JP2016107273A - Crankshaft manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crankshaft manufacturing method which can secure a dimensional precision, improve the yield of materials and suppress an increase in molding loads.SOLUTION: A crankshaft manufacturing method includes a first squeeze-molding step, a squeeze-second molding step, a rough molding step, and a finish molding step successively performed for a billet 60 to obtain a crankshaft. In the first rough molding step, second metal molds 13, 14 are provided with second burr stoppers in vicinities of center balance weight. In the second rough molding step, third metal molds 15, 16 are provided with third burr stoppers in vicinities of the axial end side weight part. In the finish molding step, burr are made extendable over the whole circumference.EFFECT: The first rough molding step enables the molding of a center side shape and the suppression of an increase in molding loads. The second rough molding step enables the molding of an axial end side shape and the suppression of an increase in molding loads while the center side shape is maintained.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、複数の金型間にワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う鍛造技術に関する。   The present invention relates to a forging technique in which a workpiece is moved between a plurality of dies and a plurality of forging steps are sequentially performed.

従来、複数の鍛造工程を順次行い、ビレットからクランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造技術が知られている(例えば、特許文献1(図1)参照。)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a crankshaft manufacturing technique in which a plurality of forging processes are sequentially performed to manufacture a crankshaft from a billet is known (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 1)).

特許文献1の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図11(a)に示されるように、クランクシャフトを成形する第1工程用金型100は、中央部におけるバリ成形部のギャップg10が、軸端部におけるバリ成形部のギャップg11よりも小さい。中央部のギャップg10が小さい第1工程用金型100を用いることで、クランクシャフト中央部の形状が成形される。
The technique of patent document 1 is demonstrated below based on drawing.
As shown in FIG. 11 (a), in the first process mold 100 for molding the crankshaft, the gap g10 of the burr molding part at the center is smaller than the gap g11 of the burr molding part at the shaft end. By using the first process mold 100 having a small gap g10 at the center, the shape of the center part of the crankshaft is formed.

図11(b)に示されるように、第2工程用金型101は、中央部におけるバリ成形部のギャップg12が、軸端部におけるバリ成形部のギャップg13よりも大きい。軸端部のギャップg13が小さい第2工程用金型101を用いることで、クランクシャフトの軸端部の形状が成形される。   As shown in FIG. 11B, in the second process die 101, the gap g12 of the burr molding portion at the center is larger than the gap g13 of the burr molding portion at the shaft end. The shape of the shaft end portion of the crankshaft is formed by using the second process die 101 having a small shaft end portion gap g13.

第1工程では、中央部のギャップg10が小さい第1工程用金型100を用いることで、軸方向への材料流動が促進される。軸端部を成形する際は、軸端部のギャップg13が小さい第2工程用金型101を用いることで、軸端部のウェイト部への材料充填が促進され、材料の歩留まりが向上する。また、中央部のギャップが大きく、中央部のバリは移動が制限されないため、成形荷重の上昇が抑えられる。   In the first process, the material flow in the axial direction is promoted by using the first process mold 100 having a small gap g10 at the center. When molding the shaft end portion, by using the second process mold 101 having a small gap g13 at the shaft end portion, material filling into the weight portion at the shaft end portion is promoted, and the yield of the material is improved. Moreover, since the gap at the center is large and the movement of the burr at the center is not restricted, an increase in molding load can be suppressed.

しかし、中央部のギャップが大きいため、軸端部から中央部への材料流動が起こり、第1工程で成形したクランクシャフト中央部の形状に影響がでる。このため、寸法精度が確保できるとともに、材料の歩留まりの向上を図り、成形荷重の上昇を抑えることができるクランクシャフトの製造方法が求められている。   However, since the gap in the central part is large, material flow from the shaft end part to the central part occurs, and the shape of the central part of the crankshaft formed in the first step is affected. Therefore, there is a need for a crankshaft manufacturing method that can ensure dimensional accuracy, improve material yield, and suppress an increase in molding load.

特開平2−55636号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-55636

本発明は、寸法精度が確保できるとともに、材料の歩留まりの向上を図り、成形荷重の上昇を抑えることができるクランクシャフトの製造方法を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a crankshaft that can ensure dimensional accuracy, improve material yield, and suppress an increase in molding load.

請求項1に係る発明は、棒状のビレットから、ピン部の一方端にウェイト部を有するクランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造方法であって、潰し成形工程、第1荒成形工程、第2荒成形工程、仕上げ成形工程を、前記ビレットに対して順次行い、前記潰し成形工程では、第1金型で前記ビレットに対し、前記クランクシャフトの中央バランスウェイト近傍に相当する部分に、前記第1金型に設けた突起部を食い込ませて前記ビレットの軸方向の体積配分を行うとともに、前記中央バランスウェイトに隣接するジャーナル部近傍で、前記第1金型に第1のバリ止め部を設け、軸方向へ材料を流動させることで第1中間体を取得し、前記第1荒成形工程では、前記中央バランスウェイトの近傍で、第2金型に第2のバリ止め部を設けるとともに、前記第2金型で第1中間体に対し、前記中央バランスウェイトを略クランクシャフト素材形状に成形することで第2中間体を取得し、前記第2荒成形工程では、軸端側の前記ウェイト部近傍で、第3金型に第3のバリ止め部を設けるとともに、第3金型で第2中間体に対し、前記中央バランスウェイト近傍のバリを幅方向に展伸自在とし、軸端側の前記ウェイト部を略クランクシャフト素材形状に成形することで第3中間体を取得し、前記仕上げ成形工程では、第4金型で第3中間体に対し、クランクシャフト素材形状に仕上げ成形するとともに、全周にわたってバリを展伸自在としたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 is a crankshaft manufacturing method for manufacturing a crankshaft having a weight portion at one end of a pin portion from a rod-shaped billet, and includes a crushing forming step, a first rough forming step, and a second rough forming step. A molding step and a finish molding step are sequentially performed on the billet. In the crushing molding step, the first metal is placed on a portion of the first mold corresponding to the vicinity of the center balance weight of the crankshaft with respect to the billet. Protruding portions provided in the mold are bitten to distribute the volume of the billet in the axial direction, and a first burr stopper is provided in the first mold near the journal portion adjacent to the central balance weight. The first intermediate is obtained by flowing the material in the direction. In the first rough forming step, a second burr stopper is provided in the second mold in the vicinity of the central balance weight. In addition, the second intermediate body is obtained by molding the central balance weight into a substantially crankshaft material shape with respect to the first intermediate body in the second mold, and in the second rough forming step, the shaft end side is obtained. In the vicinity of the weight portion, a third burr stop portion is provided in the third mold, and the burr in the vicinity of the center balance weight is expandable in the width direction with respect to the second intermediate body in the third mold, The third intermediate body is obtained by molding the end weight portion into a substantially crankshaft material shape. In the finish molding step, the fourth mold is finished into the crankshaft material shape with respect to the third intermediate body. In addition, the burr can be extended all around.

