JP2009208147A - Method for manufacturing crankshaft and forming die used therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関用のクランクシャフトの製造方法およびこれに用いる成形金型に関し、特に、V型エンジンのクランクシャフトの製造方法およびこれに用いる成形金型に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a crankshaft for an internal combustion engine and a molding die used therefor, and more particularly to a method for manufacturing a crankshaft for a V-type engine and a molding die used therefor.
クランクシャフトは、レシプロエンジン内のピストンの往復運動を回転運動に変換する自動車エンジン等の内燃機関用部品である。このクランクシャフトは、鋳造で成形される他、熱間鍛造で粗成形を行った後、ジャーナルやクランクピン等の各部に研削加工等を施して完成品として製造される。 A crankshaft is a component for an internal combustion engine such as an automobile engine that converts a reciprocating motion of a piston in a reciprocating engine into a rotational motion. This crankshaft is manufactured by casting, or after rough forming by hot forging, and then grinding the parts such as journals and crankpins as a finished product.
熱間鍛造によるクランクシャフトは、通常、誘導加熱等により赤熱した素材(鋼材)から粗成形のクランクシャフト粗材を成形する荒地・仕上げ成形工程、成形したクランクシャフト粗材から張り出したバリの大部分を除去するトリム工程、および主として曲がり矯正を行って完成形状にサイジングするサイジング工程を経て、成形される。 Crankshaft by hot forging is usually a rough ground / finish molding process that forms rough crankshaft rough material from red-hot material (steel material) by induction heating, etc., and most of the burr protruding from the formed crankshaft rough material It is formed through a trimming process that removes stencil and a sizing process that mainly performs bending correction and sizing to a finished shape.
また、V型エンジンのクランクシャフトは形状が複雑であるため、熱間鍛造により成形する場合には、完成形状のままでは型抜きが困難である。したがって、クランクシャフト粗材を型抜きの容易な形状で鍛造した後、両端部を軸回りに正逆方向の所定の角度に捩ってツイスト加工を施すことにより所望の形状を得ている。 Moreover, since the shape of the crankshaft of a V-type engine is complicated, when it is formed by hot forging, it is difficult to perform die cutting with the finished shape. Therefore, after forging the crankshaft rough material into a shape that can be easily punched, the desired shape is obtained by twisting both ends around a shaft at a predetermined angle in the forward and reverse directions.
ここで、クランクシャフト粗材にバリが残留していてツイスト加工が行われると、ツイスト加工によってパーティングラインが傾き姿勢となるので、サイジングダイのインプレッション(彫り込み)形状によってバリを潰すことになる。しかし、インプレッション形状でバリを潰すと、クランクシャフト粗材の表面に小さなキズが発生する虞がある。また、この場合、サイジングダイの内面にバリ逃がし部を追加する構造を採用してバリとの接触を回避することも可能である。しかし、サイジングダイ内にバリ逃がし部を形成すると、クランクシャフト粗材の曲がり矯正力が弱くなるという問題がある。 Here, if burrs remain on the crankshaft rough material and twist processing is performed, the parting line is inclined by the twist processing, so the burrs are crushed by the impression (engraved) shape of the sizing die. However, if the burrs are crushed in the impression shape, there is a possibility that small scratches may occur on the surface of the crankshaft rough material. In this case, it is also possible to avoid the contact with the burr by adopting a structure in which a burr relief part is added to the inner surface of the sizing die. However, when the burr relief part is formed in the sizing die, there is a problem that the bending correction force of the crankshaft rough material becomes weak.
一方、オーバーシェイプを実施して厚み方向に加肉部を設けた長円形状にクランクシャフト粗材を成形し、トリム工程においてバリを完全に除去した後に、サイジング工程にて真円に成形する技術が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の製造方法においては、クランクシャフト粗材のバリを完全に除去できたとしても、V型エンジンのクランクシャフトの鍛造成形では、ツイスト加工によって長円形状の軸部の長軸が傾いた状態でサイジングダイ内に収容される。したがって、この状態でサイジング工程を行うと、サイジングダイの角部が摩耗するという問題がある。
However, in the manufacturing method of
そこで、本発明は、バリによるキズの発生を防止しつつ、曲がり矯正力を確保することができ、しかもサイジングダイの角部の摩耗を回避することができるクランクシャフトの製造方法、およびこれに使用する成形金型を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a crankshaft manufacturing method capable of ensuring a bending correction force while preventing the occurrence of scratches due to burrs, and avoiding wear at the corners of a sizing die, and the use thereof An object of the present invention is to provide a molding die.
