JPH1029032A - Die for forging crank shaft, and manufacture of crank shaft - Google Patents
Die for forging crank shaft, and manufacture of crank shaftInfo
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- JPH1029032A JPH1029032A JP18755996A JP18755996A JPH1029032A JP H1029032 A JPH1029032 A JP H1029032A JP 18755996 A JP18755996 A JP 18755996A JP 18755996 A JP18755996 A JP 18755996A JP H1029032 A JPH1029032 A JP H1029032A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、クランク軸鍛造用
金型及びクランク軸の製造方法に関する。The present invention relates to a die for forging a crankshaft and a method for manufacturing a crankshaft.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車などのクランク軸は、従来、鋳造
や鍛造によって製造されてきた。しかし、近年、エンジ
ンの軽量化や高出力化が進むに伴い、クランク軸には高
強度、高靭性が要求されるようになり、鍛造品の需要が
高まっている。2. Description of the Related Art Crankshafts for automobiles and the like have conventionally been manufactured by casting or forging. However, in recent years, as the weight and output of engines have been reduced, high strength and high toughness have been required for crankshafts, and demand for forged products has been increasing.
【0003】鍛造で製造されるクランク軸は、機械構造
用の中炭素鋼などの角ビレット又は丸ビレットを素材と
して、ロール成形、曲げ加工、荒打ち(型鍛造の
第1工程)、仕上げ打ち(型鍛造の第2工程)、バ
リ取りの各工程を経て製造されてきた。[0003] Crankshafts manufactured by forging are made of square billets or round billets such as medium carbon steel for machine structures, and are formed by roll forming, bending, roughing (the first step of die forging), and finishing ( (2nd process of die forging) and each process of deburring.
【0004】図4にクランク軸の一例を示す。図におい
て、左側がクランク軸の側面図、右側が平面図である。
クランク軸のクランクアーム4a〜4hには大きな体積を有
するカウンターウェイト4a' 〜4h' が設けられている。
このカウンターウェイト4a’〜4h’ の形状は、図
4に見られるように、クランクアーム4a〜4hが接続する
クランクピン5a〜5dの中心軸とクランクジャーナル6a〜
6eの中心軸を通る平面から大きく張り出したものであ
る。なお、側面図においてはフロント部 7とフランジ部
8 は省略した。FIG. 4 shows an example of a crankshaft. In the drawings, the left side is a side view of the crankshaft, and the right side is a plan view.
The crank arms 4a to 4h of the crankshaft are provided with counterweights 4a 'to 4h' having a large volume.
As shown in FIG. 4, the shape of the counter weights 4a 'to 4h' is such that the center axes of the crank pins 5a to 5d to which the crank arms 4a to 4h are connected and the crank journals 6a to 4h.
It overhangs a plane passing through the central axis of 6e. In the side view, the front part 7 and the flange part
8 is omitted.
【0005】従来、クランク軸の型鍛造(前記の荒打
ちとの仕上げ打ち)においては、型設計が容易である
ために、型打ち方向(鍛造方向)をカウンターウェイト
の張り出し方向(図4の側面図におけるA−A方向)に
一致させる鍛造が行われてきた。Conventionally, in die forging of a crankshaft (finishing with the above-described rough driving), since the die design is easy, the die driving direction (forging direction) is set to the extending direction of the counterweight (the side surface in FIG. 4). (For example, AA direction in the figure).
【0006】すなわち、カウンターウェイトの張り出し
形状に応じた薄板状の彫り込みを入れた上下の金型を用
いて鍛造(型打ち)することで、上記の薄板状の彫り込
み部に肉(材料)を充満させてカウンターウェイトを成
形していた。図2に、従来タイプの上金型 1と下金型 2
を用いた場合のカウンターウェイトの成形状況を示す。
被鍛造材 3は、薄板状の彫り込みを入れられた上下の金
型 1及び2 を用いて、カウンターウェイト3Cの張り出し
方向(A−A方向)と一致した方向(Z−Z方向)から
鍛造することで所望の形状に成形される。なお、図2で
は、図4のクランク軸の一部である図3の部分を取り出
して示してある。この図2で、 1は上金型、 2は下金
型、 3は被鍛造材、3aはクランクピン、3bはクランクジ
ャーナル、3cはカウンターウェイト、3dはバリを指す。
又、3eはバリの厚みを絞って製品への肉の充満性を向上
させることを目的に、金型の製品形状型彫り部周辺に設
けられているバリ押さえ部である。又、h はカウンター
ウェイトの張り出し高さ、 tはカウンターウェイトの厚
みと定義されるものである。なお、図2の側面図におい
ては、簡単のために、クランクピン3a及びクランクジャ
ーナル3bは省略した。That is, the above-mentioned thin plate-shaped engraved portion is filled with meat (material) by forging (stamping) using upper and lower dies having a thin plate-shaped engraved shape corresponding to the overhang shape of the counterweight. Then, the counterweight was formed. Figure 2 shows the conventional upper mold 1 and lower mold 2
The following shows how the counterweight is formed when using the method.