請求項2に係る発明は、第1荒成形工程では、第2金型における上型と下型のバリ成形部のギャップを、中央バランスウェイト近傍のみ、その他の領域より小さく設定し、第2荒成形工程では、第3金型における中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップは、第1荒成形における中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップと略同等以下とし、軸端側のウェイト部近傍におけるバリ成形部のギャップを、第1荒成形工程における中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップと略同等以上とし、仕上げ成形工程におけるバリ成形部のギャップを、バリ成形部全周にわたり同一としたことを特徴とする。   According to the second aspect of the present invention, in the first rough forming step, the gap between the upper die and the lower die burr forming portion in the second die is set smaller than the other regions only in the vicinity of the center balance weight. In the molding process, the gap of the burr molding part in the vicinity of the central balance weight in the third mold is substantially equal to or less than the gap of the burr molding part in the vicinity of the central balance weight in the first rough molding, and in the vicinity of the weight part on the shaft end side. The gap of the burr molding part is set to be almost equal to or greater than the gap of the burr molding part near the center balance weight in the first rough molding process, and the gap of the burr molding part in the finish molding process is the same over the entire circumference of the burr molding part. It is characterized by.

請求項3に係る発明は、第1荒成形工程では、ギヤシャフト側の軸部近傍で、第2金型にバリ止めを設けたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is characterized in that, in the first rough forming step, a burr stop is provided on the second mold in the vicinity of the shaft portion on the gear shaft side.

請求項1に係る発明では、潰し成形工程及び第1荒成形工程では、バリ止め部まで材料が流動するのは中央側のみの設定としたので、中央側の形状部に材料を充填することができる。また、仮に、バリ成形部の全周にわたりバリ止めを設けると、通常であれば材料の移動が制限されるため、成形荷重が上昇する。この点、本発明の潰し成形工程及び第1荒成形工程では、バリ止め部まで材料が流動するのは中央側にのみの設定としたので、全周にわたりバリ止めを設けたとしても、材料の移動が中央側以外では制限されず、成形荷重の上昇を抑えることができる。   In the invention according to claim 1, in the crushing molding process and the first rough molding process, since the material flows only to the burr stopper part is set to the central side, the material can be filled in the central part. it can. Further, if a burr stopper is provided over the entire circumference of the burr molding portion, the movement of the material is normally limited, so that the molding load increases. In this respect, in the crushing molding process and the first rough molding process of the present invention, since the material flows only to the burr-stopping portion on the center side, even if burr-stopping is provided over the entire circumference, Movement is not limited except at the center side, and an increase in molding load can be suppressed.

第2荒成形工程では、軸端側にのみバリ止め部を設けたので、軸端側の形状部に材料を充填することができる。加えて、軸端側にのみバリ止め部を設けたので、成形荷重の上昇を抑えることができる。このように、材料を充填する部分に応じてバリ止め部を設け、最適な材料配分を行うので、材料歩留まりを向上させることができる。仕上げ成形工程では、全周にわたってバリ止め部を設けずにバリを展伸自在としたので、軸端側から中央側への材料流動が抑制される。このため、中央側及び軸端側の形状を維持することができる。すなわち、寸法精度が確保できるとともに、材料の歩留まりの向上を図り、成形荷重の上昇を抑えることができる。   In the second rough forming step, since the burr stop portion is provided only on the shaft end side, the shape portion on the shaft end side can be filled with the material. In addition, since the burr stopper is provided only on the shaft end side, an increase in the molding load can be suppressed. As described above, the burr stopper is provided in accordance with the portion to be filled with the material and optimal material distribution is performed, so that the material yield can be improved. In the finish molding step, the burr can be expanded without providing the burr stoppers over the entire circumference, so that the material flow from the shaft end side to the center side is suppressed. For this reason, the shape of the center side and the shaft end side can be maintained. That is, dimensional accuracy can be ensured, material yield can be improved, and an increase in molding load can be suppressed.

請求項2に係る発明では、第1荒成形工程では、第2金型における上型と下型のバリ成形部のギャップを、中央バランスウェイト近傍のみ、その他の領域より小さく設定したので、中央側の形状部に材料を充填することができる。また、仮に、ギャップを全周にわたり小さくすると、材料の移動が制限されるため、成形荷重が上昇する。この点、本発明の第1荒成形工程では、第2金型における上型と下型のバリ成形部のギャップを、中央バランスウェイト近傍のみ、その他の領域より小さく設定したので、材料の移動が部分的に制限されず、成形荷重の上昇を抑えることができる。   In the invention according to claim 2, in the first rough forming step, the gap between the upper and lower burr forming portions of the second mold is set smaller than other regions only in the vicinity of the central balance weight. The shape portion can be filled with a material. Moreover, if the gap is reduced over the entire circumference, the movement of the material is limited, and thus the molding load increases. In this respect, in the first rough forming step of the present invention, the gap between the upper and lower burr forming portions of the second mold is set smaller than the other regions only in the vicinity of the central balance weight, so that the movement of the material is reduced. It is not limited partially, and an increase in molding load can be suppressed.