本発明の目的は、下記する手段により達成される。 The object of the present invention is achieved by the following means.
本発明のクランクシャフトの製造方法は、鍛造素材を鍛造してクランクシャフト粗材を成形する成形工程と、前記成形後のクランクシャフト粗材の長手方向の両側部分を軸回りにそれぞれ逆方向に捩ってツイスト加工するツイスト工程と、前記ツイスト加工後のクランクシャフト粗材に対してサイジング成形を行うサイジング工程と、を有する。そして、前記成形工程において、前記両側部分の少なくとも両端部のパーティングラインが前記ツイスト加工後に同一平面内に位置するように、成形金型によって形成される前記両端部のパーティングラインを前記ツイスト加工における捩り方向へ水平方向から傾斜させ、前記サイジング工程において、前記ツイスト加工後のクランクシャフト粗材における前記パーティングラインをサイジング成形の方向と垂直になるように設定することを特徴とする。 The crankshaft manufacturing method of the present invention includes a forming step of forging a forged material to form a crankshaft coarse material, and twisting both sides of the crankshaft coarse material in the longitudinal direction after the forming in opposite directions around the axis. A twisting process for twisting, and a sizing process for performing sizing molding on the crankshaft crude material after the twisting process. In the molding step, the parting lines at both ends formed by a molding die are twisted so that the parting lines at least both ends of the both side portions are positioned in the same plane after the twisting. In the sizing step, the parting line in the crankshaft crude material after the twisting is set to be perpendicular to the sizing molding direction.
また、本発明のクランクシャフトの成形金型は、後工程において長手方向の両側部分が軸回りにそれぞれ逆方向に捩られてツイスト加工されるクランクシャフト粗材を、その前工程において鍛造により成形するためのクランクシャフトの成形金型である。そして、前記両側部分の少なくとも両端部のパーティングラインが前記ツイスト加工後に同一平面内に位置するように、前記両端部のパーティングラインを前記ツイスト加工における捩り方向へ水平方向から傾斜させるべく、前記成形金型の分割面を形成したことを特徴とする。 The crankshaft molding die of the present invention is formed by forging a crankshaft rough material that is twisted by twisting in opposite directions in the longitudinal direction on both sides in the subsequent process. It is a mold for forming a crankshaft. And, in order to incline the parting lines at both ends from the horizontal direction in the twist direction in the twisting process so that the parting lines at least both ends of the both side parts are located in the same plane after the twisting process, It is characterized in that a split surface of the molding die is formed.
本発明では、成形金型によって形成されるクランクシャフト粗材の両端部のパーティングラインが、後工程のツイスト加工の捩り方向へ水平方向から傾斜させられ、当該両端部のパーティングラインがツイスト加工後に同一平面内に位置することになる。そして後に、サイジングダイを用いてサイジング成形を行うとき、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材における両端部のパーティングラインがサイジング成形の方向と垂直になるように設定される。 In the present invention, the parting lines at both ends of the crankshaft coarse material formed by the molding die are inclined from the horizontal direction in the twisting direction of the twisting process in the subsequent process, and the parting lines at both ends are twisted. It will be located in the same plane later. After that, when performing sizing using a sizing die, the parting lines at both ends of the crankshaft rough material after twisting are set to be perpendicular to the sizing molding direction.
したがって、本発明によれば、両端部のパーティングラインがサイジング方向と垂直になることからバリを製品内部方向へ潰すことがなくなって小さなキズの発生を防止することができる。また、サイジングダイ内にバリ逃がし部を形成する必要がなくなるためクランクシャフト粗材の曲がり矯正力を確保することができる。さらに、軸部を長円形状とする必要がなくなるためサイジングダイの角部の摩耗は生じない。 Therefore, according to the present invention, since the parting lines at both ends are perpendicular to the sizing direction, the burrs are not crushed toward the inside of the product, and the generation of small scratches can be prevented. Further, since it is not necessary to form a burr relief part in the sizing die, it is possible to ensure the bending correction force of the crankshaft rough material. Furthermore, since it is not necessary to make the shaft part into an oval shape, wear of the corner part of the sizing die does not occur.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明に係るクランクシャフトの製造方法における第1の実施形態を示す概略工程図である。図2はクランクシャフトの概略構成を説明するための図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic process diagram showing a first embodiment in a method for manufacturing a crankshaft according to the present invention. FIG. 2 is a view for explaining a schematic configuration of the crankshaft.
