JP3840954B2 - Forged mold structure of crankshaft - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はクランクシャフトの鍛造を目的とした型構造に関し、特に予め所定形状に鍛造成形されたクランクシャフト粗材をリストライク加工用の下型と上型とで加圧拘束してそのクランクシャフト粗材の曲がり矯正を行うようにした鍛造型の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
周知のように、内燃機関用のクランクシャフトの熱間鍛造は、大きく分けて、▲1▼ベンディング、▲2▼荒地、▲3▼仕上げの3工程をもって行われ、さらにトリム工程におけるトリミングプレスをもって製品形状の外周に付帯している「ばり」をトリミングすることで完了となるが、それに続いてクランクシャフト粗材の曲がり矯正を目的としてリストライク加工(コイニング加工)が行われることがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このリストライク加工は、例えば下型上に鍛造成形後のクランクシャフト粗材を位置決め載置した上で上型を下降させて、それら上下型にてクランクシャフト粗材を加圧拘束することにより上下方向での曲がりあるいは倒れを矯正するものであるが、一般的にはクランクシャフト粗材そのものの軸心とクランクピンとの軸心を結ぶ線が水平状態となるように位置決めした状態で加工を行うことから、上記クランクシャフト粗材の軸心をはさんでクランクピンとは反対側に位置することになるカウンタウエイトの倒れ、すなわちクランクシャフト粗材の軸心に対するカウンタウエイトの倒れについては矯正することができない。
【0004】
また、上記カウンタウエイト粗材の置き方を変更することにより曲がり矯正と同時にカウンタウエイトの倒れまでもある程度は矯正することが可能である。しかしながら、クランクシャフト粗材の確実な位置決めと型とのかじり現象防止のために、クランクシャフト粗材と上下型との間には一定のクリアランスを予め確保してあることから、このクリアランス分についてはなおもカウンタウエイトの倒れを矯正できないことになる。
【0005】
本発明は以上のような課題に着目してなされたものであり、クランクシャフト粗材のリストライク加工に際して、とりわけクランクシャフト粗材の曲がり矯正と同時にカウンタウエイトの倒れの矯正までも一工程内にて確実に行えるようにした型構造を提供しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、鍛造成形されたクランクシャフト粗材をリストライク加工用の下型上に水平状態で位置決めした上で、それら下型と上型とでクランクシャフト粗材を加圧拘束して曲がり矯正を行うようにした鍛造型の構造であって、下型のうちこの下型に位置決めされることになるクランクシャフト粗材の各カウンタウエイト相当位置をはさんでその両側に対向配置されて、上下型同士の接近離間動作に応じてスライド駆動されることによりクランクシャフトの軸心方向に接近離間動作する一対の下ダイスと、上記上型のうち下型側の一対の下ダイス同士の内側相当位置であって且つカウンタウエイトの両側に対向配置されるとともに、それぞれがカウンタウエイトの全高に及ぶ高さを有していて、一対の下ダイス同士の接近時にこの下ダイスによって同方向に接近駆動されることによりクランクシャフト粗材のカウンタウエイトをその板厚方向に加圧拘束する一対の上ダイスと、を備えていることを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1の記載を前提として、上型および下ダイスにはそれぞれに傾斜カム面が形成されていて、これら傾斜カム面同士の摺接により下ダイスが上型によって駆動されるようになっていることを特徴としている。
【0008】
したがって、これら請求項1,2に記載の発明では、上下型同士の接近による上下方向の加圧拘束力によってクランクシャフト粗材の曲がりが矯正される挙動については従来と同様である。それと同時に、上下型同士の接近による駆動力を受けて一対の下ダイスが水平方向にスライド駆動されて、さらにその下ダイスが一対の上ダイスを同方向にスライド駆動することから、クランクシャフト粗材の各カウンタウエイトが一対の上ダイスによって水平方向に加圧拘束される。これをもって、クランクシャフトの軸心に対するカウンタウエイトの倒れが矯正されることになる。
