JP2008049364A - Method for manufacturing forged product - Google Patents

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芳和 野上
Yoshiharu Isojima
吉晴 磯島
Koichi Morishita
弘一 森下
Yasuo Iwata
泰男 岩田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing the forged product, in which the distribution of volume of a material can be optimized, and even when the shape of the forging product is complicated, the development of burr can be prevented and the improvement in yield and the reduction in forming load are attained. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the forged product includes a heating process for heating a material, and a forming process for forming the heated material into a prescribed shape with a die forging. A bar-like material having a diameter predetermined based on the last product shape is used as a starting material (bar-like material 10), and a pre-forming process, in which a pre-forming material 13 having a predetermined element shape corresponding to the last product shape is formed by applying a prescribed working depending on the last product shape to the bar-like material 10, and a bundle process, in which a bundling product 14 to be formed in the forming process is formed by bundling the prescribed number of the pre-forming materials 13, are included before the heating process. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車のエンジン部品であるクランクシャフト等の熱間鍛造異形部品に用いて好適な鍛造品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a forged product suitable for use in a hot forged deformed part such as a crankshaft that is an engine part of an automobile, for example.

従来、例えば自動車のエンジン部品であるクランクシャフトやコネクティングロッド等の異形部品（複雑な形状の部品）の製造に際し、金属材料を加熱して型等を用いて外力を加えることで所定形状に成形する熱間鍛造が広く用いられている。
このような熱間鍛造異形部品は、一般的に、棒状の材料であるビレットが所定長さに切断され、加熱されて予備成形された後、荒地成形や仕上げ成形等の型鍛造が行われて製造される。従来の熱間鍛造部品の製造工程の一例について、図６及び図７を用いて、自動車のエンジン部品であるクランクシャフトの場合を例に説明する。図６は従来における鍛造品の製造工程を示すフロー図、図７は従来における鍛造品の製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図である。 Conventionally, for example, when manufacturing deformed parts (complex shaped parts) such as crankshafts and connecting rods that are engine parts of automobiles, the metal material is heated and molded into a predetermined shape by applying external force using a mold or the like. Hot forging is widely used.
Such hot-forged irregularly shaped parts are generally obtained by cutting a billet, which is a rod-shaped material, to a predetermined length, heating and pre-molding, and then performing die forging such as rough ground molding and finish molding. Manufactured. An example of a conventional process for manufacturing a hot forged part will be described with reference to FIGS. 6 and 7 by taking the case of a crankshaft as an engine part of an automobile as an example. FIG. 6 is a flowchart showing a conventional forged product manufacturing process, and FIG. 7 is a perspective view showing a molded product in each process in the conventional forged product manufacturing process.

まず、最終成形品であるクランクシャフト１０４（図７（ｄ）参照）の形状・寸法等に基づく直径を有する円柱状の材料であるビレットが、同じくクランクシャフト１０４の寸法等に基づく所定の長さに切断される（ステップ（以下「Ｓ」と略す）１０）。ここでは、図７（ａ）に示すように、例えば、直径８０ｍｍのビレットが長さ４００ｍｍの棒状材料１０１に切断される。次に、棒状材料１０１が所定の温度（例えば、約１２３０℃）となるように加熱される（Ｓ１１）。加熱された棒状材料１０１は、図７（ｂ）に示すように、クランクシャフト１０４の形状に基づいて曲げ加工等が施されることにより予備成形され、予備成形品１０２となる（Ｓ１２）。   First, a billet, which is a cylindrical material having a diameter based on the shape, dimensions, and the like of the crankshaft 104 (see FIG. 7D), which is the final molded product, has a predetermined length based on the dimensions, etc. of the crankshaft 104. (Step (hereinafter abbreviated as “S”) 10). Here, as shown in FIG. 7A, for example, a billet having a diameter of 80 mm is cut into a rod-shaped material 101 having a length of 400 mm. Next, the rod-shaped material 101 is heated to a predetermined temperature (for example, about 1230 ° C.) (S11). As shown in FIG. 7 (b), the heated rod-shaped material 101 is preformed by being subjected to bending processing or the like based on the shape of the crankshaft 104, and becomes a preformed product 102 (S12).

そして、予備成形品１０２は、最終成形品に対して角部等が単純化された荒地形状に成形される荒地工程（Ｓ１３）、及び荒地成形された材料が仕上げ形状に成形される仕上げ工程（Ｓ１４）の両工程においてそれぞれ型鍛造され、仕上げ成形品１０３となる（図７（ｃ）参照）。これら荒地工程及び仕上げ工程における成形荷重（鍛造荷重）は、例えば約４０００ｔとなる。
仕上げ成形品１０３は、最終成形品の周囲にバリ１０３ａが形成された形状であり、このバリ１０３ａがトリミングにより切断されて除去される（Ｓ１５）。バリ１０３ａが除去された仕上げ成形品１０３は、図７（ｄ）に示すように、最終成形品であるクランクシャフト１０４となる。その後、冷却が行われ、クランクシャフト１０４に対し、欠肉やクラック等の鍛造欠陥についての検査が行われる（Ｓ１６）。
以上の工程を経て製造されるクランクシャフトについては、その歩留りは約７５％程度となる。 Then, the preformed product 102 has a wasteland process (S13) in which the corners and the like are simplified with respect to the final molded product, and a finishing process in which the wasteground material is formed into a finished shape (S13). In both steps of S14), the die is forged to form a finished molded product 103 (see FIG. 7C). The forming load (forging load) in these wasteland process and finishing process is, for example, about 4000 t.
The finished molded product 103 has a shape in which burrs 103a are formed around the final molded product, and the burrs 103a are cut and removed by trimming (S15). The finished molded product 103 from which the burr 103a has been removed becomes a crankshaft 104, which is the final molded product, as shown in FIG. 7 (d). Thereafter, cooling is performed, and the crankshaft 104 is inspected for forging defects such as lacking and cracks (S16).
For the crankshaft manufactured through the above steps, the yield is about 75%.

こうした鍛造品の製造方法においては、予備成形における曲げ加工等や、荒地・仕上げ成形における複数回の鍛造を経るものの、鍛造しようとする部品の形状が複雑であるため、鍛造品の外周に形成される余剰の材料であるバリが多くなり歩留りが良くないという問題がある。このため、異形部品の鍛造においては歩留りを向上させることが大きな課題となっており、かかる課題を解決するための技術が種々提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。   In such a forged product manufacturing method, it is formed on the outer periphery of the forged product because the shape of the part to be forged is complicated, though it undergoes multiple times of forging in roughing and finish forming, etc. in the preforming. There is a problem that the yield is not good because of excessive burr, which is an excessive material. For this reason, in forging of odd-shaped parts, improving yield is a major issue, and various techniques for solving such a problem have been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

こうした従来の鍛造品の製造工程においては、最終成形品の大径部に合う直径のビレットが用いられるため、歩留り低減の原因となるバリの、ある程度の発生は避けられないと考えられる。しかし、前記のような予備成形等において、最終成形品に合うように材料の適正なボリューム配分が行われることで、バリの発生を低減させることができる。かかる材料のボリューム配分は、従来、次のような方法により行われていた。   In such a conventional forged product manufacturing process, since a billet having a diameter suitable for the large diameter portion of the final molded product is used, it is considered that a certain amount of burrs that cause a reduction in yield is inevitable. However, the occurrence of burrs can be reduced by appropriately distributing the volume of the material so as to match the final molded product in the above-described preforming or the like. Conventionally, volume distribution of such materials has been performed by the following method.

まず、鍛造プレスによりボリューム配分を行う方法がある。すなわち、鍛造型を有するプレス装置により、材料を１回または複数回鍛造プレスすることによって、長手方向や幅方向等の所定の方向に材料を流して成形することでボリューム配分を行う。   First, there is a method of performing volume distribution by a forging press. That is, volume distribution is performed by forming a material by flowing it in a predetermined direction such as a longitudinal direction or a width direction by forging the material once or a plurality of times by a press device having a forging die.