The forged material 3 is forged from the direction (Z-Z direction) that coincides with the overhang direction (AA direction) of the counterweight 3C using the upper and lower dies 1 and 2 in which a thin plate-shaped engraving is inserted. Thus, it is formed into a desired shape. In FIG. 2, a part of FIG. 3 which is a part of the crankshaft of FIG. 4 is taken out and shown. In FIG. 2, 1 is an upper die, 2 is a lower die, 3 is a forged material, 3a is a crankpin, 3b is a crank journal, 3c is a counterweight, and 3d is a burr.
Reference numeral 3e denotes a burr holding portion provided around the die-shaped engraved portion of the mold for the purpose of reducing the thickness of the burr and improving the filling of the meat with the product. H is the overhang height of the counterweight, and t is defined as the thickness of the counterweight. In FIG. 2, the crank pin 3a and the crank journal 3b are omitted for simplicity.
【0007】しかしながら、上記した従来の金型を用い
たクランク軸の鍛造方法では、薄板状の彫り込み部に肉
を充満させることが困難なことがあった。特に、カウン
ターウェイトの軸方向厚み tが薄いクランク軸や、カウ
ンターウェイトの張り出し高さ hが大きいクランク軸に
おいて、カウンターウェイトへ肉が充満しない場合が多
かった。However, in the above-described conventional method of forging a crankshaft using a mold, it is sometimes difficult to fill a thin plate-shaped engraved portion with meat. In particular, in many cases, the counterweight was not filled with meat in a crankshaft having a small counterweight thickness t in the axial direction and a crankshaft having a large overheight height h of the counterweight.
【0008】カウンターウェイトへ肉が充満しない場合
には、カウンターウェイトに欠肉が発生してクランク軸
の回転バランスが崩れるという問題を生ずる。そこで、
カウンターウェイトへ肉を充満させるために、従来は被
鍛造材に余剰の体積を与えることを行っていた。しか
し、被鍛造材に余剰の体積を与えた場合には、材料歩留
りが低下してしまう。If the counterweight is not full of meat, there is a problem that the counterweight loses thickness and the rotational balance of the crankshaft is lost. Therefore,
Conventionally, in order to fill the counterweight with meat, a surplus volume is given to the forged material. However, when an excessive volume is given to the forged material, the material yield is reduced.
【0009】カウンターウェイトの充満性を高める技術
としては、例えば特開昭60−27440号公報に、
「クランクシャフトの鍛造方法および荒鍛造用金型」が
開示されている。この公報で提案された方法は、鍛造用
金型に傾斜段差面を設けることにより、バリの流出を規
制して歩留りの向上を図るものである。したがって、上
記の方法では、金型の製品形状型彫り部周辺に設けられ
ているバリ押さえ部における面圧が増大して成形荷重が
大きくなるので、大型の鍛造設備が必要となる。更に、
金型への負荷が増加することによる金型寿命の低下も生
じてしまう。As a technique for improving the filling of the counterweight, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-27440 discloses a technique.
A "method for forging a crankshaft and a mold for rough forging" is disclosed. The method proposed in this publication aims to improve the yield by providing an inclined step surface in the forging die to restrict the outflow of burrs. Therefore, in the above method, the surface pressure in the burr holding portion provided around the product shape engraving portion of the mold increases and the forming load increases, so that a large-sized forging facility is required. Furthermore,
As the load on the mold increases, the life of the mold also decreases.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従
来、クランク軸を鍛造する場合、(a)カウンターウェ
イトへの肉の充満が難しいために欠肉を生じたり、
(b)欠肉を防止した場合には被鍛造材の体積を大きく
する都合から歩留りの低下を招いたり、あるいは(c)
金型に対する負荷の増加などの問題が生ずることを避け
られなかった。As described above, conventionally, when forging a crankshaft, (a) it is difficult to fill the counterweight with meat, so that the counterweight may be thinned,
(B) When the underfill is prevented, the yield is reduced due to the need to increase the volume of the material to be forged, or (c)
Problems such as an increase in the load on the mold were inevitable.
【0011】本発明は、被鍛造材の体積を大きくしなく
てもカウンターウェイトに肉を充満させることができる
とともに、金型への負荷を軽減して金型の長寿命化が達
成可能なクランク軸の製造方法及び鍛造時に用いるクラ
ンク軸用鍛造金型を提供することを目的とする。[0011] The present invention provides a crank capable of filling the counterweight with meat without increasing the volume of the material to be forged, reducing the load on the mold, and achieving a longer life of the mold. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a shaft and a forging die for a crankshaft used during forging.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決するため、図3に示すカウンターウェイト3c
を有するクランクアームと、クランクピン3a及びクラ
ンクジャーナル3bとからなる部分を対象として、モデル
実験によりカウンターウェイトへの肉の充満性について
調査した。To solve the above-mentioned problems, the present inventors have developed a counterweight 3c shown in FIG.
A model experiment was conducted to investigate the fillability of the counterweight with meat for a portion composed of the crank arm having the above, the crank pin 3a and the crank journal 3b.
