锻造曲轴的制造方法与流程

文档序号:11293970阅读:665来源:国知局
锻造曲轴的制造方法与流程
本发明涉及通过热锻制造曲轴的方法。

背景技术:
汽车、自动两轮车、农业机械、船舶等的往复式发动机为了将活塞的往复运动变换成旋转运动而取出动力,曲轴是不可缺少的。曲轴被大致分成通过模锻制造的曲轴和通过铸造制造的曲轴。尤其是,在要求高强度和高刚度的情况下,大多使用它们中的特性优异的前者的锻造曲轴。一般来说,锻造曲轴以截面为圆形或方形且截面积在整个长度上恒定的钢坯为原材料,依次经由预成型、模锻、去飞边以及整形各工序而制造出来。通常,预成型工序包括辊轧成型和弯曲锻造各工序,模锻工序包括粗锻和精锻各工序。图1是用于说明以往的一般的锻造曲轴的制造工序的示意图。图1所例示的曲轴1(参照图1的(f))搭载于四缸发动机,包括5个轴颈部J1~J5、4个销部P1~P4、前部Fr、凸缘部FI以及分别将轴颈部J1~J5和销部P1~P4相连的8个曲轴臂部(以下也简称为“臂部”)A1~A8。该曲轴1在全部8个臂部A1~A8一体地具有配重部(日文:カウンターウエイト部)(以下也简称为“配重部(日文:ウエイト部)”)W1~W8,曲轴1被称为四缸-八配重曲轴。以下,在分别统称轴颈部J1~J5、销部P1~P4、臂部A1~A8以及配重部W1~W8时,轴颈部的附图标记也记为“J”,销部的附图标记也记为“P”,臂部的附图标记也记为“A”,配重部的附图标记也记为“W”。将销部P以及与该销部P相连的一组臂部A(包括配重部W在内)也统称为“曲拐(日文:スロー)”。在图1所示的制造方法中,如以下那样制造锻造曲轴1。首先,在利用感应加热炉、气氛加热炉将预先切断成预定的长度的图1的(a)所示的钢坯2加热了之后,进行辊轧成型。在辊轧成型工序中,在例如利用孔型辊轧对钢坯2进行减径轧制的同时使其体积沿着长度方向分配,成型为作为中间坯料的辊轧锻坯3(参照图1的(b))。接着,在弯曲锻造工序中,从与长度方向成直角的方向将通过辊轧成型而获得的辊轧锻坯3局部地加压压下,对其体积进行分配,成型为作为更进一步的中间坯料的弯曲锻坯4(参照图1的(c))。接下来,在粗锻工序中,上下使用一对模具对通过弯曲锻造而获得的弯曲锻坯4进行加压锻造,成型为造型出曲轴(最终产品)的大致形状的锻造件5(参照图1的(d))。而且,在精锻工序中,提供通过粗锻而获得的粗锻件5,上下使用一对模具对粗锻件5进行加压锻造,成型为造型出与最终产品的曲轴吻合的形状的锻造件6(参照图1的(e))。在进行这些粗锻以及精锻时,多余材料从彼此相对的模具的分模面之间作为飞边流出。因此,粗锻件5、精锻件6在造型出的曲轴的周围分别带有较大的飞边5a、6a。在去飞边工序中,从上下利用模具保持通过精锻而获得的带飞边6a的精锻件6,同时利用刀模将飞边6a冲裁去除。由此,如图1的(f)所示,获得锻造曲轴1。在整形工序中,从上下利用模具对去除飞边后的锻造曲轴1的主要部位、例如、轴颈部J、销部P、前部Fr、凸缘部FI等这样的轴部、进而臂部A以及配重部W稍微进行加压压下,矫正成最终产品的尺寸形状。如此一来,制造出锻造曲轴1。图1所示的制造工序并不限于例示的四缸-八配重曲轴,即使是在八个臂部A中一部分的臂部具有配重部W的曲轴也是同样的。在搭载于例如四缸发动机的曲轴中,有时在前头的第1臂部A1、最后的第8臂部A8以及中央的第4臂部A4、第5臂部A5这两个臂部设置配重部W。该曲轴被称为四缸-四配重曲轴。除此之外,即使是搭载于三缸发动机、直列六缸发动机、V型六缸发动机、八缸发动机等的曲轴,制造工序也是同样的。此外,在需要调整销部的配置角度的情况下,在去飞边工序之后追加扭转工序。近年来,特别是对于汽车用的往复式发动机为了提高燃料经济性而要求轻量化。因此,作为往复式发动机的主要零件的曲轴,轻量化的要求也愈发显著。作为谋求锻造曲轴的轻量化的现有技术,存在下述技术。在日本特开2012-7726号公报(专利文献1)以及日本特开2010-230027号公报(专利文献2)中记载有如下臂部:在臂部的轴颈部侧的表面上的、将轴颈部的轴心和销部的轴心连结的直线(以下也称为“臂部中心线”)上形成有朝向销部大且深地凹陷的孔部,也记载有具有该臂部的曲轴的制造方法。这些专利文献1以及2所记载的臂部被轻量化与孔部的体积相应的量。臂部的轻量化导致与臂部成对的配重部的重量减轻,进而导致锻造曲轴整体的轻量化。另外,这些专利文献1以及2所公开的臂部在将臂部中心线夹在之间的销部附近的两侧部使厚度维持得较厚,因此,也确保了刚度(扭转刚度以及弯曲刚度)。如此,只要将臂部的两侧部的厚度维持得较厚且使臂部的轴颈部侧的表面带有凹坑,就能够同时谋求轻量化和确保刚度。不过,具有那样的独特形状的臂部的锻造曲轴难以通过以往的制造方法制造。其原因在于,在模锻工序中,如果想要在臂部表面形成凹坑,则该凹坑部位的模具的起模斜度成为反斜度,发生成型出的锻造件无法从模具拔出的事态。为了应对那样的事态,专利文献1以及2所记载的制造方法在模锻工序中不在臂部表面形成凹坑而将臂部成型得较小,在去飞边工序之后将冲头压入臂部的表面,利用该冲头的痕迹形成凹坑。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012-7726号公报专利文献2:日本特开2010-230027号公报

