JP2016215234A - Manufacturing method of forged crank shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間鍛造によりクランク軸を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a crankshaft by hot forging.
自動車や自動二輪車、農業機械、船舶等のレシプロエンジンには、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を取り出すために、クランク軸が不可欠である。クランク軸は、型鍛造または鋳造によって製造できる。特に、高強度と高剛性がクランク軸に要求される場合、それらの特性に優れることから、型鍛造によって製造されたクランク軸(以下、「鍛造クランク軸」ともいう)が多用される。 In reciprocating engines such as automobiles, motorcycles, agricultural machines, and ships, a crankshaft is indispensable for converting the reciprocating motion of a piston into a rotational motion to extract power. The crankshaft can be manufactured by die forging or casting. In particular, when high strength and high rigidity are required for a crankshaft, a crankshaft manufactured by die forging (hereinafter also referred to as “forged crankshaft”) is frequently used because of excellent characteristics.
一般に、鍛造クランク軸は、ビレットを原材料とし、そのビレットは、横断面が丸形または角形で全長にわたって断面積が一定である。鍛造クランク軸の製造工程では、予備成形工程、型鍛造工程、バリ抜き工程および整形工程がその順に設けられる。通常、予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含み、型鍛造工程は、荒打ちと仕上げ打ちの各工程を含む。 Generally, a forged crankshaft is made from a billet, and the billet has a round or square cross section and a constant cross-sectional area over the entire length. In the manufacturing process of a forged crankshaft, a preforming process, a die forging process, a deburring process, and a shaping process are provided in that order. Usually, the preforming process includes roll forming and bending processes, and the die forging process includes roughing and finishing processes.
図1A〜図1Fは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。図1Aはビレット、図1Bはロール荒地、図1Cは曲げ荒地、図1Dは荒鍛造材、図1Eは仕上げ鍛造材、および、図1Fは鍛造クランク軸をそれぞれ示す。 FIG. 1A to FIG. 1F are schematic views for explaining a manufacturing process of a conventional general forged crankshaft. FIG. 1A shows a billet, FIG. 1B shows a roll waste, FIG. 1C shows a bending waste, FIG. 1D shows a rough forged material, FIG. 1E shows a finished forged material, and FIG. 1F shows a forged crankshaft.
図1Fに例示するクランク軸1は、5つのジャーナル部J1〜J5、4つのピン部P1〜P4、フロント部Fr、フランジ部Fl、および、8枚のクランクアーム部(以下、単に「アーム部」ともいう)A1〜A8から構成される。アーム部A1〜A8は、ジャーナル部J1〜J5とピン部P1〜P4をそれぞれつなぐ。また、クランク軸1は、8枚の全てのアーム部A1〜A8にカウンターウエイト部(以下、単に「ウエイト部」ともいう)W1〜W8を有する。このような図1Fに示すクランク軸1は、4気筒エンジンに搭載され、4気筒−8枚カウンターウエイトのクランク軸である。 The crankshaft 1 illustrated in FIG. 1F includes five journal portions J1 to J5, four pin portions P1 to P4, a front portion Fr, a flange portion Fl, and eight crank arm portions (hereinafter simply referred to as “arm portions”). (Also called) A1 to A8. The arm portions A1 to A8 connect the journal portions J1 to J5 and the pin portions P1 to P4, respectively. The crankshaft 1 has counterweight portions (hereinafter also simply referred to as “weight portions”) W1 to W8 in all eight arm portions A1 to A8. Such a crankshaft 1 shown in FIG. 1F is mounted on a 4-cylinder engine and is a 4-cylinder-8-counterweight crankshaft.
以下では、ジャーナル部J1〜J5、ピン部P1〜P4、アーム部A1〜A8およびウエイト部W1〜W8のそれぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「J」、ピン部で「P」、アーム部で「A」、ウエイト部で「W」とも記す。 Hereinafter, when the journal portions J1 to J5, the pin portions P1 to P4, the arm portions A1 to A8, and the weight portions W1 to W8 are collectively referred to, the reference numerals are “J” for the journal portion and “P” for the pin portion. Also, “A” for the arm portion and “W” for the weight portion.
図1A〜図1Fに示す製造方法では、以下のようにして鍛造クランク軸1が製造される。先ず、図1Aに示すような所定の長さのビレット2を加熱炉(例えば誘導加熱炉やガス雰囲気加熱炉)によって加熱した後、ロール成形を行う。ロール成形工程では、例えば孔型ロールを用いてビレット2を圧延して絞ることにより、その体積を長手方向に配分し、中間素材であるロール荒地3を成形する(図1B参照)。次に、曲げ打ち工程では、ロール荒地3を長手方向と直角な方向から部分的に圧下する。これにより、ロール荒地3の体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地4を成形する(図1C参照)。
In the manufacturing method shown in FIGS. 1A to 1F, the forged crankshaft 1 is manufactured as follows. First, a
続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地4を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、荒鍛造材5を得る(図1D参照)。その荒鍛造材5には、クランク軸(最終製品)のおおよその形状が成形されている。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材5を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造することにより、仕上げ鍛造材6を得る(図1E参照)。その仕上げ鍛造材6には、最終製品のクランク軸と合致する形状が成形されている。これら荒打ちおよび仕上げ打ちのとき、互いに対向する金型の型割面の間から、余材がバリとして流出する。このため、荒鍛造材5および仕上げ鍛造材6は、いずれも、成形されたクランク軸の周囲にバリBが大きく付いている。
Subsequently, in the roughing process, the rough forged
バリ抜き工程では、例えばバリ付きの仕上げ鍛造材6を一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリBを打ち抜き除去する。これにより、バリ無し鍛造材が得られ、そのバリ無し鍛造材は、図1Fに示す鍛造クランク軸1とほぼ同じ形状である。
In the deburring process, for example, the burr B is punched and removed with a blade mold in a state where the finished forged
整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型で僅かに圧下し、バリ無し鍛造材を最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、バリ無し鍛造材の要所は、例えば、ジャーナル部J、ピン部P、フロント部Fr、フランジ部Flなどといった軸部、さらにはアーム部Aおよびウエイト部Wが該当する。こうして、鍛造クランク軸1が製造される。 In the shaping process, the burrs-free forging material is slightly crushed from above and below with a mold to correct the burrs-free forging material to the dimensional shape of the final product. Here, the key points of the burr-free forging material include, for example, the shaft portion such as the journal portion J, the pin portion P, the front portion Fr, the flange portion Fl, the arm portion A, and the weight portion W. Thus, the forged crankshaft 1 is manufactured.
図1A〜図1Fに示す製造工程は、図1Fに示す4気筒−8枚カウンターウエイトのクランク軸に限らず、様々なクランク軸に適用できる。例えば、4気筒−4枚カウンターウエイトのクランク軸にも適用できる。4気筒−4枚カウンターウエイトのクランク軸の場合、8枚のアーム部Aのうち、一部のアーム部にウエイト部Wが一体で設けられる。その他に、3気筒エンジン、直列6気筒エンジン、V型6気筒エンジン、8気筒エンジン等に搭載されるクランク軸であっても、製造工程は同様である。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。 The manufacturing process shown in FIGS. 1A to 1F is applicable not only to the crankshaft of the 4-cylinder-8-counterweight shown in FIG. 1F but also to various crankshafts. For example, the present invention can be applied to a crankshaft of a 4-cylinder-4 counterweight. In the case of a four-cylinder-four-counterweight crankshaft, a weight portion W is integrally provided in a part of the eight arm portions A. In addition, the manufacturing process is the same for crankshafts mounted on 3-cylinder engines, in-line 6-cylinder engines, V-type 6-cylinder engines, 8-cylinder engines, and the like. In addition, when adjustment of the arrangement angle of a pin part is required, a twist process is added after a deburring process.
近年、特に自動車用のレシプロエンジンには、燃費の向上のために軽量化が求められている。このため、レシプロエンジンに搭載されるクランク軸にも、軽量化の要求が著しくなっている。鍛造クランク軸の軽量化に対し、扇形状のウエイト部において、外周部(円弧部)を厚肉化することが有効である。ウエイト部の外周部の厚肉化に関する従来技術として特許文献1および2がある。
In recent years, in particular, reciprocating engines for automobiles are required to be lighter in order to improve fuel efficiency. For this reason, the demand for weight reduction is also increasing in the crankshaft mounted on the reciprocating engine. To reduce the weight of the forged crankshaft, it is effective to thicken the outer peripheral portion (arc portion) in the fan-shaped weight portion.
図2Aおよび図2Bは、特許文献1に記載されるクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図2Aはジャーナル部側表面を、図2Bは側面をそれぞれ示す。図2Aおよび図2Bでは、クランク軸のうちで、1つのウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部を抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図2Bは、図2Aの破線矢印で示す方向からの投影図である。 2A and 2B are schematic views showing the shape of the weight portion of the crankshaft described in Patent Document 1, FIG. 2A shows the journal portion side surface, and FIG. 2B shows the side surface. 2A and 2B, one weight portion and an arm portion integrated with the weight portion are extracted from the crankshaft, and the shape of the remaining crankshaft is omitted. 2B is a projection view from the direction indicated by the broken-line arrow in FIG. 2A.
