的锻件的粗臂部形状的立体图。
图4B是从粗轴颈部侧观察第1结构例的整形加工前的锻件的粗臂部时的主视图。
图4C是从图4B的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
图4D是图4B中的IVD-IVD线处的剖视图。
图5A是从销部侧观察第2结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状时的主视图。
图5B是图5A中的VB-VB线处的剖视图。
图6A是从粗销部侧观察第2结构例的整形加工前的锻件的粗臂部形状时的主视图。
图6B是图6A中的VIB-VIB线处的剖视图。
图7A是表示第3结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状的立体图。
图7B是从销部侧观察第3结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状时的主视图。
图7C是从图7B的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
图7D是图7B中的VIID-VIID线处的剖视图。
图8A是从粗销部侧观察第3结构例的整形加工前的锻件的粗臂部形状时的主视图。
图8B是从图8A中的由虚线箭头示出的方向观察到的图。
图8C是图8A中的VIIIC-VIIIC线处的剖视图。
图9是示意性地表示锻造曲轴的制造装置的结构例的剖视图。
图10A是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、锻件载置于制造装置的状态的剖视图。
图10B是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、脱模构件退避的状态的剖视图。
图10C是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、第2弹性体与保持件连接着的状态的剖视图。
图10D是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、第2模具到达了下止点的状态的剖视图。
图10E是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、第3模具分离了的状态的剖视图。
图10F是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、第2模具到达了上止点的状态的剖视图。
图10G是表示在使用锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序中、脱模构件上升了的状态的剖视图。
具体实施方式
本实施方式的锻造曲轴的制造装置在锻造曲轴的制造过程中对去除了飞边的锻件实施加工。锻造曲轴具有成为旋转中心的多个轴颈部、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲轴臂部。锻件具备分别与锻造曲轴的多个轴颈部、多个销部以及多个曲轴臂部相对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部。锻件的多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部。制造装置具备保持装置、移动装置以及成对的第1模具和第2模具。第1模具和第2模具用于对余料部实施弯折加工或者压扁加工。保持装置以粗销部的偏心方向相对于第1模具和第2模具的压下方向垂直的方式至少保持锻件的多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部或者多个粗销部中的一部分粗销部。移动装置将保持装置支承为能够沿着压下方向移动。
优选的是,在锻件与第1模具和第2模具这两者都抵接的状态下,移动装置以使锻件位于第1模具和第2模具之间的中央的方式使保持装置移动。
在上述的制造装置中,优选的是,保持装置具备保持件和一对第3模具。在该情况下,第3模具从两侧夹着粗轴颈部或者粗销部而进行支承。保持件将第3模具保持为能够分离、靠近。移动装置具备能够沿着压下方向伸缩的第1弹性体。第1弹性体将第1模具和保持件连接。
在上述的制造装置中,优选的是,移动装置还具备能够沿着压下方向伸缩的第2弹性体。在该情况下,第2弹性体使第2模具和保持件能够连接和分离。并且,优选的是,上述的制造装置对锻件实施整形加工。
本实施方式的锻造曲轴的制造方法是如下这样的锻造曲轴的制造方法,该锻造曲轴具有成为旋转中心的多个轴颈部、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将轴颈部和销部相连的多个曲轴臂部。制造方法包括第1工序和第2工序。在第1工序中,得到去除了飞边的锻件。锻件具备分别与锻造曲轴的多个轴颈部、多个销部以及多个曲轴臂部相对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部。锻件的多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部。在第2工序中,对去除了飞边的锻件的余料部进行弯折加工或者压扁加工。在第2工序中使用上述的制造装置。在第2工序中,使余料部变形而使曲轴臂部的侧部的厚度增加。