本実施形態のクランクシャフトの製造方法は、V型エンジンのクランクシャフトを熱間にて鍛造成形する方法である。 The crankshaft manufacturing method of this embodiment is a method for forging a crankshaft of a V-type engine while hot.
まず、クランクシャフトの概略構成について説明する。なお、図2は、一般的なクランクシャフトを模式的に描いてあり、クランクシャフトの構成要素を概略説明するためのみに使用する図である。 First, a schematic configuration of the crankshaft will be described. FIG. 2 schematically illustrates a general crankshaft, and is a diagram used only for schematically explaining the components of the crankshaft.
図2を参照して、クランクシャフト1は、断面が円形状の軸部としてジャーナル2を備えている。このジャーナル2は、不図示の軸受を介して回転自在に軸支されている。また、ジャーナル2には、エンジンの気筒数に相当する数のクランク部3が配設されている。各クランク部3は、一組のウエブ4、4と、これらのウエブ4、4間に挟まれたクランクピン5とから構成される。このクランクピン5は、ジャーナル2の軸心と偏心した位置に配置され、不図示のピストンのコネクティングロッド(コンロッド)と摺動可能に連結され、断面が円形状に形成されている。また、各ウエブ4のクランクピン5と対向する(反対側の)部位には、重量バランスをとって回転誤差を軽減するカウンタウエイト6が形成されている。
Referring to FIG. 2, the
図1を参照して、本実施形態のクランクシャフトの製造方法において、クランクシャフトの中間成形品であるクランクシャフト粗材11は、荒地・仕上げ成形工程(トリム工程を含む)、ツイスト工程、戻し回動工程およびサイジング工程を経て、鍛造成形される。
Referring to FIG. 1, in the crankshaft manufacturing method of the present embodiment, a crankshaft
本実施形態のクランクシャフトの製造方法は、概説すれば、鍛造素材を熱間鍛造してクランクシャフト粗材11を成形する荒地・仕上げ成形工程と、荒地・仕上げ成形後のクランクシャフト粗材11を部分的に軸回りに捩ってツイスト加工するツイスト工程と、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材11を軸回りに回動させる戻し回動工程と、戻し回動工程で回動させたクランクシャフト粗材11に対してサイジング成形を行うサイジング工程と、を有し、研削工程前に実施される成形工程として位置づけられる。
The crankshaft manufacturing method according to the present embodiment can be summarized as follows: a rough ground / finish forming step of forming a crankshaft
以下、本実施形態のクランクシャフトの製造方法を上記工程順に説明する。ここでは、V型6気筒エンジンのクランクシャフトを例に挙げて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the crankshaft of this embodiment is demonstrated in order of the said process. Here, a crankshaft of a V-6 engine will be described as an example.
図1(A)を参照して、まず、荒地・仕上げ成形工程が行われる。この荒地・仕上げ成形工程を経て、丸棒状の素材から粗形状のクランクシャフト粗材11として仕上げられる。すなわち、荒地工程では、所定の長さに切断した円柱状の素材を誘導加熱等により加熱し、赤熱状態の素材に対して潰し加工が行われる。この素材としては、例えば、鉛レスの非調質・非焼準鋼等が挙げられる。
Referring to FIG. 1A, first, a wasteland / finish molding process is performed. Through this wasteland / finish molding process, the material is finished as a rough crankshaft
この潰し加工されたクランクシャフト粗材11について、仕上げ成形が行われる。本実施形態では、荒地・仕上げ成形工程において、後述のツイスト工程でツイスト加工する長手方向の両側部分のうちの、少なくとも両端部のパーティングライン(P/L)をツイスト加工の捩り方向に傾斜させて形成するプレス金型30(図3参照)を用いる。
Finishing molding is performed on the crushed crankshaft
図3は、プレス金型により形成されるパーティングラインの角度が水平から傾いている様子を示す概略図である。 FIG. 3 is a schematic view showing a state in which the angle of the parting line formed by the press mold is inclined from the horizontal.