第2荒成形工程では、中央バランスウェイト近傍のギャップは、第1荒成形における中央バランスウェイト近傍のギャップと略同等以下とし、軸端側のウェイト部近傍のギャップを、第1荒成形工程における中央バランスウェイト近傍のギャップと略同等以上とした。このため、中央側の形状を維持しつつ、軸端側のに材料を充填することできる。仕上げ成形工程におけるバリ成形部のギャップを、バリ成形部全周にわたり同一としたので、軸端側と中央側との相互間の材料流動が抑制され、一旦成形した形状を維持することができる。   In the second rough forming step, the gap in the vicinity of the central balance weight is substantially equal to or less than the gap in the vicinity of the central balance weight in the first rough forming, and the gap in the vicinity of the weight portion on the shaft end side is the center in the first rough forming step. It was set to be almost equal to or greater than the gap near the balance weight. For this reason, it is possible to fill the material on the shaft end side while maintaining the shape on the center side. Since the gap of the burr molding part in the finish molding process is the same over the entire circumference of the burr molding part, the material flow between the shaft end side and the center side is suppressed, and the once molded shape can be maintained.

このように、バリ止め部の位置と、バリ厚を適宜設けることで、必要部位に材料が充填され、寸法精度が確保できるとともに、工程を適宜配分することで荷重の必要以上の上昇を抑制することができる。さらに、素材を軸方向、幅方向に最適配分できるため、材料の歩留まりが向上し、生産性を向上させることができる。   As described above, by appropriately providing the position of the burr stop portion and the burr thickness, the necessary portion is filled with the material and the dimensional accuracy can be ensured, and the process is appropriately distributed to suppress the increase of the load more than necessary. be able to. Furthermore, since the material can be optimally distributed in the axial direction and the width direction, the yield of the material can be improved and the productivity can be improved.

請求項3に係る発明では、第1荒成形工程では、ギヤシャフト側の軸部近傍で、第2金型にバリ止めを設けたので、ギヤシャフト側の軸部に材料を良好に充填することができる。   In the invention according to claim 3, in the first rough forming step, the second mold is provided with a burr stopper in the vicinity of the shaft portion on the gear shaft side, so that the shaft portion on the gear shaft side is satisfactorily filled with material. Can do.

本発明に係る鍛造成形金型の全体及び搬送装置を説明する図である。It is a figure explaining the whole forge-molding metal mold | die and conveying apparatus which concern on this invention. 図1の2−2矢視図である。It is 2-2 arrow line view of FIG. クランクシャフトの平面図である。It is a top view of a crankshaft. 潰し成形工程を説明する図である。It is a figure explaining a crushing molding process. 潰し成形工程後の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state after a crushing molding process. 第1荒成形工程を説明する図である。It is a figure explaining a 1st rough forming process. 第1荒成形工程後の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state after a 1st rough forming process. 第2荒成形工程を説明する図である。It is a figure explaining a 2nd rough forming process. 第2荒成形工程後の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state after the 2nd rough forming process. 仕上げ成形工程を説明する図である。It is a figure explaining a finish molding process. 従来技術の基本原理を説明する図である。It is a figure explaining the basic principle of a prior art.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

先ず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されるように、鍛造成形装置10は、潰し成形工程用の第1金型11,12、第1荒成形工程用の第2金型13,14、第2荒成形工程用の第3金型15,16、仕上げ成形工程用の第4金型17,18及びワークの搬送装置31とからなる。
First, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the forging apparatus 10 includes a first mold 11 and 12 for a crushing molding process, a second mold 13 and 14 for a first rough molding process, and a second mold for a second rough molding process. 3 molds 15 and 16, fourth molds 17 and 18 for a finish molding process, and a workpiece transfer device 31.

第1潰し成形工程用の第1金型11,12は、上型11と、下型12とからなる。第2潰し成形工程用の第2金型13,14は、上型13と、下型14とからなる。荒成形工程用の第3金型15,16は、上型15と、下型16とからなる。仕上げ成形工程用の第4金型17,18は、上型17と、下型18とからなる。   The first molds 11 and 12 for the first crushing molding process include an upper mold 11 and a lower mold 12. The second molds 13 and 14 for the second crushing molding process include an upper mold 13 and a lower mold 14. The third molds 15 and 16 for the rough forming process include an upper mold 15 and a lower mold 16. The fourth molds 17 and 18 for the finish molding process include an upper mold 17 and a lower mold 18.

上型11,13,15,17は、ラムプレート21に設けられており、昇降手段(型締め手段)によってラムプレート21と共に昇降する。下型12,14,16,18はボルスタ22に設けられている。搬送装置31は、搬送装置本体32からアーム33が延ばされ、このアーム33の先端にワーク保持部34が設けられている。ワーク保持部34は、軸35を中心にして回転可能であり、ワークの姿勢を維持したまま搬送し次工程の下型14に配置することができる。   The upper molds 11, 13, 15, and 17 are provided on the ram plate 21 and are moved up and down together with the ram plate 21 by lifting and lowering means (mold clamping means). The lower molds 12, 14, 16 and 18 are provided on the bolster 22. In the transfer device 31, an arm 33 is extended from the transfer device body 32, and a work holding unit 34 is provided at the tip of the arm 33. The work holding part 34 can rotate around the shaft 35 and can be conveyed while maintaining the posture of the work and placed on the lower mold 14 in the next process.

なお、搬送装置31は、ワークを所定の角度回転させて搬送し次工程の下型14に配置することができる。また、便宜上、搬送装置31を第1金型11,12と第2金型13,14との間にのみ図示したが、第2金型13,14、第3金型15,16及び第4金型17,18の間にも設置されている。さらには、搬送装置31は、実施例に示した構成に限定されず、ワークを次工程の金型に搬送できれば他の構成であっても差し支えない。   In addition, the conveying apparatus 31 can convey a workpiece | work by rotating a predetermined angle, and can arrange | position to the lower mold | type 14 of a next process. For convenience, the conveying device 31 is illustrated only between the first molds 11 and 12 and the second molds 13 and 14, but the second molds 13 and 14, the third molds 15 and 16, and the fourth mold are illustrated. It is also installed between the molds 17 and 18. Furthermore, the conveyance device 31 is not limited to the configuration shown in the embodiment, and other configurations may be used as long as the workpiece can be conveyed to the next process die.