在上述的制造方法中,余料部也可以包括从粗曲轴臂部的粗销部附近的侧部的外周突出的第1余料部。在该情况下,在第2工序中,通过使第1余料部变形,使曲轴臂部的销部附近的厚度增加。
在上述的制造方法中,余料部也可以包括从粗曲轴臂部的粗轴颈部附近的侧部的外周突出的第2余料部。在该情况下,在第2工序中,通过使第2余料部变形,从而使曲轴臂部的轴颈部附近的厚度增加。
在上述的制造方法中,优选的是,在第2工序中对锻件实施整形加工。
以下,参照附图说明在整形工序中应用了本实施方式的锻造曲轴的制造装置和制造方法的情况。
1.曲轴的形状
本实施方式的锻造曲轴具有成为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部、将轴颈部和销部相连的曲轴臂部。锻造曲轴分别具有多个轴颈部、多个销部以及多个臂部。作为这样的锻造曲轴,能够采用图3A~图3D所示的第1结构例的锻造曲轴。另外,也能够采用图5A和图5B所示的第2结构例的锻造曲轴以及图7A~图7D所示的第3结构例的锻造曲轴。
图3A~图3D是表示本发明的第1结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状的示意图。图3A是立体图,图3B是从轴颈部侧观察时的主视图,图3C是侧视图,图3D是图3B中的IIID-IIID线处的剖视图。在图3A~图3D中,代表性地抽取曲轴的臂部(包括配重部)之一进行表示,省略曲轴的剩下的臂部。另外,图3C是从图3B中的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
如图3A~图3D所示,在第1结构例的臂部A中,轴颈部J侧的表面中的、销部P附近的两侧部Aa、Ab的内侧的区域As具有凹坑。另一方面,销部P附近的两侧部Aa、Ab向轴颈部J侧突出。两侧部Aa、Ab的厚度比作为其内侧区域的As的凹坑的厚度厚。
对于这样的第1结构例的臂部A而言,销部P附近的两侧部Aa、Ab的厚度变厚,并且,在轴颈部J侧的表面成形有凹坑。因此,本实施方式的锻造曲轴能够利用臂部A的凹坑谋求轻量化。此外,通过加厚臂部A的两侧部Aa、Ab的厚度,能够谋求刚度的确保。
在第1结构例中,示出臂部A的销部P附近的两侧部Aa、Ab的厚度较厚的情况。然而,也可以仅使臂部A的销部P附近的一侧部的厚度较厚。即使在该情况下,由于臂部A的侧部的厚度变厚,也能确保臂部的刚度。
在图3A~图3D所示的第1结构例中,说明了臂部具有配重部的情况。也可以是,多个臂部中的全部的臂部都采用第1结构例的臂部。也可以是,多个臂部中的一部分臂部采用第1结构例的臂部。除采用第1结构例的臂部以外的臂部的结构没有特别限定。例如,除采用第1结构例的臂部以外的臂部既可以具有配重部,也可以不具有配重部。也可以是,除采用第1结构例的臂部以外的臂部采用后述的第2结构例和第3结构例中的至少一者。
图4A~图4D是表示本发明的第1结构例的整形加工前的无飞边锻件的粗臂部形状的示意图。图4A是立体图,图4B是从粗轴颈部侧观察时的主视图,图4C是侧视图,图4D是图4B中的IVD-IVD线处的剖视图。在图4A~图4D中,代表性地抽取无飞边锻件的粗臂部(包括粗配重部在内)之一进行表示,省略剩下的粗臂部。另外,图4C是从图4B中的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
如图4A~图4D所示,在整形加工前的粗臂部A'中,粗轴颈部J'侧的表面中的、粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'的内侧区域As具有与整形加工后的最终产品形状相一致的表面形状。该表面形状平滑地扩展至粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'的区域。粗臂部A'的两侧部Aa'、Ab'的厚度比整形加工后的最终产品的厚度薄。
并且,在粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'形成有从各自的外周突出的余料部Aaa、Aba。在以下,将形成于粗臂部A'的粗销部P'附近的侧部的余料部称作第1余料部。该第1余料部Aaa、Aba为板状,沿着粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'的外周设置。第1余料部Aaa、Aba的厚度与其根部的两侧部Aa'、Ab'的厚度为相同程度或者比其根部的两侧部Aa'、Ab'的厚度薄。
在第1结构例的无飞边锻件中,既可以是全部的粗臂部A'具有第1余料部Aaa、Aba,也可以是一部分粗臂部A'具有第1余料部Aaa、Aba。在第1结构例中,示出粗臂部A'具有两个第1余料部Aaa、Aba的情况。然而,粗臂部A'也可以仅具有一个第1余料部。在该情况下,制得的曲轴的臂部的一侧部的厚度变厚。
