CN109982784A - 锻造曲轴的制造方法 - Google Patents

Abstract

制造方法包括预成形工序、成形工序和精锻工序。在预成形工序中从钢坯形成中间坯件(24)。在成形工序中，在通过一对保持模(60)在铅垂方向对中间坯件(24)的多个粗轴颈部(24j)分别进行压下并予以保持的状态下，使粗销部(24p)沿与保持模(60)的压下方向及中间坯件(24)的轴向垂直的方向偏心，并在中间坯件(24)的轴向对中间坯件(24)压下。在精锻工序，使用一对冲压模具在铅垂方向对配置成粗销部(24p)的偏心方向与水平方向平行的最终坯件(25)进行压下，从而形成包含多个轴颈部(J)、多个销部(P)及多个曲臂部(A)的精锻件(26)。由此，能够进一步减少在锻造曲轴发生缺陷。

Description

锻造曲轴的制造方法

技术领域

本发明涉及制造锻造曲轴的方法，尤其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。尤其是，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”)。

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

图1A及图1B所例示的曲轴11是搭载于4缸发动机的四缸－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F1、以及8个曲臂部(以下，也称为“臂部”)A1～A8。臂部A1～A8分别将轴颈部J1～J5与销部P1～P4连接。此外，8个(全部)臂部A1～A8一体地具备配重部(以下，也称为“配重部”)W1～W8。在曲轴11的轴向的前端设有前部Fr，在后端设有凸缘部F1。前部Fr与开头的第1轴颈部J1相连，凸缘部F1与最末尾的第5轴颈部J5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，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”。此外，也将臂部A及与该臂部A一体的配重部W统称为“曲柄臂(web)”。

如图1B所示，作为销部的顶端的销顶部PT是销部P4中距离轴颈部J4的中心最远的部位。

这样形状的锻造曲轴通常使用钢坯作为原材料。该钢坯的垂直于钢坯长度方向的截面、即横截面是圆形或方形，其横截面的面积在整个长度的范围内恒定。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”，将与上述长度方向或上述轴向平行的截面称为“纵截面”。此外，也将横截面的面积简称为“截面积”。锻造曲轴的制造依次设有预成形工序、模锻工序及模锻切边工序。此外，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和弯曲锻造各工序，模锻工序包括粗锻和精锻各工序。

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。这些图中的图2A表示钢坯，图2B表示辊轧坯件，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表示制造图1A及图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，如下这样制造锻造曲轴11。首先，在利用加热炉对图2A所示那样的预定长度的钢坯12进行了加热之后，通过预成形工序依次进行辊轧成形及弯曲锻造。在辊轧成形中，使用例如孔型辊来对钢坯12进行轧制减径。由此，将钢坯12的体积沿着轴向分配，获得作为中间坯料的辊轧坯件13(参照图2B)。接着，在弯曲锻造中，从与轴向垂直的方向将辊轧坯件13局部地压下。由此，将辊轧坯件13的体积分配，获得作为进一步的中间坯料的弯曲坯件14(参照图2C)。

接下来，在粗锻工序中，使用上下一对模具来对弯曲坯件14进行锻造，从而获得粗锻件15(参照图2D)。该粗锻件15被造形为曲轴(最终产品)的大概形状。然后，在精锻工序中，使用上下一对模具来对粗锻件15进行锻造，从而获得精锻件16(参照图2E)。该精锻件16被造形为与最终产品的曲轴一致的形状。在这些粗锻和精锻时，多余材料从彼此相对的模具的分模面之间流出，形成飞边B。因此，粗锻件15和精锻件16的周围均具有较大的飞边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16的状态下，利用刀模对飞边B进行冲裁。由此，从精锻件16去除飞边B，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，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。如此，制造出锻造曲轴11。

图2A～图2F所示的制造工序并不限于图1A及图1B所示的四缸-八配重的曲轴，能够适用于各种曲轴。例如，也能够适用于四缸-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中的一部分臂部一体具有配重部W。例如开头的第1臂部A1、最末尾的第8臂部A8及中央的2个臂部(第4臂部A4、第5臂部A5)一体地具有配重部W。此外，其余的臂部、具体而言为第2、第3、第6及第7臂部(A2、A3、A6、A7)的形状为长圆形，不具有配重部。

除此之外，对于搭载于3缸发动机、直列6缸发动机、V型6缸发动机以及8缸发动机等的曲轴，制造工序也是同样。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。

以往提出过关于锻造曲轴的制造的技术。例如，在国际公开第2014/038183号(专利文献1)的图3及图4中公开了如下装置，其包括：将成为轴颈部的粗轴颈部夹入来予以保持的固定轴颈模；使成为销部的粗销部偏心的销模。该装置中，固定轴颈模和销模的移动方向相同。

在日本特开2000－94087号公报(专利文献2)中公开了通过利用粗锻加工及精锻加工的模锻来制造曲轴的方法。该方法中，在粗锻加工中，在销部的销侧的外周不形成飞边。