また、ボリューム配分を行う方法としてロール成形による方法がある。すなわち、一般に上下に配設されボリューム配分するための凹凸（インプレッション）を有する成形部が形成されているロール型により、円柱状の棒状材料であるワークを挟み、その状態で上下のロール型を回転させることで、前記成形部によってワークを成形し、ボリューム配分を行う。   Further, as a method for performing volume distribution, there is a method by roll forming. In other words, a workpiece that is a cylindrical rod-shaped material is sandwiched by a roll mold that is generally formed vertically and formed with concave and convex portions (impressions) for volume distribution, and the upper and lower roll molds are rotated in that state. By doing so, a workpiece is formed by the forming unit, and volume distribution is performed.

ここで、ロール成形の一例について図８を用いて説明する。図８は従来のロール成形工程の一例を示す説明図である。
図８（ａ）に示すように、所定の位置に回転可能に配設される上ロール型１１１と下ロール型１１２の間において、図示せぬ搬送装置等により搬送されるワーク１１０が所定の位置にセットされる。ワーク１１０は、図示せぬマニピュレータ等を介して操作される保持機構１１３により掴まれてセット位置に保持された状態となる。この状態から、同図（ｂ）に示すように、上下のロール型１１１・１１２が所定の方向に回転することにより、ワーク１１０が上下のロール型１１１・１１２に挟まれ、各ロール型に形成される成形部により所定の成形が施される。これにより、成形部１１０ａが形成される。
そして、図８（ｃ）に示すように、成形が終了すると、上下のロール型１１１・１１２はワーク１１０に対して作用しない位置まで回転する。その後、同図（ｄ）に示すように、ワーク１１０は保持機構１１３の移動により所定の経路に送られる。なお、図８（ｂ）〜（ｄ）においては保持機構１１３の図示を省略している。
このようなロール成形が、必要に応じて複数回（例えば４回）繰り返される。その場合、例えば上下のロール型１１１・１１２に、ワーク１１０を成形するための成形部がワーク１１０の移動方向（図８における左右方向）に対して複数列（紙面奥行き方向に複数列）形成され、各成形部による成形が終了するごとに、ワーク１１０が保持機構１１３により移動・回転等され、ロール成形が複数回繰り返される。これにより、ワーク１１０についてのボリューム配分が行われる。
特開２００４−２６１８５７号公報 特開２００４−１２２１６３号公報 Here, an example of roll forming will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a conventional roll forming process.
As shown in FIG. 8 (a), a workpiece 110 conveyed by a conveying device or the like (not shown) is placed at a predetermined position between an upper roll mold 111 and a lower roll mold 112 that are rotatably arranged at a predetermined position. Set to The workpiece 110 is held by the holding mechanism 113 operated via a manipulator (not shown) and held at the set position. From this state, the upper and lower roll molds 111 and 112 are rotated in a predetermined direction as shown in FIG. 5B, so that the workpiece 110 is sandwiched between the upper and lower roll molds 111 and 112 and formed into each roll mold. A predetermined molding is performed by the molded part. Thereby, the shaping | molding part 110a is formed.
And as shown in FIG.8 (c), when shaping | molding is complete | finished, the upper and lower roll type | molds 111 * 112 will rotate to the position which does not act with respect to the workpiece | work 110. FIG. Thereafter, as shown in FIG. 4D, the workpiece 110 is sent to a predetermined path by the movement of the holding mechanism 113. In addition, illustration of the holding mechanism 113 is abbreviate | omitted in FIG.8 (b)-(d).
Such roll forming is repeated a plurality of times (for example, four times) as necessary. In that case, for example, forming parts for forming the work 110 are formed in a plurality of rows (a plurality of rows in the depth direction on the paper) in the upper and lower roll dies 111 and 112 with respect to the movement direction of the work 110 (left and right direction in FIG. Each time molding by each molding unit is completed, the workpiece 110 is moved and rotated by the holding mechanism 113, and roll molding is repeated a plurality of times. Thereby, the volume allocation for the work 110 is performed.
JP 2004-261857 A JP 2004-122163 A

しかし、前述のような方法により材料のボリューム配分を行う場合、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、鍛造プレスによりボリューム配分を行う場合、成形荷重や型の強度などとの関係から、材料を変形させる量に限界があるため、断面減少できる量が少なく（断面減少率が小さく）、十分なボリューム配分を行えない場合がある。ここで、プレス回数を増加することで材料を多段階的に変形させることにより、十分なボリューム配分を行うことが考えられるが、これは製造ラインにおけるサイクルタイムを短縮させる観点からは得策ではない。 However, when volume distribution of materials is performed by the method as described above, there are the following problems.
In other words, when volume is distributed by a forging press, there is a limit to the amount of deformation of the material due to the relationship between molding load and die strength, so the amount that can reduce the cross section is small (the cross section reduction rate is small) and sufficient Volume allocation may not be possible. Here, it is conceivable to perform sufficient volume distribution by deforming the material in multiple stages by increasing the number of presses, but this is not a good idea from the viewpoint of shortening the cycle time in the production line.

また、ロール成形によりボリューム配分を行う場合、十分なボリューム配分を行おうとして断面減少率が高くなると、材料の内部でシェブロンクラック等の割れが発生する場合がある。また、ロール成形においては、ワークは前記のとおり保持機構等により掴まれた状態となることから、その掴まれる部分はロール成形を行うことができないため、鍛造品の形状によっては十分なボリューム配分が行えない場合がある。   Further, when volume distribution is performed by roll forming, cracks such as chevron cracks may occur inside the material if the cross-section reduction rate increases to achieve sufficient volume distribution. In roll forming, the workpiece is held by the holding mechanism or the like as described above, and the gripped portion cannot be roll-formed. Therefore, depending on the shape of the forged product, sufficient volume distribution is possible. It may not be possible.

このように、ビレットから切断された１本の棒状材料が成形されてボリューム配分が行われる従来の方法においては、ボリューム配分についての自由度を高めることが困難であり、ボリューム配分できる限界が低かった。
一方、材料についてのボリューム配分が不十分であることに起因して発生するバリは、鍛造品の成形面積を広げるため、成形荷重を増大させる原因となる。かかる成形荷重の増大は、型寿命の低下やプレス装置の大型化等につながる。 As described above, in the conventional method in which volume distribution is performed by molding a single rod-shaped material cut from a billet, it is difficult to increase the degree of freedom for volume distribution, and the limit of volume distribution is low. .
On the other hand, burrs generated due to insufficient volume distribution of the material increase the forming load of the forged product and thus increase the forming load. Such an increase in molding load leads to a decrease in mold life and an increase in the size of the press device.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、材料のボリューム配分の最適化を図ることができ、鍛造品の製品形状が複雑であっても、バリの発生が防止でき、歩留りの向上及び成形荷重の低減を図ることができる鍛造品の製造方法を提供することにある。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is that it is possible to optimize the volume distribution of the material, and even if the product shape of the forged product is complicated, the generation of burrs can be prevented, the yield is improved, and the molding load is increased. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a forged product capable of reducing the amount of the forging.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

すなわち、請求項１においては、材料を加熱する加熱工程と、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程とを含む鍛造品の製造方法であって、最終製品形状に基づいて定められる所定の径を有する棒状の材料を出発材料として用い、前記加熱工程の前に、前記出発材料または該出発材料を最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断した材料要素に最終製品形状に応じた所定の加工を施して、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品を形成する予備成形工程と、所定の数量の前記予備成形品を束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品を構成する束ね工程と、を有するものである。   That is, in claim 1, a forged product manufacturing method including a heating step of heating a material and a molding step of molding the heated material into a predetermined shape by die forging, which is determined based on a final product shape. A rod-shaped material having a predetermined diameter is used as a starting material, and before the heating step, the starting material or a material element obtained by cutting the starting material into a predetermined length determined based on a final product shape A preforming step for forming a preform having a predetermined element shape according to a final product shape by performing a predetermined processing according to a shape, and a molding process by bundling a predetermined number of the preforms And a bundling step that constitutes a bundling product to be molded.