在图4A~图4D所示的第1结构例中,说明了粗臂部具有粗配重部的情况。也可以是,多个粗臂部中的全部的粗臂部采用第1结构例的粗臂部。也可以是,多个粗臂部中的一部分粗臂部采用第1结构例的粗臂部。除采用第1结构例的粗臂部以外的粗臂部的结构没有特别限定。例如,除采用第1结构例的粗臂部以外的粗臂部既可以具有粗配重部,也可以不具有粗配重部。除采用第1结构例的粗臂部以外的粗臂部也可以采用侧部的厚度不厚的粗臂部。并且,也可以是,除采用第1结构例的粗臂部以外的粗臂部采用后述的第2结构例和第3结构例中的至少一者。即,对应于曲轴的结构来确定无飞边锻件的形状。
在第1结构例中,示出余料部设于粗臂部A'的粗销部P'附近的侧部的外周的情况。然而,余料部也可以设于粗臂部A'的粗轴颈部J'附近的侧部的外周。在该情况下,制得的曲轴的臂部的轴颈部附近的侧部的厚度变厚。以下,将形成于粗臂部A'的粗轴颈部J'附近的侧部的余料部称作第2余料部。
图5A和图5B是表示本发明的第2结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状的示意图。图5A是从销部侧观察时的主视图,图5B是图5A中的VB-VB线处的剖视图。第2结构例的曲轴具有多个臂部,在其中的一部分臂部未设置配重部。在图5A和图5B中,代表性地抽取未设置配重部的臂部之一进行表示,省略曲轴的剩下的臂部。
对于第2结构例的臂部A而言,虽省略图示,但与上述的第1结构例同样地,销部P附近的两侧部的厚度加厚,并且,在轴颈部J侧的表面成形有凹坑。此外,如图5A和图5B所示,第2结构例的臂部A在销部P侧的表面中的、轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的内侧的区域At还具有一个凹坑。另一方面,轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad向销部P侧突出。该两侧部Ac、Ad的厚度比作为其内侧区域的At的凹坑的厚度厚。
对于这样的第2结构例的臂部A而言,销部P附近的两侧部的厚度加厚,并且,在轴颈部J侧的表面成形有凹坑。进一步地,轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度加厚,并且,在销部P侧的表面还成形有一个凹坑。因此,第2结构例的锻造曲轴能够利用臂部A的轴颈部J侧的凹坑和销部P侧的凹坑这两个凹坑进一步谋求轻量化。此外,通过使销部P附近的两侧部和轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度变厚,能够谋求刚度的确保。
在第2结构例中,示出臂部A的销部P附近的两侧部和轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度较厚的情况。然而,既可以仅使臂部A的销部P附近的一侧部的厚度变厚,也可以仅使臂部A的轴颈部J附近的一侧部的厚度变厚。另外,也可以是,未设置配重部的多个臂部A中的一部分臂部A的销部P附近或者轴颈部J附近的侧部的厚度变厚。
也可以是,未设置配重部的多个臂部中的全部的臂部采用第2结构例。也可以是,未设置配重部的多个臂部中的一部分臂部采用第2结构例。另外,未设置配重部的臂部不限定于上述的第2结构例。例如,在设有配重部的臂部采用第1结构例、第3结构例等的结构的情况下,未设置配重部的全部的臂部的侧部的厚度也可以不变厚。
图6A和图6B是表示本发明的第2结构例的整形加工前的无飞边锻件的粗臂部形状的示意图。图6A是从粗销部侧观察时的主视图,图6B是图6A中的VIB-VIB线处的剖视图。在图6A和图6B中,代表性地抽取未设置粗配重部的粗臂部之一进行表示,省略剩下的粗臂部。
对于整形加工前的粗臂部A'而言,虽省略图示,但与上述的第1结构例同样地,在粗轴颈部J'侧的表面中的、粗销部P'附近Aa'、Ab'的两侧部的内侧区域具有与整形加工后的最终产品形状相一致的表面形状。并且,与上述的第1结构例同样地,在粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'形成有从各自的外周突出的第1余料部Aaa、Aba。
如图6A和图6B所示,与上述的第1结构例不同,整形加工前的粗臂部A'在粗销部P'侧的表面中的、粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的内侧区域At具有与整形加工后的最终产品形状相一致的表面形状。该表面形状平滑地扩展至粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的区域。粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的厚度比整形加工后的最终产品的厚度薄。
并且,在粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'形成有自各自的外周突出的第2余料部Aca、Ada。该第2余料部Aca、Ada为板状,沿着粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的外周设置。第2余料部Aca、Ada的厚度与其根部的两侧部Ac'、Ad'的厚度为相同程度或者比其根部的两侧部Ac'、Ad'的厚度薄。
