JP3553344B2 - コンロッドの成形方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用のコンロッドを冷間鍛造で成形する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開昭59−39439号公報により、熱間で型打ちした鍛造品を冷間でコイニングする際に、鍛造品の穴を明ける部分に残された余肉を打ち抜いて穴明け製品を成形する方法は知られている。
【0003】
また、エンジン用のコンロッドは、ピストンピンを嵌挿する小端部と、クランクピンを嵌挿する、本体側の半部とこれに締結する大端キャップとで構成される大端部とを具備しており、従来は、コンロッドの本体部分と大端キャップとを別々に成形している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の穴明き製品の成形方法は、熱間鍛造品の形状矯正を行う冷間コイニング時に穴明けを行うものであり、製品の全体形状の成形は熱間鍛造で行われるため、熱間鍛造に対するデスケール工程や加熱設備が必要となり、製造コストが高くなる不具合がある。
【0005】
また、従来のようにコンロッドの本体部分と大端キャップとを別々に成形するものでは、本体部分と大端キャップとの合せ面の精度管理やロッド別管理が煩雑となり、コストダウンを図る上で障害になっている。
【0006】
ところで、本願出願人は、特願平8−308400号で、冷間鍛造用鋼を提案した。この鋼は、重量%で、C:0.05〜0.25%,Si:0.35〜0.60%,Mn:0.20〜1.30%,Cr:0.15〜0.60%を含有し、更に、S:0.030〜0.100%,Te:0.005〜0.040%,Pb:0.03〜0.30%,Bi:0.03〜0.20%,Ca:0.0005〜0.0050%のうちから選ばれる1種または2種以上を含有する、残部がFeから成る、下記(1)および(2)式
19≦85(%C)+9(%Si)+3(%Mn)+5(%Cr) ≦25 …(1)
100(%C)+3(%Si)+3(%Mn)−9(%Cr)+100(%S)−20(%Te) ≦23 …(2)
を満足する組成である。この鋼は冷間鍛造性及び疲労強度に優れており、機械部品を冷間鍛造で成形できる。
【0007】
本発明は、以上の点に鑑み、穴明き製品を冷間鍛造で、且つ、1回のプレスサイクルで成形できるようにし、更に、コンロッドを大端キャップを別体とせずに成形できるようにした安価な成形方法を提供することを課題としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明は、エンジン用のコンロッドを冷間鍛造で成形する方法において、可動側ダイと、固定側ダイと、両ダイに夫々コンロッドの大端部の穴を明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した大端部パンチと、両ダイに夫々コンロッドの小端部の穴を明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した小端部パンチとを備える鍛造用複動金型を用い、プリフォーム素材を鍛圧しつつ可動側ダイを固定側ダイに対し型締めして、プリフォーム素材をコンロッド形状に荒成形する第1鍛造工程と、各大端部パンチと各小端部パンチとを両ダイ間の成形空間に大端部と小端部の穴を明ける部分を鍛圧しつつ突出させて、成形空間内の欠肉部を埋める第2鍛造工程と、可動側ダイと固定側ダイとの一方のダイに挿設した、外周面にコンロッドの本体部分と大端キャップとの分割面に合致する突条を有する大端部パンチと小端部パンチとを他方のダイに挿設した大端部パンチと小端部パンチとを成形空間から押し出しつつ他方のダイに達するように突出させて、大端部の穴の内周面に突条により分割用の切欠きを形成した大端部と小端部との穴を明ける部分に残された余肉を打ち抜く穴明け工程と、を1回のプレスサイクルで行うようにしている。
【0010】
本発明によれば、第2鍛造工程において穴を明ける部分をパンチで鍛圧することにより、冷間鍛造で生じ易い欠肉部に素材の肉を押し込んで欠肉部を埋めることができ、コンロッドの形状精度が確保される。そして、穴を明ける部分に残された余肉が最後に一方のダイの挿設したパンチにより打ち抜かれるため、コンロッドを冷間鍛造で、且つ、1回のプレスサイクルで精度良く安価に成形できる。
【0011】
