JP2012240085A - Method and apparatus for manufacturing crankshaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクシャフトの製造方法及び装置に関し、特に、鍛造によって成形されたクランクシャフトをトリミングする方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a crankshaft, and more particularly to a method and apparatus for trimming a crankshaft formed by forging.
鍛造クランクシャフトは、ビレットから既定長さの素材を切り出す切断工程、切り出された素材を既定温度に加熱する加熱工程、加熱された素材を予備成形する予備成形工程、予備成形された素材をクランクシャフト形状に成形する成形工程、成形品をトリミングしてクランクシャフト素地を取り出すトリミング工程、及び、クランクシャフト素地に熱処理（調質）及び表面処理（ショットブラスト）を施す後処理工程、を経て製造されるものが知られている。トリミング工程では、成形工程によって得られた成形品のバリ、すなわち、クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリが、トリミング型によって除去される。周知のトリミング型には、クランクシャフトの輪郭に切欠かれて周縁に切刃が形成された抜き穴を有する下型と、バリが下型の切刃上に載った状態で下型にセットされたクランクシャフト（成形品）に宛がわれてクランクシャフトを下方へ押し込む上型とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。このようなトリミング型では、下型にセットされたクランクシャフトを上型によって下方へ押し込むことで、バリ抜き、すなわち、クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリが下型の切刃によって除去される。 The forged crankshaft is a cutting process for cutting a predetermined length of material from a billet, a heating process for heating the cut material to a predetermined temperature, a preforming process for preforming the heated material, and a preformed material for the crankshaft. It is manufactured through a molding process for forming into a shape, a trimming process for trimming a molded product to take out a crankshaft base, and a post-treatment process for subjecting the crankshaft base to heat treatment (tempering) and surface treatment (shot blasting). Things are known. In the trimming step, burrs of the molded product obtained by the molding step, that is, burrs formed along the contour of the crankshaft are removed by the trimming die. In the well-known trimming die, a lower die having a punched hole cut out in the contour of the crankshaft and formed with a cutting edge on the periphery, and a burr set on the lower die in a state of being placed on the cutting die of the lower die Some have an upper die that is assigned to a crankshaft (molded product) and pushes the crankshaft downward (see, for example, Patent Document 1). In such a trimming die, the crankshaft set in the lower die is pushed downward by the upper die, so that burrs are removed, that is, burrs formed along the contour of the crankshaft are removed by the lower die cutting edge. The
ところで、成形工程で使用される金型（鍛造型）の摩耗の度合が大きくなるのに伴い、クランクシャフトとクランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリとの稜部に形成される内Ｒ形状の半径が大きくなる。その結果、トリミング型の切刃とクランクシャフトとの間に作用するトリミング抵抗が増大して、クランクシャフトに、各カウンタウェイトにおける外周側の膨らみ及び下型側のひけに起因する上下方向（バリ抜き方向）の潰れが発生し、クランクシャフトのバランスが上型側へ移動する。このようなバランスの移動を修正するために、従来、機械加工によってカウンタウェイトを切削することが行われていたが、予めカウンタウェイトに切削代を設定しておく必要があることから、クランクシャフトの材料コストが増大する。さらに、機械加工による工数の増加に伴い、製造コストが増大する。また、測定によって得られたクランクシャフトのマスバランスに基づき、クランクシャフトのセンタ穴（加工基準穴）をずらす手法もあるが、マスバランス測定装置が必要となり設備費が増大するのに加え、測定に時間が掛かり工数が増大する問題がある。 By the way, as the degree of wear of the die (forging die) used in the molding process increases, the inner R shape formed at the ridge portion between the crankshaft and the burr formed along the contour of the crankshaft. The radius of becomes larger. As a result, the trimming resistance acting between the trimming type cutting blade and the crankshaft is increased, and the crankshaft is caused to have a vertical direction (deburring) caused by swelling on the outer peripheral side of each counterweight and sink marks on the lower mold side. Direction) and the crankshaft balance moves to the upper mold side. In order to correct such movement of the balance, conventionally, the counterweight has been cut by machining, but it is necessary to set a cutting allowance in advance for the counterweight. Material costs increase. Furthermore, the manufacturing cost increases with the increase in man-hours by machining. There is also a method of shifting the center hole (processing reference hole) of the crankshaft based on the mass balance of the crankshaft obtained by the measurement, but in addition to the need for a mass balance measuring device and increased equipment costs, There is a problem that it takes time and man-hours increase.