【0013】JIS S45Cの100mm×100mmの
角ビレットの被鍛造材を用いて、図2に示すように、従
来の形状と同様の上下の鍛造金型 1及び 2により、型打
ち方向(Z−Z方向)をカウンターウェイトの張り出し
方向(A−A方向)に一致させて鍛造を行った。なお、
上下の鍛造金型 1及び 2は、カウンターウェイトの厚み
tと張り出し高さ hの比である( h/t )が4.3であ
るものを基準の形状とし、この h/t を4.3〜7.0
まで変化させた一連のものを用いた。この場合、 h/t
が5.0を超えると、カウンターウェイトに欠肉が生
じ、前記の厚み tが薄くなり、且つ高さ hが大きくなる
ほど大きな欠肉を生じる結果となった。As shown in FIG. 2, using a forged material of 100 mm × 100 mm square billet of JIS S45C, upper and lower forging dies 1 and 2 having the same shape as the conventional shape are used to form a die (ZZ). Direction) was matched with the direction of extension of the counterweight (A-A direction), and forging was performed. In addition,
Upper and lower forging dies 1 and 2 are counterweight thickness
The ratio (h / t), which is the ratio of t to the overhang height h (h / t) is 4.3, is defined as a reference shape, and this h / t is 4.3 to 7.0.
A series of samples that had been changed up to that point were used. In this case, h / t
When the value exceeds 5.0, the underweight is generated in the counterweight, and as the thickness t is reduced and the height h is increased, the thickness is increased.
【0014】次に、JIS S45Cの100mm×100
mmの角ビレットの被鍛造材を用いて、図1に示すよう
に、型打ち方向(Z−Z方向)がカウンターウェイトの
張り出し方向(A−A方向)に対して直角方向となるよ
うに上下の鍛造金型 1及び 2の形状を変えて、鍛造を行
った。この実験においても、上下の鍛造金型 1及び 2
は、カウンターウェイトの厚み tと張り出し高さ hの比
である( h/t )が4.3であるものを基準の形状と
し、この h/t を4.3〜7.0まで変化させた一連の
ものを用いた。この実験においては、上記図2の従来法
による鍛造でカウンターウェイトに欠肉が生じた h/t
が5.0を超えた場合にも、カウンターウェイトへの肉
の充満性に問題はなく、欠肉なく成形を完了することが
できた。Next, JIS S45C 100 mm × 100
As shown in FIG. 1, using a forged material having a square billet of mm, the vertical direction is such that the stamping direction (Z-Z direction) is perpendicular to the overhang direction (AA direction) of the counterweight. Forging was performed by changing the shapes of the forging dies 1 and 2. In this experiment, the upper and lower forging dies 1 and 2
Is a reference shape having a ratio (h / t) of 4.3, which is the ratio of the thickness t of the counterweight to the overhang height h, and changed this h / t from 4.3 to 7.0. A series was used. In this experiment, the counterweight was thinned by forging according to the conventional method shown in FIG.
Was greater than 5.0, there was no problem with the fillability of the meat to the counterweight, and the molding could be completed without any underfill.
【0015】更に、上記図2の従来法において、カウン
ターウェイトへ肉が充満した場合の形状( h/t が5.
0の場合)について、JIS S45Cを母材とし、前記の
100mm×100mmの角ビレットに対して体積を1
0%減じた95mm×95mmの角ビレットを被鍛造材
として用いて、上記の図1に示す方法で鍛造を行った。
この結果、カウンターウェイトに欠肉を生ずることなく
鍛造できた。Further, in the conventional method shown in FIG. 2, the counterweight is filled with meat (h / t is 5.
0), JIS S45C was used as the base material, and the volume was set to 1 for the above-mentioned square billet of 100 mm x 100 mm.
Forging was performed by the method shown in FIG. 1 described above using a 95 mm × 95 mm square billet reduced by 0% as a material to be forged.
As a result, forging could be performed without causing underfill in the counterweight.
【0016】以上、モデル実験の結果から、図1に示し
たように、型打ち方向をカウンターウェイトの張り出し
方向に対して直角方向として鍛造を行うことにより、カ
ウンターウェイトの充満性が高まることが明らかになっ
た。更に、図2の従来法による鍛造で欠肉を生じない製
品形状に対しては、図1の方法による鍛造で材料歩留り
を高めることができることも明らかになった。As described above, it is apparent from the results of the model experiment that as shown in FIG. 1, by performing forging with the stamping direction perpendicular to the direction in which the counterweight extends, the filling of the counterweight is enhanced. Became. Further, it has been clarified that the material yield can be increased by the forging by the method of FIG. 1 with respect to the product shape which does not cause the underfill by the forging by the conventional method of FIG.
【0017】上記の実験結果に基づく本発明は、下記
(1)のクランク軸鍛造用金型及び(2)のクランク軸
の製造方法を要旨とする。The gist of the present invention based on the above experimental results is the following (1) a crankshaft forging die and (2) a method of manufacturing a crankshaft.
【0018】(1)図1に示すように、鍛造時の型打ち
方向(Z−Z方向)に対して直角方向(A−A方向)に
カウンターウェイト3cが張り出し、且つ、鍛造時に発生
するバリ3dがカウンターウェイト張り出し部の頂点 Hに
おいて、上下の金型 1、2 の間から噛み出すように成形
形状が彫り込まれたことを特徴とするクランク軸鍛造用
金型。(1) As shown in FIG. 1, the counterweight 3c projects in the direction (AA direction) perpendicular to the stamping direction (ZZ direction) during forging, and burrs generated during forging. A crankshaft forging die characterized in that a molding shape is engraved so that 3d is bitten from between upper and lower dies 1 and 2 at a vertex H of a counterweight overhang portion.
