JP6287631B2 - Manufacturing method of forged crankshaft - Google Patents
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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、自動二輪車、農業機械、船舶等のレシプロエンジンは、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、型鍛造によって製造されるものと、鋳造によって製造されるものとに大別される。特に、高強度と高剛性が要求される場合は、それらの特性に優れた前者の鍛造クランク軸が多用される。 In a reciprocating engine such as an automobile, a motorcycle, an agricultural machine, and a ship, a crankshaft is indispensable for converting the reciprocating motion of a piston into a rotational motion to extract power. Crankshafts are roughly classified into those manufactured by die forging and those manufactured by casting. In particular, when high strength and high rigidity are required, the former forged crankshaft having excellent characteristics is often used.
一般に、鍛造クランク軸は、断面が丸形又は角形で全長にわたって断面積が一定のビレットを原材料とし、予備成形、型鍛造、バリ抜き、及び整形の各工程を順に経て製造される。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。 In general, a forged crankshaft is manufactured by using a billet having a round or square cross-section and a constant cross-sectional area over the entire length as raw materials, and sequentially performing steps of preforming, die forging, deburring, and shaping. Usually, the preforming process includes roll forming and bending processes, and the die forging process includes roughing and finishing processes.
図1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。同図に例示するクランク軸1(図1(f)参照)は、4気筒エンジンに搭載されるものであり、4気筒−8枚カウンターウエイトのクランク軸である。そのクランク軸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、及びジャーナル部J1〜J5とピン部P1〜P4をそれぞれつなぐ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。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。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of a conventional general forged crankshaft. A crankshaft 1 (see FIG. 1 (f)) illustrated in the figure is mounted on a 4-cylinder engine and is a crankshaft of a 4-cylinder-8-counterweight. The crankshaft 1 has five journal portions J1 to J5, four pin portions P1 to P4, a front portion Fr, a flange portion Fl, and eight crank arms that connect the journal portions J1 to J5 and the pin portions P1 to P4, respectively. Part (hereinafter also simply referred to as “arm part”) A1 to A8. 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.
以下では、ジャーナル部J1〜J5、ピン部P1〜P4、アーム部A1〜A8及びウエイト部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。ピン部P及びこのピン部Pにつながる一組のアーム部A(ウエイト部Wを含む)をまとめて「スロー」ともいう。 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. The pin portion P and a pair of arm portions A (including the weight portion W) connected to the pin portion P are collectively referred to as “slow”.
図1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、予め所定の長さに切断した図1(a)に示すビレット2を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、例えば孔型ロールによりビレット2を圧延して絞りつつ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1(b)参照)。次に、曲げ打ち工程では、ロール成形によって得られたロール荒地3を長手方向と直角な方向から部分的にプレス圧下してその体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地4を成形する(図1(c)参照)。
In the manufacturing method shown in FIG. 1, the forged crankshaft 1 is manufactured as follows. First, the
続いて、荒打ち工程では、曲げ打ちによって得られた曲げ荒地4を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、クランク軸(最終製品)のおおよその形状が造形された鍛造材5を成形する(図1(d)参照)。更に、仕上げ打ち工程では、荒打ちによって得られた荒鍛造材5が供され、荒鍛造材5を上下に一対の金型を用いてプレス鍛造し、最終製品のクランク軸と合致する形状が造形された鍛造材6を成形する(図1(e)参照)。これら荒打ち及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及び仕上げ鍛造材6は、いずれも、造形されたクランク軸の周囲にバリ(5a、6a)が大きく付いている。 Subsequently, in the roughing process, the bent rough ground 4 obtained by bending is press-forged using a pair of upper and lower molds, and a forged material 5 in which the approximate shape of the crankshaft (final product) is formed is formed. (See FIG. 1 (d)). Furthermore, in the finish punching process, the rough forging material 5 obtained by roughing is provided, and the rough forging material 5 is press-forged using a pair of upper and lower dies, and a shape that matches the crankshaft of the final product is formed. The forged material 6 thus formed is formed (see FIG. 1 (e)). At the time of roughing and finishing, surplus material flows out as burrs from between the mold split surfaces of the molds facing each other. For this reason, the rough forged material 5 and the finished forged material 6 both have large burrs (5a, 6a) around the shaped crankshaft.
バリ抜き工程では、仕上げ打ちによって得られたバリ6a付きの仕上げ鍛造材6を上下から金型で保持しつつ、刃物型によってバリ6aを打ち抜き除去する。これにより、図1(f)に示すように、鍛造クランク軸1が得られる。整形工程では、バリを除去した鍛造クランク軸1の要所を上下から金型で僅かにプレス圧下し、最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、クランク軸1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、更にはアーム部A及びウエイト部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 deburring process, the forged material 6 with the burr 6a obtained by finish punching is held by a die from above and below, and the burr 6a is punched and removed by a blade mold. Thereby, as shown in FIG.1 (f), the forge crankshaft 1 is obtained. In the shaping process, the key points of the forged crankshaft 1 from which burrs have been removed are slightly pressed down from above and below with a mold to correct the dimensional shape of the final product. Here, the essential parts of the crankshaft 1 correspond to, for example, a shaft portion such as the journal portion J, the pin portion P, the front portion Fr, the flange portion Fl, and the arm portion A and the weight portion W. Thus, the forged crankshaft 1 is manufactured.
図1に示す製造工程は、図1(f)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。ここで、4気筒−4枚カウンターウエイトのクランク軸では、8枚のアーム部Aのうち、一部のアームにウエイト部Wを設ける。例えば先頭の第1アーム部A1、最後尾の第8アーム部A8、及び中央の2枚のアーム部(第4アーム部A4、第5アーム部A5)にウエイト部Wを設ける。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 FIG. 1 is applicable not only to the crankshaft of the 4-cylinder-8-counterweight shown in FIG. 1 (f) but also to various crankshafts. For example, the present invention can be applied to a crankshaft of a 4-cylinder-4 counterweight. Here, in the crankshaft of the four-cylinder / four-piece counterweight, among the eight arm portions A, the weight portion W is provided in a part of the arms. For example, the weight part W is provided in the first first arm part A1, the last eighth arm part A8, and the central two arm parts (fourth arm part A4, fifth arm part A5). 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、レシプロエンジンの基幹部品であるクランク軸にも、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を図る従来技術としては、下記のものがある。 In recent years, in particular, reciprocating engines for automobiles are required to be lighter in order to improve fuel efficiency. For this reason, the crankshaft, which is a basic part of a reciprocating engine, is also required to be lighter. Examples of conventional techniques for reducing the weight of a forged crankshaft include the following.