図2に示されるように、第1金型(下型)12、第2金型(下型)14、第3金型(下型)16、第4金型(下型)18が順に配置されている。第1金型12、第2金型14、第3金型16、第4金型18には、クランクシャフトの軸(長手方向)が横並びになるように成形面12a,14a,16a,18aが設けられている。   As shown in FIG. 2, a first mold (lower mold) 12, a second mold (lower mold) 14, a third mold (lower mold) 16, and a fourth mold (lower mold) 18 are arranged in this order. Has been. The first mold 12, the second mold 14, the third mold 16, and the fourth mold 18 have molding surfaces 12a, 14a, 16a, and 18a so that the axes (longitudinal directions) of the crankshaft are arranged side by side. Is provided.

次にクランクシャフトについて説明する。
図3に示されるように、クランクシャフト50は、エンジンに保持され軸として機能するジャーナル部51と、ジャーナル部51から軸直角方向に延びるクランクアーム52と、このクランクアーム52の先端部に設けられコネクティングロッドが接続されるピン部53とを備える。
Next, the crankshaft will be described.
As shown in FIG. 3, the crankshaft 50 is provided at a journal portion 51 that is held by the engine and functions as a shaft, a crank arm 52 that extends from the journal portion 51 in a direction perpendicular to the axis, and a tip portion of the crank arm 52. And a pin portion 53 to which a connecting rod is connected.

さらにクランクシャフト50は、ピストン及びコネクティングロッドの運動による慣性力を緩和する軸中央側の中央バランスウェイト54と、ピストン及びコネクティングロッドの運動による慣性力を緩和する軸端部側のウェイト部55とを備える。軸端部側のウェイト部55は、ピン部53の一方端に設けられている。   The crankshaft 50 further includes a central balance weight 54 on the axial center side that relieves inertial force due to the movement of the piston and the connecting rod, and a weight part 55 on the axial end side that relieves inertial force due to the movement of the piston and connecting rod. Prepare. The weight portion 55 on the shaft end side is provided at one end of the pin portion 53.

以上に述べた鍛造成形装置10の作用を説明する。
図1、図4に示されるように、鍛造成形装置10の第1金型(下型)12に、出発材料となるビレット60をセットする。ビレット60は、下型12の成形面12aの図右側に寄せて配置する。(準備工程)
The operation of the forging apparatus 10 described above will be described.
As shown in FIGS. 1 and 4, a billet 60 serving as a starting material is set in the first mold (lower mold) 12 of the forging apparatus 10. The billet 60 is disposed close to the right side of the molding surface 12a of the lower mold 12 in the drawing. (Preparation process)

クランクシャフト50(図3参照)は、図右端部に体積の大きいギヤシャフト側の軸部を有する。このため、予めビレット60を成形面12aの図右側に配置することで、主に径方向への材料流動でクランクシャフト50の右端部を形成することができ、中央部より左側の材料を図左側へ流動させることができる。また、ビレット60は、材料を長手方向に流動させることで、軸方向の長さを短くすることができる。ビレット60の長さは、第1金型11,12の成形面11a,12aの長手方向の長さよりも短い。   The crankshaft 50 (see FIG. 3) has a shaft portion on the gear shaft side having a large volume at the right end of the drawing. For this reason, by arranging the billet 60 on the right side of the molding surface 12a in advance in the drawing, the right end portion of the crankshaft 50 can be formed mainly by material flow in the radial direction, and the material on the left side of the center portion is shown on the left side Can be made to flow. Moreover, the billet 60 can shorten the length of an axial direction by flowing a material to a longitudinal direction. The length of the billet 60 is shorter than the length in the longitudinal direction of the molding surfaces 11a, 12a of the first molds 11, 12.

次に潰し成形工程について説明する。
図4(a)に示されるように、第1金型11,12は、クランクシャフト50(図3参照)の長手方向に沿って、成形面11a,12aが設けられている。第1金型11,12は、クランクシャフト50の中央バランスウェイト54近傍を成形する部分に、突起部11b,12bが設けられている。第1金型11,12の上型11を矢印(1)のように移動させ、ビレット60をプレスする。
Next, the crushing process will be described.
As shown in FIG. 4A, the first molds 11 and 12 are provided with molding surfaces 11a and 12a along the longitudinal direction of the crankshaft 50 (see FIG. 3). The first molds 11 and 12 are provided with protrusions 11b and 12b at portions where the vicinity of the central balance weight 54 of the crankshaft 50 is molded. The upper mold 11 of the first molds 11 and 12 is moved as indicated by the arrow (1), and the billet 60 is pressed.

図4(b)に示されるように、突起部11b,12bが、矢印(2)のようにビレット60の中央側に食い込み始める。突起部11b,12bが、ビレット60の中央側に食い込むことで、ビレット60の軸端側の材料が押され、矢印(3)のように軸方向に流動する。このように、突起部11b,12bによって、ビレット60の軸方向の体積配分が行われる。   As shown in FIG. 4B, the protrusions 11b and 12b start to bite into the center side of the billet 60 as indicated by the arrow (2). As the protrusions 11b and 12b bite into the center side of the billet 60, the material on the shaft end side of the billet 60 is pushed and flows in the axial direction as indicated by the arrow (3). Thus, the volume distribution of the billet 60 in the axial direction is performed by the protrusions 11b and 12b.

さらに、ビレット60をプレスすることで、図5(a)、図5(b)に示されるように、中央側が潰された第1中間体61を得る。
図5(b)に示されるように、第1金型11,12における上型11と下型12のバリ成形部12cのギャップは、中央バランスウェイト54近傍のみ、その他の領域より小さく設定されている。バリ成形部12cの一部には、バリ62が形成されている。
Further, by pressing the billet 60, as shown in FIGS. 5A and 5B, a first intermediate body 61 whose center side is crushed is obtained.
As shown in FIG. 5 (b), the gap between the upper die 11 and the burr molding portion 12c of the lower die 12 in the first molds 11 and 12 is set smaller than other regions only in the vicinity of the central balance weight 54. Yes. A burr 62 is formed in a part of the burr molding portion 12c.