【0019】(2)図1に示すように、型打ち方向(Z
−Z方向)をクランクアームのカウンターウェイト張り
出し方向(A−A方向)に対して直角方向として鍛造す
ることを特徴とするクランク軸の製造方法。(2) As shown in FIG. 1, the stamping direction (Z
A method for manufacturing a crankshaft, characterized in that forging is performed such that a direction (Z direction) is perpendicular to a direction of extension of a counterweight (AA direction) of a crank arm.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の詳細を説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below.
【0021】先ず、通常の方法で溶製した鋼塊から通常
の方法で鋼片を製造し、これを通常の方法でロール成形
し、クランク軸先端のフロント部 7や後端のフランジ部
8に相当する部位などについて、必要に応じて断面積を
絞って段付き軸形状となるように軸方向へ体積配分を施
した被鍛造材を準備する。次いで、曲げ加工を施して、
被鍛造材のカウンターウェイトに相当する部位毎に、ク
ランク軸の中心軸(例えば図4のX−X軸)からカウン
ターウェイト側へずれた形状となるように、被鍛造材の
体積を幅方向(例えば図4のY−Y方向)に偏心させ
る。こうした鍛造(型打ち)前の処理は、従来法でクラ
ンク軸を製造する場合と同じである。First, a steel slab is manufactured by a normal method from a steel ingot melted by a normal method, and is roll-formed by a normal method.
For a portion corresponding to 8, etc., a forged material is prepared in which the cross-sectional area is reduced as necessary and the volume is distributed in the axial direction so as to form a stepped shaft shape. Then, it bends,
For each part corresponding to the counterweight of the forged material, the volume of the forged material is changed in the width direction (so that the shape is shifted from the central axis of the crankshaft (for example, the XX axis in FIG. 4) to the counterweight side). For example, it is eccentric in the YY direction in FIG. The processing before such forging (stamping) is the same as the case of manufacturing a crankshaft by a conventional method.
【0022】次に、上記の被鍛造材を荒打ち用の金型内
に搬入して荒打ちする。この場合の荒打ち用の金型に
は、鍛造時の型打ち方向に対して直角方向にカウンター
ウェイトが張り出し、且つ、荒打ち時に発生するバリが
カウンターウェイト張り出し部の頂点において、上下の
金型の間から噛み出すように成形形状を彫り込んだもの
を用いる。上記の荒打ち用金型を用いることによって、
荒打ち方向をクランクアームのカウンターウェイト張り
出し方向に対して直角方向として鍛造することができ
る。Next, the forged material is carried into a roughing die and roughed. In this case, the counterweight overhangs in a direction perpendicular to the stamping direction at the time of forging, and burrs generated at the time of roughing are formed at the apex of the counterweight overhang portion on the roughing die. Use the one engraved with the molded shape so as to bite out from between. By using the above roughing die,
Forging can be performed with the rough striking direction perpendicular to the direction of extension of the counterweight of the crank arm.
【0023】続いて、上記の荒打ちした被鍛造材を、同
一方向に保持したまま(荒打ちした向きのまま)仕上げ
打ち用の金型内に搬入して仕上げ打ちする。この場合の
仕上げ打ち用の金型にも、鍛造時の型打ち方向に対して
直角方向にカウンターウェイトが張り出し、且つ、仕上
げ打ち時に発生するバリがカウンターウェイト張り出し
部の頂点において、上下の金型の間から噛み出すように
成形形状を彫り込んだものを用いる。上記の仕上げ打ち
用金型を用いることによって、仕上げ打ち方向をクラン
クアームのカウンターウェイト張り出し方向に対して直
角方向として鍛造することができる。Subsequently, the forged material to be roughly beaten is loaded into a die for finish-strike while being held in the same direction (in the direction of rough strike), and is subjected to finish-strike. In this case, the counterweight also protrudes in the direction perpendicular to the direction of the stamping at the time of forging, and burrs generated at the time of the final striking are formed at the top of the counterweight overhang portion. Use the one engraved with the molded shape so as to bite out from between. By using the above-described finishing die, forging can be performed with the finishing driving direction perpendicular to the direction of extension of the counterweight of the crank arm.
【0024】上記の仕上げ打ちを行った後、被鍛造材を
同一方向に保持したまま(仕上げ打ちした向きのまま)
で、バリ取りを施せば所望のクランク軸が得られる。After performing the above-described finish driving, the forged material is held in the same direction (in the direction of the finish driving).
A desired crankshaft can be obtained by deburring.
【0025】上記した本発明方法によれば、カウンター
ウェイトへの肉の充満性が高まって歩留りの向上が達成
できる上、バリ体積を減じることができるので、金型に
対する負荷の軽減を図ることもできる。According to the above-mentioned method of the present invention, the fillability of the meat to the counterweight is increased, the yield can be improved, and the burr volume can be reduced, so that the load on the mold can be reduced. it can.
【0026】なお、本発明に係るクランク軸鍛造用金型
は、従来のクランク軸用金型と同様に、例えば、JIS S
KD61を母材とし、通常の方法で溶製してから鋼片を
熱間鍛造し、更に焼鈍と焼入れ焼戻しの熱処理を行って
所望の強度や靭性に調整した鋼材を用いて、これに通常
の方法で型彫りすることによって得られる。The die for forging a crankshaft according to the present invention is, for example, JIS S like a conventional die for a crankshaft.