特許文献1及び2には、ジャーナル部側の表面に穴部が形成されたアーム部が記載され、このアーム部を有するクランク軸の製造方法も記載されている。アーム部の穴部は、ジャーナル部の軸心とピン部の軸心とを結ぶ直線(以下、「アーム部中心線」ともいう)上に形成され、ピン部に向けて大きく深く窪む。このような同文献に記載されたアーム部は、穴部の体積分が軽量化される。アーム部の軽量化は、アーム部と対をなすウエイト部の重量軽減につながり、ひいては鍛造クランク軸全体の軽量化につながる。また、同文献に開示されたアーム部は、アーム部中心線を間に挟むピン部近傍の両側部で厚みが厚く維持されていることから、剛性(ねじり剛性及び曲げ剛性)も確保される。
このように、アーム部の両側部の厚みを厚く維持しつつ、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを持たせれば、軽量化と剛性確保を同時に図ることができる。 In this way, if the surface of the arm part on the journal part side is provided with a dent while maintaining the thickness of both side parts of the arm part, it is possible to reduce the weight and ensure the rigidity at the same time.
ただし、そのような独特な形状のアーム部を有する鍛造クランク軸は、従来の製造方法では製造することが困難である。型鍛造工程において、アーム部表面に凹みを形成しようとすれば、当該凹み部位の金型の型抜き勾配が逆勾配になり、成形された鍛造材が金型から抜けなくなる事態が生じるからである。 However, it is difficult to manufacture a forged crankshaft having such a uniquely shaped arm portion by a conventional manufacturing method. In the die forging process, if a dent is to be formed on the surface of the arm portion, the die cutting gradient of the die at the dent portion becomes a reverse gradient, and a situation occurs in which the molded forging material cannot be removed from the die. .
そのような事態に対処するため、特許文献1及び2に記載された製造方法では、型鍛造工程ではアーム部表面に凹みを形成することなくアーム部を小さく成形することとしている。また、バリ抜き工程の後に、アーム部の表面にパンチを押し込み、そのパンチの痕跡によって凹みを形成することとしている。
In order to cope with such a situation, in the manufacturing methods described in
確かに、前記特許文献1及び2に記載された製造方法によれば、アーム部の両側部の厚みを厚く維持しつつ、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを形成することが可能となる。これにより、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を製造することができる。
Certainly, according to the manufacturing methods described in
しかし、この製造方法では、アーム部表面に凹みを形成するために、アーム部表面にパンチを強く押し込んでアーム部全体を変形させることから、パンチの押し込みに多大な力を要する。このため、パンチに多大な力を付与するための格別な設備構成が必要であり、パンチの耐久性に関しても配慮が必要となる。 However, in this manufacturing method, in order to form a dent on the surface of the arm portion, the punch is strongly pressed into the surface of the arm portion to deform the entire arm portion, so that a great force is required for pushing the punch. For this reason, a special equipment configuration for applying a great force to the punch is required, and consideration is also required for the durability of the punch.
本発明の目的は、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を簡便に得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。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the forge crankshaft which can obtain the forge crankshaft which aimed at weight reduction and rigidity ensuring simultaneously easily.
本発明の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、その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、を有する鍛造クランク軸の製造方法である。当該製造方法は、型鍛造工程と、バリ抜き工程と、余肉部折り曲げ工程と、を含む。前記型鍛造工程では、前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する余肉部を有するクランク軸の形状が造形されたバリ付きの仕上げ鍛造材を成形する。前記バリ抜き工程では、前記型鍛造工程で成形した前記仕上げ鍛造材からバリを除去する。前記余肉部折り曲げ工程では、前記バリ抜き工程でバリを除去してなるクランク軸に対し、ロールを前記ピン部の偏心方向に沿って移動させながら前記クランクアーム部の前記余肉部に押し当てることにより、前記クランクアーム部の前記余肉部を、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げる。 A method for 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, and a crank arm part connecting the journal part and the pin part. It is a manufacturing method of a forged crankshaft. The manufacturing method includes a die forging step, a deburring step, and a surplus portion bending step. In the die forging step, a finished forged material with burrs in which the shape of the crankshaft having a surplus portion protruding from the outer periphery is formed on the outer periphery of each side portion in the vicinity of the pin portion of the crank arm portion is formed. In the deburring step, burrs are removed from the finished forged material formed in the die forging step. In the surplus portion bending step, the roll is pressed against the surplus portion of the crank arm portion while moving the roll along the eccentric direction of the pin portion against the crankshaft formed by removing the burr in the deburring step. Accordingly, the surplus portion of the crank arm portion is bent toward the surface of the crank arm portion on the journal portion side.
上記の製造方法において、前記余肉部折り曲げ工程では、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面のうちで前記両側部の領域を少なくとも除く表面を、第1金型の押し当てにより保持する構成とするのが好ましい。 In the manufacturing method, in the surplus portion bending step, the surface of the crank arm portion on the journal portion side excluding at least the regions on both sides is held by pressing the first mold. Is preferable.
上記の製造方法において、前記型鍛造工程で成形する前記仕上げ鍛造材の前記余肉部は、前記クランクアーム部の前記両側部から前記ピン部の偏心方向の頂部までの範囲の外周から突出する構成とすることができる。 In the above manufacturing method, the surplus portion of the finish forged material formed in the die forging step protrudes from an outer periphery in a range from the both side portions of the crank arm portion to a top portion in the eccentric direction of the pin portion. It can be.
上記の製造方法において、前記余肉部折り曲げ工程は、金型を用いたプレス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構成とするのが好ましい。 In the above manufacturing method, the surplus portion bending step is preferably performed in a shaping step of correcting the shape of the crankshaft by pressing with a mold.
本発明によれば、アーム部の両側部の外周に局部的に突出する余肉部を形成し、この局部的に突出する余肉部を、ロールの押し当てによって折り曲げる。これにより、アーム部の両側部の厚みを厚く維持しつつ、アーム部のジャーナル部側の表面に凹みを形成することが可能となる。このため、得られる鍛造クランク軸において、軽量化と剛性確保を同時に図ることができる。その製造の際、局部的に突出する余肉部をロールの押し当てによって折り曲げるだけで十分であることから、多大な力を要することなく簡便に行える。 According to this invention, the surplus part which protrudes locally is formed in the outer periphery of the both sides of an arm part, and this surplus part which protrudes locally is bent by pressing of a roll. Thereby, it becomes possible to form a dent in the surface of the arm part on the journal part side while keeping the thickness of both side parts of the arm part thick. For this reason, in the obtained forged crankshaft, weight reduction and rigidity ensuring can be achieved simultaneously. At the time of manufacture, it is sufficient to bend the surplus portion protruding locally by pressing the roll, so that it can be easily performed without requiring a great deal of force.