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、トリミングによるカウンタウェイトのバランスの移動に起因するクランクシャフトの回転バランスの変化を抑制することが可能なクランクシャフトの製造方法及び装置を提供することを課題としてなされたものである。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a crankshaft manufacturing method and apparatus capable of suppressing changes in the rotation balance of the crankshaft caused by the movement of the balance of the counterweight due to trimming. It was made as an issue.
上記課題を解決するために、本発明のクランクシャフトの製造方法は、鍛造クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリをトリミング型によってバリ抜きして除去するトリミング工程を含むクランクシャフトの製造方法であって、前記クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、前記トリミング工程は、前記複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１バリ抜きステップと、第１バリ抜きステップの完了後、残りの区画のバリを、第１バリ抜きステップによるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２バリ抜きステップと、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the crankshaft manufacturing method of the present invention is a crankshaft manufacturing method including a trimming step in which burrs formed along the contour of the forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die. The crankshaft is divided into a plurality of sections in the axial direction of the crankshaft, and the trimming step removes burrs from at least one selected section among the plurality of sections. A first deburring step, and a second deburring step for removing the burrs in the remaining sections by deburring in a direction opposite to the deburring direction of the first deburring step after the completion of the first deburring step; It is characterized by including.
また、本発明のクランクシャフトの製造装置は、鍛造クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリをトリミング型によってバリ抜きして除去するトリミング工程で使用されるクランクシャフトの製造装置であって、前記クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、前記複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１トリミング型と、残りの区画のバリを、第１トリミング型によるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２トリミング型と、を含むことを特徴とする。 The crankshaft manufacturing apparatus according to the present invention is a crankshaft manufacturing apparatus used in a trimming process in which burrs formed along a contour of a forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die, The crankshaft is divided into a plurality of sections in the axial direction of the crankshaft, a first trimming mold for removing burrs from at least one selected section of the plurality of sections, and a remaining section And a second trimming die that removes burrs in a direction opposite to the deburring direction of the first trimming die.
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）〜（７）項の各々が、請求項１〜７の各々に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, aspects of the invention that is recognized as being capable of being claimed in the present application (hereinafter referred to as claimable invention) will be exemplified, and each exemplified aspect will be described. Here, as in the claims, each aspect is divided into paragraphs, numbers are assigned to the respective paragraphs, and the descriptions of other paragraphs are cited as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combination of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiment, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the aspect of each section. Moreover, the aspect which deleted the component from the aspect of each term can also be one aspect of the claimable invention.
In each of the following items, each of items (1) to (7) corresponds to each of
（１）鍛造クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリをトリミング型によってバリ抜きして除去するトリミング工程を含むクランクシャフトの製造方法であって、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、トリミング工程は、複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１バリ抜きステップと、第１バリ抜きステップの完了後、残りの区画のバリを、第１バリ抜きステップによるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２バリ抜きステップと、を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。
成形工程で使用される金型（鍛造型）の摩耗の度合が大きくなるのに伴い、クランクシャフトとクランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリとの稜部に形成される内Ｒ形状の半径が大きくなる。その結果、トリミング時にトリミング型の切刃とクランクシャフトとの間に作用するトリミング抵抗が増大してクランクシャフトに上下方向（バリ抜き方向）の潰れが発生し、クランクシャフトのバランスが上型側へ移動する。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、第１バリ抜きステップで発生したクランクシャフトのバランスの移動に起因して発生する回転時の力が、第２バリ抜きステップで発生したクランクシャフトのバランスの移動に起因して発生する回転時の力により相殺されるように、第１バリ抜きステップでバリ抜きする区画と第２バリ抜きステップでバリ抜きする区画とを選択することにより、クランクシャフト全体として、回転バランスを確保することができる。これにより、機械加工によるバランスの修正、マスバランス測定装置によるマスバランスの測定の必要がなくなり、工数を削減することができる。また、機械加工のための切削代を設ける必要がないので、クランクシャフトの素材を軽量化することができる。さらに、マスバランス測定装置が不要となり、設備費を削減することができる。結果として、クランクシャフトの製造コストを低減することができる。
(1) A crankshaft manufacturing method including a trimming step in which burrs formed along a contour of a forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die, and a plurality of crankshafts are arranged in the axial direction of the crankshaft. In the partitioning, the trimming process includes a first deburring step for removing burrs in at least one selected among the plurality of sections, and a remaining section after the completion of the first deburring step. And a second deburring step for removing the burr in a direction opposite to the deburring direction of the first deburring step.