図2Aに示すように、ウエイト部Wは、例えば、ジャーナル部Jの軸心(回転中心)を中心とする扇形状であり、ジャーナル部Jの軸心とピン部Pの軸心とを含む面C(以下、「ウエイト部中心面」ともいう)の両側にそれぞれ所定の角度で広がる。このため、ウエイト部Wは、幅方向(図2Aのハッチングを施した矢印参照)の両側にそれぞれ出っ張る。 As shown in FIG. 2A, the weight portion W has, for example, a fan shape centered on the axis (rotation center) of the journal portion J, and includes a surface including the axis of the journal portion J and the axis of the pin portion P. It spreads at a predetermined angle on both sides of C (hereinafter also referred to as “weight portion center plane”). For this reason, the weight part W protrudes in the both sides of the width direction (refer the arrow which gave the hatching of FIG. 2A), respectively.
このような扇形状のウエイト部Wにおいて、特許文献1では、ウエイト部Wのジャーナル部側表面の外周に、ウエイト部Wの厚さ方向(クランク軸の軸方向)に突出する凸部Wzを設けることが提案されている。このようにウエイト部Wの外周側(円弧側)を厚肉化すれば、その外周側はジャーナル部Jの軸心(回転中心)と距離があることから、ウエイト部Wの重心半径が大きくなる。これに応じ、ウエイト部Wのうちでジャーナル部Jの軸心(回転中心)に近い部位を薄肉化できる。このため、ウエイト部Wの質量を低減でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。 In such a fan-shaped weight portion W, in Patent Document 1, a convex portion Wz that protrudes in the thickness direction of the weight portion W (axial direction of the crankshaft) is provided on the outer periphery of the journal portion side surface of the weight portion W. It has been proposed. If the outer peripheral side (arc side) of the weight portion W is made thicker in this way, the outer peripheral side has a distance from the axis (rotation center) of the journal portion J, so the center of gravity radius of the weight portion W increases. . Accordingly, a portion of the weight portion W close to the axis (rotation center) of the journal portion J can be thinned. For this reason, the mass of the weight part W can be reduced and, as a result, a forged crankshaft can be reduced in weight.
その凸部Wzは、厚みやピン部の偏心方向に沿う長さが、圧下方向(ウエイト部の幅方向)で一定、または、ウエイト部中心面から遠ざかるのに従って小さくなる。これは、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止し、鍛造材を金型から取り出し可能とするためである。 The convex portion Wz has a thickness or a length along the eccentric direction of the pin portion that is constant in the reduction direction (width direction of the weight portion) or becomes smaller as the distance from the center surface of the weight portion increases. This is to prevent the die-drawing gradient from being reversed and to allow the forging material to be taken out from the mold.
特許文献2では、クランク軸を、ウエイト部以外の部分が一体成形された本体と、本体と別個に成形されたウエイト部と、本体とウエイト部とを連結する連結部材とで構成することが提案されている。このような特許文献2に提案されるクランク軸によれば、ウエイト部を別個に成形するので、ウエイト部の設計自由度を向上できるとともに軽量化を図ることができるとしている。
In
前述の通り、鍛造クランク軸の軽量化に対し、特許文献1に記載されるようにウエイト部の外周部(円弧部)を厚肉化することが有効である。しかしながら、型抜き勾配が逆勾配となるのを防止する必要があるので、ウエイト部の外周部(円弧部)とともに、ウエイト部のジャーナル部側(ジャーナル部Jの軸心(回転中心)に近い部位)の一部が厚肉化される。このため、さらなる軽量化を図ることが望まれていた。 As described above, to reduce the weight of the forged crankshaft, it is effective to thicken the outer peripheral portion (arc portion) of the weight portion as described in Patent Document 1. However, since it is necessary to prevent the mold drawing gradient from being reversed, the outer peripheral portion (arc portion) of the weight portion and the journal portion side of the weight portion (the portion close to the axis (rotation center) of the journal portion J) ) Is thickened. For this reason, further reduction in weight has been desired.
また、前述の特許文献2に記載されるクランク軸では、本体以外に別体でウエイト部を製作する必要がある。このため、製作すべき部品点数が増える上に、本体とウエイト部を連結する工程が必要となり、その結果、製造工程が大幅に増加し、製造コストが著しく増加する。
Moreover, in the crankshaft described in the above-mentioned
本発明の目的は、ウエイト部を一体で有する鍛造クランク軸において、製造工程を大幅に増加させることなく、軽量化を図ることができる鍛造クランク軸の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a forged crankshaft manufacturing method capable of reducing the weight of a forged crankshaft integrally having a weight portion without significantly increasing the number of manufacturing steps.
本発明の一実施形態による鍛造クランク軸の製造方法は、回転中心となるジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐクランクアーム部と、前記クランクアーム部と一体に設けられるカウンターウエイト部と、を有する鍛造クランク軸の製造方法である。 A method of manufacturing a forged crankshaft according to an embodiment of the present invention includes a journal part serving as a rotation center, a pin part eccentric with respect to the journal part, a crank arm part connecting the journal part and the pin part, A forged crankshaft manufacturing method having a counterweight portion provided integrally with a crank arm portion.
当該製造方法は、型鍛造により、前記鍛造クランク軸の形状とともに、前記カウンターウエイト部のうちで前記カウンターウエイト部が出っ張る幅方向の両端部のいずれか一方または両方に、当該端部から前記幅方向に沿って突出する余肉部が成形されたバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程と、前記バリ付きの鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、前記幅方向を圧下方向にして一対の第1金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記余肉部を折り曲げ、前記余肉部が突出する前記端部で厚みを増加させる折り曲げ工程と、を含む。 The manufacturing method includes die forging, the shape of the forged crankshaft, and one or both of the both ends in the width direction in which the counterweight portion protrudes among the counterweight portions, from the end portion to the width direction. A die forging step for obtaining a forged material with a burr formed with a surplus portion protruding along the burr, a burr removing step for obtaining a forged material without a burr by removing the burr from the forged material with a burr, and A bending step of bending the surplus portion with the pair of first molds with the width direction being the down direction, bending the surplus portion, and increasing the thickness at the end portion where the surplus portion protrudes; ,including.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げてもよい。 In the bending step, the surplus portion may be bent toward the surface of the counterweight portion on the pin portion side.
前記型鍛造工程では、前記余肉部として、前記カウンターウエイト部の厚さ方向位置を前記ピン部側表面寄りにして第1余肉部を成形するとともに、前記厚さ方向位置を前記ジャーナル部側表面寄りにして第2余肉部を成形してもよい。この場合、前記折り曲げ工程では、前記第1金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記第1余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げるとともに、前記第2余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げる。 In the die forging step, as the surplus portion, a first surplus portion is formed with the thickness direction position of the counterweight portion closer to the surface of the pin portion side, and the thickness direction position is defined on the journal portion side. The second surplus portion may be formed closer to the surface. In this case, in the bending step, the first surplus portion is bent toward the surface of the counterweight portion on the pin portion side by reducing the burr-free forging material with the first mold, and The second surplus portion is bent toward the surface of the counterweight portion on the journal portion side.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げてもよい。 In the bending step, the surplus portion may be bent toward the surface of the counterweight portion on the journal portion side.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部が折り曲げられる側の前記カウンターウエイト部の表面のうちで、前記余肉部が突出する前記端部を少なくとも除く領域を、第2金型の押し当てにより保持するのが好ましい。この場合、前記折り曲げ工程では、前記第1金型の圧下に追従して前記第2金型を前記第1金型の圧下方向に移動させ、前記カウンターウエイト部への前記第2金型の押し当て位置を一定の位置に維持するのが好ましい。 In the bending step, a region of the surface of the counterweight portion on the side where the surplus portion is bent is held by pressing the second mold, at least excluding the end portion from which the surplus portion protrudes. Is preferred. In this case, in the bending step, the second mold is moved in the downward direction of the first mold following the reduction of the first mold, and the second mold is pushed to the counterweight portion. It is preferable to maintain the contact position at a fixed position.
前記折り曲げ工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施するのが好ましい。 The bending step is preferably performed in a shaping step of correcting the shape of the crankshaft by reduction using a mold.
本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、型鍛造工程でウエイト部の幅方向の端部から突出する余肉部を成形し、折り曲げ工程で余肉部を折り曲げてウエイト部の端部で厚みを増加させる。これに応じてウエイト部のうちでジャーナル部の軸心に近い部位を薄肉化でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、ウエイト部をアーム部と一体に設けるので、ウエイト部を本体と別個に成形し、ウエイト部を本体と連結する必要がない。このため、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。 In the forging crankshaft manufacturing method of the present invention, a surplus portion protruding from the end portion in the width direction of the weight portion is formed in the die forging step, and the surplus portion is bent in the folding step to increase the thickness at the end portion of the weight portion. increase. Accordingly, a portion of the weight portion that is close to the axis of the journal portion can be thinned, and as a result, the forged crankshaft can be reduced in weight. Moreover, since the weight part is provided integrally with the arm part, it is not necessary to form the weight part separately from the main body and to connect the weight part to the main body. For this reason, it can prevent that a manufacturing process increases significantly and manufacturing cost increases remarkably.
本発明が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐアーム部と、アーム部と一体に設けられるウエイト部とを有する。そのウエイト部は、全部のアーム部に設けてもよく、一部のアーム部に設けてもよい。 The forged crankshaft targeted by the present invention includes a journal portion serving as a rotation center, a pin portion eccentric to the journal portion, an arm portion connecting the journal portion and the pin portion, and a weight provided integrally with the arm portion. Part. The weight portion may be provided on all the arm portions or a part of the arm portions.