Using KD61 as a base material, smelting is performed by a normal method, then a steel slab is hot forged, and further subjected to heat treatment of annealing and quenching and tempering to use a steel material adjusted to a desired strength and toughness. Obtained by engraving in a manner.
【0027】以下、本発明を実施例を用いて、更に詳し
く説明する。Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0028】[0028]
(実施例1)JIS S45Cを素材鋼とする断面が100
mm×100mmのビレットを1260℃に加熱した後
ロール成形して、クランク軸のフロント部に相当するビ
レット先端部位が50mm×50mmの断面となるよう
に、軸方向への被鍛造材の体積配分を行った。(Example 1) JIS S45C with steel as the cross section is 100
After heating a billet of mm × 100 mm to 1260 ° C., it is roll-formed, and the volume distribution of the forged material in the axial direction is adjusted so that the tip portion of the billet corresponding to the front part of the crankshaft has a cross section of 50 mm × 50 mm. went.
【0029】次いで、これを1200℃で通常の方法に
よって曲げ加工して、被鍛造材を準備した。すなわち、
2枚のクランクアームおよびその間のクランクピン(例
えば、図4のクランクアーム4a、4bとクランクピン5a)
を1区分として、各区分に相当する被鍛造材の部位毎に
クランク軸の中心軸(図4のX−X軸)から8mmだけ
カウンターウェイト側へずれた形状となるように幅方向
への被鍛造材の体積配分を行った。Next, this was bent at 1200 ° C. by an ordinary method to prepare a forged material. That is,
Two crank arms and a crank pin between them (for example, crank arms 4a and 4b and crank pin 5a in FIG. 4)
Is defined as one section, and in the width direction, the shape is shifted from the central axis of the crankshaft (the XX axis in FIG. 4) to the counterweight side by 8 mm for each portion of the material to be forged corresponding to each section. The volume distribution of the forged material was performed.
【0030】この後、上記の被鍛造材を、従来タイプの
薄板状の彫り込みを入れたJIS SKD61を母材とする
上下の金型を用いて、通常の方法による1150℃での
荒打ちと仕上げ打ちを行い、続いてバリ取りを施して、
図4に示す気筒数4、カウンターウェイト数8のクラン
ク軸を製造した。Thereafter, the above-mentioned forged material is roughly beaten at 1150 ° C. by a conventional method using upper and lower dies having a conventional thin plate-shaped engraved JIS SKD61 as a base material. Hitting, then deburring,
A crankshaft having four cylinders and eight counterweights shown in FIG. 4 was manufactured.
【0031】一方、下記の本発明方法によって、上記と
同じ気筒数4、カウンターウェイト数8のクランク軸を
製造した。On the other hand, a crankshaft having four cylinders and eight counterweights was manufactured by the following method of the present invention.
【0032】先ず、JIS S45Cを素材鋼とする断面が
100mm×100mmのビレットに、上記と同じロー
ル成形と曲げ加工を施して、被鍛造材を準備した。First, a billet having a cross section of 100 mm × 100 mm made of JIS S45C as a material steel was subjected to the same roll forming and bending as described above to prepare a forged material.
【0033】次いで、上記の被鍛造材を1150℃で荒
打ち用の金型内に搬入して荒打ちした。この場合の荒打
ち用の金型は、JIS SKD61を母材とし、本発明に係
る鍛造時の型打ち方向に対して直角方向にカウンターウ
ェイトが張り出すように成形形状を彫り込んだもので、
且つ、鍛造時に発生するバリがカウンターウェイト張り
出し部の頂点において、上下の金型の間から噛み出すよ
うに成形形状を彫り込んだもの、換言すれば、成形する
カウンターウェイトの張り出し部の頂点が、上下の金型
の間から噛み出すバリの厚み方向中央となるものを用い
た。上記の荒打ち用金型を用いることによって、荒打ち
方向をクランクアームのカウンターウェイト張り出し方
向に対して直角方向として鍛造することができる(図1
参照)。Next, the forged material was carried into a roughing die at 1150 ° C. and roughened. In this case, the roughing die is made of JIS SKD61 as a base material, and is formed by engraving a molding shape such that the counterweight projects in a direction perpendicular to the die-casting direction at the time of forging according to the present invention.
At the top of the overhanging portion of the counterweight, burrs generated during forging are engraved with a molding shape so as to bite between the upper and lower molds, in other words, the apex of the overhanging portion of the counterweight to be formed is up and down. The center of the burr that bites out from between the molds in the thickness direction was used. By using the above-described roughing die, forging can be performed with the roughing direction perpendicular to the direction of extension of the counterweight of the crank arm (FIG. 1).
reference).
【0034】なお、上記の上下金型に型彫りされた総合
の形状は、前記した通常の方法による従来の荒打ち形状
と同一で、クランクジャーナルの中心軸からカウンター
ウェイトの張り出し部頂点 Hまでの距離が65mmのも
のである。The overall shape engraved on the upper and lower dies is the same as the conventional rough hitting shape according to the above-described ordinary method, and is from the central axis of the crank journal to the overhanging portion apex H of the counterweight. The distance is 65 mm.