図5(c)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部12cのギャップはL1である。例えば、L1=12.0mmである。また、中央バランスウェイト54に隣接するジャーナル部51近傍で、第1金型11,12に第1のバリ止め部12dが設けられている。   As shown in FIG. 5C, the gap of the burr forming portion 12c in the vicinity of the central balance weight 54 is L1. For example, L1 = 12.0 mm. Further, in the vicinity of the journal portion 51 adjacent to the central balance weight 54, the first dies 11 and 12 are provided with a first burr stopper 12d.

図5(d)に示されるように、軸端側のウェイト部55近傍のバリ成形部12cのギャップはL2である。例えば、L2=20.0mmである。また、軸端側のウェイト部55近傍では、バリ止め部まで材料が流動せず、バリ止めの効果を発揮しない。このため、潰し成形工程では、中央側の形状部に材料を良好に充填することができる。なお、ギャップL1、L2の値は、上記実施例の値に限定されず、ギャップL1、L2は、中央バランスウェイト54近傍のみ、その他の領域より小さく設定されていればL1=10mm、L2=18mmなど他の値であっても差し支えない。   As shown in FIG. 5D, the gap of the burr forming portion 12c near the weight portion 55 on the shaft end side is L2. For example, L2 = 20.0 mm. Further, in the vicinity of the weight portion 55 on the shaft end side, the material does not flow to the burr stop portion, and the burr stop effect is not exhibited. For this reason, in the crushing molding process, the material can be satisfactorily filled in the central shape portion. Note that the values of the gaps L1 and L2 are not limited to the values in the above-described embodiment. If the gaps L1 and L2 are set only in the vicinity of the central balance weight 54 and smaller than other regions, L1 = 10 mm and L2 = 18 mm. Other values are acceptable.

次に第1荒成形工程について説明する。
図6(a)に示されるように、第2金型13,14は、クランクシャフト50(図3参照)の長手方向に沿って、成形面13a,14aが設けられている。第2金型13,14の上型13を矢印(4)のように移動させ、第1中間体61をプレスする。
Next, the first rough forming step will be described.
As shown in FIG. 6A, the second molds 13 and 14 are provided with molding surfaces 13a and 14a along the longitudinal direction of the crankshaft 50 (see FIG. 3). The upper mold 13 of the second molds 13 and 14 is moved as indicated by the arrow (4), and the first intermediate body 61 is pressed.

図6(b)に示されるように、第2金型13,14の突起部13b、14bが、矢印(5)のように第1中間体61の中央側及び軸端側に食い込む。
図6(c)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍で、第2金型13,14に第2のバリ止め部14dが設けられている。このため、中央側のバリ成形部14cに流動したバリ(材料)72は、第2のバリ止め部14dで止められる。このため、中央側に材料が充填されるとともに、図6(d)に示されるように、中央側から軸端側へ矢印(7)ように材料流動が促進される。第2のバリ止め部14dによって、第1中間体61の軸方向の体積配分が行われるとともに、中央側の形状部に材料が充填される。
As shown in FIG. 6B, the protrusions 13b and 14b of the second molds 13 and 14 bite into the center side and the shaft end side of the first intermediate body 61 as indicated by arrows (5).
As shown in FIG. 6C, the second mold 13, 14 is provided with a second burr stopper 14 d in the vicinity of the central balance weight 54. For this reason, the burr (material) 72 that has flowed to the burr molding portion 14c on the center side is stopped by the second burr stopper 14d. For this reason, the material is filled on the center side, and the material flow is promoted from the center side to the shaft end side as shown by an arrow (7) as shown in FIG. 6 (d). The volume distribution in the axial direction of the first intermediate body 61 is performed by the second burr stopper 14d, and the central shape portion is filled with the material.

さらに、第1中間体61をプレスすることで、図7(a)、図7(b)に示されるように、中央側及び軸端側が潰された第2中間体71を得る。第2中間体71は、中央バランスウェイト54部分が略クランクシャフト素材形状に成形されている。   Further, by pressing the first intermediate body 61, as shown in FIGS. 7A and 7B, a second intermediate body 71 whose center side and shaft end side are crushed is obtained. As for the 2nd intermediate body 71, the center balance weight 54 part is shape | molded by the substantially crankshaft raw material shape.

図7(b)に示されるように、第2金型13,14おける上型13と下型14のバリ成形部14cのギャップは、中央バランスウェイト54近傍のみ、その他の領域より小さく設定されている。   As shown in FIG. 7B, the gap between the burr molding portion 14c of the upper mold 13 and the lower mold 14 in the second molds 13 and 14 is set smaller than the other areas only in the vicinity of the central balance weight 54. Yes.

図7(c)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部14cのギャップはL3である。例えば、L3=4.0mmである。前述したが、中央バランスウェイト54の近傍で、第2金型13,14に第2のバリ止め部14dが設けられている。   As shown in FIG. 7C, the gap of the burr forming portion 14c in the vicinity of the central balance weight 54 is L3. For example, L3 = 4.0 mm. As described above, the second burrs 14 d are provided in the second molds 13 and 14 in the vicinity of the central balance weight 54.

図7(d)に示されるように、軸端側のウェイト部55近傍のバリ成形部14cのギャップはL4である。例えば、L4=12.0mmである。また、軸端側のウェイト部55近傍では、バリ止め部まで材料が流動せず、バリ止めの効果を発揮しない。このため、第1荒成形工程では、中央側の形状部に材料を良好に充填することができる。なお、ギャップL3、L4の値は、上記実施例の値に限定されず、ギャップL3、L4は、中央バランスウェイト54近傍のみ、その他の領域より小さく設定されていればL3=4.5mm、L4=14mmなど他の値であっても差し支えない。   As shown in FIG. 7D, the gap of the burr forming portion 14c near the weight portion 55 on the shaft end side is L4. For example, L4 = 12.0 mm. Further, in the vicinity of the weight portion 55 on the shaft end side, the material does not flow to the burr stop portion, and the burr stop effect is not exhibited. For this reason, in the first rough forming step, the central portion can be satisfactorily filled with the material. Note that the values of the gaps L3 and L4 are not limited to the values in the above-described embodiment. If the gaps L3 and L4 are set only in the vicinity of the central balance weight 54 and smaller than the other regions, L3 = 4.5 mm, L4 Other values such as = 14 mm may be used.

