RU2247623C2 - Crank shaft forming method - Google Patents

Crank shaft forming method Download PDF

Info

Publication number
RU2247623C2
RU2247623C2 RU2002135252/02A RU2002135252A RU2247623C2 RU 2247623 C2 RU2247623 C2 RU 2247623C2 RU 2002135252/02 A RU2002135252/02 A RU 2002135252/02A RU 2002135252 A RU2002135252 A RU 2002135252A RU 2247623 C2 RU2247623 C2 RU 2247623C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crankshaft
journals
crank pins
connecting rod
cheeks
Prior art date
Application number
RU2002135252/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002135252A (en
Inventor
Е.И. Семенов (RU)
Е.И. Семенов
А.Т. Крук (RU)
А.Т. Крук
В.И. Соков (RU)
В.И. Соков
Ю.А. Дибнер (RU)
Ю.А. Дибнер
В.Я. Мороз (RU)
В.Я. Мороз
С.Н. Перевезенцев (RU)
С.Н. Перевезенцев
Original Assignee
Воронежская ЗАО по выпуску тяжелых механических прессов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Воронежская ЗАО по выпуску тяжелых механических прессов filed Critical Воронежская ЗАО по выпуску тяжелых механических прессов
Priority to RU2002135252/02A priority Critical patent/RU2247623C2/en
Publication of RU2002135252A publication Critical patent/RU2002135252A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2247623C2 publication Critical patent/RU2247623C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering, namely process for making crankshaft by hot die forging.
SUBSTANCE: method comprises steps of forming crank pins of crankshaft and further bending of them. Crank pins are formed at imparting to fibers of their surface material finally oriented position parallel relative to axes of journals. Crankshaft is bent at closing crank pins by means of surfaces of clamping members. After bending operation, jaws and counter-balances are formed in open die sets while holding finally formed crank pins of crankshaft and preventing material yielding in direction normal relative to outer surface of jaws.
EFFECT: improved strength of crankshaft.
6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и, в частности, к технологии изготовления коленчатого вала горячей объемной штамповкой.The invention relates to the field of engineering and, in particular, to a technology for manufacturing a crankshaft by hot forging.

Известен способ изготовления коленчатого вала горячей объемной штамповкой из проката посредством гибки заготовки с высадкой в секционном штампе на раздельных переходах с калибровкой вала в общем штампе. См., например, Е.И.Семенов и др. Справочник “Ковка и штамповка”, т.2 Горячая штамповка. М., Машиностроение, 1986, стр.31-33.A known method of manufacturing a crankshaft by hot die forging from rolling by bending a workpiece with upsetting in a sectional stamp at separate transitions with shaft calibration in a common stamp. See, for example, EI Semenov et al. Handbook “Forging and Punching”, Vol. 2 Hot Punching. M., Mechanical Engineering, 1986, pp. 31-33.

Недостаток известного способа заключается в невозможности его применения в условиях крупносерийного и массового производства, свойственного автомобильной промышленности, значительного перерасхода исходного материала и неопределенной ориентации поверхностных волокон материала шатунных шеек, что ведет к их более раннему износу, вследствие выхода волокон на поверхность, поскольку шатунные шейки работают в подшипниках скольжения.The disadvantage of this method is the impossibility of its application in large-scale and mass production, typical of the automotive industry, a significant overspending of the starting material and the uncertain orientation of the surface fibers of the material of the connecting rod journals, which leads to their earlier wear due to the release of fibers to the surface, since the connecting rod journals work in plain bearings.

Известен способ горячей объемной штамповки коленчатого вала автомобиля, описанный в книге Семендий В.М., Акаро И.Л., Волосов Н.Н. “Прогрессивная технология, оборудование и автоматизация кузнечно-штамповочного производства КАМАЗа”, М., Машиностроение, 1989, стр.215-255. Способ штамповки заключается в разделении исходного проката на мерные заготовки, нагреве заготовок, распределении материала вальцовкой на ковочных вальцах с последующей предварительной и окончательной штамповкой в открытых штампах, обрезкой, правкой и калибровкой.A known method of hot volumetric stamping of the crankshaft of a car, described in the book Semendiy V.M., Akaro I.L., Volosov N.N. “Progressive technology, equipment and automation of forging and stamping production of KAMAZ”, M., Mechanical Engineering, 1989, pp. 215-255. The stamping method consists in dividing the initial rolled products into measured billets, heating the billets, distributing the material by rolling on the forging rollers, followed by preliminary and final stamping in open dies, trimming, dressing and calibration.