請求項２においては、前記加熱工程における材料の加熱は、無酸化加熱であるものである。   According to a second aspect of the present invention, the heating of the material in the heating step is non-oxidative heating.

請求項３においては、前記予備成形工程は、前記出発材料または前記材料要素に最終製品形状に応じた所定の部位を径方向に圧縮変形させる絞り加工を施し絞り成形品を得るための絞り工程と、前記絞り成形品に前記要素形状に応じた所定の曲げ加工を施し前記予備成形品を成形する曲げ工程と、を含むものである。   According to a third aspect of the present invention, the preforming step includes a drawing step for obtaining a drawn product by subjecting the starting material or the material element to a drawing process for compressing and deforming a predetermined portion corresponding to a final product shape in a radial direction. And a bending step of forming the preformed product by subjecting the drawn product to a predetermined bending process according to the element shape.

請求項４においては、前記予備成形工程は、前記材料要素の形状に沿う形状を有する材料入口から前記要素形状に応じた所定の曲げ形状を有する材料出口まで通路断面形状が徐々に変化する曲げ通路を有する型部材を用い、前記材料要素を前記材料入口から前記材料出口まで加圧して前記曲げ通路を通過させることにより曲げ加工を施し前記予備成形品を成形する曲げ工程を含むものである。   5. The bending passage according to claim 4, wherein the preforming step is such that a passage cross-sectional shape gradually changes from a material inlet having a shape along a shape of the material element to a material outlet having a predetermined bending shape corresponding to the element shape. A bending step of forming the preform by bending the material element by pressurizing the material element from the material inlet to the material outlet and passing it through the bending passage.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、本発明によれば、材料のボリューム配分の最適化を図ることができ、鍛造品の製品形状が複雑であっても、バリの発生が防止でき、歩留りの向上及び成形荷重の低減を図ることができる。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
That is, according to the present invention, the volume distribution of the material can be optimized, and even if the product shape of the forged product is complicated, the generation of burrs can be prevented, and the yield can be improved and the molding load can be reduced. be able to.

次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る鍛造品の製造方法は、例えば、自動車のエンジン部品であるクランクシャフトやコネクティングロッド等の熱間鍛造異形部品の製造に際して好適に用いられるものであり、材料を加熱する加熱工程と、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程とを含む。 Next, embodiments of the invention will be described.
The method for manufacturing a forged product according to the present invention is preferably used in manufacturing a hot forged deformed part such as a crankshaft or a connecting rod that is an engine part of an automobile, for example, and a heating step for heating the material, And a forming step of forming the heated material into a predetermined shape by die forging.

そして、本発明に係る鍛造品の製造方法は、最終製品形状に基づいて定められる所定の径を有する棒状の材料を出発材料として用い、前記加熱工程の前に、前記出発材料または該出発材料を最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断した材料要素に最終製品形状に応じた所定の加工を施して、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品を形成する予備成形工程と、所定の数量の前記予備成形品を束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品を構成する束ね工程とを有する。
なお、予備成形工程では、少なくとも束ね工程で束ねられる所定の数量分の予備成形品が準備される。 And the manufacturing method of the forged product which concerns on this invention uses the rod-shaped material which has the predetermined diameter defined based on the final product shape as a starting material, and before the said heating process, the said starting material or this starting material is used. Preliminarily forming a preform having a predetermined element shape corresponding to the final product shape by subjecting the material element cut to a predetermined length determined based on the final product shape to a predetermined process corresponding to the final product shape A forming step and a bundling step of forming a bundle to be formed in the forming step by bundling a predetermined number of the preforms.
In the preforming step, at least a predetermined number of preformed products to be bundled in the bundling step are prepared.

すなわち、本発明に係る鍛造品の製造方法は、その出発材料として、最終製品形状に基づいて定められる所定の径、具体的には、従来の製造方法における１本の棒状材料を切り出すためのビレットに対して小径の（細い）棒状材料を用いる。棒状材料の形状（断面形状）としては、円柱状や角柱状あるいはこれらの組合せ等、種々の形状を用いることができる。
そして、この棒状材料を切断工程にて所定の長さに切断したものを材料要素とし、この材料要素あるいは前記棒状材料の段階から、予備成形工程にて所定の予備成形加工を施すことにより、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品を所定の数量準備する。これらの予備成形品を、束ね工程にて所定の数量束ね、その束ねた状態の材料を、成形工程にて型鍛造を行うことにより最終製品形状に成形する。 That is, the method for manufacturing a forged product according to the present invention has a predetermined diameter determined based on the final product shape as a starting material, specifically, a billet for cutting out one bar-shaped material in a conventional manufacturing method. In contrast, a rod-like material having a small diameter (thin) is used. As the shape (cross-sectional shape) of the rod-shaped material, various shapes such as a columnar shape, a prismatic shape, or a combination thereof can be used.
Then, the rod-shaped material cut into a predetermined length in the cutting process is used as a material element. From the stage of the material element or the rod-shaped material, a predetermined preforming process is performed in the preforming process to obtain a final element. A predetermined number of preforms having a predetermined element shape corresponding to the product shape is prepared. A predetermined number of these preforms are bundled in a bundling process, and the bundled material is molded into a final product shape by die forging in the molding process.

したがって、前記予備成形品が有する「所定の要素形状」とは、予備成形品を所定の数量束ねることにより、材料が最終製品形状に応じたボリューム配分となる形状であり、鍛造品の最終製品形状に基づいて、予備成形品が有する所定の要素形状及び束ねる数量を定める。ここで、各予備成形品が有する所定の要素形状は、製造コストの低減や製造ラインにおけるサイクルタイムの短縮等の観点からは統一した形状とすることが好ましいと考えられるが、鍛造品の形状に応じて複数種類の異なる要素形状を用いてもよい。   Therefore, the “predetermined element shape” of the preformed product is a shape in which the material is distributed in a volume according to the final product shape by bundling a predetermined number of preformed products, and the final product shape of the forged product Based on the above, a predetermined element shape and a quantity to be bundled of the preform are determined. Here, it is considered that the predetermined element shape of each preformed product is preferably a unified shape from the viewpoint of reduction of manufacturing cost and cycle time in the manufacturing line, etc. Accordingly, a plurality of different element shapes may be used.

つまり、本発明に係る鍛造品の製造方法は、従来はビレットから切り出された１本の棒状材料が用いられていたところを、従来のビレットに対して小径の棒状材料を加工することで所定の要素形状を有する予備成形品を予め複数形成して準備しておき、それら予備成形品を束ねることで予めボリューム配分を行う。そして、束ねた状態の材料要素群を型鍛造によって成形する。言い換えると、複数の棒状材料を用いてそれぞれを成形することで、一体の鍛造品に対して分割成形品となる予備成形品を複数準備し、それらを束ねて一体とすることでボリューム配分した状態から鍛造品を成形する。   In other words, the method for manufacturing a forged product according to the present invention uses a rod-shaped material having a small diameter with respect to a conventional billet, instead of using a single rod-shaped material cut out from the billet. A plurality of preforms having element shapes are formed and prepared in advance, and volume distribution is performed in advance by bundling the preforms. Then, the bundled material element group is formed by die forging. In other words, by forming each using a plurality of rod-shaped materials, a plurality of preforms that become split molded products are prepared for a single forged product, and the volume is distributed by bundling them together. Form a forged product from

このように、従来のビレットに対して小径の棒状材料を加工することで複数の予備成形品を準備し、これらの予備成形品を束ねた状態で材料の加熱及び成形を行うことにより、予め材料が適正にボリューム配分された状態で材料の加熱及び成形が行われることとなるので、材料のボリューム配分の最適化を図ることができ、鍛造品の製品形状が複雑であっても、バリの発生が防止でき、歩留りの向上及び成形荷重の低減を図ることができる。   In this way, by preparing a plurality of preforms by processing a small-diameter rod-shaped material with respect to a conventional billet, and heating and molding the material in a state in which these preforms are bundled, the material is obtained in advance. Since the material is heated and molded in a state where the volume is properly distributed, it is possible to optimize the volume distribution of the material, and even if the product shape of the forged product is complicated, burrs are generated. Can be prevented, and the yield can be improved and the molding load can be reduced.