この仕上げ成形で用いるプレス金型30は、上型と下型とから構成される鍛造型である。これら上型と下型との間には、鍛造空間であるキャビティが画成されている。本実施形態では、クランクシャフト粗材11の長手方向の両端部(具体的には、両端に最も近い第1、第4ジャーナルからそれぞれ軸方向に外方の部分)11A、11Bのパーティングラインをツイスト工程で捩る方向へ傾斜させて形成し、他のシャフト中央部分11Cはパーティングラインを水平(0度)に形成する。
The press die 30 used in this finish molding is a forging die composed of an upper die and a lower die. A cavity that is a forging space is defined between the upper die and the lower die. In the present embodiment, the parting lines of the longitudinal ends of the crankshaft coarse material 11 (specifically, the portions that are axially outward from the first and fourth journals closest to both ends) 11A and 11B are provided. The other shaft
具体的には、クランクシャフト粗材11の上記両端部11A、11Bを成形する部位のプレス金型30の分割面により形成されるパーティングラインがツイスト加工で捩る方向へ30度の角度で傾斜するように形成されている。これら両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングラインの傾斜角度は、後述の戻し回動工程で後部(Rr)側から見て反対方向に回動される角度である90度から、ツイスト加工で捩る角度を差し引いて求められる。すなわち、後述のツイスト工程で60度捩りを加えるので、クランクシャフト粗材11の上記両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングラインは、ツイスト加工で捩る方向へ30度の傾斜角度で設定されている。
Specifically, the parting line formed by the split surface of the
また、クランクシャフト粗材11の両端部11A、11Bのパーティングラインを30度傾けたことにより、プレス金型30において逆ドラフトになる部分のみ抜け勾配が形成される必要がある。なお、この抜け勾配については、図3を用いてさらに後述する。
Further, by tilting the parting lines at both ends 11A and 11B of the crankshaft
この仕上げ成形されたクランクシャフト粗材11には、パーティングライン部にバリが形成される。
In the finished crankshaft
そして、必要に応じて、上記仕上げ成形されたクランクシャフト粗材11に対して、不図示のトリム工程が行われる。このトリム工程で用いられる加工治具は、ダイスとポンチとで構成される。これらダイスとポンチとによるトリム加工によって、バリの大部分が打ち抜かれ、製品形状に近いクランクシャフト粗材11となる。ここで、クランクシャフト粗材11には、バリの付け根部分が残留し得る。
Then, if necessary, a trim step (not shown) is performed on the finish-finished
次に、図1(B)を参照して、荒地・仕上げ成形工程(トリム工程を含む)を経たクランクシャフト粗材11に対して、ツイスト加工が行われる。このツイスト工程では、クランクシャフト粗材11の軸方向に沿って、ツイスト加工型としての3組のツイストダイが並設されている。
Next, with reference to FIG. 1 (B), twist processing is performed on the crankshaft
具体的には、固定側ダイを中央に挟んで、その両側に回動可能な可動側ダイが一列に並設されている。各ダイは、例えば、半割り円柱状の上型と下型とから構成され、上下の型を型締めすることによりクランクシャフト粗材11の相当部分をそれぞれ加圧拘束しつつ保持する。そして、この型締め状態で、固定側ダイを定位置で固定し、例えば、一方の可動側ダイを例えば正転方向(右回り)に所定の角度だけ回動させ、これと共に他方の可動側ダイを逆転方向(左回り)に同角度だけ回動させて捩りを加える。このツイスト加工により、クランクシャフト粗材11の両側部分において対をなすカウンタウエイトが中央部のカウンタウエイトに対して所定の位相角を有することになる。
Specifically, a movable-side die that can rotate on both sides of the fixed-side die is arranged in a row with the fixed-side die sandwiched in the center. Each die is composed of, for example, an upper mold and a lower mold having a half-columnar shape, and holds the corresponding portions of the crankshaft
本実施形態のツイスト工程では、後部(以下、「Rr」という)側の可動側ダイをRr側から見て正転方向(右回り)に60度回動させ、これと共に前部(以下、「Fr」という)側の可動側ダイをRr側から見て逆転方向(左回り)に60度回動させる。これにより、中央クランク部3Cを除く、クランクシャフト粗材11の長手方向の両側部分に対して、それぞれ逆方向に60度ずつの捩りが加えられる。