在日本特开2012－161819号公报(专利文献3)中公开了如下装置，其包括：对成为轴颈部的部位进行保持的轴颈保持模；对成为销部的部位进行保持的销部保持模。销部保持模包括轴向滑动件和径向滑动件。因此，销保持模能够沿模具的压下方向及原材料的轴向移动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/038183号

专利文献2：日本特开2000－94087号公报

专利文献3：日本特开2012－161819号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，在精锻工序中，使用上下一对模具对粗锻件进行锻造。此时，若在与模具相对的位置存在粗锻件的飞边，则飞边的部分可能成为缺陷。此外，在精锻工序中将粗锻件放置于冲压装置时，若粗锻件的配置不稳定，则容易产生缺陷等不良。出于以上的状况，寻求能够更加降低缺陷发生的新的制造方法。

本发明的目的之一在于提供一种能够更加降低缺陷发生的锻造曲轴的制造方法。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案的锻造曲轴的制造方法是如下的锻造曲轴的制造方法，所述锻造曲轴具备：成为旋转中心的多个轴颈部；相对于轴颈部偏心的多个销部；以及将多个轴颈部和多个销部相连的多个曲臂部。多个曲臂部中的至少一个曲臂部包括配重部。

锻造曲轴的制造方法包括：

预成形工序，在该预成形工序中，从钢坯形成中间坯件，所述中间坯件包括成为多个轴颈部的多个粗轴颈部、成为多个销部的多个粗销部以及成为多个曲臂部的多个第1粗曲臂部；

成形工序，在该成形工序中，在通过一对保持模在铅垂方向对中间坯件的多个粗轴颈部分别压下并予以保持的状态下，使粗销部沿与保持模的压下方向及中间坯件的轴向垂直的方向偏心，并在中间坯件的轴向对中间坯件进行压下，从而形成含有第2粗曲臂部的最终坯件，所述第2粗曲臂部比第1粗曲臂部更接近曲臂部的形状；以及

精锻工序，在该精锻工序中，通过使用一对冲压模具在铅垂方向对配置成粗销部的偏心方向与水平方向平行的最终坯件进行压下，从而形成包含多个轴颈部、多个销部及多个曲臂部的精锻件。

发明的效果

根据本发明的锻造曲轴的制造方法，能够更加降低缺陷的发生。

附图说明

图1A是表示通常的锻造曲轴的整体形状的一例的示意图。

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所用的钢坯的示意图。

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是表示在本实施方式的制造方法所用的钢坯的一例的示意图。

图3B是表示由本实施方式的制造方法所制造的初始坯件的一例的示意图。

图3C是表示由本实施方式的制造方法所制造的中间坯件的一例的示意图。

图3D是表示由本实施方式的制造方法所制造的最终坯件的一例的示意图。

图3E是表示由本实施方式的制造方法所制造的精锻件的一例的示意图。

图3F是表示由本实施方式的制造方法所制造的锻造曲轴的一例的示意图。

图4A是示意性表示预成形工序中的一工序的一例的压下前的纵剖视图。

图4B是示意性表示预成形工序中的一工序的一例的压下结束时的纵剖视图。

图5A是示意性表示预成形工序中的另一工序的一例的压下开始时的纵剖视图。

图5B是示意性表示预成形工序中的另一工序的一例的压下结束时的纵剖视图。

图6A是示意性表示成形工序的一例的开始前的状态的纵剖视图。

图6B是示意性表示成形工序的一例的中途的状态的纵剖视图。

图6C是示意性表示成形工序的一例的结束时的状态的纵剖视图。

图7A是示意性表示成形工序的一例的开始前的状态的水平方向的截面的俯视图。

图7B是示意性表示成形工序的一例的结束时的状态的水平方向的截面的俯视图。

图8A是表示成形工序的一例的开始前的状态下的轴颈部及其附近的固定保持模的图。

图8B是表示成形工序的一例的结束时的状态下的轴颈部及其附近的固定保持模的图。

图9A是表示成形工序的一例的开始前的状态下的粗销部及其附近的销偏心模的图。

图9B是表示成形工序的一例的结束时的状态下的粗销部及其附近的销偏心模的图。

图10A是表示成形工序的一例的开始前的状态下的第1粗臂部及其附近的固定保持模的图。

图10B是表示成形工序的一例的结束时的状态下的第2粗臂部及其附近的固定保持模的图。

图11是示意性表示成形工序中的轴向压下工序与销偏心工序之间的关系的曲线图。

图12A是示意性表示成形工序的开始时的状态下的成形装置的纵剖视图。

图12B是示意性表示成形工序的中途的状态下的成形装置的纵剖视图。

图12C是示意性表示成形工序的结束时的状态下的成形装置的纵剖视图。

图13A是示意性表示成形工序的开始时的状态下的成形装置的横剖视图。

图13B是示意性表示成形工序的中途的状态下的成形装置的横剖视图。

图13C是示意性表示成形工序的结束时的状态下的成形装置的横剖视图。

图14是示意性表示成形工序中的成形装置的各部的动作的曲线图。

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式。另外，在以下的说明中，对于本发明的实施方式举例进行说明，但本发明不限于以下所说明的例子。