本発明の鍛造クランク軸の製造方法は、第1実施形態及び第2実施形態を採用することができる。第1実施形態と第2実施形態では、鍛造クランク軸のアーム部形状が異なる。具体的には、第1実施形態では、後述の図2に示すように、整形前の鍛造クランク軸のアーム部Aにおいて、クランクアーム部の両側部(Aa、Ab)に余肉部(Aaa、Aba)を設ける。これに対し、第2実施形態では、後述の図6に示すように、整形前の鍛造クランク軸のアーム部Aにおいて、クランクアーム部の両側部(Aa、Ab)からピン部の偏心方向の頂部Ac(以下、「ピントップ部」ともいう)までの範囲に余肉部(Aaa、Aba、Aca)を設ける。 The manufacturing method of the forged crankshaft of this invention can employ | adopt 1st Embodiment and 2nd Embodiment. The first embodiment and the second embodiment differ in the shape of the arm portion of the forged crankshaft. Specifically, in the first embodiment, as shown in FIG. 2 to be described later, in the arm portion A of the forged crankshaft before shaping, the surplus portions (Aaa, Aba) is provided. On the other hand, in the second embodiment, as shown in FIG. 6 described later, in the arm part A of the forged crankshaft before shaping, the top part of the pin part in the eccentric direction from both side parts (Aa, Ab) of the crank arm part. Surplus portions (Aaa, Aba, Aca) are provided in a range up to Ac (hereinafter also referred to as “pin top portion”).
以下に、本発明の鍛造クランク軸の製造方法について、第1実施形態と第2実施形態とに分けて説明する。 Below, the manufacturing method of the forged crankshaft of this invention is divided and demonstrated to 1st Embodiment and 2nd Embodiment.
[第1実施形態]
第1実施形態では、前記図1に示す製造工程を採用できる。すなわち、第1実施形態は、予備成形(ロール成形と曲げ打ち)、型鍛造(荒打ちと仕上げ打ち)、バリ抜き、及び整形の各工程を含む。予備成形、型鍛造、バリ抜き及び整形の各工程は、いずれも熱間で行う。
[First Embodiment]
In the first embodiment, the manufacturing process shown in FIG. 1 can be adopted. That is, the first embodiment includes the steps of preliminary forming (roll forming and bending), die forging (roughing and finishing), deburring, and shaping. Each process of pre-forming, die forging, deburring and shaping is performed hot.
1.クランク軸のアーム部の形状
図2は、本発明の第1実施形態における整形前のクランク軸のアーム部形状を示す模式図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)はジャーナル部側から見たときの正面図、同図(c)は上面図、同図(d)はA−A断面図である。
1. FIG. 2 is a schematic diagram showing the shape of the arm portion of the crankshaft before shaping in the first embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) is a perspective view, and FIG. 2 (b) is a perspective view. When viewed from the journal side, the front view, FIG. 10C is a top view, and FIG.
図3は、本発明の第1実施形態における整形後のクランク軸のアーム部形状を示す模式図であり、同図(a)は斜視図、同図(b)はジャーナル部側から見たときの正面図、同図(c)は上面図、同図(d)はB−B断面図である。 3A and 3B are schematic views showing the shape of the arm portion of the crankshaft after shaping in the first embodiment of the present invention, where FIG. 3A is a perspective view and FIG. 3B is a view from the journal portion side. FIG. 4C is a top view, and FIG. 4D is a cross-sectional view along the line BB.
図2及び図3では、クランク軸のアーム部(ウエイト部を含む)の1つを代表的に抽出して示しており、残りのクランク軸のアーム部を省略する。 2 and 3, one of the crankshaft arm portions (including the weight portion) is representatively extracted, and the remaining crankshaft arm portions are omitted.
第1実施形態の整形後のアーム部Aでは、換言すると、最終製品である鍛造クランク軸のアーム部Aでは、図3に示すように、ピン部P近傍の両側部(Aa、Ab)がジャーナル部J側に膨らみ、それらの両側部(Aa、Ab)の厚みが厚くされる。更に、そのアーム部Aは、ジャーナル部J側の表面のうち、両側部(Aa、Ab)の内側の領域Asに、凹みを有する。 In the arm part A after shaping according to the first embodiment, in other words, in the arm part A of the forged crankshaft that is the final product, both side parts (Aa, Ab) near the pin part P are journals as shown in FIG. It swells to the part J side, and the thickness of those both sides (Aa, Ab) is made thick. Furthermore, the arm part A has a dent in the area | region As inside a both-sides part (Aa, Ab) among the surfaces by the side of the journal part J.
このように整形後のアーム部Aは、両側部(Aa、Ab)の厚みが厚く維持されるとともに、ジャーナル部J側の表面に凹みが形成されている。このため、第1実施形態による鍛造クランク軸は、アーム部A表面の凹みによって軽量化を図ることができる。加えて、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の厚み維持によって剛性の確保を図ることができる。 Thus, the arm part A after shaping maintains the thickness of both side parts (Aa, Ab) thick, and has a recess formed on the surface on the journal part J side. For this reason, the forged crankshaft by 1st Embodiment can achieve weight reduction by the dent of the arm part A surface. In addition, it is possible to ensure rigidity by maintaining the thickness of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A.
これに対し、整形前のアーム部Aは、図2に示すように、ジャーナル部J側の表面のうち、両側部(Aa、Ab)の内側の領域Asに、整形後の最終製品形状と合致する凹みを持つ。その凹みはアーム部Aの両側部(Aa、Ab)の領域まで滑らかに広がっている。これにより、そのアーム部形状は、両側部(Aa、Ab)の厚みが整形後の最終製品の厚みよりも薄い。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the arm part A before shaping matches the final product shape after shaping in the area As inside the both side parts (Aa, Ab) of the surface on the journal part J side. Have a dent to do. The indentation smoothly extends to the regions on both sides (Aa, Ab) of the arm part A. Thereby, as for the arm part shape, the thickness of both sides (Aa, Ab) is thinner than the thickness of the final product after shaping.