【0035】次いで、荒打ちした被鍛造材を、同一方向
に保持したまま(荒打ちした向きのまま)仕上げ打ち用
の金型内に搬入して、1100℃で仕上げ打ちした。こ
の場合の仕上げ打ち用の金型にも、上記の荒打ち用の金
型と同様にJIS SKD61を母材とし、本発明に係る鍛
造時の型打ち方向に対して直角方向にカウンターウェイ
トが張り出すように成形形状を彫り込んだもので、且
つ、鍛造時に発生するバリがカウンターウェイト張り出
し部の頂点において、上下の金型の間から噛み出すよう
に成形形状を彫り込んだもの、つまり、成形するカウン
ターウェイトの張り出し部の頂点が、上下の金型の間か
ら噛み出すバリの厚み方向中央となるものを用いた。上
記の仕上げ打ち用金型を用いることによって、荒打ちの
場合と同様に、仕上げ打ち方向をクランクアームのカウ
ンターウェイト張り出し方向に対して直角方向として鍛
造することができる。なお、上記の上下金型に型彫りさ
れた総合の形状は、前記した通常の方法による従来の仕
上げ打ち形状と同一である。Next, the forged material for roughing was carried into a finishing die while being held in the same direction (in the direction of roughing), and was forged at 1100 ° C. In this case, the die for finishing is also made of JIS SKD61 as a base material similarly to the above-mentioned die for roughing, and the counterweight is stretched in a direction perpendicular to the die-casting direction at the time of forging according to the present invention. A counter in which the molding shape is engraved so that the burrs generated at the time of forging and the burrs generated during forging bite out between the upper and lower molds at the apex of the counterweight overhang. The one in which the apex of the overhang portion of the weight is the center in the thickness direction of the burr that bites between the upper and lower molds was used. By using the above-described die for finish driving, forging can be performed in a direction perpendicular to the direction in which the crank arm extends the counterweight, as in the case of rough driving. The overall shape engraved on the upper and lower molds is the same as the conventional finish stamping shape by the ordinary method described above.
【0036】上記の仕上げ打ちの後、直ちにバリ取りを
行って、クランク軸の製造を完了した。Immediately after the above-mentioned finishing, deburring was performed to complete the manufacture of the crankshaft.
【0037】上記した従来法、本発明法のそれぞれにつ
いて、各30本ずつのクランク軸を製造し、外観調査を
行った。For each of the above-described conventional method and the method of the present invention, 30 crankshafts were manufactured, and their appearance was examined.
【0038】この結果、本発明に係る金型を用いて鍛造
(型打ち)して製造したクランク軸は、従来法で製造し
たものと同等の寸法精度を有し、且つ、鍛造疵などの品
質異常も生じていないことが確認できた。As a result, the crankshaft manufactured by forging (die stamping) using the mold according to the present invention has the same dimensional accuracy as that of the crankshaft manufactured by the conventional method, and has the same quality as forging flaws. It was confirmed that no abnormality occurred.
【0039】(実施例2)JIS S45Cを素材鋼とする
断面が95mm×95mmのビレットを1260℃に加
熱した後ロール成形して、クランク軸のフロント部に相
当するビレット先端部位が50mm×50mmの断面と
なるように、軸方向への被鍛造材の体積配分を行った。Example 2 A billet having a cross section of 95 mm × 95 mm made of JIS S45C as a material steel was heated to 1260 ° C. and then roll-formed, and the billet tip portion corresponding to the front part of the crankshaft had a size of 50 mm × 50 mm. The volume of the forged material was distributed in the axial direction so as to have a cross section.
【0040】次いで、実施例1の場合と同様に、上記の
軸方向へ体積配分した材料を1200℃で通常の方法に
よって曲げ加工して、被鍛造材を準備した。すなわち、
2枚のクランクアームおよびその間のクランクピン(例
えば、図4のクランクアーム4a、4bとクランクピン5a)
を1区分として、各区分に相当する被鍛造材の部位毎に
クランク軸の中心軸(図4のX−X軸)から8mmだけ
カウンターウェイト側へずれた形状となるように幅方向
への被鍛造材の体積配分を行った。Next, as in the case of Example 1, the material whose volume was distributed in the axial direction was bent at 1200 ° C. by an ordinary method to prepare a forged material. That is,
Two crank arms and a crank pin between them (for example, crank arms 4a and 4b and crank pin 5a in FIG. 4)
Is defined as one section, and in the width direction, the shape is shifted from the central axis of the crankshaft (the XX axis in FIG. 4) to the counterweight side by 8 mm for each portion of the material to be forged corresponding to each section. The volume distribution of the forged material was performed.
【0041】この後、上記の被鍛造材を、従来タイプの
薄板状の彫り込みを入れたJIS SKD61を母材とする
上下の金型を用いて、通常の方法による1150℃での
荒打ちと仕上げ打ちを行い、続いてバリ取りを施して、
図4に示す気筒数4、カウンターウェイト数8のクラン
ク軸を製造した。Thereafter, the above-mentioned forged material is roughly beaten at 1150 ° C. by a usual method using upper and lower molds made of JIS SKD61 having a thin plate-shaped engraving of a conventional type as a base material. Hitting, then deburring,
A crankshaft having four cylinders and eight counterweights shown in FIG. 4 was manufactured.
【0042】一方、下記の本発明方法によって、上記と
同じ気筒数4、カウンターウェイト数8のクランク軸を
製造した。On the other hand, a crankshaft having the same four cylinders and eight counterweights as described above was manufactured by the method of the present invention described below.