As the degree of wear of the die (forging die) used in the molding process increases, the radius of the inner R shape formed at the ridge between the crankshaft and the burr formed along the contour of the crankshaft Becomes larger. As a result, the trimming resistance acting between the trimming cutting edge and the crankshaft increases during trimming, causing the crankshaft to be crushed in the vertical direction (burr removal direction), and the crankshaft balance to the upper die side. Moving.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, the rotational force generated by the movement of the balance of the crankshaft generated in the first deburring step is generated in the second deburring step. By selecting the section to be deburred in the first deburring step and the section to be deburred in the second deburring step so as to be offset by the rotational force generated due to the movement of the balance of the crank, A rotation balance can be ensured for the entire shaft. Thereby, it becomes unnecessary to correct the balance by machining and measure the mass balance by the mass balance measuring device, and the man-hour can be reduced. Further, since it is not necessary to provide a machining allowance for machining, the material of the crankshaft can be reduced in weight. Furthermore, the mass balance measuring device is not necessary, and the equipment cost can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the crankshaft can be reduced.
（２）トリミング工程の各バリ抜きステップでバリが除去される区画のカウンタウェイトは、クランクシャフトの入力側と出力側とで軸線方向に対称に配置される（１）のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、例えば、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向に、中央の区画とその両側（入力側及び出力側）の区画との３つの区画に分画しておいて、第１バリ抜きステップで中央の区画のバリを除去して、第２バリ抜きステップでその両側の区画のバリを第１バリ抜きステップによるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去することにより、第１バリ抜きステップでのバリ抜きによる軸線方向中央のバランスの移動に起因して発生する回転時の力を、その移動と反対方向の第２バリ抜きステップでのバリ抜きによる軸線方向両側のバランスの移動に起因して発生する回転時の力によって効果的に相殺することができる。これにより、クランクシャフト全体の回転バランスを確保することができる。
(2) The method of manufacturing a crankshaft according to (1), wherein the counterweights in the sections where burrs are removed in each burr removing step of the trimming process are arranged symmetrically in the axial direction on the input side and the output side of the crankshaft.
According to the method for manufacturing a crankshaft described in this section, for example, the crankshaft is divided into three compartments in the axial direction of the crankshaft: a central compartment and compartments on both sides (input side and output side). In the first deburring step, the burrs in the central section are removed, and in the second deburring step, the burrs on both sides are deburred in the direction opposite to the deburring direction in the first deburring step. By removing and removing, the rotational force generated due to the movement of the balance in the center in the axial direction due to the deburring in the first deburring step is reduced in the second deburring step in the direction opposite to the movement. This can be effectively offset by the rotational force generated due to the movement of the balance on both sides in the axial direction due to deburring. Thereby, the rotation balance of the whole crankshaft is securable.
（３）第１バリ抜きステップでバリが除去される区画のカウンタウェイトの数量と第２バリ抜きステップでバリが除去される区画のカウンタウェイトの数量とが同数である（１）、（２）のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、例えば、直列４気筒エンジンのクランクシャフトの８個のカウンタウェイトを入力側から出力側へ順に1C/W〜8C/Wとして、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向に、3C/W〜6C/Wを含む中央の区画と、その両側（入力側及び出力側）の区画、すなわち、1C/W、2C/Wを含む入力側の区画と7C/W、8C/Wを含む出力側の区画と、の３つの区画に分画しておいて、第１バリ抜きステップで中央の区画のバリを除去して、第２バリ抜きステップでその両側の区画のバリを第１バリ抜きステップによるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去することにより、第１バリ抜きステップでのバリ抜きによる3C/W〜6C/Wのバランスの移動に起因して発生する回転時の力を、第２バリ抜きステップでのバリ抜きによる1C/W、2C/Wと7C/W、8C/Wとのバランスの移動に起因して発生する回転時の力によって効果的に相殺することができる。これにより、クランクシャフト全体の回転バランスを確保することができる。
(3) The number of counter weights in the section where burrs are removed in the first deburring step and the number of counter weights in the sections where burrs are removed in the second deburring step are the same number (1), (2) Method for manufacturing crankshafts.