(锻造曲轴的制造方法)

本实施方式的制造方法是锻造曲轴的制造方法，所述锻造曲轴具备：成为旋转中心的多个轴颈部(轴颈部J)；相对于轴颈部J偏心的多个销部(销部P)；将多个销部P与多个轴颈部J相连的多个曲臂部(臂部A)。多个曲臂部中的至少一个曲臂部包含配重部W。本实施方式的制造方法包括预成形工序、成形工序及精锻工序。

本实施方式所制造的锻造曲轴的例子包含上述例子。可以是多个曲臂部A全部包含配重部W，也可以是多个曲臂部A的仅一部分曲臂部包含配重部W。

预成形工序是从钢坯形成中间坯件的工序，所述中间坯件包含成为多个轴颈部J的多个粗轴颈部、成为多个销部P的多个粗销部、成为多个曲臂部A的多个第1粗曲臂部。预成形工序可以包括多个工序。预成形工序不受限定，也可以使用公知的方法。例如，可以使用在背景技术部分说明的预成形工序。

成形工序是如下工序：在由一对保持模在铅垂方向上对中间坯件的多个粗轴颈部分别进行压下而予以保持的状态下，使粗销部沿与保持模的压下方向及中间坯件的轴向垂直的方向(水平方向)偏心，并在中间坯件的轴向对中间坯件进行压下，从而形成包含第2粗曲臂部的最终坯件，所述第2粗曲臂部为比第1粗曲臂部更接近曲臂部A(锻造曲轴的曲臂部A)的形状。以下，有时将第1粗曲臂部及第2粗曲臂部分别称为“第1粗臂部”及“第2粗臂部”。

保持模包括在中间坯件的轴向上不移动的固定保持模和沿中间坯件的轴向移动的移动保持模。移动保持模以保持着粗轴颈部的状态沿轴向移动。可以使用保持模和销偏心模来进行成形工序。销偏心模是用于使粗销部偏心的模具，能够沿销部的偏心方向移动。

在成形工序中，可以以与锻造曲轴(最终产品)的销部的偏心量相同的量使中间坯件的粗销部偏心。或者，可以以接近锻造曲轴的销部的偏心量的量使中间坯件的粗销部偏心。在该情况下，在后工序(例如精锻工序)中使粗销部进一步偏心。

精锻工序是如下工序：使用一对冲压模具在铅垂方向上对配置成粗销部的偏心方向与水平方向平行的最终坯件进行压下，从而形成包含多个轴颈部J、多个销部P及多个曲臂部A的精锻件。因此，精锻件的轴颈部、销部及曲臂部的各部分的形状与锻造曲轴(最终产品)的各部分的形状实质上相同。另外，根据需要，可以将精锻件供于扭转工序。在之后进行扭转工序的情况下等，精锻件的整体形状不限于与锻造曲轴的整体形状相同。在不进行扭转工序的情况下，精锻件的形状可以与除飞边以外的锻造曲轴的形状实质相同。

一对冲压模具使用刻模了精锻件形状的冲压模具。精锻工序不受特别限定，可以使用公知的方法。

可以通过在精锻工序之后进行除去飞边的模锻切边工序而除去精锻件的飞边。模锻切边工序不受特别限定，可以使用公知的模锻切边方法。

本实施方式的制造方法中，根据需要，可以在精锻工序后(例如模锻切边工序后)进行整形工序。在需要调整销部的配置角度的情况下，可以在精锻工序后(例如模锻切边工序后)进行扭转工序。扭转工序及上述的预成形工序、成形工序及精锻工序均在热环境下依次进行。

本实施方式的制造方法中，可以如下这样进行成形工序：通过使多余材料向沿水平方向的保持模的分模面流出，从而在最终坯件形成飞边。在本实施方式的制造方法中，在成形工序及精锻工序中的任一情况下，中间坯件或最终坯件均是以配置成粗销部的偏心方向与水平方向平行的状态来进行成形。因此，即使以形成飞边的方式进行了成形工序，在精锻工序中，也能抑制在轴颈部、销部和曲臂部这样的存在体积差的部位发生卷入缺陷。

在成形工序，可以在从成为锻造曲轴的前部Fr的粗前部、成为锻造曲轴的凸缘部Fl的粗凸缘部及粗销部中选择的至少一个部分形成飞边。

在成形工序，可以在粗销部的偏心结束之后，结束中间坯件沿轴向的压下。根据该构成，能够抑制从配重部向曲臂部的销侧的体积流动，可容易确保配重部的体积。

在成形工序中，可以在粗销部的偏心结束之前，结束中间坯件沿轴向的压下。根据该构成，能够将最终坯件的销肩部分的形状成形为更接近精锻件的形状，能够使精锻工序中的将最终坯件向冲压模具的安放更稳定。