技术实现要素:
发明要解决的问题根据所述专利文献1以及2所记载的制造方法,能够将臂部的两侧部的厚度维持得较厚且在臂部的轴颈部侧的表面形成凹坑,能够制造同时谋求了轻量化和确保刚度的锻造曲轴。不过,在该制造方法中,为了在臂部表面形成凹坑,将冲头强力地压入臂部表面而使臂部整体变形,因此,冲头的压入需要很大的力。因此,需要用于对冲头赋予很大的力的特别的设备结构,也需要考虑冲头的耐久性。本发明的目的在于提供能够简便地获得同时谋求了轻量化和确保刚度的锻造曲轴的锻造曲轴的制造方法。用于解决问题的方案本发明的技术方案的锻造曲轴的制造方法是如下锻造曲轴的制造方法,该锻造曲轴具有:作为旋转中心的轴颈部;相对于该轴颈部偏心了的销部;以及将所述轴颈部和所述销部相连的曲轴臂部。该制造方法包括模锻工序、去飞边工序以及余料部(日文:余肉部)压扁工序。在模锻工序中,成型为造型出如下曲轴的形状的带飞边的精锻件进行成型:在所述曲轴臂部的所述销部附近的两侧部各自的外周具有从该外周突出的余料部。在去飞边工序中,从通过所述模锻工序而成型出的所述精锻件将飞边去除。在余料部压扁工序中,通过使用了一对第1模具的加压压下,针对通过所述去飞边工序去除了飞边而成的曲轴将所述曲轴臂部的所述余料部压扁。在上述的制造方法中,在所述余料部压扁工序中,能够设为通过第2模具压靠所述曲轴臂部的所述轴颈部侧的表面中的至少除了所述两侧部的区域的表面来进行保持的结构。在该结构的情况下,优选的是设为如下结构:在所述余料部压扁工序中,使所述第2模具向所述第1模具的加压压下的方向移动而追随所述第1模具的加压压下,将所述第2模具的压靠于所述曲轴臂部的位置维持在固定的位置。另外,在上述的制造方法中,能够设为如下结构:在通过使用了模具的加压压下来矫正曲轴的形状的整形工序中实施所述余料部压扁工序。另外,在上述的制造方法中,在所述余料部压扁工序中,能够从与所述销部的偏心方向成直角的方向实施使用了一对所述第1模具的加压压下。另外,在上述的制造方法中,在所述余料部压扁工...
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