【0043】先ず、JIS S45Cを素材鋼とする断面が
95mm×95mmのビレットに、上記と同じロール成
形と曲げ加工を施して、被鍛造材を準備した。First, a billet having a cross section of 95 mm × 95 mm made of JIS S45C as a material steel was subjected to the same roll forming and bending as described above to prepare a forged material.
【0044】次いで、上記の被鍛造材を1150℃で荒
打ち用の金型内に搬入して荒打ちした。この場合の荒打
ち用の金型は、JIS SKD61を母材とし、本発明に係
る鍛造時の型打ち方向に対して直角方向にカウンターウ
ェイトが張り出すように成形形状を彫り込んだもので、
且つ、鍛造時に発生するバリがカウンターウェイト張り
出し部の頂点において、上下の金型の間から噛み出すよ
うに成形形状を彫り込んだもの、換言すれば、成形する
カウンターウェイトの張り出し部の頂点が、上下の金型
の間から噛み出すバリの厚み方向中央となるものを用い
た。上記の荒打ち用金型を用いることによって、荒打ち
方向をクランクアームのカウンターウェイト張り出し方
向に対して直角方向として鍛造することができる(図1
参照)。Next, the forged material was carried into a roughing die at 1150 ° C. and roughened. In this case, the roughing die is made of JIS SKD61 as a base material, and is formed by engraving a molding shape such that the counterweight projects in a direction perpendicular to the die-casting direction at the time of forging according to the present invention.
At the top of the overhanging portion of the counterweight, burrs generated during forging are engraved with a molding shape so as to bite between the upper and lower molds, in other words, the apex of the overhanging portion of the counterweight to be formed is up and down. The center of the burr that bites out from between the molds in the thickness direction was used. By using the above-described roughing die, forging can be performed with the roughing direction perpendicular to the direction of extension of the counterweight of the crank arm (FIG. 1).
reference).
【0045】なお、上記の上下金型に型彫りされた総合
の形状は、前記した通常の方法による従来の荒打ち形状
と同一で、クランクジャーナルの中心軸からカウンター
ウェイトの張り出し部頂点 Hまでの距離が65mmのも
のである。The overall shape engraved on the upper and lower dies is the same as the conventional rough hitting shape obtained by the above-described ordinary method, and is from the center axis of the crank journal to the overhanging portion apex H of the counterweight. The distance is 65 mm.
【0046】次いで、荒打ちした被鍛造材を、同一方向
に保持したまま(荒打ちした向きのまま)仕上げ打ち用
の金型内に搬入して、1100℃で仕上げ打ちした。こ
の場合の仕上げ打ち用の金型にも、上記の荒打ち用の金
型と同様にJIS SKD61を母材とし、本発明に係る鍛
造時の型打ち方向に対して直角方向にカウンターウェイ
トが張り出すように成形形状を彫り込んだもので、且
つ、鍛造時に発生するバリがカウンターウェイト張り出
し部の頂点において、上下の金型の間から噛み出すよう
に成形形状を彫り込んだもの、つまり、成形するカウン
ターウェイトの張り出し部の頂点が、上下の金型の間か
ら噛み出すバリの厚み方向中央となるものを用いた。上
記の仕上げ打ち用金型を用いることによって、荒打ちの
場合と同様に、仕上げ打ち方向をクランクアームのカウ
ンターウェイト張り出し方向に対して直角方向として鍛
造することができる。なお、上記の上下金型に型彫りさ
れた総合の形状は、前記した通常の方法による従来の仕
上げ打ち形状と同一である。Next, the forged material to be roughly beaten was carried into a finishing die while being held in the same direction (in the direction of roughing), and was finished at 1100 ° C. In this case, the die for finishing is also made of JIS SKD61 as a base material similarly to the above-mentioned die for roughing, and the counterweight is stretched in a direction perpendicular to the die-casting direction at the time of forging according to the present invention. A counter in which the molding shape is engraved so that the burrs generated at the time of forging and the burrs generated during forging bite out between the upper and lower molds at the apex of the counterweight overhang. The one in which the apex of the overhang portion of the weight is the center in the thickness direction of the burr that bites between the upper and lower molds was used. By using the above-described die for finish driving, forging can be performed in a direction perpendicular to the direction in which the crank arm extends the counterweight, as in the case of rough driving. The overall shape engraved on the upper and lower molds is the same as the conventional finish stamping shape by the ordinary method described above.
【0047】上記の仕上げ打ちの後、直ちにバリ取りを
行って、クランク軸の製造を完了した。Immediately after the above-described finishing, deburring was performed to complete the manufacture of the crankshaft.
【0048】上記した従来法、本発明法のそれぞれにつ
いて、各30本ずつのクランク軸を製造し、外観調査を
行った。For each of the above-mentioned conventional method and the method of the present invention, 30 crankshafts were manufactured, and their appearance was examined.
【0049】この結果、本発明に係る金型を用いて鍛造
(型打ち)して製造したクランク軸は、上記実施例1に
おける従来法で製造したものと同等の寸法精度を有し、
かつカウンターウェイトに欠肉は生じていないことが確
認できた。すなわち、本発明のクランク軸の製造方法に
よりクランク軸製造歩留を10%向上させることができ
た。As a result, the crankshaft manufactured by forging (die stamping) using the mold according to the present invention has the same dimensional accuracy as that manufactured by the conventional method in the first embodiment.