更に、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)には、それぞれの外周に当該外周から突出する余肉部(Aaa、Aba)が形成される。この余肉部(Aaa、Aba)は、板状であり、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の外周に沿って設けられる。余肉部(Aaa、Aba)の厚みは、その根元の両側部(Aa、Ab)の厚みと比べ、同程度であるか又は薄い。 Furthermore, the surplus part (Aaa, Aba) which protrudes from the said outer periphery is formed in the both outer peripheral parts (Aa, Ab) of the arm part A, respectively. The surplus portions (Aaa, Aba) are plate-like and are provided along the outer periphery of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A. The thickness of the surplus portion (Aaa, Aba) is comparable or thin compared to the thickness of both side portions (Aa, Ab) at the base.
2.鍛造クランク軸の製造方法
上述のとおり、第1実施形態は、予備成形、型鍛造、バリ抜き、及び整形の各工程を含み、いずれの工程も熱間で一連に行われる。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との間に、捩り工程が追加される。
2. As described above, the first embodiment includes the steps of preforming, die forging, deburring, and shaping, and all the steps are performed in series. 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.
第1実施形態では、前記図1に示す従来の製造方法と同様にして、予備成形工程で曲げ荒地を成形する。 In the first embodiment, in the same manner as in the conventional manufacturing method shown in FIG.
次に、型鍛造工程(荒打ちと仕上げ打ち)で、その曲げ荒地からバリ付きの仕上げ鍛造材を成形する。その際、クランク軸のアーム部形状を、前記図2に示すような形状とする。具体的には、クランク軸のアーム部Aは、上記の通り、ジャーナル部J表面に凹みが形成され、両側部(Aa、Ab)の外周に板状の余肉部(Aaa、Aba)が形成される。その凹みは、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の領域まで滑らかに広がり、余肉部(Aaa、Aba)の厚みは、その根元の両側部(Aa、Ab)の厚みと比べ、同程度であるか又は薄い。 Next, in the die forging process (rough punching and finish punching), a finished forged material with burrs is formed from the bent rough ground. At this time, the shape of the arm portion of the crankshaft is as shown in FIG. Specifically, as described above, the arm part A of the crankshaft has a recess formed on the surface of the journal part J, and plate-shaped surplus parts (Aaa, Aba) are formed on the outer periphery of both side parts (Aa, Ab). Is done. The indentation smoothly spreads to the areas on both sides (Aa, Ab) of the arm part A, and the thickness of the surplus part (Aaa, Aba) is the same as the thickness of both sides (Aa, Ab) at the base. Moderate or thin.
荒打ちと仕上げ打ちのいずれの型鍛造も、上下に一対の金型を用いたプレス鍛造により行う。型鍛造に用いる金型には、それらの形状を反映した型彫刻部が彫り込まれている。型彫刻部の型抜き勾配は、アーム部表面の凹みに対応する部位、及びアーム部外周の余肉部(Aaa、Aba)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、型鍛造は支障なく行える。 Both rough and finish die forging are performed by press forging using a pair of upper and lower dies. A mold engraving portion reflecting the shape is engraved in a mold used for mold forging. The die cutting gradient of the mold engraving portion does not become a reverse gradient in any of the portion corresponding to the dent on the surface of the arm portion and the portion corresponding to the surplus portion (Aaa, Aba) on the outer periphery of the arm portion. For this reason, die forging can be performed without any problem.
続いて、バリ抜き工程で、バリ付きの仕上げ鍛造材からバリを打ち抜いて除去することにより、鍛造クランク軸を得る。バリ抜き工程を経て得られたクランク軸は、前記図2に示す形状のアーム部を有し、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の外周に余肉部(Aaa、Aba)が形成されている。 Subsequently, in the deburring step, the forged crankshaft is obtained by punching and removing the burrs from the finished forged material with burrs. The crankshaft obtained through the deburring process has an arm portion having the shape shown in FIG. 2, and surplus portions (Aaa, Aba) are formed on the outer periphery of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A. ing.
そして、整形工程に移行する。第1実施形態の整形工程では、従来の一般的な整形工程と同様に、上下に一対の金型を用いる。加えて、ロールとともに第1金型を用いる。 And it transfers to a shaping process. In the shaping process of the first embodiment, a pair of upper and lower dies are used in the same manner as in the conventional general shaping process. In addition, the first mold is used together with the roll.
図4は、本発明の第1実施形態の整形工程におけるロールの動作例を示す模式図であり、同図(a)は整形前の状態を示す正面図、同図(b)は折り曲げ時の状態を示す断面図、同図(c)は整形後の状態を示す正面図である。同図では、整形用金型及び第1金型の図示を省略する。また、同図(b)は、同図(a)のX位置をロール11が通過する時の状態を示すX位置の断面図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of roll operation in the shaping process of the first embodiment of the present invention, where FIG. 4A is a front view showing a state before shaping, and FIG. Sectional drawing which shows a state, The figure (c) is a front view which shows the state after shaping. In the figure, the shaping mold and the first mold are not shown. FIG. 2B is a cross-sectional view of the X position showing a state when the
図5は、本発明の第1実施形態の整形工程における第1金型の動作例を模式的に示す上面図であり、同図(a)は第1金型を押し付けた状態を、同図(b)は整形後の状態をそれぞれ示す。同図では、整形用金型及びロールの図示を省略する。 FIG. 5 is a top view schematically showing an operation example of the first mold in the shaping process of the first embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) shows a state in which the first mold is pressed. (B) shows the state after shaping, respectively. In the figure, illustration of the shaping mold and the roll is omitted.
整形用金型(図示なし)には、型彫刻部が彫り込まれており、その型彫刻部には、前記図3に示すクランク軸の最終製品形状のうち、アーム部Aを除いた部分(例:ジャーナル部J、ピン部P)の形状が反映されている。整形用金型は、ロールを収容するため、アーム部Aに対応する部位がピン部Pの偏心方向に大きく開放されている。更に、整形用金型は、第1金型を収容するため、アーム部Aのジャーナル部J側の表面の凹みに対応する部位が開放されている。 A mold engraving portion is engraved in the shaping mold (not shown), and the portion of the final product shape of the crankshaft shown in FIG. 3 excluding the arm portion A (example) is engraved in the mold engraving portion. : The shape of the journal portion J and the pin portion P) is reflected. Since the shaping mold accommodates the roll, the part corresponding to the arm part A is largely opened in the eccentric direction of the pin part P. Furthermore, since the shaping die accommodates the first die, a portion corresponding to the depression on the surface of the arm portion A on the journal portion J side is opened.