在成形工序中，可以与粗销部的偏心结束同时结束中间坯件沿轴向的压下。根据该构成，能够抑制从配重部向曲臂部的销侧的体积流动，能够容易地确保配重部的体积。此外，由于成形工序的时间短，因此提高了锻造曲轴的生产效率。

可以通过液压缸在成形工序中进行中间坯件沿轴向的压下。通过使用液压缸，容易相对于粗销部的偏心独立地控制中间坯件沿轴向的压下。

成形工序中的粗销部的偏心可以使用楔形机构进行。例如，成形工序中的粗销部的偏心可以使用固定于垫枕基座的楔状件来进行。可以使用利用楔形机构而移动的销偏心模而进行粗销部的偏心。关于销偏心模的详情将后述。

以下，参照附图说明本实施方式的锻造曲轴的制造方法。

1.制造工序例

本实施方式的制造方法的作为对象的锻造曲轴包括成为旋转中心的多个轴颈部J、相对于该轴颈部J偏心的多个销部P、将轴颈部J与销部P相连的多个臂部A(配重臂部)。多个臂部A中的至少一个臂部A包含配重部W(配重部)。本实施方式的制造方法的一例中，制造图1A及图1B所示的四缸－八配重的曲轴。此外，在另一例中制造前述的四缸－四配重的曲轴等。

图3A～图3F是用于说明本实施方式的锻造曲轴的制造工序例的示意图。在图3A～图3F说明的例子中，制造图1所示的形状的曲轴。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(最终产品)。

首先，使作为被加工件的钢坯22中的成为销部的部位(以下，也称为“销相当部”)及成为轴颈部的部位(以下，也称为“轴颈相当部”)的截面积减少，形成截面积小的部分23a。由此，获得图3B所示的初始坯件23。该工序例如可使用缩径辊(reduce roll)或横轧辊(cross roll)。

接着，为了对体积进一步分配，用一对冲压模具对初始坯件23进行压下，形成中间坯件24。该压下方法未特别限定，可适用公知的方法。中间坯件24包括成为轴颈部J的粗轴颈部24j、成为销部P的粗销部24p、成为臂部A的第1粗臂部24a(第1粗曲臂部)、成为前部Fr的粗前部24fr、及成为凸缘部Fl的粗凸缘部24fl。

从钢坯22形成中间坯件24的工序是预成形工序。在图3B及图3C说明的工序为一例，可以通过其他工序形成中间坯件。关于预成形工序的详情将后述。

接着，进行成形工序。在成形工序，从中间坯件24形成最终坯件25。如图3D所示，最终坯件25包括比第1粗臂部24a更接近臂部A的形状的第2粗臂部25a(第2粗曲臂部)。最终坯件25包括粗销部25p、粗轴颈部25j、粗前部25fr及粗凸缘部25fl。关于成形工序的详情将后述。

在精锻工序，与以往的精锻工序同样地进行模锻。通过精锻工序，从最终坯件25形成精锻件26。如图3E所示，精锻件26包含多个轴颈部J、多个销部P及多个臂部A(省略一部分附图标记)。在图3E中示出在精锻工序中形成飞边B的一例。关于精锻工序的详情将后述。

在模锻切边工序中，例如在通过一对模具夹着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，从精锻件26除去飞边B。由此，获得图3F所示的锻造曲轴21(最终产品)。关于锻造曲轴21的各部的名称，在图1A及图1B中已说明，因此省略说明。

2.预成形工序的一例

图4A～图5B是表示预成形工序的一例的示意图。图4A及图4B表示形成图3B所示的初始坯件23的工序。图5A及图5B表示形成图3C所示的中间坯件24的工序。

图4A中示出横截面为圆形的钢坯22和上下一对冲压模具30。冲压模具30包括上模31和下模32。上模31及下模32具有用于从钢坯22形成初始坯件23的形状。

首先，如图4A所示，在上模31与下模32之间配置钢坯22。在该状态下，使上模31下降而对钢坯22进行压下，由此减少销相当部及轴颈相当部的截面积，形成截面积小的部分23a。这样获得初始坯件23。在初始坯件23中，销相当部的截面及轴颈相当部的截面分别是椭圆形。这些椭圆形的长轴沿垂直于图4B的纸面的方向延伸。

接着，如图5A及图5B所示，利用上下一对冲压模具40，对初始坯件23进行冲压成形。冲压模具40包括上模41和下模42。上模41及下模42具有用于从初始坯件23形成中间坯件24的形状。

首先，如图5A所示，在上模41与下模42之间配置初始坯件23。此时，在配置成销相当部及轴颈相当部的截面的椭圆形的长轴与铅垂方向(压下方向)平行的状态下进行。即，椭圆形的销相当部及轴颈相当部的截面的长轴沿与图5A的纸面的上下方向平行的方向配置。换言之，将由冲压模具30形成的初始坯件23绕初始坯件23的轴线旋转90°后配置于冲压模具40。