Недостаток указанного способа заключается также в отсутствии определенной управляемой ориентации поверхностных волокон материала шатунных шеек, выходе волокон на поверхность вследствие обрезки коленвала, более раннему появлению питтинга на поверхности шатунных шеек при эксплуатации, неблагоприятному появлению концентраторов и как результат в меньшей долговечности коленвала.The disadvantage of this method also lies in the absence of a certain controlled orientation of the surface fibers of the connecting rod journal material, the exit of the fibers to the surface due to trimming of the crankshaft, the earlier appearance of pitting on the surface of the connecting rod journals during operation, the unfavorable appearance of hubs and, as a result, the shorter crankshaft life.

Наиболее близким способом штамповки коленчатого вала, принятым за прототип, является способ горячей объемной штамповки коленчатого вала автомобиля, описанный в статье Adolf W.W. "Neuere Entwicklungen bei geschmiedeten Kraftfahrzeug-Kurbenwellen" в журнале Schmiede-Joumal, September 2001, S 14-17.The closest method for stamping a crankshaft, adopted as a prototype, is a method of hot volumetric stamping of a crankshaft of a car, described in an article by Adolf W.W. "Neuere Entwicklungen bei geschmiedeten Kraftfahrzeug-Kurbenwellen" in Schmiede-Joumal, September 2001, S 14-17.

Способ заключается в отрезке, ковке на вальцах, предварительной, окончательной формовке вала и обрезке.The method consists in cutting, forging on rollers, preliminary, final forming of the shaft and trimming.

Прототип обладает теми же недостатками, что и аналоги, а именно, произвольно ориентированное, неуправляемое в процессе штамповки расположение поверхностных волокон материала шеек, выход их наружу и вследствие этого ускоренный износ материала в виде питтинга по шейкам и, как следствие, более ранний износ коленвала.The prototype has the same drawbacks as its analogues, namely, the randomly oriented, uncontrolled during stamping arrangement of surface fibers of the neck material, their exit to the outside and, as a result, accelerated wear of the material in the form of pitting along the necks and, as a result, earlier wear of the crankshaft.

Недостатки способа изготовления коленчатого вал, характерные прототипу, устраняются тем, что шатунные шейки коленвала заключают в замкнутые поверхности и осуществляют гибку коленвала, далее выполняют формовку щек и противовесов в открытых штампах, при этом также удерживают коленчатый вал за окончательно сформованные шатунные шейки в замкнутых поверхностях и исключают истечение материала в направлении, перпендикулярном наружной поверхности шеек.The disadvantages of the method of manufacturing the crankshaft, characteristic of the prototype, are eliminated by the fact that the crankshaft connecting rods are enclosed in closed surfaces and the crankshaft is bent, then the cheeks and balances are molded in open dies, while the crankshaft is also held by the finally formed connecting rods in closed surfaces and exclude the outflow of material in a direction perpendicular to the outer surface of the necks.

Сравнительный анализ способа изготовления коленчатого вала с известным, принятым за прототип, показал, что заявленный способ, обеспечивающий ориентированное, управляемое положение поверхностных волокон материала шатунных шеек, параллельное их осям, а также гибку вала для образования кривошипов, значительно повышает прочность коленвала в направлении приложения усилия и тем самым увеличивает долговечность.A comparative analysis of the manufacturing method of the crankshaft with the well-known adopted for the prototype showed that the claimed method, providing an oriented, controlled position of the surface fibers of the connecting rod journal material parallel to their axes, as well as bending the shaft to form cranks, significantly increases the crankshaft strength in the direction of application of force and thereby increases durability.

К совокупности существенных признаков способа, обеспечивающих технический результат, следует отнести удерживание вала в штампе посредством помещения шатунных шеек в замкнутый объем, образованный элементами штампа, исключающими истечение материала шейки в неконтролируемом направлении.The set of essential features of the method providing the technical result includes holding the shaft in the stamp by placing the connecting rod journals in a closed volume formed by the stamp elements eliminating the outflow of the neck material in an uncontrolled direction.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - исходная заготовка;figure 1 - the original workpiece;

фиг.2 - формирование шатунных шеек;figure 2 - the formation of the connecting rod necks;

фиг.3 - зажим шатунных шеек и гибка коленвала;figure 3 - clamp connecting rod journals and bending of the crankshaft;

фиг.4 - предварительная формовка щек и противовесов коленвала;figure 4 - preliminary molding of the cheeks and crankshaft balances;

фиг.5 - окончательная формовка коленвала;figure 5 - the final molding of the crankshaft;

фиг.6 - обрезка.6 is a cropping.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Как показано на фиг. 1, исходная заготовка 1 из проката имеет положение волокон 2 параллельно своей оси. Заготовку 1 устанавливают в стан для глубокой прокатки (не показан) и инструментом 3 прокатывают шейки 4, 5, 6, 7 коленчатого вала 8, формируя их в окончательный размер "d", получая расположение поверхностных волокон 2, параллельное оси шатунных шеек и коленвала, как показано на фиг.2. Возможен и другой способ формирования шеек.As shown in FIG. 1, the initial rolled stock 1 has the position of the fibers 2 parallel to its axis. The blank 1 is installed in a deep rolling mill (not shown) and the crankshaft 4, 5, 6, 7 of the crankshaft 8 are rolled by tool 3, forming them into the final dimension “d”, obtaining the arrangement of surface fibers 2 parallel to the axis of the connecting rod necks and crankshaft, as shown in figure 2. Another way of forming necks is also possible.