在第2结构例的无飞边锻件中,既可以是不具有粗配重部的全部的粗臂部A'具有第2余料部Aca、Ada,也可以是不具有粗配重部的一部分粗臂部A'具有第2余料部Aca、Ada。在第2结构例中,示出粗臂部A'具有两个第1余料部Aaa、Aba和两个第2余料部Aca、Ada的情况。然而,粗臂部A'既可以仅有一个第1余料部,也可以仅有一个第2余料部。在第2余料部为一个的情况下,制得的曲轴的臂部的轴颈部附近的一侧部的厚度变厚。另外,也可以是,未设置粗配重部的多个粗臂部中的一部分粗臂部仅具有第1余料部和第2余料部中的任一者。也可以是,未设置粗配重部的多个粗臂部中的一部分粗臂部不具有第1余料部和第2余料部这两者。
也可以是,未设置粗配重部的多个粗臂部中的全部的粗臂部采用第2结构例。也可以是,未设置粗配重部的多个粗臂部中的一部分粗臂部采用第2结构例。另外,未设置粗配重部的粗臂部不限定于上述的第2结构例。例如,于在设有粗配重部的粗臂部采用第1结构例、第3结构例等的结构的情况下,也可以是,未设置粗配重部的全部的粗臂部不具有第1余料部或第2余料部。
图7A~图7D是表示本发明的第3结构例的整形加工后的曲轴的臂部形状的示意图。图7A是立体图,图7B是从销部侧观察时的主视图,图7C是侧视图,图7D是图7B中的VIID-VIID线处的剖视图。在图7A~图7D中,代表性地抽取曲轴的臂部(包括配重部)之一进行表示,省略曲轴的剩下的臂部。另外,图7C是从图7B中的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
对于第3结构例的锻造曲轴而言,与前述的第1结构例同样地,在臂部处使销部P附近的两侧部的厚度变厚,并且,在轴颈部J侧的表面成形有凹坑。此外,第3结构例的锻造曲轴在一体地具有配重部W的臂部A处使轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度变厚,并且,在销部P侧的表面中的、轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的内侧区域At还具有一个凹坑。
这样的第3结构例的锻造曲轴能够利用臂部A的轴颈部J侧的凹坑和销部P侧的凹坑这两个凹坑进一步谋求轻量化。此外,通过使销部P附近的两侧部Aa、Ab和轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度变厚,能够谋求刚度的确保。
在第3结构例中,示出具有配重部的臂部A的销部P附近的两侧部Aa、Ab和轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度较厚的情况。然而,既可以仅使臂部A的销部P附近的一侧部的厚度变厚,也可以仅使臂部A的轴颈部J附近的一侧部的厚度变厚。
也可以是,多个臂部中的全部的臂部采用第3结构例的臂部。也可以是,多个臂部中的一部分臂部采用第3结构例的臂部。
图8A~图8C是表示本发明的第3结构例的整形加工前的无飞边锻件的粗臂部形状的示意图。图8A是从粗销部侧观察时的主视图,图8B是侧视图,图8C是图8A中的VIIIC-VIIIC线处的剖视图。在图8A~图8C中,代表性地抽取无飞边锻件的粗臂部(包括粗配重部在内)之一进行表示,省略剩下的粗臂部。另外,图8B是从图8A中的由虚线箭头所示的方向观察到的图。
对于第3结构例的整形加工前的粗臂部A'而言,与前述的第1结构例同样地,在粗臂部的粗轴颈部J'侧的表面中的、粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'的内侧区域具有与整形加工后的最终产品形状相一致的表面形状。并且,与前述的第1结构例同样地,在粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'形成有从各自的外周突出的第1余料部Aaa、Aba。
此外,对于整形加工前的无飞边锻件而言,在一体地具有粗配重部W'的粗臂部A'处,在粗销部P'侧的表面中的、粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的内侧区域At具有与整形加工后的最终产品形状相一致的表面形状。另外,在一体地具有粗配重部W'的粗臂部A'处,在粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的外周分别形成有第2余料部Aca、Ada。第2余料部Aca、Ada均从粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的外周突出。
在第3结构例的无飞边锻件中,既可以是具有粗配重部的全部的粗臂部A'具有第1余料部Aaa、Aba和第2余料部Aca、Ada,也可以是具有粗配重部的一部分粗臂部A'具有第1余料部Aaa、Aba和第2余料部Aca、Ada。在第3结构例中,示出具有粗配重部的粗臂部A'具有两个第1余料部Aaa、Aba和两个第2余料部Aca、Ada的情况。然而,具有粗配重部的粗臂部A'既可以仅有一个第1余料部,也可以仅有一个第2余料部。
也可以是,多个粗臂部中的全部的粗臂部采用第3结构例的粗臂部。也可以是,多个粗臂部中的一部分粗臂部采用第3结构例的粗臂部。除采用第3结构例的粗臂部以外的粗臂部的结构没有特别限定。即,对应于曲轴的结构来确定无飞边锻件的形状。