特に、第1実施形態の整形工程では、整形用金型に加え、ロール11と第1金型20が用いられる。ロール11及び第1金型20は、いずれも整形用金型から独立し、整形用金型の開放された部分に収容されている。
In particular, in the shaping step of the first embodiment, the
図4に示すようにロール11は、その形状が略円柱状であり、ホルダー(図示なし)によって回転可能に支持されている。また、ロール11は、クランク軸のアーム部Aの中心線(ピン部Pの偏心方向)に沿って進退移動が可能である。ロール11の進退移動は、ホルダーに連結された油圧シリンダ等によって実行される。このようなロール11は、上下で対をなすように設けられ、ロール11の回転軸は、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の外側面と略平行に配置される(図4(b)参照)。
As shown in FIG. 4, the
一方、第1金型20には、アーム部表面の凹みに対応する形状の型彫刻部が彫り込まれている。第1金型20は、アーム部表面の凹み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1金型20の進退移動は、第1金型20に連結された油圧シリンダ等によって実行される。
On the other hand, a mold engraving portion having a shape corresponding to the depression on the surface of the arm portion is engraved in the
このような整形用金型、ロール11及び第1金型20を用いた整形工程は、以下のように行われる。先ず、下側の整形用金型の型彫刻部に、バリ抜き後のクランク軸を収納する。このとき、ロール11及び第1金型20は、いずれもクランク軸から離間した退避状態にあり、アーム部Aは、アーム部外周の余肉部(Aaa、Aba)を含め、金型によって全く拘束されていない。
The shaping process using such a shaping mold, the
この状態から、上側の整形用金型を下側の整形用金型に向けて移動させる。これにより、クランク軸の軸部(例:ジャーナル部J、ピン部P、フロント部Fr、フランジ部Fl)、更にはウエイト部Wが僅かにプレス圧下され、最終製品の寸法形状に矯正される。 From this state, the upper shaping die is moved toward the lower shaping die. As a result, the shaft portion (e.g., journal portion J, pin portion P, front portion Fr, flange portion Fl) of the crankshaft and further the weight portion W are slightly pressed down and corrected to the dimensional shape of the final product.
整形用金型によるプレス圧下の後、第1金型20を進出させ、図5(a)に示すように、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に第1金型20を押し付ける。このとき、第1金型20は、アーム部Aのジャーナル部J側の表面のうちで、両側部(Aa、Ab)の領域を少なくとも除く凹み領域Asの表面に押し付けられている。
After the pressure reduction by the shaping die, the
次に、ロール11をピン部の偏心方向に沿って移動させる(図4(a)のハッチングを施した矢印参照)。その際、先ず、ロール11の外周面と余肉部(Aaa、Aba)のうちのピントップ部Ac側の部位とが接触し、その部位にロール11が押し当てられる。ロール11をさらに移動させると、余肉部(Aaa、Aba)のピントップ部Ac側の部位が、ロール11の外周面に沿って変形し、ジャーナル部J側の表面に向けて徐々に折り曲げられる。ロール11をさらに移動させると、余肉部(Aaa、Aba)が、ピントップ部Ac側からピン部の偏心方向に沿って順に折り曲げられる。最終的に、余肉部(Aaa、Aba)の全部が、ジャーナル部J側の表面に向けて折り曲げられる(図4(c)参照)。
Next, the
これにより、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)は、個々の余肉部(Aaa、Aba)の体積分だけジャーナル部J側の表面に向けて張り出す。このようにして、前記図3に示すように、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の厚みが厚くされ、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に凹みが形成されたクランク軸が得られる。 Thereby, both side parts (Aa, Ab) of the arm part A project toward the surface on the journal part J side by the volume of each surplus part (Aaa, Aba). In this way, as shown in FIG. 3, a crankshaft is obtained in which the thickness of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A is increased and the surface of the arm portion A on the journal portion J side is recessed. It is done.
また、ロールの押し当て時、アーム部Aは、そのジャーナル部J側の表面の凹み領域Asに第1金型20が押し当てられて拘束されているので、その凹み領域Asの形状が安定する。更に、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)は、ロールの押し当てによりジャーナル部J側に向けて張り出すが、その張り出し形状は第1金型20により精密に成形される。
Further, when the roll is pressed, the arm portion A is restrained by the
ロールの押し当てを完了した後、ロール11及び第1金型20を後退させてアーム部Aから待避させ、その後に、上側の整形用金型を上昇させてクランク軸を取り出す。
After the pressing of the roll is completed, the
このように第1実施形態によれば、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の厚みを厚く維持しつつ、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に凹みを形成することが可能となる。このため、第1実施形態は、軽量化と剛性確保を同時に図った鍛造クランク軸を製造することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to form a dent on the surface of the arm portion A on the journal portion J side while maintaining the thickness of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A thick. . For this reason, 1st Embodiment can manufacture the forge crankshaft which aimed at weight reduction and rigidity ensuring simultaneously.
また、第1実施形態は、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の外周に局部的に突出する余肉部(Aaa、Aba)を形成し、この局部的に突出する余肉部(Aaa、Aba)をロール11によって折り曲げる。このため、第1実施形態は、多大な力が不要であり、簡便に行える。
Moreover, 1st Embodiment forms the surplus part (Aaa, Aba) which protrudes locally on the outer periphery of the both sides (Aa, Ab) of the arm part A, This surplus part (Aaa) which protrudes locally , Aba) is bent by the
アーム部Aの表面に第1金型20を押し付ける場合、この第1金型20をそれ以上に押し込むわけではないので、第1金型20を保持する力は小さくて済む。また、アーム部Aの表面に第1金型20を押し付ける場合、ロール11の押し当てによってアーム部Aの最終的な形状を造形するにあたり、余肉部(Aaa、Aba)を単に折り曲げるだけとなる。このため、折り曲げの影響がジャーナル部等の他の部分に生じるのを防止できる。
When the
また、第1実施形態では、アーム部外周の余肉部(Aaa、Aba)の折り曲げを整形工程で実施しているので、従来の製造工程を変更する必要はない。もっとも、アーム部外周の余肉部(Aaa、Aba)の折り曲げは、バリ抜き工程の後であれば、整形工程とは別工程で行っても構わない。 Further, in the first embodiment, since the surplus portions (Aaa, Aba) on the outer periphery of the arm portion are bent in the shaping process, it is not necessary to change the conventional manufacturing process. However, the bending of the surplus portions (Aaa, Aba) on the outer periphery of the arm portion may be performed in a step different from the shaping step as long as it is after the deburring step.