接着，使上模41下降而对初始坯件23进行压下，形成中间坯件24。中间坯件24包括成为轴颈部J的粗轴颈部24j、成为销部P的粗销部24p、成为臂部A的第1粗臂部24a(第1粗曲臂部)、成为前部Fr的粗前部24fr、及成为凸缘部Fl的粗凸缘部24fl(参照图3C)。粗销部24p相对于粗轴颈部24j而稍微向销部P的偏心方向偏心。中间坯件24的轴向长度比作为最终产品的锻造曲轴的轴向长度长。

3.成形工序的一例

图6A～图6C、图7A及图7B是表示成形工序的一例的示意图。图6A及图7A是表示成形工序的开始前的状态的示意图，图6B是表示成形工序的一例的中途的状态的示意图，图6C及图7B是表示成形工序的结束时的状态的示意图。图6A及图6B为图7A的线VIA－VIA处的纵剖视图，具体而言是图7A的将中间坯件24的中心线连结而成的纵截面。图6C是图7B的线VIC－VIC处的纵剖视图。图7A是表示图6A的线VIIA－VIIA处的水平方向的截面的俯视图。图7B是表示图6C的线VIIB－VIIB处的水平方向的截面的俯视图。更具体而言，图7A及图7B是比保持模60的分模面稍向下方的剖视图。为了容易理解，在图6A～图6C、图7A及图7B中，用粗虚线表示中间坯件24及最终坯件25的轮廓。此外，图7A及图7B中用细虚线表示后述的楔座部件72a的一部分轮廓。

参照图6A，在成形工序中使用保持模60及销偏心模71。保持模60包括固定保持模61、可动保持模62、前侧保持模63及凸缘侧保持模64。关于使这些模具移动的机构将后述。这些模具分别包括上模及下模。即，保持模60为一对保持模(下方的保持模60a及上方的保持模60b)。具体而言，固定保持模61包括作为下模的固定保持模61a和作为上模的固定保持模61b。可动保持模62包括作为下模的可动保持模62a和作为上模的可动保持模62b。前侧保持模63包括作为下模的前侧保持模63a和作为上模的前侧保持模63b。凸缘侧保持模64包括作为下模的凸缘侧保持模64a和作为上模的凸缘侧保持模64b。销偏心模71包括作为下模的销偏心模71a和作为上模的销偏心模71b。

下方的模具配置在后述的垫枕基座102a之上。上方的模具由后述的模具缓冲基座104支承，伴随模具缓冲基座104的移动而沿铅垂方向移动。

保持模60是用于保持粗轴颈部24j的模具。保持模60中的固定保持模61在中间坯件24的轴向上不移动。另一方面，可动保持模62、前侧保持模63及凸缘侧保持模64可沿中间坯件24的轴向移动。销偏心模71是使粗销部24p偏心的模具，可在与保持模60的压下方向及中间坯件24的轴向垂直的方向移动。各保持模60和销偏心模71具有用于构成形成、配置第1粗臂部的空间的凹部60c及凹部71c(图6A)。

首先，如图6A及图7A所示，将中间坯件24载置于下方模具之上。此时，以使粗销部24p偏心的方向与保持模60的压下方向及中间坯件24的轴向垂直的方向的方式载置中间坯件24。在成形工序的开始前的阶段，各个模具在坯件的轴向上隔开间隔地配置。

接着，使上方模具与模具缓冲基座104一起下降，由一对保持模60在铅垂方向上对粗轴颈部24j分别压下而予以保持。如图6B所示，粗轴颈部24j通过保持模60而被固定。由固定保持模61保持着的粗轴颈部24j在水平方向不移动。

接着，在保持着粗轴颈部24j的状态下，使粗销部24p偏心，并且沿中间坯件24的轴向对中间坯件24进行压下。由此，如图6C及图7B所示，形成最终坯件25。以下，有时将使粗销部24p偏心的工序称为销偏心工序，有时将沿轴向对中间坯件24进行压下的工序称为轴向压下工序。

销偏心工序通过使销偏心模71沿相对于保持模60的压下方向垂直的方向(即水平方向)且向相对于中间坯件24的轴向垂直的方向移动而进行。本实施方式的一例中，两端的2个销偏心模71的移动方向与中央的2个销偏心模71的移动方向为相反方向(参照图7A的箭头)。如图7B所示，销偏心模71a被楔座部件72a推压而移动。同样，如图6C所示，位于上方的销偏心模71b也被后述的楔座部件72b推压而沿与销偏心模71a相同的方向移动。