このような鍛造クランク軸を対象とする本発明は、例えば、第1〜第3の実施形態を採用できる。第1〜3実施形態では、いずれも、ウエイト部のうちで幅方向の端部を厚肉化するが、その厚肉化に伴って端部が張り出す方向(側)が異なる。以下に、第1〜第3実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第2実施形態および第3実施形態の説明では、第1実施形態と共通する部分の説明を適宜省略する。 The present invention targeting such a forged crankshaft can employ, for example, the first to third embodiments. In each of the first to third embodiments, the end portion in the width direction is thickened among the weight portions, but the direction (side) in which the end portion projects is different with the thickening. Hereinafter, first to third embodiments will be described with reference to the drawings. In the description of the second embodiment and the third embodiment, the description of the parts common to the first embodiment is omitted as appropriate.
1.第1実施形態
[クランク軸の形状]
図3A〜図3Cは、第1実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図3Aはピン部側表面を示す図、図3Bは側面を示す図、図3CはI−I断面図である。図3A〜図3Cでは、折り曲げ後(最終製品)のクランク軸のうちで、扇形状のウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部を抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図3Bは、図3Aの破線矢印で示す方向からの投影図である。
1. First Embodiment [Shape of Crankshaft]
3A to 3C are schematic views showing the shape of the weight portion of the crankshaft targeted by the first embodiment. FIG. 3A is a view showing the pin portion side surface, FIG. 3B is a view showing the side surface, and FIG. FIG. 3A to 3C, the fan-shaped weight part and the arm part integrated with the weight part are extracted from the bent (final product) crankshaft, and the remaining crankshaft shapes are shown. Is omitted. FIG. 3B is a projection view from the direction indicated by the broken-line arrow in FIG.
図3A〜図3Cに示すように、第1実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)が、ウエイト部Wのジャーナル部J周辺の部位と比べ、厚さ方向に沿ってピン部P側に張り出し、厚肉である。ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)とは、同図に示すように、ウエイト部Wのうちで幅が最も大きい頂部、および、その周辺部位からなる。ウエイト部Wはウエイト部中心面Cの両側に広がるので、2つの端部(Wa、Wb)はウエイト部中心面Cの両側にそれぞれ位置する。また、本発明において、ウエイト部Wの幅方向とは、ウエイト部W(頂部)が出っ張る方向を意味し、例えば、図3Aにハッチングを施した矢印で示すように、ウエイト部中心面Cと略垂直な方向となる。 As shown in FIGS. 3A to 3C, the crankshaft targeted by the first embodiment is such that both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thicker than portions around the journal portion J of the weight portion W. It projects to the pin part P side along the direction and is thick. As shown in the figure, the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W include a top portion having the largest width among the weight portions W and a peripheral portion thereof. Since the weight portion W spreads on both sides of the weight portion center plane C, the two end portions (Wa, Wb) are located on both sides of the weight portion center plane C, respectively. In the present invention, the width direction of the weight portion W means a direction in which the weight portion W (top portion) protrudes. For example, as shown by a hatched arrow in FIG. The vertical direction.
このような第1実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)が厚肉化され、その端部(Wa、Wb)は、ジャーナル部Jの軸心(回転中心)と距離がある。これにより、ウエイト部Wの重心半径が大きくなるので、ウエイト部Wのうちでジャーナル部Jの軸心(回転中心)に近い部位を薄肉化できる。このため、ウエイト部の質量を低減でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。 In the crankshaft targeted by the first embodiment, the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thickened, and the end portions (Wa, Wb) are the axis (rotation) of the journal portion J. Center) and distance. Thereby, since the gravity center radius of the weight part W becomes large, the site | part close | similar to the axial center (rotation center) of the journal part J among the weight parts W can be thinned. For this reason, the mass of a weight part can be reduced and, as a result, a forged crankshaft can be reduced in weight.
[折り曲げ前の形状]
図4A〜図4Cは、第1実施形態における折り曲げ前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図4Aはピン部側表面を示す図、図4Bは側面を示す図、図4CはII−II断面図である。図4A〜図4Cでは、クランク軸の形状のうちで1つのウエイト部と、そのウエイト部と一体であるアーム部とを抽出して示しており、残りのクランク軸の形状を省略する。なお、図4Bは、図4Aの破線矢印で示す方向からの投影図である。
[Shape before bending]
4A to 4C are schematic views showing the shape of the weight portion before bending in the first embodiment, FIG. 4A is a view showing a pin portion side surface, FIG. 4B is a view showing a side surface, and FIG. It is II sectional drawing. 4A to 4C, one weight portion and an arm portion integrated with the weight portion are extracted from the shape of the crankshaft, and the shape of the remaining crankshaft is omitted. 4B is a projection view from the direction indicated by the broken-line arrow in FIG. 4A.
図4A〜4Cに示すように、折り曲げ前のウエイト部Wは、折り曲げ後のウエイト部と比べ、両端部(Wa、Wb)のピン部P側表面の形状が異なり、加えて余肉部(Ea、Eb)を有する点でも異なる。すなわち、折り曲げ前のウエイト部Wは、両端部(Wa、Wb)のピン部側表面の形状、および、余肉部(Ea、Eb)を除けば、折り曲げ後のウエイト部の形状と合致する。両端部(Wa、Wb)のピン部P側表面の形状が異なるので、折り曲げ前の両端部(Wa、Wb)の厚さは、両端部の内側領域Wcの厚さ(一方の端部Waと他方の端部Wbの間の厚さ)と同じであるか、あるいは、両端部の内側領域Wcの厚さより薄い。 As shown in FIGS. 4A to 4C, the weight portion W before bending differs from the weight portion after bending in the shape of the surface of the pin portion P side of both end portions (Wa, Wb), and in addition, the surplus portion (Ea , Eb). That is, the weight part W before bending matches the shape of the weight part after bending except for the shape of the pin part side surface of both ends (Wa, Wb) and the surplus part (Ea, Eb). Since the shape of the surface of the pin portion P side of both end portions (Wa, Wb) is different, the thickness of both end portions (Wa, Wb) before bending is the thickness of the inner region Wc of both end portions (one end portion Wa and The thickness between the other ends Wb) or smaller than the thickness of the inner region Wc at both ends.
余肉部(Ea、Eb)は、ウエイト部Wの幅方向に沿ってウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)からそれぞれ突出する。その余肉部(Ea、Eb)は、ウエイト部Wの側面のうちで図4Bに二点鎖線で囲んで示す領域、換言すると、両端部(Wa、Wb)の側面から突出する。同図に示す余肉部(Ea、Eb)は、ウエイト部の厚さ方向の位置が、両端部(Wa、Wb)の側面のうち、ピン部P側表面寄りに配置される。すなわち、余肉部(Ea、Eb)は、ウエイト部の折り曲げられる側の表面寄りに配置される。 The surplus portions (Ea, Eb) protrude from both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W along the width direction of the weight portion W, respectively. The surplus portions (Ea, Eb) protrude from the side surface of the weight portion W surrounded by the two-dot chain line in FIG. 4B, in other words, from the side surfaces of both end portions (Wa, Wb). In the surplus portions (Ea, Eb) shown in the same drawing, the position of the weight portion in the thickness direction is arranged closer to the surface of the pin portion P side of the side surfaces of both end portions (Wa, Wb). That is, the surplus portions (Ea, Eb) are disposed near the surface of the weight portion on the side to be bent.
本発明において、余肉部(Ea、Eb)は、バリとして流出する部位でなく、折り曲げ後のウエイト部の側面位置より突出している部位を意味する。 In the present invention, the surplus portions (Ea, Eb) are not portions that flow out as burrs but mean portions that protrude from the side surface position of the weight portion after bending.
[製造方法]
第1実施形態は、型鍛造工程と、バリ抜き工程と、折り曲げ工程とをその順で含む。型鍛造工程の前工程として、例えば、予備成形工程を設けることができる。また、折り曲げ工程の後工程として、例えば、整形工程を設けることができる。また、整形工程において、折り曲げ工程を実施することもできる。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程と整形工程の間に、捩り工程が追加される。これらの工程は、いずれも、熱間で一連に行われる。
[Production method]
The first embodiment includes a die forging process, a deburring process, and a bending process in that order. As a pre-process of the die forging process, for example, a preforming process can be provided. Moreover, a shaping process can be provided as a post process of a bending process, for example. Moreover, a bending process can also be implemented in a shaping process. In addition, when adjustment of the arrangement angle of a pin part is required, a twist process is added between the deburring process and the shaping process. All of these steps are performed in a series of heat.
予備成形工程は、例えば、ロール成形工程と曲げ打ち工程とで構成できる。ロール成形工程および曲げ打ち工程では、ビレット(原材料)の体積を配分し、曲げ荒地を成形する。 The preforming process can be constituted by, for example, a roll forming process and a bending process. In the roll forming process and the bending process, the volume of the billet (raw material) is distributed and the bending waste is formed.