【0009】
【発明の効果】
請求項1,2に記載の発明によれば、クランクシャフトの上下方向での曲がり矯正と同時に水平面内におけるカウンタウエイトの倒れまでも矯正することができるため、クランクシャフト粗材の水平方向での寸法ばらつきを抑制して、後工程での加工取り代を削減することができるとともに、工程数の短縮が図れるほか、既存の鍛造型に下ダイスおよび上ダイスを付加するだけできわめて容易に所期の目的を達成することができる効果がある。
【0010】
また、各カウンタウエイトを一対の上ダイスにて横方向から加圧拘束することにより、トリミング加工後に各カウンタウエイトの外側に付帯しているばり取り跡を積極的に押し潰して平滑化することができる利点がある。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1以下の図面は本発明に係る鍛造型構造の好ましい実施の形態を示しており、特に図1はリストライク加工用鍛造型の縦断面図を、図2は図1のA−A線に沿う断面図を、図3は図1における下型のみの平面図をそれぞれ示している。なお、図1は図3のB−B線断面に対応している。
【0012】
図1〜3に示すように、鍛造型1は、下型2とこの下型2に対して昇降動作する上型3とをもって形成されており、先に述べたように、例えばベンディング、荒地、仕上げの3工程をもって鍛造成形されたクランクシャフト粗材(ここでは、いわゆるシングルカウンタタイプのクランクシャフト粗材を例示している)Sがそれに続くトリミング工程を得た上で上記鍛造型1に供給されることになる。なお、クランクシャフト粗材Sはそれ自体の軸心をはさんでクランクピンPと反対側にカウンタウエイトWが一体に形成された公知の構造のものである。
【0013】
下型2および上型3のそれぞれには、クランクシャフト粗材Sを受容するためにその粗材形状に忠実な形状の凹部2aまたは3aが形成されており、下型2側の凹部2aにクランクシャフト粗材Sを位置決めした上で上型3を下降させて型締めすることにより、クランクシャフト粗材Sには上下方向の加圧拘束力が付与されて、その曲がりが矯正されるようになっている。
【0014】
下型2側の凹部2aのうちカウンタウエイトWを受容することになる位置には、そのカウンタウエイトWを受けるための位置決め突起部4が一体に形成されているとともに、位置決め突起部4をはさんでその両側には互いに対向するように一対の下ダイス5,5が所定距離隔てて対向配置されている。これら一対の下ダイス5,5は微小ストロークS1の範囲内で互いに接近離間可能であって、圧縮コイルばね等の弾性手段6により互いに離間する方向に助勢されている。また、各下ダイス5,5の互いに対向する面は傾斜面5aとなっているとともに、各下ダイス5,5のショルダー部には傾斜カム面5bが個別に形成されている。
【0015】
一方、上型3には下ダイス5,5側の傾斜カム面5bに対応する傾斜カム面7が形成されているほか、上記位置決め突起部4に対向する位置決めブロック8が設けられていて、この位置決めブロック8をはさんでその両側には互いに対向するように一対の上ダイス9,9が所定距離隔てて対向配置されている。これら一対の上ダイス9,9はその上面側がホルダブロック10にてバックアップされていて、微小ストロークS2の範囲内で互いに接近離間可能で且つストロークS3の範囲内で上下動可能であって、引張コイルばね等の弾性手段11により互いに離間する方向に助勢されているとともに、下ダイス5,5同士の対向間隙内に納まり得るように断面ウエッジ状に形成されている。そして、背面側の傾斜面9aが下ダイス5,5側の傾斜面5aと摺接するようになっている。
【0016】
なお、下型2には加工後のクランクシャフト粗材Sを押し上げるための突き出し板12が設けられている。
【0017】
したがって、本実施の形態によれば、下型2側の凹部2aにクランクシャフト粗材Sを位置決めした上で上型3を下降させて型締めすれば、上下型3,2の各凹部3a,2aがクランクシャフト粗材Sの形状に忠実なものとなっている故にクランクシャフト粗材Sは上下方向で加圧拘束されて、その加圧拘束力をもってクランクシャフト粗材S自体が持つ曲がりが矯正される。なお、この挙動に関するかぎり従来のものと同様である。
【0018】