图8A中示意性示出成形工序的开始前的状态(图6A及图7A的状态)下的、粗轴颈部24j及其附近的固定保持模61的截面。图8B中示意性示出成形工序的结束时的状态(图6C及图7B的状态)下的、粗轴颈部25j及其附近的固定保持模61的截面。这些图是与中间坯件的轴向垂直的剖视图，仅示出固定保持模61的一部分。为了容易理解，在图8A及图8B示出贯穿粗轴颈部24j及粗轴颈部25j的中心的铅垂线、即中心线JCT。同样，在以下说明的图9A、图9B、图10A及图10B中也示出中心线JCT。但是，图9A～图10B中的中心线JCT的位置不过是为了容易理解的示意性例示。

图9A中示意性示出成形工序的开始前的状态(图6A及图7A的状态)下的、粗销部24p及其附近的销偏心模71的截面。图9B中示意性示出成形工序的结束时的状态(图6C及图7B的状态)下的、粗销部25p及其附近的销偏心模71的截面。这些图是与中间坯件的轴向垂直的剖视图。从图9A及图9B所示的粗轴颈部的中心线JCT的位置可知，图9B的粗销部25p被偏心。如图9A所示，销偏心模71具有配置粗销部24p的空间。

图10A中示意性示出成形工序的开始前的状态(图6A及图7A的状态)下的、第1粗臂部24a及其附近的固定保持模61的截面。图9B中示意性示出成形工序的结束时的状态(图6C及图7B的状态)下的、第2粗臂部25a及其附近的固定保持模61的截面。这些图是与中间坯件24的轴向垂直的剖视图，且是表示了固定保持模61中用于形成、配置粗臂部的空间的部分、即凹部60c的截面的图。如图10A所示，保持模60具有配置第1粗臂部24a的空间。伴随轴向压下而材料向该空间移动。结果，形成具有比第1粗臂部24a更接近臂部A形状的形状的第2粗臂部25a。如图10A及图10B所示，第2粗臂部25a的截面积大于第1粗臂部24a的截面积。

参照图6A，通过使前侧保持模63及凸缘侧保持模64以使该二者接近的方式移动而进行轴向压下工序。此时，前侧保持模63及凸缘侧保持模64沿中间坯件24的轴向移动。

可以在成形工序中在最终坯件25形成飞边。在本实施方式的制造方法中，如后所述，精锻工序中的最终坯件25的载置方向与具有销偏心工序的成形工序中的中间坯件24的载置方向相同。即，在销偏心工序及精锻工序中，均是配置成粗销部24p及25p的偏心方向与水平方向平行。因此，即使在成形工序中在沿水平方向延伸的保持模60的分模面(下模与上模的相对面)形成飞边，也能避免该飞边导致在精锻工序中发生缺陷。

另一方面，在使销偏心工序中的坯件的载置方向与精锻工序中的坯件的载置方向相差90°的以往的制造方法中，若在销偏心工序中在模具的分模面形成飞边，则可能导致在最终产品产生缺陷。这是因为，载置方向相差90°时，在销偏心工序中在模具的分模面形成的飞边会在下一精锻工序中配置于与冲压模具相对的位置。

关于成形工序中的销偏心工序及轴向压下工序的时机，参照图11进行说明。图11的横轴表示整个工序的进行(经过时间)，纵轴表示各工序的进度。在此，销偏心工序的进度是指在将销偏心工序中的直到粗销部最终位置的移动距离设为100％时的、粗销部的移动距离的比例。轴向压下工序的进度是指在将轴向压下工序中的中间坯件的轴向的最终压下量(轴向上变短的距离)设为100％时的、中间坯件的轴向的压下量的比例。

图11的实线1表示轴向压下工序与销偏心工序的结束的同时结束的情况。图11的虚线2a及虚线2b分别表示轴向压下工序在销偏心工序的结束之前结束的情况。图11的单点划线3表示轴向压下工序在销偏心工序的结束后结束的情况。

在销偏心模的移动方向与保持模的移动方向同为铅垂方向的以往的制造方法中，存在销偏心模的移动作为使保持模开模的力发挥作用的情况。即，存在在轴颈模分开部分等发生材料的飞翅的风险。因此，在以往的制造方法中，为了降低材料飞翅的风险，重要的是使轴向压下工序在销偏心工序结束之前结束。与此相对，在本实施方式的制造方法中，销偏心模71的移动方向为水平方向，相对于保持模60的压下方向(铅垂方向)及中间坯件24的轴向垂直。因此，销偏心模的移动难以作为使保持模开模的力而发挥作用，在轴颈模分开部分等发生材料的飞翅的风险较低。因此，在本实施方式的制造方法中，即使使轴向压下工序在与销偏心工序的结束的同时、或在销偏心工序的结束之后结束，也能抑制飞翅的风险变高。

但是，本实施方式的制造方法并非排除使轴向压下工序在销偏心工序的结束之前结束。若轴向压下工序在销偏心工序的结束之前结束，则在销偏心工序中难以抑制中间坯件24的材料流动。在形成的最终坯件25的粗销部25p的销肩部分(图3D)中难以产生欠缺，因此容易将粗销部25p附近的形状形成得精密。由此，能够将最终坯件的销肩部分的形状成形为更接近精锻件的形状，能够使在精锻工序将最终坯件向模具的安放更稳定。