型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得る。そのバリ付きの鍛造材には、前記図4A〜図4Cに示すようなジャーナル部J、ピン部Pおよびアーム部Aの形状が成形されるとともに、余肉部(Ea、Eb)が成形される。このようなバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程は、荒打ち工程および仕上げ打ち工程をその順で設けることによって構成できる。 In the die forging process, a forged material with burrs in which the shape of the crankshaft is formed is obtained. In the forged material with burrs, the shapes of the journal portion J, the pin portion P, and the arm portion A as shown in FIGS. 4A to 4C are formed, and surplus portions (Ea, Eb) are formed. . The die forging process for obtaining such a forged material with burrs can be configured by providing a roughing process and a finishing process in that order.
型鍛造工程の型抜き勾配は、両端部(Wa、Wb)および余肉部(Ea、Eb)に対応する部位のいずれでも、逆勾配にならない。このため、荒打ちと仕上げ打ちのいずれの型鍛造も、支障なく行え、バリ付きの鍛造材を得ることができる。 The die cutting gradient in the die forging step does not become a reverse gradient at any of the portions corresponding to the both end portions (Wa, Wb) and the surplus portions (Ea, Eb). For this reason, both rough and finish die forging can be performed without any trouble, and a forged material with burrs can be obtained.
バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの鍛造材を一対の金型によって挟んで保持した状態で、その鍛造材からバリを除去する。これにより、バリ無し鍛造材を得ることができる。 In the deburring step, for example, the burrs are removed from the forged material while the forged material with burrs is held between a pair of molds. Thereby, a burr-free forging material can be obtained.
折り曲げ工程では、得られたバリ無し鍛造材を一対の第1金型で圧下する。その際、余肉部をウエイト部のピン部側の表面に向けて折り曲げ、ウエイト部の両端部の厚みを増加させる。折り曲げ工程の加工フローについては、後述する。 In the bending step, the obtained burr-free forging material is reduced with a pair of first dies. At that time, the surplus portion is bent toward the surface of the weight portion on the pin portion side to increase the thickness of both end portions of the weight portion. The processing flow of the bending process will be described later.
整形工程では、バリ無し鍛造材を一対の金型で圧下し、最終製品の寸法形状に矯正する。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、捩り工程でピン部の配置角度を調整する。このような工程により、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、鍛造クランク軸を得る。 In the shaping process, the burr-free forging material is crushed with a pair of molds and corrected to the dimensional shape of the final product. In addition, when adjustment of the arrangement angle of a pin part is required, the arrangement angle of a pin part is adjusted in a twist process. With such a process, the forged crankshaft manufacturing method of the present embodiment obtains a forged crankshaft.
[折り曲げ工程]
図5A〜図6Bは、折り曲げ工程の加工フロー例を示す模式図である。そのうちの図5Aおよび図5Bは、ウエイト部のピン部側表面を示し、図5Aは第2金型の押し当て時、図5Bは圧下終了時を示す。図5Aおよび図5Bには、バリ無し鍛造材30と、上下で一対の第1金型10とを示し、図面の理解を容易にするため、第2金型22の図示を省略する。
[Bending process]
FIG. 5A to FIG. 6B are schematic diagrams illustrating an example of a processing flow in a bending process. 5A and 5B show the pin portion side surface of the weight portion, FIG. 5A shows when the second mold is pressed, and FIG. 5B shows the end of the reduction. 5A and 5B show the forged
図6Aおよび図6Bは、ウエイト部の断面図であり、図6Aは第2金型の押し当て時、図6Bは圧下終了時を示す。同図には、バリ無し鍛造材30と、一対の第1金型10と、第2金型22とを示す。
6A and 6B are cross-sectional views of the weight portion. FIG. 6A shows a state where the second mold is pressed, and FIG. In the figure, a forged
折り曲げ工程では、一対の第1金型10を用いる。第1金型10は、上型11と下型12とで構成され、上型11および下型12には、それぞれ型彫刻部が彫り込まれている。その型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、余肉部を折り曲げるため、ウエイト部の両端部の形状が型彫刻部に反映されている。また、型彫刻部のうちで余肉部の折り曲げに寄与する部位は、余肉部をピン部側表面に向けて案内するように傾斜している。
In the bending process, a pair of
ただし、図6Aおよび図6Bに示すように、第1金型10は、ウエイト部のピン部P側表面に対応する部位のうちで両端部の内側領域Wcに対応する部位が開放されている。この開放部には、同図に示すように第2金型22を収容してもよい。第2金型22には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部のピン部P側表面のうちで両端部の内側領域Wcの形状が反映されている。
However, as shown in FIGS. 6A and 6B, in the
ウエイト部Wのジャーナル部J側表面に対応する部位については、図6Aおよび図6Bに示すように、第1金型10の型彫刻部によって保持してもよい。あるいは、第1金型10の型彫刻部によって保持しなくてもよい。
The part corresponding to the surface of the weight part W on the journal part J side may be held by the mold engraving part of the
第2金型22は、第1金型10から独立し、ウエイト部のピン部P側表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。第2金型22の進退移動は、第2金型22に連結された油圧シリンダ等によって実行される。このような第2金型22は、第1金型10の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。第2金型22の圧下方向への移動は、進退移動の駆動源とは別個にスプリングや油圧シリンダ等の適宜手段を用いて実行できる。この場合、第2金型22は、第2金型22自体のみが上下可動する構成としてもよいし、第2金型22の進退移動を与える油圧シリンダ等と一体で上下可動する構成としてもよい。
The
このような第1金型10および第2金型22を用いる折り曲げ工程の加工フロー例を説明する。先ず、第1金型10の上型11と下型12とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材30を上型11と下型12の間に配置する。
An example of a processing flow in the bending process using the
次いで、第2金型22を用いる場合、第2金型22を進出させ、図6Aに示すように、ウエイト部Wのピン部P側表面に押し付ける。これにより、ウエイト部Wのピン部P側表面を第2金型22で保持する。ただし、ウエイト部Wのピン部P側表面のうちで両端部(Wa、Wb)の領域については、第2金型22を押し当てない(図6A参照)。その領域に金型を押し当てて保持すると、余肉部(Ea、Eb)の折り曲げによってウエイト部の両端部(Wa、Wb)で厚みを増加させることが不可能となるからである。なお、余肉部を一方の端部(Wa、Wb)に設ける場合、余肉部を設けない端部には、第2金型22を押し当ててもよい。
Next, when the
この状態で、第1金型10の上型11と下型12とが近接するように移動させ、より具体的には、上型11を下死点まで下降させる。これにより、バリ無し鍛造材30が第1金型10によって圧下される。その圧下の際に、図6Bに示すように、両方の余肉部(Ea、Eb)を第1金型10の型彫刻部に沿ってウエイト部Wのピン部P側表面に向けて折り曲げ、ピン部P側に張り出させる。その結果、ウエイト部の両端部(Wa、Wb)の厚みが増加する。
In this state, the
続いて、第1金型の上型11と下型12とを離間させ、より具体的には、上型11を上死点まで上昇させる。第2金型を用いる場合、上型11と下型12とを離間させる前に、第2金型を後退させて退避させる。上型11と下型12とを離間させた状態で、折り曲げ済みのバリ無し鍛造材を搬出する。
Subsequently, the
このような第1実施形態は、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、ウエイト部の重心半径が大きくなるので、ウエイト部のうちでジャーナル部Jの軸心に近い部位を薄肉化でき、その結果、鍛造クランク軸を軽量化できる。 Such a first embodiment can provide a crankshaft in which the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thickened. Thereby, since the center of gravity radius of the weight portion is increased, the portion near the axis of the journal portion J in the weight portion can be thinned, and as a result, the forged crankshaft can be reduced in weight.
第1実施形態は、従来の一般的な製造法と同様に、型鍛造工程と、バリ抜き工程とを含む。また、折り曲げ工程では、一対の第1金型でバリ無し鍛造材を圧下することにより、余肉部を折り曲げ、余肉部が突出する端部で厚みを増加させる。このため、折り曲げ工程は、従来から多用されているプレス機を利用できる。したがって、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。 The first embodiment includes a die forging step and a deburring step, as in a conventional general manufacturing method. In the bending step, the forged material without burrs is pressed down by the pair of first dies to bend the surplus portion and increase the thickness at the end where the surplus portion protrudes. For this reason, the bending process can utilize the press machine conventionally used frequently. Therefore, it can carry out simply using the conventional manufacturing equipment.
また、第1実施形態は、折り曲げによってウエイト部の端部を厚肉化するので、ウエイト部を本体と別個に成形し、ウエイト部を本体と連結する必要がない。このため、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。 In the first embodiment, since the end of the weight portion is thickened by bending, it is not necessary to form the weight portion separately from the main body and to connect the weight portion to the main body. For this reason, it can prevent that a manufacturing process increases significantly and manufacturing cost increases remarkably.
2.第2実施形態
[クランク軸の形状]
図7A〜図7Dは、第2実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図7Aはピン部側表面を示す図、図7Bは側面を示す図、図7Cはジャーナル部側表面を示す図、図7DはIII−III断面図である。なお、図7Bは、図7Aの破線矢印で示す方向からの投影図であり、図7Cは、図7Bの破線矢印で示す方向からの投影図である。
2. Second Embodiment [Shape of Crankshaft]
7A to 7D are schematic views showing the shape of the weight portion of the crankshaft targeted by the second embodiment, FIG. 7A is a view showing the pin portion side surface, FIG. 7B is a view showing the side surface, and FIG. FIG. 7D is a cross-sectional view taken along the line III-III. 7B is a projection view from the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 7A, and FIG. 7C is a projection view from the direction indicated by the broken line arrow in FIG. 7B.