Затем полуфабрикат из заготовки 1 укладывают в гибочный инструмент 9 штампа 10 и осуществляют ход пресса (не показан). При ходе ползуна пресса вниз гибочный инструмент 9 своими пуансонами 11, 12, 13, 14 и подвижными силовыми зажимами 15, 16, 17, 18 с жестко замыкаемыми поверхностями охватывает шатунные шейки 4, 5, 6, 7 по наружному диаметру, замыкает их и изгибает стержень заготовки 1 пуансонами в полуматрицах 19, 20, образуя участки 21, 22, 23, 24, 25 для последующей формовки щек и противовесов коленчатого вала.Then the semi-finished product from the workpiece 1 is placed in the bending tool 9 of the stamp 10 and the press is moved (not shown). During the slide of the press down, the bending tool 9 with its punches 11, 12, 13, 14 and movable power clamps 15, 16, 17, 18 with rigidly lockable surfaces covers the connecting rod journals 4, 5, 6, 7 in outer diameter, closes them and bends the core of the workpiece 1 with punches in the semi-matrices 19, 20, forming sections 21, 22, 23, 24, 25 for the subsequent molding of the cheeks and balances of the crankshaft.

Полученный полуфабрикат 26 помещают в последующие инструменты 27, 28 для формовки щек 29 и противовесов 30 в открытом штампе, при этом коленчатый вал удерживают в инструментах 27, 28 в жестко замыкающихся поверхностях подвижных силовых зажимов 15, 16, 17, 18 за шатунные шейки 4, 5, 6, 7.The resulting semi-finished product 26 is placed in subsequent tools 27, 28 for molding the cheeks 29 and counterweights 30 in an open die, while the crankshaft is held in tools 27, 28 in the rigidly closing surfaces of the movable power clamps 15, 16, 17, 18 by the connecting rod journals 4, 5, 6, 7.

Избыточный материал из открытых инструментов 27, 28 истекает в облой 31 и удаляется в обрезном инструменте.Excess material from open tools 27, 28 expires in the flush 31 and is removed in the cutting tool.

На этом горячая штамповка коленчатого вала заканчивается. Способ штамповки может быть выполнен как в многопозиционном штампе, так и в раздельных штампах.This ends the hot stamping of the crankshaft. The stamping method can be performed both in a multi-position stamp and in separate stamps.

Таким образом, способ штамповки обеспечивает постоянный контроль расположения поверхностных волокон исходного материала шатунных шеек и коленвала автомобиля в целом и исключает истечение материала перпендикулярно наружным поверхностям и прерывание поверхностных волокон при управляемой ориентации, за счет этого повышает его прочность и долговечность.Thus, the stamping method provides constant control of the location of the surface fibers of the starting material of the connecting rod journals and the crankshaft of the car as a whole and eliminates the outflow of material perpendicular to the outer surfaces and interruption of the surface fibers in a controlled orientation, thereby increasing its strength and durability.

Claims (2)

1. Способ изготовления коленчатого вала горячей объемной штамповкой из проката, включающий формирование шатунных шеек коленчатого вала и последующую гибку, отличающийся тем, что формирование шатунных шеек осуществляют с приданием поверхностным волокнам их материала ориентированного окончательного положения, параллельного осям шатунных шеек, гибку коленчатого вала производят с замыканием шатунных шеек поверхностями зажимных элементов, после чего осуществляют формовку щек и противовесов в открытых штампах с удерживанием коленчатого вала за окончательно сформированные шатунные шейки с помощью упомянутых замкнутых поверхностей с исключением истечения материала в направлении, перпендикулярном наружной поверхности щек.1. A method of manufacturing a crankshaft by hot forging from rolled metal, including forming a crank pin of the crankshaft and subsequent bending, characterized in that the formation of the crank journals is carried out to give the surface fibers of their material an oriented final position parallel to the axes of the crank journals, the crankshaft is bent with closure of the connecting rod journals by the surfaces of the clamping elements, after which the cheeks and balances are molded in open dies while holding the crankshaft shaft for the finally formed connecting rods with the help of the aforementioned closed surfaces with the exception of the outflow of material in the direction perpendicular to the outer surface of the cheeks. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формирование шатунных шеек коленчатого вала осуществляют поперечной глубокой прокаткой.2. The method according to claim 1, characterized in that the formation of the connecting rod journals of the crankshaft is carried out by transverse deep rolling.
RU2002135252/02A 2002-12-24 2002-12-24 Crank shaft forming method RU2247623C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135252/02A RU2247623C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Crank shaft forming method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002135252/02A RU2247623C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Crank shaft forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002135252A RU2002135252A (en) 2004-06-27
RU2247623C2 true RU2247623C2 (en) 2005-03-10