[第2実施形態]
第2実施形態は、上記の第1実施形態を基本とし、鍛造クランク軸のアーム部形状を変更したものである。
[Second Embodiment]
The second embodiment is based on the first embodiment described above and changes the shape of the arm portion of the forged crankshaft.
1.クランク軸のアーム部の形状
図6は、本発明の第2実施形態における整形前のクランク軸のアーム部形状を示す模式図であり、同図(a)はジャーナル部側から見たときの正面図、同図(b)は上面図である。
1. 6. Shape of Crankshaft Arm Part FIG. 6 is a schematic diagram showing the shape of the crankshaft arm part before shaping in the second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a front view when viewed from the journal part side. The figure and the figure (b) are top views.
図7は、本発明の第2実施形態における整形後のクランク軸のアーム部形状を示す模式図であり、同図(a)はジャーナル部側から見たときの正面図、同図(b)は上面図である。 FIG. 7 is a schematic view showing the shape of the arm portion of the crankshaft after shaping according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 (a) is a front view when viewed from the journal portion side, and FIG. 7 (b). Is a top view.
第2実施形態の整形後のアーム部Aでは、換言すると、最終製品である鍛造クランク軸のアーム部Aでは、図7に示すように、上記の第1実施形態と同じく、両側部(Aa、Ab)の厚みが厚くされ、ジャーナル部J側表面の領域Asに凹みが設けられる。更に、第2実施形態の整形後のアーム部は、両側部(Aa、Ab)に加え、その両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの連続した範囲でも厚みが厚い。 In the arm part A after shaping in the second embodiment, in other words, in the arm part A of the forged crankshaft that is the final product, as shown in FIG. 7, both side parts (Aa, The thickness of Ab) is increased, and a recess is provided in the region As on the surface of the journal portion J. Further, the arm portion after shaping according to the second embodiment is thick even in a continuous range from both side portions (Aa, Ab) to the pin top portion Ac in addition to both side portions (Aa, Ab).
このように整形後のアーム部Aは、両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの範囲の厚みが連続的に厚く維持されるとともに、ジャーナル部J側の表面に凹みが形成されている。このため、第2実施形態による鍛造クランク軸は、アーム部A表面の凹みによって軽量化を図ることができる。加えて、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の厚み維持によって剛性の確保を図ることができる。 As described above, the shaped arm portion A is continuously thick in the range from the both side portions (Aa, Ab) to the pin top portion Ac, and has a depression formed on the surface on the journal portion J side. Yes. For this reason, the forged crankshaft by 2nd Embodiment can achieve weight reduction by the dent of the arm part A surface. In addition, it is possible to ensure rigidity by maintaining the thickness of both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A.
ここで、ピン部Pとアーム部Aのつなぎ目であるピンフィレット部には、応力集中が生じ易い。このため、疲労強度の向上を目的とし、高周波誘導加熱による焼入れをピンフィレット部に施す場合が多い。このとき、アーム部Aのピントップ部Acは、焼入れが施されるピンフィレット部に隣接するので、ある程度の厚みが確保されていないと、焼割れが生じるおそれがある。第2実施形態による鍛造クランク軸は、焼入れをピンフィレット部に施す場合に、アーム部Aのピントップ部Acの厚みが厚いことから、焼割れに対する抵抗性が優れる。 Here, stress concentration tends to occur in the pin fillet portion, which is a joint between the pin portion P and the arm portion A. For this reason, the pin fillet portion is often subjected to quenching by high frequency induction heating for the purpose of improving fatigue strength. At this time, since the pin top portion Ac of the arm portion A is adjacent to the pin fillet portion to which quenching is performed, there is a possibility that a crack will occur if a certain thickness is not ensured. The forged crankshaft according to the second embodiment is excellent in resistance to fire cracking because the pin top portion Ac of the arm portion A is thick when quenching is applied to the pin fillet portion.
一方、第2実施形態の整形前のアーム部は、図6に示すように、アーム部Aのジャーナル部J側の表面のうち、両側部(Aa、Ab)及びピントップ部Acの内側の領域Asに、整形後の最終製品形状と合致する凹みを有する。その凹みはアーム部Aの両側部(Aa、Ab)及びピントップ部Acの領域まで滑らかに広がっている。これにより、そのアーム部形状は、両側部(Aa、Ab)及びピントップ部Acの厚みが整形後の最終製品の厚みよりも薄い。 On the other hand, as shown in FIG. 6, the arm part before shaping according to the second embodiment is a region inside the both side parts (Aa, Ab) and the pin top part Ac on the surface on the journal part J side of the arm part A. As has a dent that matches the final product shape after shaping. The indentation smoothly extends to both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A and the pin top portion Ac. Thereby, as for the arm part shape, the thickness of both side parts (Aa, Ab) and the pin top part Ac is thinner than the thickness of the final product after shaping.
更に、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの範囲には、その範囲の外周に当該外周から突出する余肉部(Aaa、Aba、Aca)が形成されている。この余肉部(Aaa、Aba、Aca)は、板状であり、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの範囲の外周に沿って設けられる。 Furthermore, surplus portions (Aaa, Aba, Aca) projecting from the outer periphery are formed on the outer periphery of the range in the range from both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A to the pin top portion Ac. The surplus portions (Aaa, Aba, Aca) are plate-like, and are provided along the outer periphery in a range from both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A to the pin top portion Ac.
余肉部(Aaa、Aba)の厚みは、その根元の両側部(Aa、Ab)の厚みと比べ、同程度であるか又は薄い。また、余肉部Acaの厚みは、アーム部Aのピントップ部Acの厚みと比べ、同程度であるか又は薄い。 The thickness of the surplus portion (Aaa, Aba) is comparable or thin compared to the thickness of both side portions (Aa, Ab) at the base. Further, the thickness of the surplus portion Aca is comparable to or thinner than the thickness of the pin top portion Ac of the arm portion A.
2.鍛造クランク軸の製造方法
第2実施形態の工程は、上記の第1実施形態と同様とする。すなわち、型鍛造工程及びバリ抜き工程によってクランク軸を得て、整形前のクランク軸のアーム部を前記図6に示すような形状とする。バリ抜きされたクランク軸から、整形工程によって最終製品(整形後)のクランク軸を得て、最終製品のクランク軸のアーム部を前記図7に示すような形状とする。
2. Manufacturing method of forged crankshaft The process of 2nd Embodiment is the same as that of said 1st Embodiment. That is, a crankshaft is obtained by a die forging process and a deburring process, and the arm part of the crankshaft before shaping is shaped as shown in FIG. The crankshaft of the final product (after shaping) is obtained from the deburred crankshaft by a shaping process, and the arm portion of the crankshaft of the final product is shaped as shown in FIG.