図7A〜図7Dに示すように、第2実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)が、前述の第1実施形態と同様に、ウエイト部Wのうちでジャーナル部J周辺の部位と比べ、厚肉である。第2実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)が、前述の第1実施形態と異なり、ピン部P側のみならず、ジャーナル部J側にも厚さ方向に沿って張り出す。このような第2実施形態が対象とするクランク軸は、前述の第1実施形態と同様に、ウエイト部Wのうちでジャーナル部Jの軸心に近い部位を薄肉化でき、鍛造クランク軸を軽量化できる。 As shown in FIG. 7A to FIG. 7D, the crankshaft targeted by the second embodiment is such that both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are included in the weight portion W as in the first embodiment. Compared with the area around the journal part J, it is thicker. The crankshaft targeted by the second embodiment is different from the first embodiment in that both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thicker not only on the pin portion P side but also on the journal portion J side. Overhang along the direction. As in the first embodiment, the crankshaft targeted by the second embodiment can reduce the thickness of the portion near the axis of the journal portion J in the weight portion W, thereby reducing the weight of the forged crankshaft. Can be
[折り曲げ前の形状]
図8A〜図8Dは、第2実施形態における折り曲げ前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図8Aはピン部側表面を示す図、図8Bは側面を示す図、図8Cはジャーナル部側表面を示す図、図8DはIV−IV断面図である。
[Shape before bending]
8A to 8D are schematic views showing the shape of the weight part before bending in the second embodiment, FIG. 8A is a view showing the pin part side surface, FIG. 8B is a view showing the side surface, and FIG. 8C is a journal part. The figure which shows a side surface and FIG. 8D are IV-IV sectional drawings.
図8A〜図8Dに示すように、第2実施形態の折り曲げ前のウエイト部Wは、第1実施形態と同様に、折り曲げ後のウエイト部と比べ、両端部(Wa、Wb)のピン部P側表面の形状が異なり、加えてピン部P側表面寄りに配置された2つの余肉部(Ea、Eb)を有する点でも異なる。さらに、第2実施形態の折り曲げ前のウエイト部Wは、両端部(Wa、Wb)のジャーナル部J側表面の形状が異なるとともに、ジャーナル部J側表面寄りに配置された2つの余肉部(Ec、Ed)を有する点で異なる。 As shown in FIGS. 8A to 8D, the weight part W before bending in the second embodiment is similar to the weight part after bending in the second embodiment, as compared with the weight part after bending, pin portions P at both ends (Wa, Wb). The shape of the side surface is different, and additionally, it is different in that it has two extra portions (Ea, Eb) arranged closer to the surface of the pin portion P side. Furthermore, the weight part W before bending of the second embodiment is different in the shape of the journal part J side surface of both end parts (Wa, Wb), and has two surplus parts arranged near the journal part J side surface ( Ec, Ed).
このような折り曲げ前のウエイト部Wは、両端部(Wa、Wb)のピン部P側表面の形状、両端部(Wa、Wb)のジャーナル部J側表面の形状、および、余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)を除けば、折り曲げ後のウエイト部の形状と合致する。折り曲げ前の両端部(Wa、Wb)の厚さは、両端部(Wa、Wb)の内側の厚さと同じであるか、あるいは、両端部(Wa、Wb)の内側の厚さより薄い。 Such a weight part W before bending includes the shape of the surface on the pin part P side of both end parts (Wa, Wb), the shape of the journal part J side surface of both end parts (Wa, Wb), and the surplus part (Ea , Eb, Ec, Ed), it matches the shape of the weight part after bending. The thickness of both ends (Wa, Wb) before bending is the same as the thickness inside the both ends (Wa, Wb) or thinner than the thickness inside the both ends (Wa, Wb).
また、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)、および、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)は、いずれも、ウエイト部Wの幅方向に沿ってウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)からそれぞれ突出する。それらの余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)は、いずれも、ウエイト部Wの側面のうちで図8Bに二点鎖線で囲んで示す領域、換言すると、両端部(Wa、Wb)の側面から突出する。ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)と、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)とは、ウエイト部の厚さ方向に並べて配置される。 Further, the surplus portions (Ea, Eb) disposed near the surface of the pin portion P side and the surplus portions (Ec, Ed) disposed near the surface of the journal portion J are both of the weight portion W. It protrudes from both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W along the width direction. Those surplus portions (Ea, Eb, Ec, Ed) are all the regions surrounded by the two-dot chain line in FIG. 8B in the side surface of the weight portion W, in other words, the end portions (Wa, Wb). Projects from the side. The surplus portions (Ea, Eb) disposed near the surface of the pin portion P side and the surplus portions (Ec, Ed) disposed near the surface of the journal portion J side are arranged side by side in the thickness direction of the weight portion. Is done.
[製造方法]
第2実施形態は、前述の第1実施形態と同様の製造工程を採用できる。第2実施形態の型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得るが、そのバリ付きの鍛造材には、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)のみならず、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)を成形する。折り曲げ工程では、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)をウエイト部Wのピン部P側に向けて折り曲げるのみならず、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)をウエイト部Wのジャーナル部J側に向けて折り曲げる。これにより、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の厚みを増加させる。折り曲げ工程の加工フローについては、後述する。
[Production method]
The second embodiment can employ the same manufacturing process as that of the first embodiment. In the die forging process of the second embodiment, a forged material with a burr in which the shape of the crankshaft is formed is obtained. In the forged material with a burr, a surplus portion disposed near the surface of the pin portion P side ( In addition to Ea, Eb), surplus portions (Ec, Ed) arranged near the surface of the journal portion J are formed. In the bending step, not only the surplus portions (Ea, Eb) arranged near the pin portion P side surface are bent toward the pin portion P side of the weight portion W, but also the surplus portions arranged near the journal portion J side surface. The meat portions (Ec, Ed) are bent toward the journal portion J side of the weight portion W. Thereby, the thickness of the both ends (Wa, Wb) of the weight part W is increased. The processing flow of the bending process will be described later.
[折り曲げ工程]
図9Aおよび図9Bは、第2実施形態の折り曲げ工程の加工フロー例を模式的に示すウエイト部の断面図であり、図9Aは第2金型の押し当て時、図9Bは圧下終了時をそれぞれ示す。同図には、バリ無し鍛造材30と、一対の第1金型10と、ウエイト部Wのピン部P側表面を保持するための第2金型22と、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面を保持するための第2金型23とを示す。
[Bending process]
9A and 9B are cross-sectional views of the weight portion schematically showing an example of a processing flow in the bending process of the second embodiment. FIG. 9A shows a state in which the second mold is pressed, and FIG. Each is shown. The figure shows a forged
上型11および下型12の型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)、および、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)を折り曲げるため、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の形状が型彫刻部に反映されている。また、型彫刻部のうちで、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)の折り曲げに寄与する部位は、その余肉部をピン部P側表面に向けて案内するように傾斜している。加えて、型彫刻部のうちで、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)の折り曲げに寄与する部位は、その余肉部をジャーナル部J側表面に向けて案内するように傾斜している。
A part of the final product shape of the crankshaft is reflected in the mold engraving portions of the
ただし、図9Aおよび図9Bに示すように、第2実施形態の第1金型10は、前述の第1実施形態と同様に、ウエイト部のピン部P側表面に対応する部位のうちで両端部(Wa、Wb)の内側領域Wcに対応する部位が開放されている。この開放部には、第1実施形態と同様に、ウエイト部のピン部P側表面を保持する第2金型22を収容してもよい。
However, as shown in FIGS. 9A and 9B, the
加えて、第2実施形態の第1金型10は、前述の第1実施形態と異なり、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面に対応する部位のうちで両端部(Wa、Wb)の内側領域Wdに対応する部位が開放されている。この開放部には、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面を保持する第2金型23を収容してもよい。その第2金型23には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面のうちで両端部の内側領域の形状が反映されている。いずれの第2金型(22、23)も、第1金型10からそれぞれ独立し、ウエイト部の各表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。また、第2金型(22、23)は、第1金型10の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。
In addition, the
このような第1金型10および第2金型(22、23)を用いる折り曲げ工程の加工フロー例を説明する。先ず、第1金型10の上型11と下型12とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材30を上型11と下型12の間に配置する。
An example of the processing flow of the bending process using such a
次いで、第2金型(22、23)を用いる場合、第2金型(22、23)を進出させ、図9Aに示すように、ウエイト部Wの各表面に押し付けることにより、ウエイト部Wの各表面を第2金型(22、23)で保持する。ただし、ウエイト部Wのピン部P側表面およびジャーナル部J側表面のうちで両端部(Wa、Wb)の領域については、第2金型を押し当てない(図9A参照)。その領域に第2金型(22、23)を押し当てて保持すると、余肉部の折り曲げによってウエイト部の両端部で厚みを増加させることが不可能となるからである。 Next, when the second mold (22, 23) is used, the second mold (22, 23) is advanced and pressed against each surface of the weight part W, as shown in FIG. Each surface is held by a second mold (22, 23). However, the second mold is not pressed against the region of both end portions (Wa, Wb) in the pin portion P side surface and the journal portion J side surface of the weight portion W (see FIG. 9A). This is because if the second mold (22, 23) is pressed against the region and held, it becomes impossible to increase the thickness at both ends of the weight portion by bending the surplus portion.