According to the crankshaft manufacturing method described in this section, for example, the eight counterweights of the crankshaft of an in-line four-cylinder engine are set to 1 C / W to 8 C / W in order from the input side to the output side, and the crankshaft is In the axial direction of the crankshaft, the central section including 3C / W to 6C / W and the sections on both sides (input side and output side), that is, the input section including 1C / W and 2C / W, and 7C / W, 8C / W and the output side compartment, and then, the first deburring step removes the central deburring and the second deburring step on both sides By removing the burrs in the section of the burrs in the opposite direction to the deburring direction in the first deburring step, the balance shift of 3C / W to 6C / W by deburring in the first deburring step The rotational force caused by the It can be effectively offset by the rotational force generated due to the movement of the balance between 1C / W, 2C / W and 7C / W, 8C / W due to re-drawing. Thereby, the rotation balance of the whole crankshaft is securable.
（４）第１バリ抜きステップと第２バリ抜きステップとの間にクランクシャフトを軸線回りに反転させるステップを含む（１）〜（３）のクランクシャフトの製造方法。
本項に記載のクランクシャフトの製造方法によれば、第１バリ抜きステップで下型にセットされたクランクシャフトを上型によって下方へ押し込むことで対応する区画のバリを除去して、クランクシャフトを反転させた後、第１バリ抜きステップで下型にセットされたクランクシャフトを上型によって下方へ押し込むことで対応する区画のバリを除去する。これにより、第１バリ抜きステップと第２バリ抜きステップとで、金型の動作を変えずにバリ抜き方向を反対方向にすることができる。
(4) The method of manufacturing a crankshaft according to (1) to (3), including a step of inverting the crankshaft about the axis between the first deburring step and the second deburring step.
According to the crankshaft manufacturing method described in this section, the crankshaft set in the lower mold in the first deburring step is pushed downward by the upper mold to remove the burr in the corresponding section, and the crankshaft is After reversing, the crankshaft set in the lower die in the first deburring step is pushed downward by the upper die to remove burrs in the corresponding section. As a result, the deburring direction can be reversed between the first deburring step and the second deburring step without changing the operation of the mold.
（５）鍛造クランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリをトリミング型によってバリ抜きして除去するトリミング工程で使用されるクランクシャフトの製造装置であって、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１トリミング型と、第１トリミング型でバリが除去されない区画のバリを、第１トリミング型によるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２トリミング型と、を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造装置。
成形工程で使用される金型（鍛造型）の摩耗の度合が大きくなるのに伴い、クランクシャフトとクランクシャフトの輪郭に沿って形成されたバリとの稜部に形成される内Ｒ形状の半径が大きくなる。その結果、トリミング時にトリミング型の切刃とクランクシャフトとの間に作用するトリミング抵抗が増大してクランクシャフトに上下方向（バリ抜き方向）の潰れが発生し、クランクシャフトのバランスが上型側へ移動する。
本項に記載のクランクシャフトの製造装置によれば、第１トリミング型によるバリ抜きで発生したクランクシャフトのバランスの移動に起因して発生する回転時の力が、第２トリミング型によるバリ抜きで発生したクランクシャフトのバランスの移動に起因して発生する回転時の力により相殺されるように、第１トリミング型でバリ抜きする区画と第２トリミング型でバリ抜きする区画とを選択することにより、クランクシャフト全体として、回転バランスを確保することができる。これにより、機械加工によるバランスの修正、マスバランス測定装置によるマスバランスの測定の必要がなくなり、工数を削減することができる。また、機械加工のための切削代を設ける必要がないので、クランクシャフトの素材を軽量化することができる。さらに、マスバランス測定装置が不要となり、設備費を削減することができる。結果として、クランクシャフトの製造コストを低減することができる。
(5) A crankshaft manufacturing apparatus used in a trimming process in which burrs formed along the contour of a forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die, and the crankshaft is moved in the axial direction of the crankshaft. Dividing into a plurality of sections, a first trimming type that removes burrs in at least one selected section among the plurality of sections, and a burr in a section where burrs are not removed by the first trimming type, And a second trimming die for removing the burrs in a direction opposite to the deburring direction of the one trimming die.
As the degree of wear of the die (forging die) used in the molding process increases, the radius of the inner R shape formed at the ridge between the crankshaft and the burr formed along the contour of the crankshaft Becomes larger. As a result, the trimming resistance acting between the trimming cutting edge and the crankshaft increases during trimming, causing the crankshaft to be crushed in the vertical direction (burr removal direction), and the crankshaft balance to the upper die side. Moving.