在第1~第3结构例中,例示了适用于本实施方式的制造装置的无飞边锻件的粗臂部的结构。然而,适用于本实施方式的制造装置的粗臂部的结构不限定于第1~第3结构例。总之,只要是在将无飞边锻件配置于下模上时姿态不稳定的无飞边锻件就可以。即,适用本实施方式的制造装置的无飞边锻件在多个粗臂部中的至少一者设有至少一个第1余料部或者第2余料部即可。
2.锻造曲轴的制造装置
图9是示意性地表示本发明的锻造曲轴的制造装置的结构例的剖视图。图9所示的制造装置10具备第1模具20、第2模具30、保持装置50、移动装置60以及脱模构件15。以下说明在整形工序中使用本实施方式的制造装置的情况。
图9所示的下模的第1模具20和上模的第2模具30成对,对无飞边锻件实施整形加工。并且,第1模具20和第2模具30对突出的余料部实施弯折加工或者压扁加工。因此,模雕刻部刻入第1模具20和第2模具30。在这些模雕刻部中反映出曲轴的形状中的除了一部分之外的形状。
具体而言,在凹坑形成于臂部的轴颈部侧的表面的情况(参照图3A~图3D)下,在模雕刻部中未反映出臂部的轴颈部侧的表面的凹坑。另外,在凹坑形成于臂部的销部侧的表面的情况(参照图5A、图5B以及图7A~图7D)下,在模雕刻部中不反映臂部的销部侧的表面的凹坑。这是因为,若将这些凹坑的形状反映于模雕刻部,则模雕刻部的一部分将成为反斜率。
为了收纳第3模具53,在第1模具20和第2模具30分别设有开放部20a、30a。该开放部20a、30a沿着销部的偏心方向较大程度地开放。另外,下模的第1模具20为了收纳脱模构件15而向第1模具20的下方较大程度地开放。
保持装置50至少保持无飞边锻件的多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部或者多个粗销部中的一部分粗销部。被保持装置50保持的无飞边锻件的粗销部的偏心方向相对于第1模具20和第2模具30的压下方向(在图9中,上下方向)垂直。
图9所示的保持装置50具备第3模具53和保持件51。第3模具53是一对模具。第3模具53从两侧夹着地保持要进行保持的粗轴颈部或者粗销部。保持件51将第3模具53保持为能够沿着与压下方向垂直的方向(参照图9的施加了阴影线的箭头)分离、靠近。该第3模具53的移动能够利用例如液压缸52实现。
移动装置60将保持装置50支承为能够沿着压下方向移动。图9所示的移动装置60具备第1弹性体61和第2弹性体62。第1弹性体61将第1模具20和保持件51连接。即,第1弹性体61的一端与第1模具20连结,另一端与保持件51连结。另外,第1弹性体61能够沿着压下方向伸缩。作为这样的第1弹性体61,例如能够使用螺旋弹簧、气缸。在本实施方式中,说明了第1弹性体61与第1模具20直接连接的情况。然而,第1弹性体61也可以与用于支承第1模具20的制造装置的机座等(未图示)其他零件连接。
第2弹性体62的一端与第2模具30连结,另一端通过抵接而能够与保持件51连结。第2弹性体62能够使第2模具30和保持件51连接和分离。即,图9所示的第2弹性体62的另一端通过与保持件51抵接而与保持件51连接,另一端通过与保持件51分开而与保持件51分离。另外,第2弹性体62能够沿着压下方向伸缩。作为这样的第2弹性体62,例如能够使用螺旋弹簧、气缸。在本实施方式中,说明了第2弹性体62与第2模具30直接连接的情况。然而,第2弹性体62也可以与用于支承第2模具30的制造装置的滑块等(未图示)其他零件连接。总之,保持装置50被支承为能够与第2模具30联动地移动即可。
在第2弹性体62将第2模具30和保持件51连接的状态下,第1弹性体61的伴随着第2模具30的压下方向的移动而产生的伸缩量利用移动装置60调整为与第2弹性体62的伸缩量相同。因此,保持装置50能够以使无飞边锻件位于第1模具20和第2模具30之间的中央的方式移动。另一方面,在第2弹性体62将第2模具30和保持件51分离的状态下,即使第2模具30沿着压下方向移动,第1模具20与被保持装置50保持的无飞边锻件之间的距离也恒定。
图9所示的脱模构件15配置于第1模具(下模)20内,能够利用升降装置(未图示)沿着压下方向移动。另外,脱模构件15具有用于接收无飞边锻件的粗轴颈部的凹部。对于这样的脱模构件15而言,虽然省略一部分脱模构件15的图示,但设有两个以上,用于支承多个粗轴颈部和粗销部中的一部分。由此,无飞边锻件载置于制造装置10。
接下来,参照附图说明使用本实施方式的锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序的处理流程例。
图10是示意性地表示使用本发明的锻造曲轴的制造装置的情况下的整形工序的处理流程例的剖视图。图10A表示无飞边锻件载置于制造装置的状态,图10B表示脱模构件退避的状态,图10C表示第2弹性体与保持件连接的状态,图10D表示第2模具到达了下止点的状态,图10E表示第3模具分离了的状态,图10F表示第2模具到达了上止点的状态,图10G表示脱模构件上升了的状态。图10A~图10G表示使用图9所示的锻造曲轴的制造装置的情况下的处理流程例。为了使附图容易理解,省略无飞边锻件70的余料部地进行表示。
在图10A~图10G所示的处理流程例中,在要进行整形工序时,使第2模具(上模)30位于上止点。另外,使脱模构件15上升,并且,使一对第3模具53分离、退避。在该状态下,利用搬入用机械手13,将作为被加工件的无飞边锻件70载置于脱模构件15上(参照图10A)。