この状態で、バリ無し鍛造材30を第1金型10によって圧下する。その圧下の際に、第1実施形態と同様に、ピン部P側表面寄りの余肉部(Ea、Eb)を第1金型10の型彫刻部に沿ってウエイト部Wのピン部P側表面に向けて折り曲げ、ピン部P側に張り出させる。第2実施形態では、さらに、ジャーナル部J側表面寄りの余肉部(Ec、Ed)を第1金型10の型彫刻部に沿ってウエイト部Wのジャーナル部J側表面に向けて折り曲げ、ジャーナル部J側に張り出させる。その結果、ウエイト部の両端部(Wa、Wb)の厚みが増加する。
In this state, the burr-free forging
続いて、第1金型の上型11と下型12とを離間させ、折り曲げ済みのバリ無し鍛造材を搬出する。第2金型(22、23)を用いる場合、上型11と下型12とを離間させる前に、第2金型(22、23)を後退させて退避させる。
Subsequently, the
このような第2実施形態は、第1実施形態と同様に、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。さらに、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。 Such a second embodiment can provide a crankshaft in which the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thickened, as in the first embodiment. Thereby, a forged crankshaft can be reduced in weight. Moreover, it can carry out simply using the conventional manufacturing equipment. Furthermore, it is possible to prevent a significant increase in manufacturing process and a significant increase in manufacturing cost.
3.第3実施形態
[クランク軸の形状]
図10A〜図10Cは、第3実施形態が対象とするクランク軸のウエイト部の形状を示す模式図であり、図10Aはジャーナル部側表面を示す図、図10Bは側面を示す図、図10CはV−V断面図である。
3. Third Embodiment [Crank Shaft Shape]
10A to 10C are schematic views showing the shape of the weight portion of the crankshaft targeted by the third embodiment, FIG. 10A is a view showing the journal portion side surface, FIG. 10B is a view showing the side surface, and FIG. Is a VV cross-sectional view.
図10A〜図10Cに示すように、第3実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)が、前述の第1実施形態と同様に、ウエイト部のうちでジャーナル部周辺の部位と比べ、厚肉である。第3実施形態が対象とするクランク軸は、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)が、前述の第1実施形態の反対側、すなわち、ジャーナル部J側に厚さ方向に沿って張り出す。このような第3実施形態が対象とするクランク軸は、前述の第1実施形態と同様に、ウエイト部のうちでジャーナル部Jの軸心に近い部位を薄肉化でき、鍛造クランク軸を軽量化できる。 As shown in FIGS. 10A to 10C, the crankshaft targeted by the third embodiment is such that both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are within the weight portion, as in the first embodiment. It is thicker than the area around the journal. In the crankshaft targeted by the third embodiment, both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W project along the thickness direction on the opposite side of the first embodiment, that is, on the journal portion J side. . The crankshaft targeted by the third embodiment can reduce the thickness of the portion near the axial center of the journal portion J in the weight portion, as in the first embodiment, thereby reducing the weight of the forged crankshaft. it can.
[折り曲げ前の形状]
図11A〜図11Cは、第3実施形態における折り曲げ前のウエイト部の形状を示す模式図であり、図11Aはジャーナル部側表面を示す図、図11Bは側面を示す図、図11CはVI−VI断面図である。
[Shape before bending]
FIG. 11A to FIG. 11C are schematic views showing the shape of the weight part before bending in the third embodiment, FIG. 11A is a view showing the journal part side surface, FIG. 11B is a view showing the side face, and FIG. It is VI sectional drawing.
図11A〜図11Cに示すように、第3実施形態の折り曲げ前のウエイト部Wは、折り曲げ後のウエイト部と比べ、両端部(Wa、Wb)のジャーナル部J側表面の形状が異なり、加えてジャーナル部J側表面寄りに配置された2つの余肉部(Ec、Ed)を有する点でも異なる。 As shown in FIGS. 11A to 11C, the weight part W before folding of the third embodiment is different from the weight part after folding in that the shape of the journal part J side surface of both end parts (Wa, Wb) is different. This also differs in that it has two surplus portions (Ec, Ed) arranged near the surface of the journal portion J side.
このような折り曲げ前のウエイト部Wは、両端部(Wa、Wb)のジャーナル部J側表面の形状、および、余肉部(Ec、Ed)を除けば、折り曲げ後のウエイト部の形状と合致する。折り曲げ前の両端部(Wa、Wb)の厚さは、両端部の内側領域Wdの厚さと同じであるか、あるいは、両端部の内側領域Wdの厚さより薄い。また、余肉部(Ec、Ed)は、ウエイト部Wの幅方向に沿ってウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)からそれぞれ突出する。その余肉部(Ec、Ed)は、ウエイト部Wの側面のうちで図11Bに二点鎖線で囲んで示す領域、換言すると、両端部(Wa、Wb)の側面から突出する。 The weight part W before bending matches the shape of the weight part after bending except for the shape of the journal part J side surface of both ends (Wa, Wb) and the surplus part (Ec, Ed). To do. The thicknesses of both end portions (Wa, Wb) before bending are the same as the thicknesses of the inner regions Wd at both ends, or are thinner than the thicknesses of the inner regions Wd at both ends. Further, the surplus portions (Ec, Ed) protrude from both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W along the width direction of the weight portion W, respectively. The surplus portions (Ec, Ed) protrude from the side surface of the weight portion W surrounded by the two-dot chain line in FIG. 11B, in other words, from the side surfaces of both end portions (Wa, Wb).
[製造方法]
第3実施形態は、前述の第1実施形態と同様の製造工程を採用できる。第3実施形態の型鍛造工程では、クランク軸の形状が成形されたバリ付きの鍛造材を得るが、そのバリ付きの鍛造材には、ピン部P側表面寄りに配置された余肉部(Ea、Eb)に代えて、ジャーナル部J側表面寄りに配置された余肉部(Ec、Ed)が成形される。折り曲げ工程では、その余肉部(Ec、Ed)を、前述の第1実施形態の反対側、具体的には、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面に向けて折り曲げる。これにより、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の厚みを増加させる。折り曲げ工程の加工フローについては、後述する。
[Production method]
The third embodiment can employ the same manufacturing process as that of the first embodiment described above. In the die forging process of the third embodiment, a forged material with a burr in which the shape of the crankshaft is formed is obtained. In the forged material with a burr, a surplus portion disposed near the surface of the pin portion P side ( Instead of Ea, Eb), surplus portions (Ec, Ed) arranged near the surface of the journal portion J side are formed. In the bending step, the surplus portions (Ec, Ed) are bent toward the opposite side of the first embodiment, specifically, toward the journal portion J side surface of the weight portion W. Thereby, the thickness of the both ends (Wa, Wb) of the weight part W is increased. The processing flow of the bending process will be described later.
[折り曲げ工程]
図12Aおよび図12Bは、第3実施形態の折り曲げ工程の加工フロー例を模式的に示すウエイト部の断面図であり、図12Aは第2金型の押し当て時、図12Bは圧下終了時をそれぞれ示す。図12Aおよび図12Bには、バリ無し鍛造材30と、一対の第1金型10と、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面を保持するための第2金型23とを示す。
[Bending process]
12A and 12B are cross-sectional views of the weight portion schematically showing an example of a processing flow in the bending process of the third embodiment. FIG. 12A shows when the second mold is pressed, and FIG. Each is shown. 12A and 12B show a burr-free forged
上型11および下型12の型彫刻部には、クランク軸の最終製品形状のうちの一部が反映されている。具体的には、余肉部(Ec、Ed)を折り曲げるため、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の形状が型彫刻部に反映されている。また、型彫刻部のうちで余肉部(Ec、Ed)の折り曲げに寄与する部位は、その余肉部(Ec、Ed)をジャーナル部J側表面に向けて案内するように傾斜している。
A part of the final product shape of the crankshaft is reflected in the mold engraving portions of the
ただし、図12Aおよび図12Bに示すように、第3実施形態の第1金型10は、前述の第1実施形態と異なり、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面に対応する部位のうちで両端部(Wa、Wb)の内側領域Wdに対応する部位が開放されている。この開放部には、ウエイト部のジャーナル部J側表面を保持する第2金型23を収容してもよい。その第2金型23には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面のうちで両端部(Wa、Wb)の内側領域Wdの形状が反映されている。その第2金型23は、第1金型10から独立し、ウエイト部のジャーナル部J側表面に対して接触したり離間したりするように進退移動が可能である。第2金型23は、第1金型10の圧下方向に沿って移動可能とするのが好ましい。
However, as shown in FIGS. 12A and 12B, the
ウエイト部Wのピン部P側表面に対応する部位については、図12Aおよび図12Bに示すように、第1金型10の型彫刻部によって保持してもよい。あるいは、第1金型10の型彫刻部によって保持しなくてもよい。
The part corresponding to the surface of the weight part W on the pin part P side may be held by the mold engraving part of the
このような第1金型10および第2金型23を用いる折り曲げ工程の加工フロー例を説明する。先ず、第1金型10の上型11と下型12とを離間させ、その状態でバリ除去後の鍛造材30を上型11と下型12の間に配置する。
An example of the processing flow of the bending process using the
次いで、第2金型23を用いる場合、第2金型23を進出させ、図12Aに示すように、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面に押し付けることにより、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面を第2金型23で保持する。ただし、ウエイト部Wのジャーナル部J側表面のうちで両端部(Wa、Wb)の領域については、第2金型23を押し当てない(図12A参照)。その領域に第2金型23を押し当てて保持すると、余肉部(Ec、Ed)の折り曲げによってウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)で厚みを増加させることが不可能となるからである。
Next, when the
この状態で、バリ無し鍛造材30を第1金型10によって圧下し、その際に、余肉部(Ec、Ed)を第1金型10の型彫刻部に沿って折り曲げる。その折り曲げ方向は、前述の第1実施形態の反対側とし、具体的には、余肉部をウエイト部Wのジャーナル部J側表面に向けて折り曲げ、ジャーナル部J側に張り出させる。その結果、ウエイト部の両端部(Wa、Wb)で厚みが増加する。
In this state, the forged
続いて、第1金型の上型11と下型12とを離間させ、折り曲げ済みのバリ無し鍛造材を搬出する。第2金型23を用いる場合、上型11と下型12とを離間させる前に、第2金型23を後退させて退避させる。
Subsequently, the
このような第3実施形態は、第1実施形態と同様に、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)が厚肉化されたクランク軸を得ることができる。これにより、鍛造クランク軸を軽量化できる。また、従来の製造設備を利用して簡便に行うことができる。さらに、製造工程が大幅に増加して製造コストが著しく増加するのを防止できる。 In the third embodiment, a crankshaft in which the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W are thickened can be obtained as in the first embodiment. Thereby, a forged crankshaft can be reduced in weight. Moreover, it can carry out simply using the conventional manufacturing equipment. Furthermore, it is possible to prevent a significant increase in manufacturing process and a significant increase in manufacturing cost.