Family

ID=35364864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002135252/02A RU2247623C2 (en) 2002-12-24 2002-12-24 Crank shaft forming method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2247623C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548684A (en) * 2010-09-17 2012-07-04 丰田自动车株式会社 Crankshaft production method and production apparatus
CN103846635A (en) * 2014-02-11 2014-06-11 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 Forging method for automotive engine crankshaft
CN103846634A (en) * 2014-02-11 2014-06-11 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 Method for forging single-throw crank shaft
CN106061648A (en) * 2014-02-28 2016-10-26 新日铁住金株式会社 Device for forming finish-forging blank for forged crankshaft of inline-six engine, and method for manufacturing forged crankshaft of inline-six engine using said device
CN106061646A (en) * 2014-02-27 2016-10-26 新日铁住金株式会社 Device for forming finish-forging blank for forged crankshaft of three-cylinder engine, and method for manufacturing forged crankshaft of three-cylinder engine using said device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WERNER W.ADOLF. Neuere Entwicklungen bei geschmiedeten Kraftfahrzeug-Kurbelwellen. ENTWSCHMIEDE-Journal. Sept. 2001, S.14-17. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548684A (en) * 2010-09-17 2012-07-04 丰田自动车株式会社 Crankshaft production method and production apparatus
CN102548684B (en) * 2010-09-17 2014-12-03 丰田自动车株式会社 Crankshaft production method and production apparatus
CN103846635A (en) * 2014-02-11 2014-06-11 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 Forging method for automotive engine crankshaft
CN103846634A (en) * 2014-02-11 2014-06-11 马鞍山市恒毅机械制造有限公司 Method for forging single-throw crank shaft
CN106061646A (en) * 2014-02-27 2016-10-26 新日铁住金株式会社 Device for forming finish-forging blank for forged crankshaft of three-cylinder engine, and method for manufacturing forged crankshaft of three-cylinder engine using said device
CN106061648A (en) * 2014-02-28 2016-10-26 新日铁住金株式会社 Device for forming finish-forging blank for forged crankshaft of inline-six engine, and method for manufacturing forged crankshaft of inline-six engine using said device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9630239B2 (en) Apparatus for forming a blank for finish forging for a forged crankshaft
JP3366534B2 (en) Warm or hot front-rear simultaneous extrusion high-speed die forging method and apparatus
RU2323061C2 (en) Methods for producing parts with dead or through openings by cold pressing and plant for performing the same
US5878491A (en) Process for the manufacture of a forged connecting rod
US6842982B2 (en) Method of producing bushing
RU2247623C2 (en) Crank shaft forming method
KR101932605B1 (en) Method for manufacturing balance shaft
KR20060123162A (en) Cold forming method for producing ball journals
US4151733A (en) Method of producing thrust washers
CZ301111B6 (en) Process for producing axle element for motor vehicles
CA2591958C (en) Method for producing longitudinal grooves in cylindrical workpieces
US20080060406A1 (en) Method of and apparatus for forming a hollow step profiled shaft
RU2304483C2 (en) Method for making forged blanks of axles of railway road rolling stock and apparatus for performing the same
JP2003266138A (en) Forging with hole, and method and device for forging the same
US3226967A (en) Apparatus for producing blades
Chemezov et al. MANUFACTURING OF A CASE-SHAPED PART IN CONDITIONS OF SHEET STAMPING.
US10005122B2 (en) Apparatus for forming a blank for finish forging for a forged crankshaft for a straight-6-cylinder engine and method for manufacturing a forged crankshaft for a straight-6-cylinder engine using the same
RU2241567C1 (en) Die set for hot forging of crank shaft
US3858429A (en) Apparatus and process for fabricating rear axle housings for motor vehicles
RU2074048C1 (en) Method of making parts of valves of piston engines and compressors
JPH06179035A (en) Manufacture of crank shaft
US3147539A (en) Method and apparatus for producing blades
RU2639202C2 (en) Method for drawing hollow cylindrical articles and drawing machine for its implementation
JPH01233035A (en) Method and device for closed forging
KR100192163B1 (en) Deformation method and device of wheel axle for motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081225