接下来,使一对第3模具53向靠近的方向移动,利用第3模具53将无飞边锻件70的粗轴颈部和粗销部中的至少一者从其两侧夹住。在如此地利用第3模具53保持了无飞边锻件70的状态下,使脱模构件15下降而退避(参照图10B)。
在使脱模构件15退避之后,开始利用第1模具20和第2模具30进行无飞边锻件70的压下。在图10A~图10G所示的处理流程例中,使第2模具(上模)30下降。在第2模具30下降之前,第2模具30相对于第1模具20具有充分的距离,第2模具30与保持件51分离。因此,保持件51、第3模具53以及无飞边锻件70均不移动,与第1模具20之间的距离被恒定地维持。随着第2模具30的下降,当从第1模具20到保持件51的距离与从第2模具30到保持件51的距离相等时,第2弹性体62的下端与保持件51抵接。由此,第2模具30和保持件51利用第2弹性体62连接(参照图10C)。
从利用第2弹性体62将第2模具30与保持件51连接的状态起,若使第2模具30进一步下降,则第1弹性体61和第2弹性体62收缩。以第2模具30的下降所引起的第1弹性体61的收缩量和第2弹性体62的收缩量相等的方式进行调整。因此,维持从第1模具20到保持件51的距离与从第2模具30到保持件51的距离相等的状态。即,保持件51、第3模具53以及无飞边锻件70始终位于第1模具20与第2模具30之间的中央。
另一方面,随着第2模具30的下降,无飞边锻件70与第1模具20和第2模具30这两者都抵接,并被压下。由此,对无飞边锻件70实施整形加工。另外,无飞边锻件70具有突出的余料部(未图示),因此对该余料部实施弯折加工或者压扁加工。
第2模具30如图10D所示到达下止点。此时,使一对第3模具53以彼此分开的方式移动(参照图10E)。由此,保持装置50不再保持无飞边锻件70。此时,无飞边锻件70维持被第1模具20和第2模具30压下了的状态。在本实施方式中,说明了在第2模具30到达了下止点时、使第3模具53以彼此分开的方式移动的情况。然而,也可以是,在第2模具30到达下止点之后、开始上升之后,使第3模具53以彼此分开的方式移动。
接下来,如图10F所示,使第2模具30上升至上止点。此时,无飞边锻件70不上升而留在第1模具20上。另外,在利用第2弹性体62将第2模具30和保持件51连接的期间,保持件51以位于第1模具20与第2模具30之间的中央的方式上升。之后,第2模具30与保持件51分离。在该状态下,保持件51不上升而留在该位置。
在第2模具30到达了上止点的时刻,通过使脱模构件15上升,使加工完毕的锻件71从第1模具20脱模。与此同时,加工完毕的锻件71的粗销部和粗轴颈部中的至少一者被支承于脱模构件15的凹部。加工完毕的锻件71同脱模构件15一起上升。接下来,搬出用机械手14取出加工完毕的锻件71(参照图10G)。
这样,本实施方式的锻造曲轴的制造装置具备保持装置50。因此,即使是具有余料部的无飞边锻件70,也能够以预定的姿态保持。另外,由于具备移动装置60,因此能够利用第1模具20和第2模具30压下被以预定的姿态保持着的无飞边锻件70。由此,能够与所期望的整形加工一同稳定地对无飞边锻件70实施余料部的弯折加工或者压扁加工。因此,能够防止锻件扭转这样的不良情况。
在图9所示的结构例中,表示了制造装置10具备第2弹性体62的形态。然而,在本实施方式的锻造曲轴的制造装置中,也能够采用未设置第2弹性体的形态。在该情况下,在无飞边锻件70与第2模具30抵接而被下压之后,也与第1模具20抵接而被压下。在该过程中也是,无飞边锻件70被第3模具53以预定的姿态保持,因此能够稳定地对无飞边锻件70实施所期望的整形加工和余料部的弯折加工或者压扁加工。
优选的是,如图10A~图10G所示,在无飞边锻件70与第1模具20和第2模具30这两者都抵接的状态下,移动装置60以使无飞边锻件70位于第1模具20与第2模具30之间的中央的方式使保持装置50移动。这是因为,通过利用第1模具20和第2模具30将无飞边锻件70均匀地压下,能够提高加工精度。
保持装置50能够采用如图9所示那样的、具备保持件51和一对第3模具53的结构。移动装置60能够采用具备第1弹性体61的结构。一对第3模具53也可以支承无飞边锻件的全部粗轴颈部和全部粗销部。另外,只要能够以无飞边锻件的粗销部的偏心方向与压下方向垂直的方式保持无飞边锻件,就也可以不支承多个粗轴颈部的全部和多个粗销部的全部。例如,第3模具53也可以仅保持无飞边锻件的全部的粗轴颈部。第3模具53也可以仅保持无飞边锻件的全部的粗销部。另外,即使在第3模具53仅保持粗轴颈部的情况下,第3模具53也可以仅保持多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部。即使在第3模具53仅保持粗销部的情况下,第3模具53也可以仅保持多个粗销部中的一部分粗销部。并且,第3模具53也可以保持多个粗轴颈部中的一部分粗轴颈部和多个粗销部中的一部分粗销部。总之,只要能够控制无飞边锻件的姿态,第3模具53所保持的粗轴颈部或者粗销部的数量就没有限定。
在利用移动装置60使无飞边锻件70位于第1模具20与第2模具30之间的中央的情况下,移动装置60能够采用还具备第2弹性体62的结构。在该结构的情况下,第2弹性体62能够使第2模具30和保持件51连接和分离。第2弹性体62能够沿着压下方向伸缩。在图9所示的结构例中,示出了第2弹性体62的一端设置为能够与保持件51抵接的形态。然而,在本实施方式的制造装置中,也能够采用其他的形态。例如,也可以是第2弹性体62的一端与保持件51连结,并且,另一端设置为能够与第2模具30抵接。