本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、ウエイト部の端部が厚さ方向に沿ってピン部側およびジャーナル部側のいずれか一方に張り出してもよく、両方に張り出してもよい。すなわち、第1〜第3実施形態のいずれも採用できる。また、両端部(Wa、Wb)で張り出す側(方向)を異ならせてもよい。例えば、一方の端部はピン部側に厚さ方向に沿って張り出し、他方の端部はジャーナル部側に厚さ方向に沿って張り出す形態を採用できる。クランク軸のバランスを向上させる観点では、ウエイト部の端部(Wa、Wb)は、第1実施形態のようにピン部側に厚さ方向に沿って張り出すのが好ましい。これにより、ピン部の重心からウエイト部の重心までのクランク軸の軸心方向の距離が短くなり、クランク軸のバランスが向上する。 In the method for manufacturing a forged crankshaft of the present invention, the end of the weight portion may project to either the pin portion side or the journal portion side along the thickness direction, or may project to both. That is, any of the first to third embodiments can be adopted. Moreover, you may vary the side (direction) which protrudes in both ends (Wa, Wb). For example, it is possible to adopt a form in which one end portion projects to the pin portion side along the thickness direction and the other end portion projects to the journal portion side along the thickness direction. From the viewpoint of improving the balance of the crankshaft, it is preferable that the end portions (Wa, Wb) of the weight portion protrude toward the pin portion side in the thickness direction as in the first embodiment. Thereby, the distance of the axial direction of the crankshaft from the gravity center of a pin part to the gravity center of a weight part becomes short, and the balance of a crankshaft improves.
クランク軸の軽量化の観点では、ウエイト部の端部(Wa、Wb)は、第2実施形態のようにピン部側およびジャーナル部側の両方に厚さ方向に沿って張り出すのが好ましい。これにより、端部(Wa、Wb)をより厚肉化できるとともに、ウエイト部のうちでジャーナル部Jの軸心に近い部位をより薄肉化できる。その結果、鍛造クランク軸をさらに軽量化できる。 From the viewpoint of reducing the weight of the crankshaft, it is preferable that the end portions (Wa, Wb) of the weight portion protrude along the thickness direction on both the pin portion side and the journal portion side as in the second embodiment. Thereby, while being able to thicken an edge part (Wa, Wb), the site | part close | similar to the axial center of the journal part J among weight parts can be made thinner. As a result, the forged crankshaft can be further reduced in weight.
第1〜第3実施形態では、いずれも、余肉部が折り曲げられる側のウエイト部の表面のうちで、余肉部が突出する端部を少なくとも除く領域を、第2金型の押し当てにより保持するのが好ましい。これにより、ウエイト部の表面形状を精密に仕上げることができる。なお、第2金型は、ウエイト部の表面を保持するのみで、押し込むことがないので、第2金型の押し当てに要する力は小さくて済む。 In each of the first to third embodiments, the area of the weight part on the side where the surplus part is bent is excluded by pressing the second mold at least the region excluding the end part from which the surplus part protrudes. It is preferable to hold. Thereby, the surface shape of the weight part can be finished precisely. Note that the second mold only holds the surface of the weight part and does not push in, so that the force required to press the second mold is small.
折り曲げ工程で第2金型を用いる場合、第1金型の圧下に追従して第2金型を第1金型の圧下方向に移動させ、ウエイト部への第2金型の押し当て位置を一定の位置に維持するのが好ましい。これにより、ウエイト部の表面形状をさらに精密に仕上げることができる。 When the second mold is used in the bending process, the second mold is moved in the direction of the first mold following the reduction of the first mold, and the pressing position of the second mold against the weight portion is set. It is preferable to maintain a certain position. Thereby, the surface shape of the weight part can be finished more precisely.
第1〜第3実施形態では、いずれも、折り曲げ工程を、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施するのが好ましい。これにより、従来と同様の製造工程を採用できる。この場合、一対の第1金型の型彫刻部には、アーム部やジャーナル部、ピン部の形状も反映される。また、第1金型でバリ無し鍛造材を圧下する際に、余肉部を折り曲げるとともに、クランク軸の形状を矯正して最終製品形状とする。 In any of the first to third embodiments, it is preferable that the bending step is performed in a shaping step of correcting the shape of the crankshaft by reduction using a mold. Thereby, the manufacturing process similar to the past can be employed. In this case, the shapes of the arm portion, the journal portion, and the pin portion are also reflected in the mold engraving portions of the pair of first molds. Further, when the forged material without burr is reduced with the first die, the surplus portion is bent and the shape of the crankshaft is corrected to obtain the final product shape.
第1〜第3実施形態では、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の両方に余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)を設け、両端部の両方を厚肉化したが、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)の一方に余肉部を設け、余肉部が突出する端部のみを厚肉化してもよい。また、例えばV6エンジンに搭載されるクランク軸では、アーム部A(ウエイト部Wを含む)の形状がウエイト部中心面Cに対して非対称となる。このような場合には、ウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)で形状や範囲を非対称としてもよい。 In the first to third embodiments, the surplus portions (Ea, Eb, Ec, Ed) are provided on both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W, and both end portions are thickened. A surplus portion may be provided on one of both end portions (Wa, Wb) of the portion W, and only the end portion from which the surplus portion protrudes may be thickened. For example, in a crankshaft mounted on a V6 engine, the shape of the arm portion A (including the weight portion W) is asymmetric with respect to the weight portion center plane C. In such a case, the shape and range may be asymmetrical at both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W.
第1〜第3実施形態では、余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)を、ウエイト部Wの幅方向に沿ってウエイト部Wの両端部(Wa、Wb)からそれぞれ突出するように成形する。その際、余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)は、ウエイト部Wの厚さ方向の位置を、余肉部が折り曲げられる側のウエイト部の表面寄りに配置するのが好ましい。これにより、所定の方向への折り曲げ変形を容易に行うことができるとともに、折り曲げの際に端部以外が変形するのを抑制でき、加えて、加工負荷も軽減できる。 In the first to third embodiments, the surplus portions (Ea, Eb, Ec, Ed) are formed so as to protrude from both end portions (Wa, Wb) of the weight portion W along the width direction of the weight portion W, respectively. To do. At that time, it is preferable that the surplus portions (Ea, Eb, Ec, Ed) are arranged near the surface of the weight portion on the side where the surplus portions are bent, in the thickness direction of the weight portion W. Thereby, it is possible to easily perform bending deformation in a predetermined direction, it is possible to suppress deformation other than the end portion during bending, and in addition, it is possible to reduce the processing load.
第1〜第3実施形態では、折り曲げ工程でバリ無し鍛造材を圧下する際に、バリ無し鍛造材30のピン部Pおよびジャーナル部Jのうちの一部または全部を保持することにより、ウエイト部の幅方向が圧下方向となる姿勢とするのが好ましい。これにより、余肉部(Ea、Eb、Ec、Ed)を安定して折り曲げることができる。この場合、一対の第1金型10には、バリ無し鍛造材30を保持する保持型(図示なし)を収容するために開放部が設けられる。その保持型は、第1金型によるバリ無し鍛造材30の圧下を支障なく行うため、バリ無し鍛造材30を圧下方向に移動可能に保持する。その移動は例えばコイルばねや油圧シリンダ等によって実現される。
In the first to third embodiments, when the forged material without burr is reduced in the bending process, the weight portion is retained by holding a part or all of the pin portion P and the journal portion J of the forged
第1および第2実施形態のように端部(Wa、Wb)がピン部P側に厚さ方向に沿って張り出す場合、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)の厚さtp(mm)を厚くし、端部のピン部側表面がピンスラスト面(図示なし)の位置を超えると、使用時に他の部材と干渉するおそれがある。このため、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)の厚さtp(mm)は、端部のピン部側表面がピンスラスト面の位置を超えないように設定するのが好ましい。ここで、ピンスラスト面とは、アーム部のピン部側表面に設けられ、コネクティングロッドのスラスト方向の移動を制限する部位である。 When the end portions (Wa, Wb) project along the thickness direction toward the pin portion P as in the first and second embodiments, the thickness tp (mm) of the end portion (Wa, Wb) of the weight portion W ) Is thickened, and the pin-side surface at the end exceeds the position of the pin thrust surface (not shown), there is a risk of interference with other members during use. For this reason, it is preferable to set the thickness tp (mm) of the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W so that the pin portion side surface of the end portion does not exceed the position of the pin thrust surface. Here, the pin thrust surface is a portion that is provided on the surface of the arm portion on the pin portion side and restricts the movement of the connecting rod in the thrust direction.