According to the crankshaft manufacturing apparatus described in this section, the rotational force generated by the movement of the balance of the crankshaft generated by deburring by the first trimming die is the deburring by the second trimming die. By selecting the deburring section with the first trimming mold and the deburring section with the second trimming mold so as to be offset by the rotational force generated due to the generated movement of the balance of the crankshaft Rotational balance can be ensured for the entire crankshaft. Thereby, it becomes unnecessary to correct the balance by machining and measure the mass balance by the mass balance measuring device, and the man-hour can be reduced. Further, since it is not necessary to provide a machining allowance for machining, the material of the crankshaft can be reduced in weight. Furthermore, the mass balance measuring device is not necessary, and the equipment cost can be reduced. As a result, the manufacturing cost of the crankshaft can be reduced.
（６）第１トリミング型及び第２トリミング型は、カウンタウェイトの輪郭に沿って形成される切刃が、クランクシャフトの入力側と出力側とで軸線方向に対称に配置される（５）のクランクシャフトの製造装置。
本項に記載のクランクシャフトの製造装置によれば、例えば、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向に、中央の区画とその両側（入力側及び出力側）の区画との３つの区画に分画しておいて、第１トリミング型で中央の区画のバリを除去して、第２トリミング型でその両側の区画のバリを第１トリミング型によるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去することにより、第１トリミング型でのバリ抜きによる軸線方向中央のバランスの移動に起因して発生する回転時の力を、その移動と反対方向の第２トリミング型でのバリ抜きによる軸線方向両側のバランスの移動に起因して発生する回転時の力によって効果的に相殺することができる。これにより、クランクシャフト全体の回転バランスを確保することができる。
(6) In the first trimming die and the second trimming die, the cutting edges formed along the contour of the counterweight are arranged symmetrically in the axial direction on the input side and the output side of the crankshaft. Crankshaft manufacturing equipment.
According to the crankshaft manufacturing apparatus described in this section, for example, the crankshaft is divided into three compartments in the axial direction of the crankshaft: a central compartment and compartments on both sides (input side and output side). The first trimming mold removes the burrs in the central section, and the second trimming mold removes the burrs in the sections on both sides in the direction opposite to the deburring direction of the first trimming mold. By removing the rotational force generated due to the movement of the balance in the center in the axial direction by deburring in the first trimming mold, the axial direction by deburring in the second trimming mold in the direction opposite to the movement is removed. It can be effectively offset by the rotational force generated by the movement of the balance on both sides. Thereby, the rotation balance of the whole crankshaft is securable.
（７）第１トリミング型でバリが除去される区画のカウンタウェイトの数量と第２トリミング型でバリが除去される区画のカウンタウェイトの数量とが同数である（５）又は（６）のクランクシャフトの製造装置。
本項に記載のクランクシャフトの製造装置によれば、例えば、直列４気筒エンジンのクランクシャフトの８個のカウンタウェイトを入力側から出力側へ順に1C/W〜8C/Wとして、クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向に、3C/W〜6C/Wを含む中央の区画と、その両側（入力側及び出力側）の区画、すなわち、1C/W、2C/Wを含む入力側の区画と7C/W、8C/Wを含む出力側の区画と、の３つの区画に分画しておいて、第１トリミング型で中央の区画のバリを除去して、第２トリミング型でその両側の区画のバリを第１トリミング型によるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去することにより、第１トリミング型でのバリ抜きによる3C/W〜6C/Wのバランスの移動に起因して発生する回転時の力を、第２トリミング型でのバリ抜きによる1C/W、2C/Wと7C/W、8C/Wとのバランスの移動に起因して発生する回転時の力によって効果的に相殺することができる。これにより、クランクシャフト全体の回転バランスを確保することができる。
(7) The crank according to (5) or (6), wherein the number of counterweights in the section from which burrs are removed by the first trimming mold is equal to the number of counterweights in the sections from which burrs are removed by the second trimming mold. Shaft manufacturing equipment.
According to the crankshaft manufacturing apparatus described in this section, for example, the eight counterweights of the crankshaft of an in-line four-cylinder engine are set to 1 C / W to 8 C / W in order from the input side to the output side, and the crankshaft is In the axial direction of the crankshaft, the central section including 3C / W to 6C / W and the sections on both sides (input side and output side), that is, the input section including 1C / W and 2C / W, and 7C / W, 8C / W and the output side section, and then partition into three sections, remove the burrs in the center section with the first trimming type, and the sections on both sides with the second trimming type Due to the movement of the balance of 3C / W to 6C / W by deburring in the first trimming mold by removing the deburring in the opposite direction to the deburring direction by the first trimming mold The generated rotating force is 1C / W, 2C / W by deburring with the second trimming mold. 7C / W, can be effectively offset by force during rotation caused by the movement of the balance between 8C / W. Thereby, the rotation balance of the whole crankshaft is securable.