また、第1荒成形工程では、第1中間体61のギヤシャフト側の軸部近傍で、第2金型13,14にバリ止めを設けた。このため、ギヤシャフト側の軸部に材料を良好に充填することができる。   Further, in the first rough forming step, burr stops were provided on the second molds 13 and 14 in the vicinity of the shaft portion of the first intermediate body 61 on the gear shaft side. For this reason, the shaft portion on the gear shaft side can be satisfactorily filled with the material.

次に第2荒成形工程について説明する。
図8(a)に示されるように、第3金型15,16は、クランクシャフト50(図3参照)の長手方向に沿って、成形面15a,16aが設けられている。第3金型15,16の上型15を矢印(8)のように移動させ、第2中間体71をプレスする。
Next, the second rough forming step will be described.
As shown in FIG. 8A, the third molds 15 and 16 are provided with molding surfaces 15a and 16a along the longitudinal direction of the crankshaft 50 (see FIG. 3). The upper mold 15 of the third molds 15 and 16 is moved as indicated by the arrow (8), and the second intermediate 71 is pressed.

図8(b)に示されるように、第2中間体71は、プレスされることで成形面15a,16aの形状に近似した形状となる。
図8(c)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍には、バリ止め部がもうけられていない。このため、中央バランスウェイト54近傍のバリ82を幅方向に展伸自在とでき、図8(c)及び図8(e)に示されるように、第2中間体71のバリ82は、矢印(9)のようにバリ成形部16cから外部へ流れる。結果、成形荷重を軽減することができる。
As shown in FIG. 8B, the second intermediate body 71 is shaped to approximate the shape of the molding surfaces 15a and 16a by being pressed.
As shown in FIG. 8C, no burr stopper is provided in the vicinity of the central balance weight 54. For this reason, the burr 82 in the vicinity of the central balance weight 54 can be expanded in the width direction. As shown in FIGS. 8C and 8E, the burr 82 of the second intermediate 71 has an arrow ( It flows from the burr molding part 16c to the outside as in 9). As a result, the molding load can be reduced.

図8(d)に示されるように、軸端側のウェイト部55近傍で、第3金型15,16に第3のバリ止め部16dが設けられている。このため、軸端側のウェイト部55近傍のバリ成形部16cに流動したバリ(材料)82は、第3のバリ止め部16dで止められる。このため、軸端側に材料が充填されるとともに、図8(e)に示されるように、軸端側へ矢印(10)ように材料流動が促進される。   As shown in FIG. 8D, a third burr stopper 16d is provided in the third molds 15 and 16 in the vicinity of the weight portion 55 on the shaft end side. Therefore, the burr (material) 82 that has flowed to the burr molding part 16c near the weight part 55 on the shaft end side is stopped by the third burr stopper 16d. Therefore, the material is filled on the shaft end side, and the material flow is promoted toward the shaft end side as shown by an arrow (10) as shown in FIG. 8 (e).

さらに、第2中間体71をプレスすることで、図9(a)、図9(b)に示されるように、略クランクシャフト素材形状に成形された第3中間体81を得る。第3中間体81は、軸端側のウェイト部55も略クランクシャフト素材形状に成形されている。   Further, by pressing the second intermediate body 71, as shown in FIGS. 9A and 9B, a third intermediate body 81 formed into a substantially crankshaft material shape is obtained. In the third intermediate body 81, the weight portion 55 on the shaft end side is also formed in a substantially crankshaft material shape.

図9(b)に示されるように、第3金型15,16おける上型15と下型16のバリ成形部16cについては、中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部16cのギャップは、第1荒成形工程の第2金型13,14(図7参照)における中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部14cのギャップと略同等以下に設定されている。   As shown in FIG. 9B, for the burr molding part 16c of the upper mold 15 and the lower mold 16 in the third molds 15, 16, the gap of the burr molding part 16c in the vicinity of the central balance weight 54 is the first. It is set to be substantially equal to or less than the gap of the burr forming portion 14c in the vicinity of the central balance weight 54 in the second molds 13 and 14 (see FIG. 7) in the rough forming step.

また、第3金型15,16の軸端側のウェイト部55近傍におけるバリ成形部16cのギャップは、第1荒成形工程の第2金型13,14における中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部14cのギャップと略同等以上に設定されている。   Further, the gap of the burr molding part 16c in the vicinity of the weight part 55 on the shaft end side of the third molds 15 and 16 is the burr molding part in the vicinity of the central balance weight 54 in the second molds 13 and 14 in the first rough molding process. It is set to be approximately equal to or greater than the gap of 14c.

図9(c)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部16cのギャップはL5である。例えば、L5=4.0mmである。前述したが、中央バランスウェイト54の近傍で、第3金型15,16にバリ止め部がもうけられていない。   As shown in FIG. 9C, the gap of the burr molding portion 16c near the center balance weight 54 is L5. For example, L5 = 4.0 mm. As described above, the third metal molds 15 and 16 are not provided with a burr stopper in the vicinity of the central balance weight 54.

図9(d)に示されるように、軸端側のウェイト部55近傍のバリ成形部16cのギャップはL6である。例えば、L6=4.5mmである。前述したが、軸端側のウェイト部55近傍には、第3のバリ止め部16dが設けられている。このため、第2荒成形工程では、軸端側の形状部に材料を良好に充填することができる。なお、ギャップL5、L6の値は、上記実施例の値に限定されず、他の値であっても差し支えない。   As shown in FIG. 9D, the gap of the burr forming portion 16c near the weight portion 55 on the shaft end side is L6. For example, L6 = 4.5 mm. As described above, the third burr stopper 16d is provided in the vicinity of the weight portion 55 on the shaft end side. For this reason, in the second rough forming step, the shape portion on the shaft end side can be satisfactorily filled with the material. Note that the values of the gaps L5 and L6 are not limited to the values in the above-described embodiment, and may be other values.