すなわち、複数の予備成形品を用いることで、材料の予備成形に際して材料の形状の成形形状に対する制約が緩和され、従来のように１本の棒状材料から鍛造品の成形を行う場合と比較して、ボリューム配分を行うための予備成形の加工が容易となるので、ボリューム配分についての自由度を高めることができる。そして、所定の要素形状を有する予備成形品を複数束ねることで、材料を予め最適なボリューム配分とした状態にすることができ、その状態で加熱及び成形を行うことができる。これにより、極端に複雑な製品形状であっても、予備成形品の要素形状や束ねる数（一体の鍛造品に対して分割する数）を工夫することで、その製品形状に対応するボリューム配分を行うことが可能となる。
また、適正なボリューム配分を行うことができることからバリの発生を防止することができるので、鍛造品の成形面積が広がることを防止することができ、成形荷重を低減することができる。これにより、型寿命の向上やプレス装置の小型化を図ることができる。 In other words, by using a plurality of preforms, restrictions on the shape of the material during the preforming of the material are relaxed, and compared to the case of forming a forged product from a single rod-shaped material as in the past. Since the preforming process for performing volume allocation is facilitated, the degree of freedom regarding volume allocation can be increased. Then, by bundling a plurality of preforms having a predetermined element shape, the material can be brought into an optimal volume distribution in advance, and heating and molding can be performed in this state. As a result, even if the product shape is extremely complicated, the volume distribution corresponding to the product shape can be achieved by devising the element shape of the preform and the number of bundles (the number to be divided for an integrated forged product). Can be done.
Moreover, since appropriate volume distribution can be performed, the generation of burrs can be prevented, so that the molding area of the forged product can be prevented from being increased, and the molding load can be reduced. As a result, the mold life can be improved and the press apparatus can be downsized.

以下、本発明に係る鍛造品の製造方法について、鍛造品をクランクシャフトとした場合を例に実施の形態に即して具体的に説明する。   Hereinafter, a method for producing a forged product according to the present invention will be described in detail with reference to an embodiment, taking a forged product as a crankshaft as an example.

第一実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。図１は第一実施形態に係る鍛造品の製造工程を示すフロー図、図２は同じく製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図である。   The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a forged product according to the first embodiment, and FIG. 2 is a perspective view showing a molded product of each process in the manufacturing process.

本実施形態では、図２（ａ）に示すように、出発材料として最終製品形状に基づいて定められる所定の径を有する棒状材料（ビレット）１０を用いる。棒状材料１０は、従来の製造方法における１本の棒状材料を切り出すためのビレットに対して小径であり（細く）、例えば、従来用いられていた棒状材料が直径８０ｍｍであるのに対し、棒状材料１０としては直径１０ｍｍ程度のものを用いる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, a rod-shaped material (billet) 10 having a predetermined diameter determined based on the final product shape is used as a starting material. The rod-shaped material 10 has a small diameter (thin) with respect to a billet for cutting out one rod-shaped material in the conventional manufacturing method. For example, the rod-shaped material conventionally used has a diameter of 80 mm, whereas the rod-shaped material 10 As 10, a diameter of about 10 mm is used.

本実施形態に係るクランクシャフトの製造工程は、前記加熱工程の前に、棒状材料１０に最終製品形状に応じた所定の加工を施して、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品１３（図２（ｄ）参照）を成形する予備成形工程と、所定の数量の予備成形品１３を束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品１４（図２（ｅ）参照）を構成する束ね工程とを有する。   In the crankshaft manufacturing process according to the present embodiment, before the heating process, the rod-shaped material 10 is subjected to predetermined processing corresponding to the final product shape, and has a predetermined element shape corresponding to the final product shape. A preforming step for molding the product 13 (see FIG. 2D) and a bundled product 14 to be molded in the molding process by bundling a predetermined number of preformed products 13 (see FIG. 2E) And a bundling process.

そして、本実施形態では、前記予備成形工程は、棒状材料１０に最終製品形状に応じた所定の部位を径方向に圧縮変形させる絞り加工を施し絞り成形品１２（図２（ｃ）参照）を得るための絞り工程と、絞り成形品１２に前記要素形状に応じた所定の曲げ加工を施し予備成形品１３を成形する曲げ工程とを含む。   And in this embodiment, the said pre-forming process performs the drawing process which compresses and deforms the predetermined | prescribed site | part according to the final product shape to the rod-shaped material 10 to radial direction, and draw-formed product 12 (refer FIG.2 (c)). A drawing step for obtaining, and a bending step for forming the preformed product 13 by subjecting the drawn product 12 to a predetermined bending process according to the element shape.

本実施形態に係る製造工程では、まず、予備成形工程における絞り工程を行う。本実施形態における絞り工程では、絞り加工として熱間スエージングを行う。すなわち、図２（ａ）に示す棒状材料１０を、所定の温度に加熱し（Ｓ１００）、スエージング加工を行う（Ｓ１１０）。
これにより、棒状材料１０において、最終製品形状に応じた所定の部位を径方向に圧縮変形させ、図２（ｂ）に示す絞り材料１１を成形する。したがって、絞り材料１１は、最終製品形状に応じた所定の部位に、径方向に圧縮変形された絞り部１１ａを有する。なお、絞り工程における絞り加工としては、熱間スエージングに限らず、冷間スエージング、押出し、圧延あるいはロール成形等を適宜用いることができる。 In the manufacturing process according to this embodiment, first, a drawing process in the preforming process is performed. In the drawing step in the present embodiment, hot swaging is performed as drawing processing. That is, the rod-shaped material 10 shown in FIG. 2A is heated to a predetermined temperature (S100) and swaging is performed (S110).
Thereby, in the rod-shaped material 10, a predetermined portion corresponding to the final product shape is compressed and deformed in the radial direction, and the drawn material 11 shown in FIG. 2B is formed. Accordingly, the drawn material 11 has a drawn portion 11a that is compressed and deformed in the radial direction at a predetermined portion corresponding to the final product shape. The drawing process in the drawing process is not limited to hot swaging, and cold swaging, extrusion, rolling, roll forming, or the like can be used as appropriate.

次に、絞り材料１１を、最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断する（Ｓ１２０）。具体的には、絞り材料１１を、所定の要素形状を有する予備成形品１３（図２（ｄ）参照）を形成するための長さに切断する。これにより、図２（ｃ）に示すような絞り成形品１２を得る。絞り成形品１２は、後述する曲げ加工等を経て予備成形品１３となるため、予備成形品１３の必要な数量に応じて所定の数量準備する。
なお、前述した絞り工程における絞り加工の種類等によっては、その加工のし易さ等を考慮し、絞り加工を行う前に、棒状材料１０を最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断することで材料要素を形成してもよい。つまりこの場合、棒状材料１０を予め所定の長さに切断することで複数の材料要素を形成した後、各材料要素に対し、絞り工程における絞り加工を行うこととなる。 Next, the drawing material 11 is cut into a predetermined length determined based on the final product shape (S120). Specifically, the drawing material 11 is cut into a length for forming a preform 13 (see FIG. 2D) having a predetermined element shape. Thereby, a drawn product 12 as shown in FIG. 2C is obtained. Since the drawn molded product 12 becomes a preformed product 13 through a bending process to be described later, a predetermined quantity is prepared according to the required quantity of the preformed product 13.
Depending on the type of drawing process in the drawing process described above, the rod-like material 10 is set to a predetermined length determined on the basis of the final product shape before drawing, in consideration of ease of processing. The material element may be formed by cutting. That is, in this case, after a plurality of material elements are formed by cutting the rod-shaped material 10 into a predetermined length in advance, each material element is subjected to a drawing process in a drawing process.