図8は、本発明の第2実施形態の整形工程におけるロールの動作例を示す模式図であり、同図(a)は整形前の状態を示す正面図、同図(b)は折り曲げ時の状態を示す断面図、同図(c)は整形後の状態を示す正面図である。同図では、整形用金型及び第1金型の図示を省略する。また、同図(b)は、同図(a)のY位置をロール12が通過する時の状態を示すY位置の断面図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of roll operation in the shaping process of the second embodiment of the present invention, where FIG. 8A is a front view showing a state before shaping, and FIG. Sectional drawing which shows a state, The figure (c) is a front view which shows the state after shaping. In the figure, the shaping mold and the first mold are not shown. FIG. 2B is a cross-sectional view of the Y position showing a state when the
図9は、本発明の第2実施形態の整形工程における第1金型の動作例を模式的に示す側面図であり、同図(a)は第1金型を押し付けた状態を、同図(b)は整形後の状態をそれぞれ示す。同図では、整形用金型及びロールの図示を省略する。 FIG. 9 is a side view schematically showing an operation example of the first mold in the shaping process of the second embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a state in which the first mold is pressed. (B) shows the state after shaping, respectively. In the figure, illustration of the shaping mold and the roll is omitted.
第2実施形態の整形工程では、上記の第1実施形態で用いた整形用金型及び第1金型20が用いられる。また、図8に示すロール12は、上記の第1実施形態で用いたロール11と同様に、回転可能、かつ、クランク軸のアーム部Aの中心線(ピン部Pの偏心方向)に沿って進退移動が可能である。
In the shaping process of the second embodiment, the shaping mold and the
図8に示すロール12の形状は、上記の第1実施形態で用いたロール11と異なり、円錐台状である。また、図8に示すロール12は、上下に、換言すると、クランク軸のアーム部Aの中心面と垂直な方向(同図(a)の破線矢印参照)に移動可能である。このロール12の上下への移動は、例えば、スライダーと、ロール12をアーム部中心面側に向けて付勢する付勢手段(例えばばね)とで実現できる。ここで、「アーム部Aの中心面」とは、ジャーナル部の軸心とピン部の軸心とを含む平面である。
Unlike the
第2実施形態の整形工程では、上記の第1実施形態と同様に、整形用金型によるプレス圧下の後、第1金型20を進出させる。これにより、図9(a)に示すように、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に第1金型20を押し付ける。
In the shaping process of the second embodiment, the
次に、ロール12をピン部の偏心方向に沿って移動させる(図8(a)のハッチングを施した矢印参照)。その際、先ず、余肉部(Aaa、Aba、Aca)のうちでピントップ部Acの周辺の部位と、ロール12の外周面とが接触し、その部位にロール12が押し当てられる。ロール12をさらに偏心方向に沿って移動させると、ピントップ部Acの周辺の部位が、ロール12の外周面に沿って変形し、ジャーナル部J側の表面に向けて徐々に折り曲げられる。ロール12をさらに偏心方向に沿って移動させると、余肉部(Aaa、Aba、Aca)が、ピントップ部Ac周辺から両側部(Aa、Ab)まで順に折り曲げられる。その過程で、ロール12は、アーム部Aのピントップ部Ac及び両側部Aaの外周形状に沿って上下に移動する。最終的に、余肉部(Aaa、Aba、Aca)の全部が、ジャーナル部J側の表面に向けて折り曲げられる。
Next, the
これにより、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)及びピントップ部Acの余肉部Acaは、個々の余肉部(Aaa、Aba、Aca)の体積分だけジャーナル部J側の表面に向けて張り出す。このため、得られるクランク軸では、前記図7に示すように、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの連続した範囲における厚みが厚くなる。また、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に凹みが形成される。 As a result, both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A and the surplus portion Aca of the pin top portion Ac are directed toward the surface on the journal portion J side by the volume of each surplus portion (Aaa, Aba, Aca). Overhang. For this reason, in the obtained crankshaft, as shown in FIG. 7, the thickness in the continuous range from both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A to the pin top portion Ac is increased. Further, a recess is formed on the surface of the arm part A on the journal part J side.
このような第2実施形態によれば、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)からピントップ部Acまでの範囲の厚みを連続的に厚く維持しつつ、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に凹みを形成することが可能となる。これにより、第2実施形態は、得られる鍛造クランク軸において、軽量化と剛性確保を同時に図ることが可能となり、更に焼割れに対する抵抗性を向上できる。 According to the second embodiment as described above, the thickness of the range from the both side portions (Aa, Ab) of the arm portion A to the pin top portion Ac is continuously increased, while the journal portion J side of the arm portion A is maintained. It becomes possible to form a dent on the surface. Thereby, 2nd Embodiment can aim at weight reduction and rigidity ensuring simultaneously in the forge crankshaft obtained, and can further improve the resistance with respect to a burning crack.
この第2実施形態は、アーム部Aの外周に局部的に突出する余肉部(Aaa、Aba、Aca)を形成し、この余肉部(Aaa、Aba、Aca)をロールによって折り曲げる。このため、第2実施形態は、多大な力が不要であり、簡便に行える。 In the second embodiment, surplus portions (Aaa, Aba, Aca) projecting locally are formed on the outer periphery of the arm portion A, and the surplus portions (Aaa, Aba, Aca) are bent by a roll. For this reason, the second embodiment does not require a great deal of force and can be easily performed.
勿論、第2実施形態は、上記の第1実施形態と同様の効果を奏することができる。 Of course, the second embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、第1金型20は必ずしも必要ではない。アーム部Aの精密な寸法精度が要求されなければ、第1金型20が無くても、ロールによってアーム部外周の余肉部(Aaa、Aba)を折り曲げることにより、アーム部Aの両側部(Aa、Ab)の厚みを厚く維持しつつ、アーム部Aのジャーナル部J側の表面に凹みを形成することができるからである。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the
ロールの形状及び構成は、前記図4に示すロールの形状及び構成や、前記図8に示すロールの形状及び構成に限定されない。本発明では、例えば、バレル状のロール(以下、「バレル型ロール」ともいう)を用いてもよい。 The shape and configuration of the roll are not limited to the shape and configuration of the roll shown in FIG. 4 or the shape and configuration of the roll shown in FIG. In the present invention, for example, a barrel-shaped roll (hereinafter also referred to as “barrel-type roll”) may be used.