トリミングによる鍛造クランクシャフトのカウンタウェイトのバランスの移動に起因して発生する回転時の力をカウンタウェイト間で相殺してクランクシャフトの回転バランスを確保することができる。 The rotational force generated due to the movement of the counterweight balance of the forged crankshaft due to the trimming can be offset between the counterweights to ensure the rotation balance of the crankshaft.
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。本実施形態では、直列４気筒エンジンに組み込まれる鍛造クランクシャフト１（図２参照）の製造方法及び装置を説明する。なお、説明の便宜上、図２に示されるように、クランクシャフト１の８個のカウンタウェイトを入力側（図２における左側）から出力側（図２における右側）へ順に1C/W〜8C/Wと定義する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a method and apparatus for manufacturing a forged crankshaft 1 (see FIG. 2) incorporated in an in-line four-cylinder engine will be described. For convenience of explanation, as shown in FIG. 2, the eight counterweights of the
図１に示されるように、本実施形態の鍛造クランクシャフト１の製造工程は、ビレットから既定長さの素材を切り出す切断工程、切り出された素材を既定温度に加熱する加熱工程、加熱された素材を予備成形する予備成形工程、予備成形された素材を荒地成形と仕上げ成形との段階的な成形（鍛造）によってクランクシャフト１の形状に成形する成形工程、成形品をトリミングしてクランクシャフト１の素地を取り出すトリミング工程、及び、クランクシャフト１の素地に熱処理（調質）及び表面処理（ショットブラスト）を施す後処理工程によって構成されている。そして、トリミング工程では、成形品のバリ２、すなわち、鍛造型の型割面にクランクシャフト１の輪郭（鍛造型の型割面とクランクシャフト表面との交線）に沿って形成されたバリ２が、図４に示される第１トリミング型３と図５に示される第２トリミング型４とによる２つのバリ抜き工程によって除去される。
As shown in FIG. 1, the manufacturing process of the forged
ここで、第１トリミング型３及び第２トリミング型４の構造の理解を容易にするため、図６に示される周知のトリミング型５を説明する。このトリミング型５は、クランクシャフト１の輪郭に切欠かれて周縁に切刃６が形成された抜き穴７を有する下型８と、平面視で（上から見て）クランクシャフト１の輪郭に沿うように形成されて下型８にセットされたクランクシャフト１（成形品）に宛がわれる上型９とによって構成されている。そして、周知のトリミング型５を使用したトリミング工程では、バリ２が切刃６上に載った状態で下型８にセットされたクランクシャフト１を、上型９によって下方（図６における下方向）へ押し込むことにより、バリ抜き、すなわち、クランクシャフト１の輪郭に沿って形成されたバリ２が下型８の切刃６によって除去される。
Here, in order to facilitate understanding of the structures of the first trimming die 3 and the second trimming die 4, a known trimming die 5 shown in FIG. 6 will be described. The trimming die 5 is cut along the contour of the
本実施形態では、図７に示されるように、予め、クランクシャフト１（成形品）を該クランクシャフト１の軸線方向（図７における左右方向、以下、単に軸線方向という）に、3C/W〜6C/Wを含む中央の区画B1と、その両側（入力側及び出力側）の区画、すなわち、1C/W、2C/Wを含む入力側（図７における左側）の区画B2と、7C/W、8C/Wを含む出力側（図７における右側）の区画B3と、の３つの区画B1〜B3に分画しておく。なお、区画B1と区画B2とは、ジャーナル１２を軸線方向へ２分割する軸直角平面によって分画され、同様に、区画B1と区画B3とは、ジャーナル１３を軸線方向へ２分割する軸直角平面によって分画される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the crankshaft 1 (molded product) is preliminarily placed in the axial direction of the crankshaft 1 (the left-right direction in FIG. 7, hereinafter simply referred to as the axial direction). Central section B1 including 6C / W and sections on both sides (input side and output side), that is, section B2 on the input side (left side in FIG. 7) including 1C / W and 2C / W, and 7C / W , 8 C / W and the output side (right side in FIG. 7) section B3 and the three sections B1 to B3. The section B1 and the section B2 are divided by an axis perpendicular plane that divides the