In the twist process of the present embodiment, the movable die on the rear (hereinafter referred to as “Rr”) side is rotated 60 degrees in the forward rotation direction (clockwise) when viewed from the Rr side, and the front portion (hereinafter referred to as “ The movable die on the side (referred to as “Fr”) is rotated 60 degrees in the reverse direction (counterclockwise) when viewed from the Rr side. As a result, the twist of 60 degrees in the opposite direction is applied to both side portions in the longitudinal direction of the crankshaft
続いて、図1(C)を参照して、ツイスト工程のツイスト加工型から取り出したクランクシャフト粗材11に対して、戻し回動工程が行われる。この戻し回動工程は、次工程であるサイジング工程への搬送中に行われる。この戻し回動工程では、ツイスト成形後のクランクシャフト粗材11を、例えばRr側のツイスト加工の捩り方向とRr側から見て反対方向へ回動させる。この戻し回動工程の回動角は、上記荒地・仕上げ成形工程で用いるプレス金型により形成されるパーティングラインの傾斜角(30度)と上記ツイスト工程の捩り角(60度)との合計の角度として求められる。すなわち、クランクシャフト粗材11の搬送中に、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材11を、Fr側から見て90度右回りに、Rr側から見て90度左回りに回動させる。
Subsequently, referring to FIG. 1C, a return rotation process is performed on the crankshaft
最後に、図1(D)を参照して、サイジング工程が行われる。このサイジング工程では、サイジングダイと称されるプレス金型が用いられる。このサイジングダイは、上型と下型とから構成される鍛造型である。 Finally, referring to FIG. 1D, a sizing process is performed. In this sizing process, a press die called a sizing die is used. This sizing die is a forging die composed of an upper die and a lower die.
本実施形態では、上記戻し回動工程により、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材11における両端部11A、11Bのパーティングラインが、サイジング成形の方向S(鉛直方向)と垂直になるように設定される。また、クランクシャフト粗材11の中央のカウンタウエイト6Cが上向きに位置される。サイジング工程では、再打ちによりクランクシャフト粗材11の曲がりが矯正される。
In the present embodiment, the parting lines at both ends 11A and 11B of the crankshaft
なお、このサイジング工程の後工程としては、軟窒化処理または高周波熱処理の後、クランクシャフト粗材11のジャーナルやクランクピンに対して研削加工が行われる。
In addition, as a post process of this sizing process, after the soft nitriding process or the high frequency heat treatment, a grinding process is performed on the journal and the crank pin of the crankshaft
次に、図4から図7を参照して、本実施形態のクランクシャフトの製造方法および成形金型の作用効果を従来の場合と比較して説明する。図4は、比較例のクランクシャフトの製造方法を示す概略工程図である。図5は、長円形状の軸部の長軸が傾くことによるサイジングダイの摩耗状況を示す概略図である。図6は、パーティングラインが傾くことによるバリの影響を説明するための概略図である。図7はサイジングダイのバリ逃し形状の一例を示す概略図である。 Next, with reference to FIGS. 4 to 7, the crankshaft manufacturing method and the working effect of the molding die of this embodiment will be described in comparison with the conventional case. FIG. 4 is a schematic process diagram showing a crankshaft manufacturing method of a comparative example. FIG. 5 is a schematic view showing the wear state of the sizing die due to the inclination of the long axis of the oval shaft portion. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the influence of burrs caused by the tilting of the parting line. FIG. 7 is a schematic view showing an example of a burr relief shape of the sizing die.