この型締め過程においては、図4の(A)〜(C)に示すように上型3の下降に伴い上ダイス9の下端部が徐々に下ダイス5,5同士の対向間隙内に入り込み、やがては図5の(A),(B)に示すように各上ダイス9,9の下端が下型2に対していわゆる底突き状態となり、さらに上ダイス9,9と下ダイス5,5の傾斜面9a,5a同士が摺接するのと相前後して、各下ダイス5,5側の傾斜カム面5bと上型3側の傾斜カム面7とが互いに摺接するようになる。この時には、各上ダイス9,9とカウンタウエイトWとの間には所定のクリアランスが確保されていて互いに非接触状態にある。
【0019】
この傾斜カム面5b,7同士の摺接に伴い、双方の下ダイス5,5がスライド駆動されて互いに接近するようになり、上ダイス9,9が相対的に上動しつつ下ダイス5,5に駆動されて上ダイス9,9同士もまた互いに接近動作するようになる。そして、上型3が下死点に到達した状態では、上型3から浮動した状態にある上ダイス9,9同士が上下型3,2同士の型締め力をもって各カウンタウエイトWをその両側面から加圧拘束し、いわゆるリストライク加工をもってカウンタウエイトWの倒れが矯正される。
【0020】
すなわち、図6を参照しながら従来の場合と比較すると、従来の場合には上記下ダイス5,5や上ダイス9,9等の可動部分が存在せず、しかも先に述べたように上下型3,2の各凹部3a,2aとクランクシャフト粗材Sとの間に所定のクリアランスCを具備させてあることから、例えば図7に示すようにカウンタウエイトWが倒れもしくは捻れを有している場合には少なくとも上記クリアランスC分については矯正されないことになる。
【0021】
これに対して本実施の形態では、先に述べたように下ダイス5,5を介して駆動される可動式の上ダイス9,9がカウンタウエイトWをその両側から大きな荷重をもって加圧拘束することから、図6,7に示したようなクリアランスC相当分のカウンタウエイトWの倒れや捻れまでも確実に矯正されて、そのカウンタウエイトWの寸法ばらつきが大幅に抑制されることになる。同時に、カウンタウエイトWの外周面にトリミング加工時のばり取り跡が残っている場合には、そのばり取り跡も積極的に押し潰されて平滑化される。
【0022】
図5の(C)の状態をもって上型3が下死点に達した後に再び上昇し始めると、上記と逆の順序で上ダイス9,9および下ダイス5,5が互いに離間するようになり、特に上ダイス9,9はクランクシャフト粗材Sとかじり現象を生じることなく上型3とともにスムーズに上昇し、最終的には上下型3,2同士の型開き状態をもって1サイクルが完了する。そして、リストライク加工後のクランクシャフト粗材Sは図1に示す突き出し板12によって下型2の上方に突き出されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施の形態としてリストライク加工用鍛造型の構造を示す図で、図3のB−B線に沿う断面図。
【図2】図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】図1における下型のみの平面図。
【図4】図1の要部の作動説明図。
【図5】図1の要部の作動説明図。
【図6】従来の工法の概略説明図。
【図7】従来の工法の概略説明図。
【符号の説明】
1…鍛造型
2…下型
2a…凹部
3…上型
3a…凹部
5…下ダイス
5b…傾斜カム面
7…傾斜カム面
9…上ダイス
S…クランクシャフト粗材
W…カウンタウエイト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a die structure for the purpose of forging a crankshaft, and in particular, a crankshaft rough material previously forged into a predetermined shape is pressure-restrained by a lower die and an upper die for wrist-like processing, and the crankshaft coarseness is The present invention relates to the structure of a forging die that corrects the bending of a material.