続いて、絞り成形品１２に対し、ショットブラストを行う（Ｓ１３０）。すなわち、前述した熱間スエージングに際しての加熱により、絞り成形品１２の表面には酸化スケールが生成し、これは後の工程における型鍛造の妨げとなるので、ショットブラストにより絞り成形品１２表面の酸化スケールを除去する。
なお、前述した絞り工程における絞り加工として、冷間スエージング等の冷間加工を行った場合は、酸化スケールを除去するための加工は省略することができる。 Subsequently, shot blasting is performed on the drawn product 12 (S130). That is, due to the heating during the above-described hot swaging, an oxide scale is generated on the surface of the drawn article 12 and this hinders die forging in the subsequent process. Remove oxide scale.
In addition, when cold working such as cold swaging is performed as the drawing process in the drawing process described above, the process for removing the oxide scale can be omitted.

次に、絞り成形品１２に所定の要素形状に応じた所定の曲げ加工を施し予備成形品１３を成形する曲げ工程としてのベンディングを行う（Ｓ１４０）。
すなわち、本工程では、絞り成形品１２にベンディング加工を施すことによって所定の部位を曲げ、前述した所定の要素形状に成形する。これにより、図２（ｄ）に示すように、所定の要素形状を有する予備成形品１３を得る。ここで、予備成形品１３が有する所定の要素形状としては、例えば、ジャーナル部、ピン部、カウンタウエイト部等のクランクシャフトを構成する各部の形状に対応する部分を有することにより、クランクシャフトの形状（最終製品形状）のボリューム配分と略同様のボリューム配分を有する形状が考えられる。 Next, bending is performed as a bending process for forming the preformed product 13 by subjecting the drawn product 12 to a predetermined bending process according to a predetermined element shape (S140).
That is, in this step, a predetermined portion is bent by bending the drawn product 12 to form the predetermined element shape described above. Thereby, as shown in FIG.2 (d), the preform 13 which has a predetermined element shape is obtained. Here, as the predetermined element shape that the preform 13 has, for example, the shape of the crankshaft is provided by having portions corresponding to the shape of each part constituting the crankshaft such as a journal portion, a pin portion, and a counterweight portion. A shape having a volume distribution substantially similar to the volume distribution of (final product shape) is conceivable.

このように、絞り工程及び曲げ工程を含む予備成形工程により、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品１３を、少なくとも束ね工程で束ねる所定の数量分準備する。   In this way, by the preforming process including the drawing process and the bending process, the preformed product 13 having a predetermined element shape corresponding to the final product shape is prepared for a predetermined quantity to be bundled at least in the bundling process.

そして、予備成形品１３を所定の数量（本数）束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品１４（図２（ｅ）参照）を構成する束ね工程を行う（Ｓ１５０）。
本工程では、予備成形品１３を所定の数量として例えば４０本程度準備し、これらを束ねることにより、図２（ｅ）に示すような束ね品１４を構成する。これにより、材料を最終製品形状に応じたボリューム配分とする。この束ね品１４を、後述する型鍛造における成形対象とする。
ここで、予備成形品１３を束ねるに際しては、例えば、鍛造品の材料と同じ材料により構成した保持部材を適宜用いること等により、予備成形品１３を束ねた状態を保持する。 Then, by bundling a predetermined number (number) of the preforms 13, a bundling process that constitutes a bundling product 14 (see FIG. 2E) to be molded in the molding process is performed (S <b> 150).
In this step, for example, about 40 preformed products 13 are prepared as a predetermined quantity, and these are bundled to form a bundled product 14 as shown in FIG. Thus, the material is distributed in volume according to the final product shape. This bundled product 14 is a molding object in die forging described later.
Here, when the preformed product 13 is bundled, for example, a state in which the preformed product 13 is bundled is held by appropriately using a holding member made of the same material as that of the forged product.

次に、材料を加熱する加熱工程として、予備成形品１３を所定の数量束ねた束ね品１４を加熱する工程を行う。本工程では、いわゆる無酸化加熱を行う（Ｓ１６０）。
無酸化加熱に際しては周知の方法を用いることができ、例えば、ガス雰囲気炉内において、窒素ガスや水素ガスからなる雰囲気中で無酸化状態での加熱を行う。 Next, as a heating process for heating the material, a process of heating a bundled product 14 obtained by bundling a predetermined number of preformed products 13 is performed. In this step, so-called non-oxidative heating is performed (S160).
For the non-oxidation heating, a known method can be used. For example, heating in a non-oxidation state is performed in an atmosphere of nitrogen gas or hydrogen gas in a gas atmosphere furnace.

このように、加熱工程における材料の加熱を無酸化加熱とすることにより、束ね品１４の表面に酸化スケールが生成することを防止することができる。これにより、加熱工程における加熱処理終了後において、例えばショットブラスト等により束ね品１４の表面を研削等して酸化スケールを除去するための工程が不要となり、製造工程の簡略化を図ることができる。   In this way, by making the heating of the material in the heating process non-oxidative heating, it is possible to prevent the generation of oxide scale on the surface of the bundle 14. Thereby, after completion of the heat treatment in the heating process, for example, a process for removing the oxide scale by grinding the surface of the bundled product 14 by shot blasting or the like becomes unnecessary, and the manufacturing process can be simplified.

続いて、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程としての仕上げ工程を行う（Ｓ１７０）。
本工程では、例えば下型及び上型を有する鍛造型を備えるプレス装置（図示略）により、図２（ｅ）に示す束ね品１４を成形対象とする型鍛造を行う。本工程に用いる鍛造型は、下型及び上型を有しその型閉じ状態で形成される成形空間が、クランクシャフトの最終製品形状となる。
そして、プレス装置により束ね品１４を圧縮して型鍛造を行い、所定の形状つまりクランクシャフトの最終製品形状に成形する。かかる仕上げ工程における型鍛造により、図２（ｆ）に示すように、最終製品形状の鍛造品であるクランクシャフト１５を得る。 Subsequently, a finishing process is performed as a molding process in which the heated material is molded into a predetermined shape by die forging (S170).
In this step, die forging with the bundled product 14 shown in FIG. 2E as a molding object is performed by a press device (not shown) including a forging die having a lower die and an upper die, for example. The forging die used in this step has a lower die and an upper die, and a molding space formed in the closed state is the final shape of the crankshaft.
Then, the bundle 14 is compressed by a press device and die-forged to form a predetermined shape, that is, the final product shape of the crankshaft. As shown in FIG. 2 (f), a crankshaft 15 which is a forged product having a final product shape is obtained by die forging in the finishing step.

そして、仕上げ工程で得たクランクシャフトについての検査工程を行う（Ｓ１８０）。
本工程では、型鍛造により得たクランクシャフト１５を冷却した後、そのクランクシャフト１５に対し、欠肉やクラック等の鍛造欠陥についての所定の検査を行う。 Then, an inspection process is performed on the crankshaft obtained in the finishing process (S180).
In this step, after the crankshaft 15 obtained by die forging is cooled, the crankshaft 15 is subjected to a predetermined inspection for forging defects such as a lacking wall and a crack.

以上の工程により製造するクランクシャフト１５については、その歩留りは約１００％となる。すなわち、多数の予備成形品１３を束ねることにより、鍛造型に対して予め材料を適正なボリューム配分とした状態から、成形工程における型鍛造を行うので、成形工程において余剰の材料により形成されるバリが発生せず、歩留りが限りなく１００％に近い値となる。
また、バリが発生しないことから、成形荷重を低減させることができる。具体的には、従来の鍛造品の製造方法における成形荷重が例えば約４０００ｔであるのに対し、本実施形態における成形荷重は、約３０００ｔに低減することができる。
また、バリが発生しないことから、トリミング等のバリを除去するための工程が不要となり、製造工程の簡略化を図ることができる。 The yield of the crankshaft 15 manufactured by the above process is about 100%. In other words, by bundling a large number of preforms 13, die forging in the molding process is performed from a state in which the material is appropriately distributed in volume to the forging die in advance. Does not occur, and the yield is infinitely close to 100%.
Moreover, since a burr | flash does not generate | occur | produce, a molding load can be reduced. Specifically, the molding load in the conventional method for producing a forged product is about 4000 t, for example, whereas the molding load in the present embodiment can be reduced to about 3000 t.
In addition, since no burrs are generated, a process for removing burrs such as trimming is not necessary, and the manufacturing process can be simplified.