図10は、バレル型ロールを用いる場合の構成例を模式的に示す断面図である。同図では、クランク軸から、一つのピン部Pと、そのピン部Pの両端に位置する一対のアーム部(A1、A2)とを抽出して示す。同図に示すバレル型ロール13は、第1テーパー面13a及び第2テーパー面13bを有する。第1テーパー面13a及び第2テーパー面13bは、いずれも、回転軸方向の中央位置から遠ざかるのに伴って外径が小さくなる。この場合、整形用金型は、ロールを収容するため、一対のアーム部に対応する部位とともに一対のアーム部の間がピン部Pの偏心方向に大きく開放されている。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a configuration example in the case of using a barrel-type roll. In the drawing, one pin portion P and a pair of arm portions (A1, A2) located at both ends of the pin portion P are extracted from the crankshaft. The
このような形状のバレル型ロール13を用いる整形工程では、第1テーパー面13aによって第1のアーム部A1の余肉部を折り曲げるとともに、第2テーパー面13bによって第2のアーム部A2余肉部を折り曲げる。このようにバレル型ロールを用いれば、一対のアーム部の余肉部を同時に折り曲げることができる。
In the shaping process using the barrel-
具体的には、第1実施形態では、略円柱状のロールに限定されることなく、円錐台状のロール又はバレル型ロールを用いることができる。また、第2実施形態では、円錐台状のロールに限定されることなく、略円柱状のロール又はバレル型ロールを用いることができる。 Specifically, in the first embodiment, a truncated cone-shaped roll or a barrel-type roll can be used without being limited to a substantially cylindrical roll. Moreover, in 2nd Embodiment, it is not limited to a truncated cone-shaped roll, A substantially cylindrical roll or a barrel-type roll can be used.
また、本発明は、アーム部中心面と垂直な方向へのロールの移動について、ロールの形状やアーム部の形状に応じて適宜設定することができる。具体的には、第1実施形態では、アーム部中心面と垂直な方向にロールが移動不能な場合に限定されることなく、第2実施形態と同様にアーム部中心面と垂直な方向にロールを移動可能としてもよい。 In the present invention, the movement of the roll in the direction perpendicular to the center plane of the arm portion can be appropriately set according to the shape of the roll and the shape of the arm portion. Specifically, in the first embodiment, the roll is not limited to the case where the roll cannot move in the direction perpendicular to the arm portion center plane, and the roll in the direction perpendicular to the arm portion center plane is the same as in the second embodiment. May be movable.
一方、第2実施形態では、ロールとして、アーム部中心面と垂直な方向に移動可能なロール12を用いたが、第1実施形態と同様に、アーム部中心面と垂直な方向に移動することがないロールを用いてもよい。この場合、余肉部のうちでピントップ部Ac周辺の部位を折り曲げることができないが、型鍛造工程で造形されるピントップ部Ac周辺の形状を適宜変更する等の対策を講じれば、クランク軸の機能等に悪影響が生じることなく、焼割れに対する抵抗性も維持できる。
On the other hand, in the second embodiment, the
本発明は、あらゆる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 to be mounted on any 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、 Aa、Ab:アーム部の側部、
Ac:アーム部のピントップ部、
As:アーム部のジャーナル部側表面における両側部の内側領域、
Aaa、Aba、Aca:余肉部、
11〜13:ロール、 13a:第1テーパー面、 13b:第2テーパー面、
20:第1金型
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-W8: Counterweight part, Aa, Ab: Side part of arm part,
Ac: Pin top part of the arm part,
As: Inner region of both side portions on the journal side surface of the arm portion,
Aaa, Aba, Aca: surplus part,
11-13: Roll, 13a: 1st taper surface, 13b: 2nd taper surface,
20: First mold
Claims (4)
当該製造方法は、
前記クランクアーム部の前記ピン部近傍の両側部それぞれの外周に当該外周から突出する余肉部を有するクランク軸の形状が造形されたバリ付きの仕上げ鍛造材を成形する型鍛造工程と、
前記型鍛造工程で成形した前記仕上げ鍛造材からバリを除去するバリ抜き工程と、
前記バリ抜き工程でバリを除去してなるクランク軸に対し、ロールを前記ピン部の偏心方向に沿って移動させながら前記クランクアーム部の前記余肉部に押し当てることにより、前記クランクアーム部の前記余肉部を、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面に向けて折り曲げる余肉部折り曲げ工程と、を含む、鍛造クランク軸の製造方法。 A forging crankshaft manufacturing method comprising: a journal part serving as a rotation center; a pin part eccentric with respect to the journal part; and a crank arm part connecting the journal part and the pin part,
The manufacturing method is
A die forging step of forming a finished forging material with a burr in which the shape of a crankshaft having a surplus portion projecting from the outer periphery is formed on the outer periphery of each side portion of the crank arm portion in the vicinity of the pin portion;
A deburring process for removing burrs from the finished forged material formed in the die forging process;
By pressing the roll against the extra portion of the crank arm portion while moving the roll along the eccentric direction of the pin portion against the crankshaft formed by removing the burrs in the deburring step, And a surplus portion bending step of bending the surplus portion toward the journal portion side surface of the crank arm portion.
前記余肉部折り曲げ工程では、前記クランクアーム部の前記ジャーナル部側の表面のうちで前記両側部の領域を少なくとも除く表面を、第1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 Claim 1,
In the surplus part bending step, a forged crankshaft manufacturing method of holding at least the surface of the crank arm part on the journal part side excluding the regions on both sides by pressing a first die. .
前記型鍛造工程で成形する前記仕上げ鍛造材の前記余肉部は、前記クランクアーム部の前記両側部から前記ピン部の偏心方向の頂部までの範囲の外周から突出する、鍛造クランク軸の製造方法。 In the manufacturing method of the forged crankshaft of Claim 1 or 2,
The forged crankshaft manufacturing method, wherein the surplus portion of the finish forged material formed in the die forging step protrudes from an outer periphery in a range from the both side portions of the crank arm portion to a top portion in the eccentric direction of the pin portion. .
前記余肉部折り曲げ工程は、金型を用いたプレス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 in any one of Claims 1-3,
The method of manufacturing a forged crankshaft, wherein the surplus part bending step is performed in a shaping step of correcting the shape of the crankshaft by press reduction using a mold.
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