図4を参照して、比較例のクランクシャフトの製造方法では、図4(A)の荒地・仕上げ成形工程で使用するプレス金型のパーティングライン(P/L)が一律に水平(0度)に形成されている。次に、例えば、図4(B)のツイスト工程で、クランクシャフト粗材101の中央部を固定して、両側部分に60度の正逆方向の捩りを加えてツイスト加工を行っている。そして、ツイスト加工した状態の姿勢で、図4(C)のサイジング工程を行っている。したがって、ツイスト工程を経たクランクシャフト粗材101の両側部分のパーティングラインが傾斜しており、サイジング工程におけるサイジング方向Sと垂直になっていない。このため、図5から図7に示す不具合が生じ得る。
Referring to FIG. 4, in the crankshaft manufacturing method of the comparative example, the parting line (P / L) of the press die used in the rough land / finish molding process of FIG. ). Next, for example, in the twisting process of FIG. 4B, the central portion of the crankshaft
図5を参照して、この比較例は、厚み方向に加肉部を設けた長円形状にクランクシャフト粗材を成形し、トリム工程においてバリを完全に除去した後に、サイジング工程にて真円に成形するものである。しかし、V型エンジンのクランクシャフトの鍛造成形では、バリが存在しなくても、ツイスト加工によって長円形状の軸部の長軸が傾いた状態でサイジングダイ20内に収容される。よって、この状態でサイジング工程を行うと、サイジングダイ20の角部が摩耗する。図5において、21はサイジングダイ20の摩耗部位を示している。
Referring to FIG. 5, in this comparative example, the crankshaft crude material is formed into an oval shape with a thickened portion in the thickness direction, and burrs are completely removed in the trim process, and then a perfect circle in the sizing process. To be molded. However, in the forging of the crankshaft of the V-type engine, even if there is no burr, it is accommodated in the sizing die 20 with the long axis of the oval shaft portion inclined by twisting. Therefore, when the sizing process is performed in this state, the corners of the sizing die 20 are worn. In FIG. 5,
これに対し、本実施形態のクランクシャフトの製造方法では、軸部を長円形状とする必要がなく真円形状とすることができるので、サイジングダイ20の摩耗は生じない。 On the other hand, in the crankshaft manufacturing method of the present embodiment, the sizing die 20 is not worn because the shaft portion does not need to be an oval shape and can be a perfect circle shape.
また、図6を参照して、この比較例では、クランクシャフト粗材101にバリ22が残留している。この場合、ツイスト加工によってパーティングラインが傾き姿勢となるので、サイジングダイ20のインプレッション形状によってバリ22を潰すことになる。このようにインプレッション形状でバリを潰すと、クランクシャフト粗材101の表面に小さなキズが発生する虞がある。
Referring to FIG. 6, in this comparative example, burrs 22 remain on the crankshaft
これに対し、本実施形態のクランクシャフトの製造方法では、パーティングラインが水平となって、サイジング工程のサイジング方向(鉛直方向)と垂直になるので、バリを製品内部方向へ潰すことがなくなりキズは生じない。 On the other hand, in the crankshaft manufacturing method of this embodiment, the parting line is horizontal and perpendicular to the sizing direction (vertical direction) of the sizing process, so that the burrs are not crushed toward the inside of the product. Does not occur.
さらに、図7を参照して、この比較例では、クランクシャフト粗材101にバリ22が残留しており、サイジングダイ20の内面にバリ逃がし部24を追加する構造を採用している。しかし、サイジングダイ20内にこのようなバリ逃がし部24を形成すると、クランクシャフト粗材101の曲がり矯正力が弱くなる。
Further, referring to FIG. 7, this comparative example employs a structure in which burrs 22 remain on the crankshaft
これに対し、本実施形態のクランクシャフトの製造方法では、サイジングダイ内にバリ逃がし部を形成する必要がないので、クランクシャフト粗材101の曲がり矯正力を確保することができる。
On the other hand, in the crankshaft manufacturing method of the present embodiment, it is not necessary to form a burr relief part in the sizing die, so that it is possible to secure the bending correction force of the crankshaft
以上説明したように、本実施形態では、プレス金型30によって形成されるクランクシャフト粗材11の両端部のパーティングライン(P/L)が、後工程のツイスト加工の捩り方向へ水平方向から傾斜させられ(図1(A))、当該両端部のパーティングラインがツイスト加工後に同一平面内に位置することになる。そして後に、サイジングダイを用いてサイジング成形を行うとき(図1(D))、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材における両端部のパーティングラインがサイジング成形の方向Sと垂直になるように設定される。
As described above, in the present embodiment, the parting lines (P / L) at both ends of the crankshaft
したがって、本実施形態によれば、両端部のパーティングラインがサイジング方向と垂直になることからバリを製品内部方向へ潰すことがなくなって小さなキズの発生を防止することができる。また、サイジングダイ内にバリ逃がし部を形成する必要がなくなるためクランクシャフト粗材の曲がり矯正力を確保することができる。さらに、軸部を長円形状とする必要がなくなるためサイジングダイの角部の摩耗は生じない。 Therefore, according to the present embodiment, since the parting lines at both ends are perpendicular to the sizing direction, the burrs are not crushed toward the inside of the product, and the generation of small scratches can be prevented. Further, since it is not necessary to form a burr relief part in the sizing die, it is possible to ensure the bending correction force of the crankshaft rough material. Furthermore, since it is not necessary to make the shaft part into an oval shape, the corner part of the sizing die is not worn.