It was also confirmed that there was no underfill in the counterweight. That is, the crankshaft manufacturing yield could be improved by 10% by the crankshaft manufacturing method of the present invention.
【0050】一方、従来法で製造したクランク軸では、
30本全てにカウンターウェイトにおける欠肉が認めら
れた。On the other hand, in the crankshaft manufactured by the conventional method,
Underfilling in the counterweight was observed in all 30 tubes.
【0051】[0051]
【発明の効果】本発明のクランク軸の製造方法によれ
ば、被鍛造材の体積を大きくしなくてもカウンターウェ
イトに肉を充満させることができるので、クランク軸製
造歩留りを高めることができる。更に、バリ体積を減じ
ることができ、金型への負荷が軽減するので、金型の長
寿命化を図ることができる。本発明のクランク軸の製造
方法は、本発明のクランク軸鍛造用金型を用いることに
よって容易に実施することができる。According to the crankshaft manufacturing method of the present invention, the counterweight can be filled with meat without increasing the volume of the material to be forged, so that the crankshaft manufacturing yield can be increased. Furthermore, since the burr volume can be reduced and the load on the mold is reduced, the life of the mold can be prolonged. The method for manufacturing a crankshaft of the present invention can be easily implemented by using the die for forging a crankshaft of the present invention.
【図1】本発明のクランク軸鍛造用金型を用いた鍛造方
法を示す図である。FIG. 1 is a view showing a forging method using a crankshaft forging die of the present invention.
【図2】従来のクランク軸鍛造用金型を用いた鍛造方法
を示す図である。FIG. 2 is a view showing a forging method using a conventional crankshaft forging die.
【図3】鍛造クランク軸のモデル形状を示す図である。FIG. 3 is a view showing a model shape of a forged crankshaft.
【図4】実施例で製造した気筒数4、カウンターウェイ
ト数8のクランク軸を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a crankshaft with four cylinders and eight counterweights manufactured in the example.
1 :上金型 2 :下金型 3 :被鍛造材 3a、5a、5b、5c、5d:クランクピン 3b、6a、6b、6c、6d、6e:クランクジャーナル 3c、4a' 、4b' 、4c' 、4d' 、4e' 、4f' 、4g' 、4h'
:カウンターウェイト 3d:バリ 3e:バリ押さえ部 4a、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h:クランクアーム t :カウンターウェイトの厚み h :カウンターウェイトの張り出し高さ H :カウンターウェイト張り出し部の頂点1: Upper die 2: Lower die 3: Forged material 3a, 5a, 5b, 5c, 5d: Crank pin 3b, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e: Crank journal 3c, 4a ', 4b', 4c ', 4d', 4e ', 4f', 4g ', 4h'
: Counter weight 3d: Burr 3e: Burr holding section 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h: Crank arm t: Thickness of counter weight h: Overhang height of counter weight H: Overhang of counter weight vertex
Claims (2)
ウンターウェイトが張り出し、且つ、鍛造時に発生する
バリがカウンターウェイト張り出し部の頂点において、
上下の金型の間から噛み出すように成形形状が彫り込ま
れたことを特徴とするクランク軸鍛造用金型。1. A counterweight overhangs in a direction perpendicular to a stamping direction at the time of forging, and burrs generated at the time of forging at a vertex of the counterweight overhang portion.
A mold for forging a crankshaft, characterized in that a molded shape is engraved so as to bite out between upper and lower molds.
ウェイト張り出し方向に対して直角方向として鍛造する
ことを特徴とするクランク軸の製造方法。2. A method for manufacturing a crankshaft, wherein forging is performed with a stamping direction perpendicular to a direction in which a counterweight of a crank arm extends.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18755996A JPH1029032A (en) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Die for forging crank shaft, and manufacture of crank shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18755996A JPH1029032A (en) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Die for forging crank shaft, and manufacture of crank shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1029032A true JPH1029032A (en) | 1998-02-03 |
Family
ID=16208209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18755996A Pending JPH1029032A (en) | 1996-07-17 | 1996-07-17 | Die for forging crank shaft, and manufacture of crank shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1029032A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1020242A3 (en) * | 1999-01-13 | 2001-07-18 | Isuzu Motors Limited | Engine crankshaft made by forging |
KR20160001284A (en) * | 2014-06-27 | 2016-01-06 | 현대위아 주식회사 | A manufacturing method of crankshaft for improving balance |
JP2017006971A (en) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 日伸工業株式会社 | Manufacturing method of press working product and press working product |
CN107405677A (en) * | 2015-03-18 | 2017-11-28 | 新日铁住金株式会社 | The manufacture method of crankshaft forging |
CN109715312A (en) * | 2016-09-20 | 2019-05-03 | 新日铁住金株式会社 | The manufacturing method of crankshaft forging |
-
1996
- 1996-07-17 JP JP18755996A patent/JPH1029032A/en active Pending
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US6324942B1 (en) | 1999-01-13 | 2001-12-04 | Isuzu Motors Limited | Engine crankshaft made by forging |
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JP2017006971A (en) * | 2015-06-25 | 2017-01-12 | 日伸工業株式会社 | Manufacturing method of press working product and press working product |
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