一方、第１トリミング型３は、クランクシャフト１の区画B1のバリ２を除去するように構成されている。すなわち、図４に示されるように、第１トリミング型３の軸方向中央部分の形状は、周知のトリミング型５の中央部分の形状に一致している。言い換えると、第１トリミング型３の下型１０は、区画B2及び区画B3（入力側及び出力側）に対応する部分が所定の厚さの底部を残して取り除かれたように形成されており、これに対応して、第１トリミング型３の上型１１は、区画B1に対応する部分の形状が周知のトリミング型５の区画B1に対応する部分の形状に一致しているが、区画B2及び区画B3に対応する部分の形状が、クランクシャフト１の輪郭に沿うように形成する必要がないため平面視で矩形に形成されている。なお、第１トリミング型３の上型１１の、クランクシャフト１の区画B2及び区画B3に対応する部分に宛がわれる面は、上型９同様、クランクシャフト１の形状に対応するように形成されている。
On the other hand, the first trimming die 3 is configured to remove the
他方、第２トリミング型４は、クランクシャフト１の区画B2及び区画B3（入力側及び出力側）のバリ２を、第１トリミング型３のバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去するように構成されている。すなわち、図６に示される周知のトリミング型５に対して、クランクシャフト１を軸線回りに反転（１８０°回転）させた状態でバリ抜きを行うトリミング型５´（図示省略）を仮定すると、図５に示されるように、第２トリミング型４の軸方向両側部分の形状は、周知のトリミング型５を反転させたトリミング型５´の軸方向両側部分の形状に一致している。言い換えると、第２トリミング型４の下型１４は、区画B1に対応する部分（中央部分）が所定の厚さの底部を残して取り除かれたように形成されており、これに対応して、第２トリミング型４の上型１５は、区画B2及び区画B3に対応する部分の形状が、周知のトリミング型５を反転させたトリミング型５´の区画B2及び区画B3に対応する部分（入力側及び出力側）の形状に一致しているが、区画B1に対応する部分の形状が、クランクシャフト１の輪郭に沿うように形成する必要がないため平面視で矩形に形成されている。なお、第２トリミング型４の上型１５の、クランクシャフト１の区画B1に対応する部分に宛がわれる面は、周知のトリミング型５を反転させたトリミング型５´の上型９´（図示省略）同様、クランクシャフト１の形状に対応するように形成されている。
On the other hand, the second trimming die 4 removes the
次に、本実施形態の作用を説明する。なお、トリミング工程を除く各製造工程は周知のクランクシャフト１の製造工程と同一であるので、ここでは、トリミング工程のみを説明する。
まず、第１バリ抜きステップでは、第１トリミング型３によって、クランクシャフト１の区画B1のバリ２が除去される。これにより、区画B1のカウンタウェイト3C/W〜6C/Wのバランスは、図８に示されるように、外周側の膨らみ及び第１トリミング型３の下型１０側のひけに起因して第１トリミング型３の上型１１側（図８における右斜め上方）へ移動する。第１バリ抜きステップの完了後、クランクシャフト１を軸線回りに反転（１８０°回転）させる。なお、クランクシャフト１の反転は、ロボット等のマテリアルハンドによって行うことができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. Since each manufacturing process except the trimming process is the same as the known manufacturing process of the
First, in the first deburring step, the
クランクシャフト１を反転させた後、第２バリ抜きステップでは、第２トリミング型４によって、残りの区画、すなわち、区画B2及び区画B3のバリ２が除去される。これにより、区画B2のカウンタウェイト1C/W、2C/W及び区画B3のカウンタウェイト7C/W、8C/Wのバランスは、図９に示されるように、外周側の膨らみ及び第２トリミング型４の下型１４側のひけに起因して、第２トリミング型４の上型１５側、言い換えると、第１トリミング型３の下型１０側（図９における左斜め上方向）へ移動する。
After reversing the
そして、図２及び図３から理解できるように、本実施形態では、第１バリ抜きステップにより発生した区画B1のカウンタウェイト3C/W〜6C/Wのバランスの移動に起因してクランクシャフト１の回転時に発生する力F1を、第２バリ抜きステップにより発生した区画B2のカウンタウェイト1C/W、2C/W及び区画B3のカウンタウェイト7C/W、8C/Wのバランスの移動に起因してクランクシャフト１の回転時に発生する力F2によって相殺することにより、クランクシャフト１全体として、回転バランスを確保することができる。
As can be understood from FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the
本実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、クランクシャフト１を軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、第１バリ抜きステップで、カウンタウェイト3C/W〜6C/Wを含む区画B1のバリ２を第１トリミング型３によって除去して、クランクシャフト１を軸線回りに１８０°反転させた後、第２バリ抜きステップで、カウンタウェイト1C/W、2C/Wを含む区画B2及びカウンタウェイト7C/W、8C/Wを含む区画B3のバリ２を第２トリミング型４によって除去したので、第１バリ抜きステップにより発生した区画B1のカウンタウェイト3C/W〜6C/Wのバランスの移動に起因してクランクシャフト１の回転時に生じる力F1を、第２バリ抜きステップにより発生した区画B2のカウンタウェイト1C/W、2C/W及び区画B3のカウンタウェイト7C/W、8C/Wのバランスの移動に起因してクランクシャフト１の回転時に生じる力F2によって相殺することができ、結果として、クランクシャフト１全体の回転バランスを確保することができる。
これにより、従来行われていた機械加工によるバランスの修正、マスバランス測定装置によるマスバランスの測定等の必要がなくなり、工数を削減することができる。また、機械加工のための切削代を設ける必要がないので、クランクシャフト１の素材を軽量化することができる。さらに、マスバランス測定装置が不要となり、設備費を削減することができる。結果として、クランクシャフト１の製造コストを低減することができる。
This embodiment has the following effects.