作为在成形工序中所用的成形装置的一例，在图12A及图13A示意性表示成形装置100的构成。为了容易理解，将不需要说明的部位省略图示或简化，并且省略了装置部分的剖面线。图12A表示与中间坯件24的轴向平行的纵截面。图13A表示与中间坯件的轴向垂直的横截面，具体而言示意性表示销偏心模71的部分处的横截面。图12A及图13A表示成形工序的开始前的状态。

成形装置100包括板(成形装置本体)101、垫枕基座102、模具缓冲作动缸(伸缩机构)103、模具缓冲基座104、液压缸(水平作动缸)105及销偏心用的楔形件106。板101包括下方的板101a和上方的板101b。垫枕基座102包括下方的垫枕基座102a和上方的垫枕基座102b(基座)。

垫枕基座102由板101支承。模具缓冲基座104隔着模具缓冲作动缸103而被支承于垫枕基座102b。模具缓冲作动缸103是在粗轴颈部的压下及保持所需的载荷下不收缩、在由板101施加全部载荷时收缩的作动缸。

液压缸105是在轴向对中间坯件24进行压下的作动缸。图12A所示的成形装置100中，在粗前部24fr侧及粗凸缘部24fl侧这两侧具有液压缸105。利用2个液压缸105，在中间坯件24的轴向对中间坯件24的两端进行压下。

下方的保持模60a及下方的销偏心模71a分别配置于垫枕基座102a上。上方的保持模60b及上方的销偏心模71b分别被支承于模具缓冲基座104。例如，这些模具通过从模具缓冲基座104突出的配件(L形配件)而被悬挂。保持模60中的可动保持模62、前侧保持模63及凸缘侧保持模64可在与坯件的轴向平行的方向移动。

参照图13A，销偏心用的楔形件106贯穿模具缓冲基座104。因此，楔形件106相对于模具缓冲基座104独立移动。楔形件106具有倾斜面。楔形件106固定于垫枕基座102b。板101b是通过模具缓冲作动缸(伸缩机构)103推压保持模60b的板。

销偏心模71a的端部连接于楔座部件72a。更具体而言，以销偏心模71a能够相对于楔座部件72a在中间坯件24的轴向相对移动的方式将销偏心模71a的端部连接于楔座部件72a(参照图7A及图7B)。如图13A所示，楔座部件72a具有与楔形件106的倾斜面相对的倾斜面。同样，销偏心模71b的端部也连接于楔座部件72b。更具体而言，以能够相对于楔座部件72b在中间坯件的轴向相对移动的方式将销偏心模71b的端部连接于楔座部件72b。楔座部件72b具有与楔形件106的倾斜面相对的倾斜面。

楔座部件72a及72b仅能够在销的偏心方向移动。而销偏心模71a除了销的偏心方向之外，还能够在中间坯件的轴向移动。同样，销偏心模71b除了销的偏心方向之外，还能够在中间坯件的轴向移动。由于销偏心模71在中间坯件的轴向移动，因此楔座部件72a(及楔座部件72b)具有如图7A所示、沿中间坯件的轴向延伸的形状。

在处于图12A及图13A的状态的成形装置100的下模与上模之间配置中间坯件24。中间坯件24被配置成粗销部24p的偏心方向与水平方向平行。通过这样配置，在水平方向分配质量，容易形成水平方向的质量均衡。结果，所配置的中间坯件24的姿势稳定，能够抑制在成形工序中发生成形不良。

在成形工序中使板101下降，从而进行粗轴颈部24j的保持和销偏心工序。进而在成形工序中，通过驱动液压缸105来进行轴向压下工序。

参照图12A，伴随板101b的下降，垫枕基座102b及支承于垫枕基座102b的上方模具也在铅垂方向下降。保持模60b下降直到保持模60a与保持模60b抵接，从而粗轴颈部24j被压下并被保持模60保持。图12B及图13B表示该成形工序的中途的状态。图12B及图13B分别是与图12A及图13A相同部分的剖视图。

若在保持模60a与保持模60b抵接的状态下使板101b进一步下降，则模具缓冲作动缸103收缩。模具缓冲作动缸103使用通过板101b的载荷而收缩的作动缸。通过模具缓冲作动缸103的收缩，模具缓冲基座104的位置不发生变化，销偏心用的楔形件106持续下降。

参照图13B，若楔形件106下降，则楔形件106的倾斜面推压楔座部件72a及72b的倾斜面。结果，楔座部件72a及72b向销偏心方向移动。随之，销偏心模71a及71b向销偏心方向移动。

参照图12B，2个液压缸105对前侧保持模63和凸缘侧保持模64进行压下以使二者相接近。随之，移动保持模62及销偏心模71也以接近中央的固定保持模61的方式在中间坯件的轴向移动。通过以上的动作，销偏心模71沿与保持模60的压下方向及中间坯件的轴向垂直的方向这两个方向移动。