次に仕上げ成形工程について説明する。
図10(a)に示されるように、第4金型17,18は、クランクシャフト50の長手方向に沿って、成形面17a,18aが設けられている。第4金型17,18の上型17を移動させ、第3中間体81をプレスする。
Next, the finish molding process will be described.
As shown in FIG. 10A, the fourth molds 17 and 18 are provided with molding surfaces 17 a and 18 a along the longitudinal direction of the crankshaft 50. The upper mold 17 of the fourth molds 17 and 18 is moved, and the third intermediate 81 is pressed.

図10(b)に示されるように、第3中間体81は、プレスされることでクランクシャフト素材形状となる。
図10(c)に示されるように、クランクシャフト50の全周にわたってバリ56を展伸自在としている。このため、図10(d)及び図10(e)に示されるように、クランクシャフト50素材形状のバリ56は、バリ成形部18cから外部へ流れる。
As shown in FIG. 10 (b), the third intermediate body 81 becomes a crankshaft material shape by being pressed.
As shown in FIG. 10C, the burr 56 can be extended over the entire circumference of the crankshaft 50. For this reason, as shown in FIG. 10D and FIG. 10E, the burr 56 of the crankshaft 50 material shape flows from the burr molding portion 18c to the outside.

また、第4金型17,18おける上型17と下型18のバリ成形部18cのギャップは、バリ成形部18c全周にわたり同一に設定されている。詳細には、図10(d)に示されるように、中央バランスウェイト54近傍のバリ成形部18cのギャップはL7である。例えば、L7は、3.5mm〜4.0mmである。   Further, the gap between the burr molding part 18c of the upper mold 17 and the lower mold 18 in the fourth molds 17, 18 is set to be the same over the entire circumference of the burr molding part 18c. Specifically, as shown in FIG. 10D, the gap of the burr forming portion 18c in the vicinity of the central balance weight 54 is L7. For example, L7 is 3.5 mm to 4.0 mm.

図10(e)に示されるように、軸端側のウェイト部55近傍のバリ成形部18cのギャップはL8である。例えば、L8=3.5mm〜4.0mmである。バリ56がバリ成形部18cの外部へ流れ、成形荷重を低減することができる。また、バリ成形部18cのギャップが全周にわたり同一に設定されているので、軸端側と中央側との相互間の材料流動が抑制され、一旦成形した形状を維持することができる。   As shown in FIG. 10E, the gap of the burr molding portion 18c in the vicinity of the weight portion 55 on the shaft end side is L8. For example, L8 = 3.5 mm to 4.0 mm. The burr 56 flows to the outside of the burr molding part 18c, and the molding load can be reduced. Further, since the gap of the burr molding portion 18c is set to be the same over the entire circumference, the material flow between the shaft end side and the center side is suppressed, and the once molded shape can be maintained.

潰し成形工程、第1荒成形工程、第2荒成形工程、仕上げ成形工程における、バリ成形部のギャップと、バリ止め部の有無は以下の表1に示す通りである。なお、表1中、バリ止め部が有る場合を○とし、バリ止め部が無い場合を×とする。ただし、潰し成形工程及び第1荒成形工程における軸端側のバリ止め部は、材料がバリ止め部まで流動せず、効果を発揮しないことを意味する。   Table 1 below shows the gaps in the burr formed part and the presence or absence of the burr stop part in the crushing forming process, the first rough forming process, the second rough forming process, and the finish forming process. In Table 1, the case where there is a burr stop portion is indicated by ○, and the case where there is no burr stop portion is indicated by ×. However, the burr stopper on the shaft end side in the crushing molding process and the first rough molding process means that the material does not flow to the burr stopper and does not exhibit the effect.

Figure 2016107273
Figure 2016107273

潰し成形工程及び第1荒成形工程では、中央側のギャップが小さく、中央側にバリ止め部が設けられている。このため、先に中央側の形状を成形するとともに、軸端側に材料を流動させることができる。
第2荒成形工程では、中央側と軸端側のギャップが同等であり且つ第1荒成形工程よりも小さく設定されている。また、軸端側にバリ止め部が設けられている。このため、後から軸端側の形状を成形するとともに、軸端側から中央側への材料流動を抑制することができ、先に成形した中央側の形状を維持することができる。
In the crushing molding process and the first rough molding process, the gap on the center side is small, and a burr stopper is provided on the center side. For this reason, while shape of the center side is shape | molded previously, material can be made to flow to the shaft end side.
In the second rough forming step, the gap between the center side and the shaft end side is equal and set smaller than that in the first rough forming step. Further, a burr stopper is provided on the shaft end side. For this reason, while shape | molding the shape of a shaft end side later, a material flow from a shaft end side to a center side can be suppressed, and the shape of the center side shape | molded previously can be maintained.

仕上げ成形工程では、中央側と軸端側のギャップが同等であり、バリ成形部全周にわたりバリ止め部が設けられていない。このため、中央側及び軸端側の形状を維持したまま仕上げ成形を行うことができる。また、潰し成形工程、第1荒成形工程、第2荒成形工程、仕上げ成形工程のいずれの工程も、全周にわたりバリ止め部が形成された状態ではないため、成形荷重を低減することができる。   In the finish molding process, the gap between the center side and the shaft end side is the same, and no burr stopper is provided over the entire circumference of the burr molded part. For this reason, finish molding can be performed while maintaining the shape of the center side and the shaft end side. In addition, since any of the crushing molding process, the first rough molding process, the second rough molding process, and the finish molding process is not in a state in which the burr stopper is formed over the entire circumference, the molding load can be reduced. .

尚、以上に説明したクランクシャフトの製造方法の適用は、実施例のクランクシャフト形状に限定されず、3気筒用のクランクシャフトでもよく、他の形状のクランクシャフトであっても差し支えない。   Note that the application of the crankshaft manufacturing method described above is not limited to the shape of the crankshaft of the embodiment, and may be a crankshaft for three cylinders or a crankshaft of another shape.