作为移动装置60,也可以代替前述的第1和第2弹性体而使用能够伸缩的液压缸。在该情况下,将液压缸的一端与第1模具或者第2模具连结,将另一端与保持件51连结。只要根据第2模具的下降来调整液压缸的长度,就能够利用移动装置60使无飞边锻件70位于第1模具20与第2模具30之间的中央。
本实施方式的制造装置能够应用于前述的第1~第3结构例的锻造曲轴的制造中。
本实施方式的锻造曲轴的制造装置也可以还具备与粗臂部的粗轴颈部侧的表面中的、除了粗销部附近的两侧部的区域之外的表面相抵接的第4模具。第4模具用于维持要抵接的表面的形状。另外,也可以还具备与不具有粗配重部的粗臂部的粗销部侧的表面中的、除了粗轴颈部附近的两侧部的区域之外的表面相抵接的第5模具。第5模具用于维持要抵接的表面的形状。也可以还具备与具有粗配重部的粗臂部的粗销部侧的表面中的、除了粗轴颈部附近的两侧部的区域之外的表面相抵接的第6模具。第6模具用于维持要抵接的表面的形状。
在上述的说明中,说明了在整形工序中使用本实施方式的制造装置的情况。然而,本实施方式的制造装置也能够应用于整形工序以外的工序。例如,于在整形工序前或者整形工序后追加了另外的加工工序的情况下,也可以在该加工工序中使用本实施方式的制造装置。总之,本实施方式的制造装置能够在加工无飞边锻件的余料部时使用。
3.锻造曲轴的制造方法
本实施方式的锻造曲轴的制造方法包括第1工序和第2工序。第1工序和第2工序在加热条件下连续地进行。在第1工序中,得到如图4A~图4D所示那样的无飞边锻件70。该无飞边锻件70被造形出与曲轴的形状大致相同的形状。具体而言,造形出粗轴颈部J'、粗销部P'以及粗臂部A'的形状。另外,无飞边锻件70具有从粗臂部A'的粗销部P'附近的两侧部Aa'、Ab'各自的外周突出的第1余料部Aaa、Aba。
对于用于得到这样的无飞边锻件的第1工序而言,例如与以往的通常的锻造曲轴的制造工序同样地,能够通过依次进行预成形工序、模锻工序以及模锻切边工序而构成。在需要调整粗销部的配置角度的情况下,作为在模锻切边工序之后的工序,追加扭转工序即可。
在第2工序中,对在第1工序中得到的无飞边锻件的第1余料部进行弯折加工或者压扁加工。此时,使用上述的本实施方式的锻造曲轴的制造装置。另外,在第1余料部的弯折加工和压扁加工中,使第1余料部Aaa、Aba变形而使臂部A的销部P附近的两侧部Aa、Ab的厚度增加。由此,能够得到图3A~图3D所示的第1结构例那样的同时谋求了轻量化和刚度确保的曲轴。
这样的本实施方式的锻造曲轴的制造方法由于使用上述的本实施方式的锻造曲轴的制造装置,因此能够稳定地对余料部进行弯折加工或者压扁加工。因此,能够防止在得到的曲轴中产生扭转这样的不良情况。
本实施方式的制造方法能够应用于图5A和图5B所示的第2结构例那样的锻造曲轴的制造中。第2结构例的锻造曲轴具有多个臂部A。第2结构例的锻造曲轴包括不具有配重部的臂部A和具有配重部的臂部。
在该情况下,在第1工序中,得到图6A和图6B所示那样的在不具有粗配重部的粗臂部A'上还具有第2余料部Aca、Ada的无飞边锻件。该第2余料部Aca、Ada在不具有粗配重部的粗臂部A'上设于粗轴颈部J'附近的两侧部各自的外周。第2余料部Aca、Ada在不具有粗配重部的粗臂部A'上从粗轴颈部J'附近的两侧部的外周突出。
此外,在第2工序中,在进行第1余料部Aaa、Aba的加工时,也对第2余料部Aca、Ada进行弯折加工或者压扁加工。由此,在不具有粗配重部的粗臂部A',使第2余料部Aca、Ada变形。其结果,曲轴的轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度增加。因此,能够得到如图5A和图5B所示那样的在确保刚度的同时谋求了更加轻量化的曲轴。
本实施方式的制造方法能够应用于图7A~图7D所示的第3结构例的锻造曲轴的制造中。该锻造曲轴在一体地具有配重部的臂部的销部P侧的表面中的、轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的内侧区域At具有凹坑。
在该情况下,在第1工序中,得到在具有粗配重部的粗臂部A'不仅具有前述的第1余料部Aaa、Aba还具有第2余料部Aca、Ada的无飞边锻件。该第2余料部Aca、Ada在具有粗配重部的粗臂部A'上分别成形于粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的外周。第2余料部Aca、Ada均从粗轴颈部J'附近的两侧部Ac'、Ad'的外周突出。
此外,在第2工序中,在进行第1余料部Aaa、Aba的加工时,也对第2余料部Aca、Ada进行弯折加工或者压扁加工。由此,在具有粗配重部的粗臂部A',使第2余料部Aca、Ada变形。由此,曲轴的轴颈部J附近的两侧部Ac、Ad的厚度增加。因此,能够得到在确保刚度的同时谋求更加轻量化的曲轴。
总之,在本实施方式的制造装置和制造方法中,保持装置将无飞边锻件保持为预定的姿态。因此,能够稳定地加工无飞边锻件的余料部。因而,无飞边锻件的设有余料部的位置不特别限定。例如,粗曲轴臂部既可以仅具有第1余料部,也可以仅具有第2余料部。