第二実施形態について、図３〜図５を用いて説明する。図３は第二実施形態に係る鍛造品の製造工程を示すフロー図、図４は同じく製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図、図５は曲げ工程での加工方法を説明するための型部材等を示す説明図である。なお、第一実施形態と重複する内容については適宜その説明を省略する。   A second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of a forged product according to the second embodiment, FIG. 4 is a perspective view showing a molded product in each process in the manufacturing process, and FIG. 5 is for explaining a processing method in the bending process. It is explanatory drawing which shows a type | mold member. In addition, about the content which overlaps with 1st embodiment, the description is abbreviate | omitted suitably.

本実施形態では、図４（ａ）に示すように、出発材料として最終製品形状に基づいて定められる所定の径を有する棒状材料（ビレット）２０を用いる。棒状材料２０は、従来の製造方法における１本の棒状材料を切り出すためのビレットに対して小径であり（細く）、例えば、従来用いられていた棒状材料が直径８０ｍｍであるのに対し、棒状材料２０としては直径１０ｍｍ程度のものを用いる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 4A, a rod-shaped material (billet) 20 having a predetermined diameter determined based on the final product shape is used as a starting material. The rod-shaped material 20 has a smaller diameter (thinner) than the billet for cutting out one rod-shaped material in the conventional manufacturing method. For example, the rod-shaped material conventionally used has a diameter of 80 mm, whereas the rod-shaped material 20 20 having a diameter of about 10 mm is used.

本実施形態に係るクランクシャフトの製造工程は、材料を加熱する加熱工程の前に、出発材料としての棒状材料２０を最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断した材料要素２１（図４（ｂ）参照）に最終製品形状に応じた所定の加工を施して、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品２２（図４（ｃ）参照）を成形する予備成形工程と、所定の数量の予備成形品２２を束ねることにより、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程における成形対象となる束ね品２３（図４（ｄ）参照）を構成する束ね工程とを有する。   In the manufacturing process of the crankshaft according to the present embodiment, the material element 21 (FIG. 5) is obtained by cutting the rod-shaped material 20 as a starting material into a predetermined length determined based on the final product shape before the heating process for heating the material. 4 (b)) is subjected to predetermined processing according to the final product shape, and a preforming step for forming a preform 22 (see FIG. 4 (c)) having a predetermined element shape according to the final product shape. And a bundle constituting a bundle 23 (see FIG. 4D) to be molded in a molding process in which the heated material is molded into a predetermined shape by die forging by bundling a predetermined number of preforms 22. Process.

そして、本実施形態では、前記予備成形工程は、型部材３０（図５参照）を用い、材料要素２１に最終製品形状に応じた所定の曲げ加工を施して予備成形品２２を成形する曲げ工程を含む。   In the present embodiment, the preforming step uses the mold member 30 (see FIG. 5) and performs a predetermined bending process according to the final product shape on the material element 21 to form the preformed product 22. including.

本実施形態に係る製造工程では、まず、出発材料としての棒状材料２０を、最終製品形状に応じた所定の長さに切断する（Ｓ２００）。具体的には、棒状材料２０を、所定の要素形状を有する予備成形品２２を形成するための長さに切断する。これにより、図４（ｂ）に示すような材料要素２１を得る。材料要素２１は、後述する曲げ加工等を経て予備成形品２２となるため、必要な予備成形品２２の数量に応じて所定の数量準備する。   In the manufacturing process according to the present embodiment, first, the rod-shaped material 20 as a starting material is cut into a predetermined length according to the final product shape (S200). Specifically, the rod-shaped material 20 is cut into a length for forming a preformed product 22 having a predetermined element shape. Thereby, the material element 21 as shown in FIG. 4B is obtained. Since the material element 21 becomes a preformed product 22 through a bending process or the like to be described later, a predetermined quantity is prepared according to the quantity of the necessary preformed product 22.

そして、予備成形工程における曲げ工程を行う。本実施形態における曲げ工程では、型部材３０を用いた熱間加工を行う。すなわち、図４（ｂ）に示す材料要素２１を、所定の温度に加熱し（Ｓ２１０）、型部材３０を用いた曲げ加工を行う（Ｓ２２０）。これにより、図４（ｃ）に示す所定の要素形状を有する予備成形品２２を成形する。   And the bending process in a preforming process is performed. In the bending process in the present embodiment, hot working using the mold member 30 is performed. That is, the material element 21 shown in FIG. 4B is heated to a predetermined temperature (S210), and bending using the mold member 30 is performed (S220). As a result, a preform 22 having a predetermined element shape shown in FIG. 4C is formed.

型部材３０を用いた曲げ加工について、図５を用いて説明する。
図５に示すように、型部材３０は、材料要素２１の形状に沿う形状を有する材料入口３１と、前記要素形状に応じた所定の曲げ形状を有する材料出口３２とを有する。材料入口３１と材料出口３２とは、通路断面形状が材料入口３１の形状（以下、「入口形状」という。）から材料出口３２の形状（以下、「出口形状」という。）まで徐々に（連続的に）変化する曲げ通路３３により連通する。つまり、型部材３０は、入口形状から出口形状にかけて通路断面形状が徐々に変化する曲げ通路３３を有する。 The bending process using the mold member 30 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the mold member 30 includes a material inlet 31 having a shape that follows the shape of the material element 21, and a material outlet 32 having a predetermined bending shape corresponding to the element shape. The material inlet 31 and the material outlet 32 have a passage sectional shape gradually (continuously) from the shape of the material inlet 31 (hereinafter referred to as “inlet shape”) to the shape of the material outlet 32 (hereinafter referred to as “outlet shape”). Communication) through the changing bending path 33. That is, the mold member 30 has the bent passage 33 whose passage cross-sectional shape gradually changes from the inlet shape to the outlet shape.

図５に示すように、型部材３０は、例えば２つの型要素が接合されることにより全体として直方体に構成され、一側の面に材料入口３１が形成され、この材料入口３１が形成される面と反対側の面に材料出口３２が形成される。
材料入口３１は、棒状の材料要素２１の形状に沿う形状を有し、材料要素２１が、材料入口３１が形成される面と略平行な状態で該材料入口３１を介して曲げ通路３３に挟入可能な形状を有する。
材料出口３２は、予備成形品２２の形状、即ち所定の要素形状に応じた所定の曲げ形状を有し、本実施形態では、図４（ｃ）に示すように予備成形品２２が有するクランク形状に対応するクランク形状に形成される。つまり、予備成形品２２は、所定の要素形状として例えば最終製品形状のボリューム配分に近いボリューム配分となるクランク形状を有し、材料出口３２は、予備成形品２２のクランク形状に対応する形状に形成される。 As shown in FIG. 5, the mold member 30 is formed in a rectangular parallelepiped shape as a whole by joining two mold elements, for example, and a material inlet 31 is formed on one surface, and the material inlet 31 is formed. A material outlet 32 is formed on the surface opposite to the surface.
The material inlet 31 has a shape that follows the shape of the rod-shaped material element 21, and the material element 21 is sandwiched by the bending passage 33 through the material inlet 31 in a state substantially parallel to the surface on which the material inlet 31 is formed. It has a shape that can be inserted.
The material outlet 32 has a shape of the preform 22, that is, a predetermined bending shape corresponding to a predetermined element shape, and in this embodiment, the crank shape of the preform 22 as shown in FIG. It is formed in the crank shape corresponding to. In other words, the preformed product 22 has a crank shape that is a volume distribution close to the volume distribution of the final product shape as a predetermined element shape, and the material outlet 32 is formed in a shape corresponding to the crank shape of the preformed product 22. Is done.