また、荒地・仕上げ成形工程におけるパーティングラインの傾斜角度とツイスト工程における捩り角度との和を90度としたので、クランクシャフト粗材11の両端部のパーティングラインを、容易に同一平面内に位置させてサイジング成形の方向に対して垂直にすることができる。
In addition, since the sum of the inclination angle of the parting line in the rough land / finish molding process and the twist angle in the twisting process is set to 90 degrees, the parting lines at both ends of the crankshaft
また、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材をサイジング工程前に軸回りに90度回動させる回動工程をさらに有するので、サイジング工程においてサイジング方向Sを鉛直方向としたサイジング成形を直ちに実施することができる。 In addition, since the crankshaft rough material after twisting is further rotated by 90 degrees around the axis before the sizing process, the sizing molding with the sizing direction S as the vertical direction can be immediately performed in the sizing process. it can.
(第2の実施形態)
図8は第2の実施形態のクランクシャフトの製造方法を示す概略工程図である。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a schematic process diagram showing a method of manufacturing a crankshaft according to the second embodiment.
図8を参照して、第2の実施形態の製造方法は、鍛造形状を変更し、ツイスト加工の捩り角度を80度に設定している。 Referring to FIG. 8, in the manufacturing method of the second embodiment, the forging shape is changed, and the twisting twist angle is set to 80 degrees.
すなわち、図8(A)を参照して、本実施形態では、上記荒地・仕上げ成形工程で用いるプレス金型の分割面は、クランクシャフト粗材11の両端部11A、11Bのパーティングライン(P/L)がツイスト加工で捩る方向へ10度の角度で傾斜するように、形成されている。これら両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングラインの傾斜角度は、90度からツイスト加工で捩る角度を差し引いて求められる。
That is, with reference to FIG. 8 (A), in this embodiment, the dividing surface of the press die used in the rough land / finish molding step is parting lines (P) of both
すなわち、図8(B)を参照して、本実施形態ではツイスト工程で80度捩りを加えるので、クランクシャフト粗材11の上記両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングラインは、ツイスト加工で捩る方向へ10度の傾斜角度で設定されている。
That is, with reference to FIG. 8B, in this embodiment, 80-degree twist is applied in the twisting process, so that the party formed by the molds at the portions where the both ends 11A and 11B of the crankshaft
本実施形態のツイスト工程では、Rr側の可動側ダイをRr側から見て正転方向(右回り)に80度回動させ、これと共にFr側の可動側ダイをRr側から見て逆転方向(左回り)に80度回動させる。 In the twisting process of the present embodiment, the Rr side movable die is rotated by 80 degrees in the forward rotation direction (clockwise) when viewed from the Rr side, and at the same time, the Fr side movable die is viewed in the reverse direction when viewed from the Rr side. Rotate 80 degrees counterclockwise.