また、第2および第3実施形態のように端部(Wa、Wb)がジャーナルJ部側に厚さ方向に沿って張り出す場合、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)の厚さtp(mm)を厚くし、端部のジャーナル部側表面がジャーナルスラスト面(図示なし)の位置を超えると、使用時に他の部材と干渉するおそれがある。このため、ウエイト部Wの端部(Wa、Wb)の厚さtp(mm)は、端部のジャーナル部側表面がジャーナルスラスト面の位置を超えないように設定するのが好ましい。ここで、ジャーナルスラスト面とは、アーム部のジャーナル部側表面に設けられ、エンジン本体に対してクランク軸がスラスト方向に移動するのを制限する。 Further, when the end portions (Wa, Wb) project along the thickness direction toward the journal J portion as in the second and third embodiments, the thickness tp of the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W If the thickness of (mm) is increased and the journal side surface at the end exceeds the position of the journal thrust surface (not shown), there is a possibility of interference with other members during use. For this reason, it is preferable to set the thickness tp (mm) of the end portions (Wa, Wb) of the weight portion W so that the journal side surface of the end portion does not exceed the position of the journal thrust surface. Here, the journal thrust surface is provided on the journal portion side surface of the arm portion and restricts the movement of the crankshaft in the thrust direction with respect to the engine body.
厚肉化する端部(Wa、Wb)の幅bp(mm、図3A参照)は、ウエイト部Wの幅ba(mm、図3A参照)に対する割合(bp/ba)で、25%以下とするのが好ましい。ウエイト部Wの幅baが25%を超えると、軽量化の効果が薄れるおそれがあることによる。より好ましくは、15%以下である。一方、厚肉化した端部(Wa、Wb)をより有意に機能させるため、ウエイト部Wの幅baの下限は2%以上とするのが好ましい。 The width bp (mm, see FIG. 3A) of the end portions (Wa, Wb) to be thickened is a ratio (bp / ba) to the width ba (mm, see FIG. 3A) of the weight portion W, and is 25% or less. Is preferred. If the width ba of the weight portion W exceeds 25%, the effect of reducing the weight may be reduced. More preferably, it is 15% or less. On the other hand, in order to make the thickened end portions (Wa, Wb) function more significantly, the lower limit of the width ba of the weight portion W is preferably 2% or more.
第1〜第3実施形態では、ウエイト部の外周部(円弧部)を厚肉化する技術を組み合わせてもよい。具体的には、前記図2Aおよび図2Bに示すクランク軸において、ウエイト部の端部をさらに厚肉化してもよい。 In 1st-3rd embodiment, you may combine the technique which thickens the outer peripheral part (arc part) of a weight part. Specifically, in the crankshaft shown in FIGS. 2A and 2B, the end of the weight portion may be further thickened.
本発明は、レシプロエンジンに搭載される鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。 The present invention can be effectively used for manufacturing a forged crankshaft mounted on a reciprocating engine.
1:鍛造クランク軸、 J、J1〜J5:ジャーナル部、 P、P1〜P4:ピン部、
Fr:フロント部、 Fl:フランジ部、 A、A1〜A8:クランクアーム部、
W、W1〜W8:カウンターウエイト部、 Wa、Wb:ウエイト部の幅方向の端部、
Wc:ウエイト部のピン部側表面のうちで両端部の内側領域、
Wd:ウエイト部のジャーナル部側表面のうちで両端部の内側領域、
Ea、Eb:ピン部側表面寄りに配置された余肉部、
Ec、Ed:ジャーナル部側表面寄りに配置された余肉部、
10:第1金型、 11:上型、 12:下型、 22、23:第2金型、
30:バリ無し鍛造材
1: Forged crankshaft, J, J1-J5: Journal part, P, P1-P4: Pin part,
Fr: front part, Fl: flange part, A, A1 to A8: crank arm part,
W, W1 to W8: counterweight portion, Wa, Wb: end portions in the width direction of the weight portion,
Wc: Inner region of both ends of the weight side pin portion side surface,
Wd: Inner region of both ends of the journal portion side surface of the weight portion,
Ea, Eb: surplus portion arranged near the pin side surface,
Ec, Ed: surplus part arranged near the journal part side surface,
10: first mold, 11: upper mold, 12: lower mold, 22, 23: second mold,
30: Forged material without burr
Claims (7)
当該製造方法は、
型鍛造により、前記鍛造クランク軸の形状とともに、前記カウンターウエイト部のうちで前記カウンターウエイト部が出っ張る幅方向の両端部のいずれか一方または両方に、当該端部から前記幅方向に沿って突出する余肉部が成形されたバリ付きの鍛造材を得る型鍛造工程と、
前記バリ付きの鍛造材からバリを除去することにより、バリ無し鍛造材を得るバリ抜き工程と、
前記幅方向を圧下方向にして一対の第1金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記余肉部を折り曲げ、前記余肉部が突出する前記端部で厚みを増加させる折り曲げ工程と、を含む、鍛造クランク軸の製造方法。 A journal part serving as a rotation center; a pin part eccentric to the journal part; a crank arm part connecting the journal part and the pin part; and a counterweight part provided integrally with the crank arm part. A method for manufacturing a forged crankshaft, comprising:
The manufacturing method is
By die forging, together with the shape of the forged crankshaft, one or both of the counterweight portions projecting from the end portion along the width direction at both or both ends in the width direction where the counterweight portion protrudes. A die forging process to obtain a forged material with a burr in which the surplus portion is formed;
By removing burrs from the forged material with burrs, a deburring step for obtaining a burrs-free forged material,
A bending step of bending the surplus portion by bending the forged material without burrs with a pair of first molds with the width direction as the down direction, and increasing the thickness at the end portion where the surplus portion protrudes. And a method for producing a forged crankshaft.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げる、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forged crankshaft of Claim 1,
In the bending step, the surplus portion is bent toward the surface of the counterweight portion on the side of the pin portion.
前記型鍛造工程では、前記余肉部として、前記カウンターウエイト部の厚さ方向位置を前記ピン部側表面寄りにして第1余肉部を成形するとともに、前記厚さ方向位置を前記ジャーナル部側表面寄りにして第2余肉部を成形し、
前記折り曲げ工程では、前記第1金型で前記バリ無し鍛造材を圧下することにより、前記第1余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ピン部側の表面に向けて折り曲げるとともに、前記第2余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げる、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forged crankshaft of Claim 1,
In the die forging step, as the surplus portion, a first surplus portion is formed with the thickness direction position of the counterweight portion closer to the surface of the pin portion side, and the thickness direction position is defined on the journal portion side. Mold the second surplus part closer to the surface,
In the bending step, the first surplus portion is bent toward the surface of the counterweight portion on the pin portion side by reducing the burr-free forging material with the first die, and the second surplus portion A method for producing a forged crankshaft, wherein a meat part is bent toward a surface of the counterweight part on the journal part side.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部を前記カウンターウエイト部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げる、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forged crankshaft of Claim 1,
In the bending step, the surplus portion is bent toward the journal portion side surface of the counterweight portion.
前記折り曲げ工程では、前記余肉部が折り曲げられる側の前記カウンターウエイト部の表面のうちで、前記余肉部が突出する前記端部を少なくとも除く領域を、第2金型の押し当てにより保持する、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forged crankshaft of any one of Claims 1-4,
In the bending step, a region of the surface of the counterweight portion on the side where the surplus portion is bent is held by pressing the second mold, at least excluding the end portion from which the surplus portion protrudes. , Manufacturing method of forged crankshaft.
前記折り曲げ工程では、前記第1金型の圧下に追従して前記第2金型を前記第1金型の圧下方向に移動させ、前記カウンターウエイト部への前記第2金型の押し当て位置を一定の位置に維持する、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forge crankshaft of Claim 5,
In the bending step, the second mold is moved in the downward direction of the first mold following the reduction of the first mold, and the pressing position of the second mold to the counterweight portion is set. A method of manufacturing a forged crankshaft that maintains a fixed position.
前記折り曲げ工程は、金型を用いた圧下によりクランク軸の形状を矯正する整形工程で実施する、鍛造クランク軸の製造方法。
In the manufacturing method of the forged crankshaft of any one of Claims 1-6,
The forging crankshaft manufacturing method, wherein the bending step is performed in a shaping step of correcting the shape of the crankshaft by reduction using a mold.
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