材料入口３１と材料出口３２との間に形成される曲げ通路３３は、入口形状から出口形状へと滑らかに変化する三次元的な形状を有し、棒状の材料要素２１が材料入口３１から材料出口３２まで通過可能であって、その通過することにより材料要素２１に曲げ加工が施される形状となる。かかる形状を有する曲げ通路３３は、周知の加工法であるワイヤー加工（ワイヤーカット）等の加工法を用いることで形成する。   The bending passage 33 formed between the material inlet 31 and the material outlet 32 has a three-dimensional shape that smoothly changes from the inlet shape to the outlet shape, and the rod-shaped material element 21 is moved from the material inlet 31 to the material. The material element 21 can be bent so that the material element 21 can be bent. The bending passage 33 having such a shape is formed by using a processing method such as wire processing (wire cutting) which is a well-known processing method.

このような構成を有する型部材３０を用い、材料要素２１を材料入口３１から材料出口３２まで加圧して曲げ通路３３を通過させることにより曲げ加工を施し予備成形品２２を成形する。
すなわち、図５に示すように、材料要素２１を、材料入口３１から曲げ通路３３内に送り込み、材料入口３１側から圧力を加えることによって曲げ通路３３を通過させ、材料出口３２から排出する。材料要素２１は、曲げ通路３３を通過することでその進行にともない徐々に変形して曲げ加工され、材料出口３２から排出された状態で予備成形品２２となる。ここで、材料要素２１は比較的細い棒状材料であるため、材料要素２１を加圧することにより、曲げ通路３３を通過する際に生じる変形抵抗（加工抵抗）に抗して曲げ通路３３内を移動させることができ、曲げ加工を行うことができる。 Using the mold member 30 having such a configuration, the material element 21 is pressurized from the material inlet 31 to the material outlet 32 and is passed through the bending passage 33 to bend and form the preform 22.
That is, as shown in FIG. 5, the material element 21 is fed into the bending passage 33 from the material inlet 31, passes through the bending passage 33 by applying pressure from the material inlet 31 side, and is discharged from the material outlet 32. As the material element 21 passes through the bending passage 33, the material element 21 is gradually deformed and bent as the material element 21 proceeds, and becomes a preform 22 in a state of being discharged from the material outlet 32. Here, since the material element 21 is a relatively thin rod-shaped material, the material element 21 is moved in the bending passage 33 against the deformation resistance (processing resistance) generated when passing through the bending passage 33 by pressurizing the material element 21. And bending can be performed.

材料要素２１を、曲げ通路３３を通過させるために加圧するに際しては、例えば次のような方法を用いる。
すなわち、材料要素２１を押圧するための部材（押圧部材）を用い、この押圧部材を、材料要素２１に当接させた状態でその加圧方向に移動させることで材料要素２１を加圧して曲げ通路３３を通過させる。ここで、前記押圧部材を移動させるに際しては、押圧部材を保持するとともに徐々に送り出すことにより移動させるローラ機構等を適宜用いる。 In pressurizing the material element 21 to pass through the bending passage 33, for example, the following method is used.
That is, a member (pressing member) for pressing the material element 21 is used, and the pressing member is moved in the pressurizing direction while being in contact with the material element 21 to press and bend the material element 21. Pass the passage 33. Here, when the pressing member is moved, a roller mechanism or the like that moves the holding member while holding the pressing member gradually is used as appropriate.

前記押圧部材としては、材料要素２１の径と略同じであって材料入口３１から挿入可能な厚さを有するとともに、曲げ通路３３の断面形状の変化に追従して変形可能な部材を用いる。押圧部材としては、例えば硬性ゴム板等を用いることが考えられる。
また、前述したように熱間加工である曲げ工程に際しては、材料要素２１を所定の温度に加熱するため、押圧部材の、少なくとも加熱した材料要素２１に対する当接部つまり押圧部材の先端部分であって材料要素２１に接する部分は、加熱した材料要素２１に対して耐熱性を有する部分として構成する。例えば、押圧部材の先端部分を、加熱した材料要素２１に対して耐熱性を有するとともに曲げ通路３３内の進行にともなう変形に追従できる金属製のチェーン部材により構成することが考えられる。 As the pressing member, a member which is substantially the same as the diameter of the material element 21 and has a thickness that can be inserted from the material inlet 31 and can be deformed following the change in the cross-sectional shape of the bending passage 33 is used. For example, a hard rubber plate may be used as the pressing member.
Further, as described above, during the bending process, which is hot working, in order to heat the material element 21 to a predetermined temperature, at least the contact portion of the pressing member with respect to the heated material element 21, that is, the tip portion of the pressing member. The portion in contact with the material element 21 is configured as a portion having heat resistance to the heated material element 21. For example, it is conceivable that the tip portion of the pressing member is made of a metal chain member that has heat resistance to the heated material element 21 and can follow the deformation accompanying the progress in the bending passage 33.

このように、型部材３０を用いた曲げ加工を行う曲げ工程を含む予備成形工程により、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品２２を、少なくとも束ね工程で束ねる所定の数量分準備する。   In this way, by a preforming process including a bending process for performing a bending process using the mold member 30, a predetermined quantity of the preformed product 22 having a predetermined element shape corresponding to the final product shape is bundled at least in the bundling process. prepare.

続いて、予備成形品２２に対し、ショットブラストを行う（Ｓ２３０）。すなわち、前述した曲げ加工に際しての加熱により、予備成形品２２の表面には酸化スケールが生成し、これは後の工程における型鍛造の妨げとなるので、ショットブラストにより予備成形品２２表面の酸化スケールを除去する。
なお、前述した曲げ工程における曲げ加工として、冷間加工を行った場合は、酸化スケールを除去するための加工は省略することができる。
また、酸化スケールの除去を効率的に行うため、予備成形品２２の形状等によっては、予備成形品２２に加工する前の棒状の材料要素２１に対してショットブラストを行ってもよい。つまりこの場合、加熱した材料要素２１に対してショットブラストを行った後、前述のような型部材３０を用いた曲げ加工を行う。 Subsequently, shot blasting is performed on the preformed product 22 (S230). That is, due to the heating in the bending process described above, an oxide scale is generated on the surface of the preformed product 22, which hinders die forging in a later process, and therefore, the oxide scale on the surface of the preformed product 22 by shot blasting. Remove.
In addition, as a bending process in the bending process mentioned above, when performing a cold process, the process for removing an oxide scale can be abbreviate | omitted.
Further, in order to efficiently remove the oxide scale, shot blasting may be performed on the rod-shaped material element 21 before being processed into the preform 22 depending on the shape of the preform 22. That is, in this case, after the shot material blasting is performed on the heated material element 21, the bending process using the mold member 30 as described above is performed.

そして、予備成形品２２を所定の数量（本数）束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品２３（図４（ｄ）参照）を構成する束ね工程を行う（Ｓ２４０）。
本工程では、予備成形品２２を所定の数量として例えば４５本程度準備し、これらを束ねることにより、図４（ｄ）に示すような束ね品２３を構成する。これにより、材料を最終製品形状に応じたボリューム配分とする。この束ね品２３を、後述する型鍛造における成形対象とする。 Then, by bundling a predetermined number (number) of the preforms 22, a bundling process for forming a bundling product 23 (see FIG. 4D) to be molded in the molding process is performed (S <b> 240).
In this step, for example, about 45 preliminarily molded products 22 are prepared and bundled to form a bundled product 23 as shown in FIG. Thus, the material is distributed in volume according to the final product shape. This bundled product 23 is a molding object in die forging described later.

次に、材料を加熱する加熱工程として、予備成形品２２を所定の数量束ねた束ね品２３を加熱する工程を行う。本工程では、いわゆる無酸化加熱を行う（Ｓ２５０）。   Next, as a heating process for heating the material, a process of heating a bundled product 23 obtained by bundling a predetermined number of preformed products 22 is performed. In this step, so-called non-oxidative heating is performed (S250).