图12C及图13C表示成形工序的结束时的成形装置100的状态。图12C及图13C分别是与图12A及图13A相同部分的剖视图。

在图12C及图13C的状态下，楔形件106的下降及伴随其下降的粗销部24p的偏心完成。此外，利用液压缸105进行的对中间坯件24的轴向压下完成。在该状态下，在最终坯件25的轴向上相邻的模具(构成保持模60的各模具及销偏心模71)接触。

在销偏心方向为铅垂方向的情况下，需要将使销偏心方向为铅垂方向的机构配置在模具的上方及下方。在这种情况下，装置的高度变高。另一方面，本实施方式的方法中销偏心方向为水平，因此能够避免这些问题。因此，能够以高度低且紧凑的装置来实施本实施方式的方法。

图14是示意性表示对于上侧的板101b的移动、模具缓冲基座104的移动、销偏心及轴向压下各自的时机的一例的图。横轴表示整个工序的进行(经过时间)。图14示出销偏心和轴向压下同时开始、在销偏心结束之前而轴向压下结束的一例。另外，销偏心的开始和结束的时机可以通过改变楔形件106、楔座部件72a及72b的形状等而变更。或者，也可以通过液压缸等致动器使销偏心模71移动而变更。该情况下，可以相对于其他工序的时机独立地自由设定销偏心模71的移动时机。因此，成形工序的自由度变高，能够形成品质更高的最终坯件25。

如以上这样形成最终坯件25(参照图3D)。最终坯件25的粗轴颈部25j、粗销部25p及第2粗臂部25a，具有与中间坯件24的上述部位相比更接近最终产品的轴颈部J、销部P及臂部A的形状。

4.精锻工序的一例

在精锻工序中使用一对冲压模具，沿与粗销部25p的偏心方向及最终坯件25的轴向垂直的方向对最终坯件25进行压下。通过该压下，形成包含多个轴颈部J、多个销部P及多个曲臂部A的精锻件26(参照图3E)。精锻工序也可以使用公知的装置进行。该情况下所使用的冲压模具可以使用通常的冲压模具。

在本实施方式的制造方法中，精锻工序中的最终坯件25的载置方向与成形工序中的中间坯件24及最终坯件25的载置方向相同。即，成形工序及精锻工序的情况下均是中间坯件或最终坯件以配置成粗销部的偏心方向与水平方向平行的状态而成形。因此，即使在成形工序中在保持模的分模面形成飞边，也能抑制该飞边在精锻工序中发生卷入缺陷。

产业上的可利用性

本发明能够利用于锻造曲轴的制造。

附图标记说明

21：锻造曲轴，22：钢坯，24：中间坯件，25：最终坯件，26：精锻件，60：保持模，71：销偏心模，A、A1～A8：曲臂部，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 (6)

1.一种锻造曲轴的制造方法，所述锻造曲轴具备：成为旋转中心的多个轴颈部；相对于所述轴颈部偏心的多个销部；以及将所述多个销部与所述多个轴颈部相连的多个曲臂部，其中，

所述多个曲臂部中的至少一个曲臂部包含配重部，

所述制造方法包括如下工序：

预成形工序，在该预成形工序中，从钢坯形成中间坯件，所述中间坯件包括成为所述多个轴颈部的多个粗轴颈部、成为所述多个销部的多个粗销部、成为所述多个曲臂部的多个第1粗曲臂部；

成形工序，在该成形工序中，在通过一对保持模在铅垂方向对所述中间坯件的所述多个粗轴颈部分别压下并予以保持的状态下，使所述粗销部沿与所述保持模的压下方向及所述中间坯件的轴向垂直的方向偏心，并在所述中间坯件的轴向对所述中间坯件进行压下，从而形成含有第2粗曲臂部的最终坯件，所述第2粗曲臂部比所述第1粗曲臂部更接近所述曲臂部的形状；以及

精锻工序，在该精锻工序中，通过使用一对冲压模具在铅垂方向对配置成所述粗销部的偏心方向与水平方向平行的所述最终坯件进行压下，从而形成包含所述多个轴颈部、所述多个销部及所述多个曲臂部的精锻件。

2.根据权利要求1所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

以如下方式进行所述成形工序，通过使多余材料向沿水平方向延伸的所述保持模的分模面流出，从而在所述最终坯件形成飞边。

3.根据权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

在所述成形工序中，在所述粗销部的偏心结束之后，结束对所述中间坯件沿所述轴向的压下。

4.根据权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

在所述成形工序中，在所述粗销部的偏心结束之前，结束对所述中间坯件沿所述轴向的压下。

5.根据权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

在所述成形工序中，在所述粗销部的偏心结束的同时，结束对所述中间坯件沿所述轴向的压下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

通过液压缸进行所述成形工序中的对所述中间坯件沿所述轴向的压下，

使用固定于基座的楔形件进行所述粗销部的偏心，所述基座借助伸缩机构而推压所述保持模。