また、図8(C)を参照して、戻し回動工程の反回動角は、上記荒地・仕上げ成形工程で用いるプレス金型の傾斜角(10度)と上記ツイスト工程の捩り角(80度)との合計の角度として求められる。すなわち、クランクシャフト粗材11の搬送中に、ツイスト加工後のクランクシャフト粗材11を、Fr側から見て90度右回りに、Rr側から見て90度左回りに回動させる。
Referring to FIG. 8C, the counter-rotation angle in the return rotation step is the inclination angle (10 degrees) of the press mold used in the waste land / finish forming step and the twist angle (80 in the twist step). It is calculated as the total angle with (degree). That is, during the conveyance of the crankshaft
上述のように、本発明に係る成形金型(プレス金型)では、クランクシャフト粗材11の上記両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングライン(P/L)を、ツイスト加工で捩る方向へ傾斜させて形成している。図3に示すように、プレス金型30のパーティングラインの角度が水平から傾くと、逆ドラフトが発生するため、型抜きが困難になる。そのため、逆ドラフトになる部分に抜け勾配を付けなくてはならず、この部分が惰肉部分31となる。
As described above, in the molding die (press die) according to the present invention, the parting line (P / L) formed by the die at the portion where the both
第2の実施形態のプレス金型では、クランクシャフト粗材11の上記両端部11A、11Bを成形する部位の金型により形成されるパーティングラインを、ツイスト加工で捩る方向へ10度傾斜させており、水平方向から傾く度合を第1の実施形態よりも小さくしている。
In the press die of the second embodiment, the parting line formed by the die at the portion where the both
したがって、第2の実施形態によれば、上記第1の実施形態と基本的に同様の作用効果を奏することに加え、次のような作用効果を奏する。すなわち、第2の実施形態のように荒地・仕上げ成形工程におけるパーティングラインの傾斜角度を10度以下とすることにより、特に、抜け勾配の影響により生じる惰肉部分31を最小化することができるという特有の効果を発揮する。
Therefore, according to the second embodiment, in addition to the effects similar to those of the first embodiment, the following effects can be obtained. In other words, by setting the inclination angle of the parting line in the waste land / finish molding step to 10 degrees or less as in the second embodiment, it is possible to minimize the particularly
本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
本発明に係るクランクシャフトの製造方法および成形金型は、自動車エンジンのクランクシャフトの成形のみならず、広く内燃機関用クランクシャフトの成形に適用しうる。 The crankshaft manufacturing method and molding die according to the present invention can be widely applied not only to the formation of a crankshaft of an automobile engine but also to the formation of a crankshaft for an internal combustion engine.
1 クランクシャフト、
11 クランクシャフト粗材、
11A、11B 両端部(両側部分の少なくとも両端部)、
20 サイジングダイ、
30 プレス金型(成形金型)、
P/L パーティングライン。
1 crankshaft,
11 Crankshaft rough material,
11A, 11B both ends (at least both ends of both side portions),
20 Sizing die,
30 Press mold (molding mold),
P / L parting line.
Claims (7)
前記成形後のクランクシャフト粗材の長手方向の両側部分を軸回りにそれぞれ逆方向に捩ってツイスト加工するツイスト工程と、
前記ツイスト加工後のクランクシャフト粗材に対してサイジング成形を行うサイジング工程と、を有し、
前記成形工程において、前記両側部分の少なくとも両端部のパーティングラインが前記ツイスト加工後に同一平面内に位置するように、成形金型によって形成される前記両端部のパーティングラインを前記ツイスト加工における捩り方向へ水平方向から傾斜させ、
前記サイジング工程において、前記ツイスト加工後のクランクシャフト粗材における前記パーティングラインをサイジング成形の方向と垂直になるように設定することを特徴とするクランクシャフトの製造方法。 A molding process of forging a forged material to form a crankshaft crude material;
Twist process of twisting by twisting the both sides of the longitudinal direction of the crankshaft rough material after the molding in opposite directions around the axis,
A sizing process for performing sizing molding on the crankshaft rough material after the twist processing,
In the molding step, the parting lines at both ends formed by the molding die are twisted in the twisting process so that the parting lines at least both ends of the both side parts are located in the same plane after the twisting process. Tilt from the horizontal to the direction,
In the sizing step, the crankshaft manufacturing method is characterized in that the parting line in the twisted crankshaft rough material is set to be perpendicular to the sizing molding direction.
前記両側部分の少なくとも両端部のパーティングラインが前記ツイスト加工後に同一平面内に位置するように、前記両端部のパーティングラインを前記ツイスト加工における捩り方向へ水平方向から傾斜させるべく、前記成形金型の分割面を形成したことを特徴とするクランクシャフトの成形金型。 A crankshaft molding die for forming a crankshaft rough material, which is twisted by twisting in opposite directions on both sides in the longitudinal direction in the subsequent process, and forging in the preceding process,
In order to incline the parting lines at both ends from the horizontal direction in the twisting direction in the twisting so that the parting lines at at least both ends of the both side portions are located in the same plane after the twisting. A crankshaft molding die characterized by forming a split surface of the die.
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