According to the present embodiment, the
This eliminates the need for the conventional balance correction by machining, the measurement of the mass balance by the mass balance measuring device, etc., and the man-hours can be reduced. Further, since it is not necessary to provide a machining allowance for machining, the material of the
なお、本実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成することができる。
本実施形態では、直列４気筒エンジンの鍛造クランクシャフト１を挙げて説明したが、各バリ抜きステップでバリ２が除去される区画のカウンタウェイトが、クランクシャフト１の入力側と出力側とで軸線方向に対称に配置されて、且つ、第１バリ抜きステップでバリ２が除去される区画のカウンタウェイトの数量と第２バリ抜きステップでバリ２が除去される区画のカウンタウェイトの数量とが同数であれば、他の型式のエンジンのクランクシャフト１にも適用することができる。
In addition, this embodiment is not limited above, For example, it can comprise as follows.
In this embodiment, the forged
１ クランクシャフト、２ バリ、３ 第１トリミング型、４ 第２トリミング型、６ 切刃 1 Crankshaft, 2 Burr, 3 First trimming type, 4 Second trimming type, 6 Cutting blade
Claims (7)
前記クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、
前記トリミング工程は、
前記複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１バリ抜きステップと、
第１バリ抜きステップの完了後、残りの区画のバリを、第１バリ抜きステップによるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２バリ抜きステップと、
を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造方法。 A method for producing a crankshaft, comprising a trimming step in which burrs formed along the contour of the forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die,
The crankshaft is divided into a plurality of sections in the axial direction of the crankshaft,
The trimming step includes
A first deburring step of removing burrs in at least one selected section of the plurality of sections;
After the completion of the first deburring step, a second deburring step of removing the burrs in the remaining sections by deburring in a direction opposite to the deburring direction of the first deburring step;
A method for manufacturing a crankshaft, comprising:
前記クランクシャフトを該クランクシャフトの軸線方向へ複数の区画に分画しておいて、
前記複数の区画のうち、選択された少なくとも１つの区画のバリを除去する第１トリミング型と、
残りの区画のバリを、第１トリミング型によるバリ抜き方向に対して反対方向にバリ抜きして除去する第２トリミング型と、
を含むことを特徴とするクランクシャフトの製造装置。 A crankshaft manufacturing apparatus used in a trimming process in which burrs formed along the contour of a forged crankshaft are deburred and removed by a trimming die,
The crankshaft is divided into a plurality of sections in the axial direction of the crankshaft,
A first trimming mold for removing burrs in at least one selected among the plurality of sections;
A second trimming mold for removing the burrs in the remaining sections by removing the burrs in a direction opposite to the deburring direction of the first trimming mold;
A crankshaft manufacturing apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011112547A JP2012240085A (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | Method and apparatus for manufacturing crankshaft |
Applications Claiming Priority (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012240085A true JP2012240085A (en) | 2012-12-10 |
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ID=47462326
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| JP2011112547A Withdrawn JP2012240085A (en) | 2011-05-19 | 2011-05-19 | Method and apparatus for manufacturing crankshaft |
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| JP (1) | JP2012240085A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015199108A (en) * | 2014-04-10 | 2015-11-12 | トヨタ自動車株式会社 | Method of manufacturing forged crankshaft |
| WO2017089977A1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | Bharat Forge Limited | A forged crankshaft and a process of making it |
-
2011
- 2011-05-19 JP JP2011112547A patent/JP2012240085A/en not_active Withdrawn
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