続いて、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程としての仕上げ工程を行う（Ｓ２６０）。かかる仕上げ工程における型鍛造により、図４（ｅ）に示すように、仕上げ成形品２４を得る。仕上げ成形品２４は、最終製品形状の鍛造品であるクランクシャフト２５（図４（ｆ）参照）の周囲にバリ２４ａを有する形状となる。
すなわち、前述した型部材３０を用いた曲げ工程においては、材料要素２１に対する二次元的な曲げ加工がその主な加工内容となるため、第一実施形態と比較して材料のボリューム配分にある程度の限界が生じる場合がある。この場合、仕上げ工程における型鍛造により、成形品に若干のバリが生じることとなる。このことから、出発材料として第一実施形態の場合と同じ径の棒状材料を用いた場合、本実施形態においては、前述した束ね工程における予備成形品２２を束ねる数量が第一実施形態の場合と比較して若干多くなる。 Subsequently, a finishing step is performed as a forming step for forming the heated material into a predetermined shape by die forging (S260). As shown in FIG. 4 (e), a finished molded product 24 is obtained by die forging in the finishing step. The finished molded product 24 has a shape having a burr 24a around a crankshaft 25 (see FIG. 4F) which is a forged product having a final product shape.
That is, in the bending process using the mold member 30 described above, since the two-dimensional bending process on the material element 21 is the main processing content, a certain amount of material volume is distributed compared to the first embodiment. Limits may arise. In this case, some burrs are generated in the molded product by die forging in the finishing process. From this, when the rod-shaped material having the same diameter as that of the first embodiment is used as a starting material, in this embodiment, the quantity of the pre-formed product 22 in the bundling process is bundled as in the first embodiment. Slightly more in comparison.

このように、仕上げ成形品２４にバリ２４ａが発生するため、仕上げ工程の後、仕上げ成形品２４に対してバリ２４ａを切断して除去するトリミングを行う（Ｓ２７０）。これにより、図４（ｆ）に示すように、最終製品形状の鍛造品であるクランクシャフト２５を得る。
その後、仕上げ工程で得たクランクシャフト２５についての検査工程を行う（Ｓ２８０）。 As described above, since the burr 24a is generated in the finished molded product 24, after the finishing process, trimming is performed to cut and remove the burr 24a from the finished molded product 24 (S270). Thereby, as shown in FIG.4 (f), the crankshaft 25 which is a forged product of a final product shape is obtained.
Thereafter, an inspection process is performed on the crankshaft 25 obtained in the finishing process (S280).

以上の工程により製造するクランクシャフト２５については、その歩留りは約９０％となる。すなわち、多数の予備成形品２２を束ねることにより、鍛造型に対して予め材料を適正なボリューム配分とした状態から、成形工程における型鍛造を行うので、成形工程において発生するバリの量を低減することができ、歩留りを従来の約７５％から約９０％に向上することができる。
また、バリの発生する量を少なくすることができることから、成形荷重を低減させることができる。 The yield of the crankshaft 25 manufactured by the above process is about 90%. That is, by bundling a large number of preforms 22, die forging in the molding process is performed from a state in which the material is appropriately distributed in advance with respect to the forging die, thereby reducing the amount of burrs generated in the molding process. And the yield can be improved from about 75% to about 90%.
Further, since the amount of burrs generated can be reduced, the molding load can be reduced.

第一実施形態に係る鍛造品の製造工程を示すフロー図。The flowchart which shows the manufacturing process of the forged product which concerns on 1st embodiment. 同じく製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図。The perspective view which similarly shows the molded article of each process in a manufacturing process. 第二実施形態に係る鍛造品の製造工程を示すフロー図。The flowchart which shows the manufacturing process of the forged product which concerns on 2nd embodiment. 同じく製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図。The perspective view which similarly shows the molded article of each process in a manufacturing process. 曲げ工程での加工方法を説明するための型部材等を示す説明図。Explanatory drawing which shows the mold member for demonstrating the processing method in a bending process. 従来における鍛造品の製造工程を示すフロー図。The flowchart which shows the manufacturing process of the conventional forging product. 従来における鍛造品の製造工程における各工程の成形品等を示す斜視図。The perspective view which shows the molded article of each process in the manufacturing process of the conventional forged product. 従来のロール成形工程の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the conventional roll forming process.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 棒状材料（出発材料）
１２ 絞り成形品
１３ 予備成形品
１４ 束ね品
１５ クランクシャフト（鍛造品）
２０ 棒状材料（出発材料）
２１ 材料要素
２２ 予備成形品
２３ 束ね品
２５ クランクシャフト（鍛造品）
３０ 型部材
３１ 材料入口
３２ 材料出口
３３ 曲げ通路
10 Rod material (starting material)
12 Drawing products 13 Preliminary products 14 Bundled products 15 Crankshaft (forged products)
20 Rod material (starting material)
21 Material Element 22 Preliminary Product 23 Bundled Product 25 Crankshaft (Forged Product)
30 Mold member 31 Material inlet 32 Material outlet 33 Bending path

Claims (4)

材料を加熱する加熱工程と、加熱した材料を型鍛造により所定の形状に成形する成形工程とを含む鍛造品の製造方法であって、
最終製品形状に基づいて定められる所定の径を有する棒状の材料を出発材料として用い、
前記加熱工程の前に、
前記出発材料または該出発材料を最終製品形状に基づいて定められる所定の長さに切断した材料要素に最終製品形状に応じた所定の加工を施して、最終製品形状に応じた所定の要素形状を有する予備成形品を形成する予備成形工程と、
所定の数量の前記予備成形品を束ねることにより、前記成形工程における成形対象となる束ね品を構成する束ね工程と、を有することを特徴とする鍛造品の製造方法。 A method for producing a forged product comprising a heating step of heating a material and a molding step of molding the heated material into a predetermined shape by die forging,
Using a rod-shaped material having a predetermined diameter determined based on the final product shape as a starting material,
Before the heating step,
A predetermined element according to the final product shape is applied to the starting material or a material element obtained by cutting the starting material into a predetermined length determined based on the final product shape, thereby obtaining a predetermined element shape according to the final product shape. A preforming step to form a preform with
A forging product manufacturing method, comprising: a bundling step that constitutes a bundling product to be molded in the molding step by bundling a predetermined quantity of the preformed product. 前記加熱工程における材料の加熱は、無酸化加熱であることを特徴とする請求項１に記載の鍛造品の製造方法。   The method for producing a forged product according to claim 1, wherein the heating of the material in the heating step is non-oxidative heating. 前記予備成形工程は、
前記出発材料または前記材料要素に最終製品形状に応じた所定の部位を径方向に圧縮変形させる絞り加工を施し絞り成形品を得るための絞り工程と、
前記絞り成形品に前記要素形状に応じた所定の曲げ加工を施し前記予備成形品を成形する曲げ工程と、を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鍛造品の製造方法。 The preforming step includes
A drawing step for obtaining a drawn product by subjecting the starting material or the material element to a drawing process for compressing and deforming a predetermined portion corresponding to a final product shape in a radial direction;
The method for producing a forged product according to claim 1, further comprising: a bending step of forming the preformed product by subjecting the drawn product to a predetermined bending process according to the element shape. . 前記予備成形工程は、
前記材料要素の形状に沿う形状を有する材料入口から前記要素形状に応じた所定の曲げ形状を有する材料出口まで通路断面形状が徐々に変化する曲げ通路を有する型部材を用い、前記材料要素を前記材料入口から前記材料出口まで加圧して前記曲げ通路を通過させることにより曲げ加工を施し前記予備成形品を成形する曲げ工程を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鍛造品の製造方法。
The preforming step includes
Using a mold member having a bending passage whose passage cross-sectional shape gradually changes from a material inlet having a shape along the shape of the material element to a material outlet having a predetermined bending shape according to the element shape. The forged product according to claim 1 or 2, further comprising a bending step of forming the preform by bending from a material inlet to the material outlet and passing through the bending passage. Manufacturing method.
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