更に、コンロッドの大端部を大端キャップを一体にした状態で成形してこれにクランクピン用の穴を明けることができるため、コンロッドの本体部分と大端キャップとを別々に成形するものに比し、コンロッドの製造コストを大幅に削減できる。
【0012】
尚、コンロッドの成形後、大端キャップになる部分を分割するが、この場合、前記一方のダイに挿設する大端部パンチとして、外周面にコンロッドの本体部分と大端キャップとの分割面に合致する突条を有するものを用いれば、穴明け工程で大端部の穴の内周面に突条により分割用の切欠きを形成することができ、後加工で分割用の切欠きを形成する必要がなく、一層のコストダウンを図れる。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は、図4(A)に示すエンジン用のコンロッドWを冷間鍛造する鍛造用複動金型を示している。コンロッドWは、大端部Waと、小端部Wbと、ロッド部Wcとを有し、大端部Waと小端部Wbとには夫々クランクピン用とピストンピン用の穴Wd,Weが明けられており、冷間鍛造後に大端部Waの半部を破断して図4(B)に示す如く本体部分W1と大端キャップW2とに分割する。
【0014】
複動金型は、可動側たる上方の第1ダイ1と、固定側たる下方の第2ダイ2と、両ダイ1,2に夫々コンロッドWの大端部Waの穴Wdを明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した第1と第2の1対の大端部パンチ31,32と、両ダイ1,2に夫々コンロッドWの小端部Wbの穴Weを明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した第1と第2の1対の小端部パンチ41,42とを備えている。
【0015】
第1ダイ1は、プレスラム5に連動して上下動する上方の第1ダイホルダ6に取付けられており、第1ダイホルダ6に図外の駆動源により上下動される第1プッシュロッド7を挿設し、第1プッシュロッド7の下端に第1大端部パンチ31と第1小端部パンチ41とを連結している。
【0016】
第2ダイ2は、ボルスタ8に固定した下方の第2ダイホルダ9に取付けられており、第2ダイホルダ9に図外の駆動源により上下動される第2プッシュロッド10を挿設し、第2プッシュロッド10の上端に第2大端部パンチ32と第2小端部パンチ42とを連結している。また、第2ダイは、図3に示す如く、第1ダイ1を受け入れる外部ダイ2aと、第1ダイ1に対向する内部ダイ2bと、内部ダイ2b上のスペーサ2cとで構成され、第1ダイホルダ6を下降させて第1ダイ1を第2ダイ2に対し型締めしたとき、第1ダイ1と外部ダイ2aと内部ダイ2bとスペーサ2cとでコンロッドWの形状に合致する閉塞された成形空間が形成されるようにしている。尚、内部ダイ2bは、第2プッシュロッド10に挿設したノックアウト11によりピン12を介して押し上げ可能となっている。
【0017】
また、第1大端部パンチ31の外周面には、図2に示す如く、コンロッドWの本体部分W1と大端キャップW2との分割面に合致する突条3aが形成されている。
【0018】
コンロッドWの成形に際しては、コンロッドWと略同等の体積配分を持つ形状に予備成形した、上記先願の冷間鍛造用鋼から成るプリフォーム素材W´を図3(A)に示す如く第2ダイ2にセットし、次にプレスラム5を起動して第1ダイホルダ6を下降させる。これによれば、プリフォーム素材W´が第1と第2の両ダイ1,2間で鍛圧され、第1ダイ1を第2ダイ2に対し型締めした段階で、図3(B)に示す如くコンロッドWの形状に荒成形される。
【0019】
この段階でコンロッドWのロッド部Wcは精度良く成形されるが、加工率の大きな大端部Waや小端部Wbには欠肉部が残り易い。そこで、型締め後、第1プッシュロッド7と第2プッシュロッド10とを夫々下方と上方とに押動させて、図3(C)に示す如く第1と第2の大端部パンチ31,32と第1と第2の小端部パンチ41,42とを両ダイ1,2間の成形空間に突出させる。これによれば、大端部Waと小端部Wbの穴Wd,Weを明ける部分が夫々大端部パンチ31,32と小端部パンチ41,42とにより鍛圧され、欠肉部に肉が流れて欠肉部が埋められ、大端部Waや小端部Wbも精度良く成形される。
【0020】
次に、第1プッシュロッド7を下方に押圧したまま第2プッシュロッド10の上方への押圧を解く。これによれば、第1大端部パンチ31と第1小端部パンチ41とが、図3(D)に示す如く、第2大端部パンチ32と第2小端部パンチ42とを成形空間から押し出しつつ第2ダイ2に達するように突出され、穴Wd,Weを明ける部分に残された余肉Wfが打ち抜かれて、穴Wd,Weが明けられる。そして、大端部Waの穴Wdの内周面には、第1大端部パンチ31の外周面に形成した突条3aにより図4(A)に示す如く分割用の切欠きWgが形成される。