在上述的说明中,说明了在本实施方式的制造方法的第2工序中加工无飞边锻件的余料部的方法。然而,在第2工序中,也可以进行除无飞边锻件的余料部的加工以外的加工。例如,在第2工序中,也可以对无飞边锻件实施整形加工。
产业上的可利用性
本发明能够有效地利用在搭载于往复式发动机的锻造曲轴的制造中。
附图标记说明
1:锻造曲轴,
J、J1~J5:轴颈部,
P、P1~P4:销部,
Fr:前端部,
Fl:凸缘部,
A、A1~A8:曲轴臂部,
W、W1~W8:配重部,
J’:粗轴颈部,
P’:粗销部,
A’:粗曲轴臂部,
W’:粗配重部,
Aa、Ab:臂部的销部附近的侧部,
Aa’、Ab’:粗臂部的粗销部附近的侧部,
Aaa、Aba:第1余料部,
Ac、Ad:臂部的轴颈部附近的侧部,
Ac’、Ad’:粗臂部的粗轴颈部附近的侧部,
Aca、Ada:第2余料部,
As:臂部的轴颈部侧表面的两侧部的内侧区域,
At:臂部的销部侧表面的两侧部的内侧区域,
10:锻造曲轴的制造装置,
13:搬入用机械手,
14:搬出用机械手,
15:脱模构件,
20:第1模具,
20a:开放部,
30:第2模具,
30a:开放部,
50:保持装置,
51:保持件,
52:液压缸,
53:第3模具,
60:移动装置,
61:第1弹性体,
62:第2弹性体,
70:无飞边锻件。
Claims (9)
1.一种锻造曲轴的制造装置,该锻造曲轴具有成为旋转中心的多个轴颈部、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将所述轴颈部和所述销部相连的多个曲轴臂部,该制造装置在这样的锻造曲轴的制造过程中对去除了飞边的锻件实施加工,其中,
所述锻件具备与所述锻造曲轴的所述多个轴颈部、所述多个销部以及所述多个曲轴臂部分别对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部,
所述多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从所述粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部,
所述制造装置具备:
成对的第1模具和第2模具,其对所述余料部实施弯折加工或者压扁加工;
保持装置,其以所述粗销部的偏心方向相对于所述第1模具和所述第2模具的压下方向垂直的方式至少保持所述锻件的所述多个粗轴颈部中的一部分所述粗轴颈部或者所述多个粗销部中的一部分所述粗销部;以及
移动装置,其将所述保持装置支承为能够沿着所述压下方向移动。
2.根据权利要求1所述的锻造曲轴的制造装置,其中,
在所述锻件与所述第1模具和所述第2模具这两者都抵接的状态下,所述移动装置以使所述锻件位于所述第1模具和所述第2模具之间的中央的方式使所述保持装置移动。
3.根据权利要求1所述的锻造曲轴的制造装置,其中,
所述保持装置具备:
一对第3模具,其从两侧夹着所述粗轴颈部或者所述粗销部而进行支承;以及
保持件,其将所述第3模具保持为能够分离、靠近,
所述移动装置具备能够沿着所述压下方向伸缩的第1弹性体,所述第1弹性体将所述第1模具和所述保持件连接。
4.根据权利要求3所述的锻造曲轴的制造装置,其中,
所述移动装置还具备能够沿着所述压下方向伸缩的第2弹性体,所述第2弹性体使所述第2模具和所述保持件能够连接和分离。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的锻造曲轴的制造装置,其中,
所述制造装置对所述锻件实施整形加工。
6.一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、相对于该轴颈部偏心的多个销部以及将所述轴颈部和所述销部相连的多个曲轴臂部,其中,
该制造方法包括:
第1工序,在该第1工序中,得到去除了飞边的锻件,该去除了飞边的锻件具备与所述锻造曲轴的所述多个轴颈部、所述多个销部以及所述多个曲轴臂部分别对应的多个粗轴颈部、多个粗销部以及多个粗曲轴臂部,所述多个粗曲轴臂部中的至少一部分粗曲轴臂部具有从所述粗曲轴臂部的侧部的外周突出的余料部;以及
第2工序,在该第2工序中,对所述去除了飞边的锻件的所述余料部进行弯折加工或者压扁加工,
在所述第2工序中,使用权利要求1~4中任一项所述的制造装置,使所述余料部变形而使所述曲轴臂部的侧部的厚度增加。
7.根据权利要求6所述的锻造曲轴的制造方法,其中,
所述余料部包括从所述粗曲轴臂部的所述粗销部附近的侧部的外周突出的第1余料部,
在所述第2工序中,通过使所述第1余料部变形,使所述曲轴臂部的所述销部附近的厚度增加。
8.根据权利要求6所述的锻造曲轴的制造方法,其中,
所述余料部包括从所述粗曲轴臂部的所述粗轴颈部附近的侧部的外周突出的第2余料部,
在所述第2工序中,通过使所述第2余料部变形,使所述曲轴臂部的所述轴颈部附近的厚度增加。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的锻造曲轴的制造方法,其中,
在所述第2工序中,对所述锻件实施整形加工。
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