本発明のクランクシャフトの製造方法は、複数の金型間にワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行うクランクシャフトの鍛造に好適である。   The crankshaft manufacturing method of the present invention is suitable for forging a crankshaft in which a workpiece is moved between a plurality of dies and a plurality of forging steps are sequentially performed.

10…鍛造成形装置、11…上型(第1金型)、12…下型(第1金型)、11b,12b…突起部、12c,14c,16c,18c…バリ成形部、12d…第1のバリ止め部、13…上型(第2金型)、14…下型(第2金型)、14d…第2のバリ止め部、15…上型(第3金型)、16…下型(第3金型)、16d…第3のバリ止め部、17…上型(第4金型)、18…下型(第4金型)、50…クランクシャフト、51…ジャーナル部、53…ピン部、54…中央バランスウェイト、55…軸端側のウェイト部、60…ビレット、61…第1中間体、71…第2中間体、81…第3中間体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Forging molding apparatus, 11 ... Upper mold | die (1st metal mold | die), 12 ... Lower mold | die (1st metal mold | die), 11b, 12b ... Protrusion part, 12c, 14c, 16c, 18c ... Burr molding part, 12d ... 1st 1 deburring part, 13 ... upper mold (second mold), 14 lower mold (second mold), 14d second deburring part, 15 upper mold (third mold), 16 ... Lower die (third die), 16d ... third burr stopper, 17 ... upper die (fourth die), 18 ... lower die (fourth die), 50 ... crankshaft, 51 ... journal part, 53 ... Pin part, 54 ... Center balance weight, 55 ... Weight part on the shaft end side, 60 ... Billet, 61 ... First intermediate, 71 ... Second intermediate, 81 ... Third intermediate.

Claims (3)

棒状のビレットから、ピン部の一方端にウェイト部を有するクランクシャフトを製造するクランクシャフトの製造方法であって、
潰し成形工程、第1荒成形工程、第2荒成形工程、仕上げ成形工程を、前記ビレットに対して順次行い、
前記潰し成形工程では、第1金型で前記ビレットに対し、前記クランクシャフトの中央バランスウェイト近傍に相当する部分に、前記第1金型に設けた突起部を食い込ませて前記ビレットの軸方向の体積配分を行うとともに、
前記中央バランスウェイトに隣接するジャーナル部近傍で、前記第1金型に第1のバリ止め部を設け、軸方向へ材料を流動させることで第1中間体を取得し、
前記第1荒成形工程では、前記中央バランスウェイトの近傍で、第2金型に第2のバリ止め部を設けるとともに、
前記第2金型で第1中間体に対し、前記中央バランスウェイトを略クランクシャフト素材形状に成形することで第2中間体を取得し、
前記第2荒成形工程では、軸端側の前記ウェイト部近傍で、第3金型に第3のバリ止め部を設けるとともに、
第3金型で第2中間体に対し、前記中央バランスウェイト近傍のバリを幅方向に展伸自在とし、
軸端側の前記ウェイト部を略クランクシャフト素材形状に成形することで第3中間体を取得し、
前記仕上げ成形工程では、第4金型で第3中間体に対し、クランクシャフト素材形状に仕上げ成形するとともに、
全周にわたってバリを展伸自在としたことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
A crankshaft manufacturing method for manufacturing a crankshaft having a weight portion at one end of a pin portion from a rod-shaped billet,
A crushing molding process, a first rough molding process, a second rough molding process, and a finish molding process are sequentially performed on the billet,
In the crushing molding step, a protrusion provided on the first die is bitten into a portion corresponding to the vicinity of the center balance weight of the crankshaft with respect to the billet in the first die, thereby causing the billet to move in the axial direction of the billet. While performing volume allocation,
In the vicinity of the journal portion adjacent to the central balance weight, the first mold is provided with a first burr stopper, and the first intermediate is obtained by flowing the material in the axial direction.
In the first rough forming step, in the vicinity of the central balance weight, a second burr stopper is provided on the second mold,
With respect to the first intermediate body in the second mold, the second intermediate body is obtained by forming the central balance weight into a substantially crankshaft material shape,
In the second rough forming step, in the vicinity of the weight part on the shaft end side, a third burr stopper is provided in the third mold,
With the third mold, the burr near the center balance weight can be expanded in the width direction with respect to the second intermediate,
A third intermediate is obtained by molding the weight part on the shaft end side into a substantially crankshaft material shape,
In the finish molding step, the fourth mold is finished into the crankshaft material shape for the third intermediate,
A method of manufacturing a crankshaft characterized in that the burr can be extended all around.
前記第1荒成形工程では、前記第2金型における上型と下型のバリ成形部のギャップを、前記中央バランスウェイト近傍のみ、その他の領域より小さく設定し、
前記第2荒成形工程では、前記第3金型における中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップは、前記第1荒成形における中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップと略同等以下とし、
軸端側の前記ウェイト部近傍におけるバリ成形部のギャップを、前記第1荒成形工程における前記中央バランスウェイト近傍のバリ成形部のギャップと略同等以上とし、
前記仕上げ成形工程におけるバリ成形部のギャップを、バリ成形部全周にわたり同一としたことを特徴とする請求項1記載のクランクシャフトの製造方法。
In the first rough molding step, the gap between the upper mold and the lower mold burr molding portion in the second mold is set only in the vicinity of the central balance weight and smaller than the other areas,
In the second rough molding step, the gap of the burr molding part near the center balance weight in the third die is substantially equal to or less than the gap of the burr molding part near the center balance weight in the first rough molding,
The gap of the burr molding part in the vicinity of the weight part on the shaft end side is substantially equal to or greater than the gap of the burr molding part in the vicinity of the central balance weight in the first rough molding step,
2. The method for manufacturing a crankshaft according to claim 1, wherein a gap of the burr molding portion in the finish molding step is made uniform over the entire circumference of the burr molding portion.
前記第1荒成形工程では、ギヤシャフト側の軸部近傍で、前記第2金型にバリ止めを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のクランクシャフトの製造方法。   The crankshaft manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein, in the first rough forming step, a burr stop is provided on the second die in the vicinity of the shaft portion on the gear shaft side.
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