【0021】
穴明け後は第1プッシュロッド7を上動させて第1大端部パンチ31と第1小端部パンチ41とを穴Wc,Wdから引き抜いた状態で第1ダイホルダ6を上昇させて第1ダイ1を原位置に復帰させ、次にノックアウト11の作動で内ダイ部2bを押し上げて、成形されたコンロッドWを取出し、最後に第2プッシュロッド10を上動させ、打ち抜かれた余肉Wfを第2大端部パンチ32と第2小端部パンチ42とにより突き上げてエアで吹き飛ばし、1回のプレスサイクルを完了する。
【0022】
取出したコンロッドWには、時効処理を施した後大端キャップW2用の結合孔を加工し、次に大端キャップW2となる部分をハンマー等で打撃する。これによれば、切欠きWgを境界にして本体部分W1と大端キャップW2とに破断分割される。その後本体部分W1と大端キャップW2とを結合孔にボルトを挿入して締結し、大端穴Wdと小端穴Weとの仕上げ加工を行う。
【0023】
以上、コンロッドWの成形を冷間鍛造で行う方法について説明したが、コンロッドW以外の穴明き製品も上記と同様の方法により冷間鍛造で、且つ、1回のプレスサイクルで成形できる。
【0024】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、コンロッドを冷間鍛造で、且つ、1回のプレスサイクルで精度良く成形でき、更に、コンロッドを大端キャップを一体にして成形でき、製造コストを大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の実施に用いる鍛造用複動金型の縦断面図
【図2】図1のII−II線拡大截断面図
【図3】(A)(B)(C)(D)コンロッドの成形工程を示す斜視図
【図4】(A)コンロッドの斜視図、(B)大端キャップを分割した状態の斜視図
【符号の説明】
W コンロッド Wa 大端部 Wb 小端部
Wd,We 穴 Wf 余肉 Wg 分割用切欠き
W1 本体部分 W2 大端キャップ
1 第1ダイ(可動側) 2 第2ダイ(固定側)
31,32 大端部パンチ 3a 突条
41,42 小端部パンチ
Claims (1)
- エンジン用のコンロッドを冷間鍛造で成形する方法において、
可動側ダイと、固定側ダイと、両ダイに夫々コンロッドの大端部の穴を明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した大端部パンチと、両ダイに夫々コンロッドの小端部の穴を明ける部分を挟んで対向するよう出没自在に挿設した小端部パンチとを備える鍛造用複動金型を用い、
プリフォーム素材を鍛圧しつつ可動側ダイを固定側ダイに対し型締めして、プリフォーム素材をコンロッド形状に荒成形する第1鍛造工程と、
各大端部パンチと各小端部パンチとを両ダイ間の成形空間に大端部と小端部の穴を明ける部分を鍛圧しつつ突出させて、成形空間内の欠肉部を埋める第2鍛造工程と、
可動側ダイと固定側ダイとの一方のダイに挿設した、外周面にコンロッドの本体部分と大端キャップとの分割面に合致する突条を有する大端部パンチと小端部パンチとを他方のダイに挿設した大端部パンチと小端部パンチとを成形空間から押し出しつつ他方のダイに達するように突出させて、大端部の穴の内周面に突条により分割用の切欠きを形成した大端部と小端部との穴を明ける部分に残された余肉を打ち抜く穴明け工程と、
を1回のプレスサイクルで行う、
ことを特徴とするコンロッドの成形方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP30849797A JP3553344B2 (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | コンロッドの成形方法 |
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JPH11147157A JPH11147157A (ja) | 1999-06-02 |
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- 1997-11-11 JP JP30849797A patent/JP3553344B2/ja not_active Expired - Fee Related
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