[0002]
[Prior art]
As is well known, the hot forging of crankshafts for internal combustion engines is roughly divided into three processes: (1) bending, (2) wasteland, and (3) finishing, and a trimming press in the trim process. This is completed by trimming the “burr” attached to the outer periphery of the shape, but a subsequent reclaim process (coining process) may be performed for the purpose of correcting the bending of the crankshaft rough material.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For example, the restric process is performed by positioning and placing the crankshaft coarse material after forging on the lower die, lowering the upper die, and pressurizing and restraining the crankshaft coarse material with these upper and lower dies. It is intended to correct bending or tilting in the direction, but in general, processing is performed in a state where the line connecting the axis of the crankshaft coarse material itself and the axis of the crankpin is in a horizontal state. Therefore, it is not possible to correct the counterweight fall that is located on the opposite side of the crankpin across the crankshaft rough material axis, that is, the counterweight tilt with respect to the crankshaft coarse material axis. .
[0004]
Further, by changing the way the counterweight coarse material is placed, it is possible to correct the bending of the counterweight to some extent at the same time as correcting the bending. However, a certain clearance is secured in advance between the crankshaft rough material and the upper and lower molds in order to reliably position the crankshaft rough material and prevent the galling phenomenon. In addition, the counterweight collapse cannot be corrected.
[0005]
The present invention has been made paying attention to the problems as described above, and in the re-striking process of the crankshaft rough material, in particular, the correction of the bending of the crankshaft rough material and the correction of the fall of the counterweight are within one process. It is intended to provide a mold structure that can be surely performed.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the first aspect of the present invention, the forged crankshaft coarse material is positioned in a horizontal state on the lower mold for wrist-like processing, and then the crankshaft coarse material is pressed by the lower mold and the upper mold. It is a forged die structure that is restrained and corrects bending, and faces the opposite sides of each counterweight of the crankshaft rough material that will be positioned in this lower die of the lower die. A pair of lower dies that are arranged and slide-driven in accordance with the approach and separation of the upper and lower molds to move toward and away from each other in the axial direction of the crankshaft, and a pair of lower dies on the lower mold side of the upper mold an inner position corresponding with each other are and opposed on either side of the counterweight Rutotomoni, each have a height spanning the entire height of the counterweight, when close together the pair of lower die The lower die is characterized in that it comprises a pair of upper dies for pressure restraining the counterweight of the crankshaft coarse material in its thickness direction by being driven close to the same direction.
[0007]
In the invention described in
[0008]
Therefore, in the inventions according to the first and second aspects, the behavior in which the bending of the crankshaft rough material is corrected by the vertical pressing restraint force due to the approach between the upper and lower molds is the same as the conventional one. At the same time, the pair of lower dies are driven to slide in the horizontal direction under the driving force due to the approach between the upper and lower molds, and the lower dies further slide the pair of upper dies in the same direction. Each counterweight is restrained in a horizontal direction by a pair of upper dies. As a result, the fall of the counterweight with respect to the axis of the crankshaft is corrected.
[0009]
【The invention's effect】
According to the first and second aspects of the present invention, since it is possible to correct the bending of the counterweight in the horizontal plane at the same time as correcting the bending of the crankshaft in the vertical direction, the dimensions of the crankshaft rough material in the horizontal direction can be corrected. In addition to reducing variation and reducing machining allowances in subsequent processes, it is possible to reduce the number of processes, and by simply adding a lower die and an upper die to an existing forging die, There is an effect that can achieve the purpose.
[0010]
In addition, by pressing and restraining each counterweight with a pair of upper dies from the lateral direction, the flash marks attached to the outside of each counterweight can be actively crushed and smoothed after trimming. There are advantages you can do.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and subsequent drawings show a preferred embodiment of a forging die structure according to the present invention, and in particular, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a forging die for wrist-like processing, and FIG. 2 is a line AA in FIG. FIG. 3 is a plan view of only the lower mold in FIG. 1 corresponds to a cross section taken along line BB in FIG.
[0012]
As shown in FIGS. 1 to 3, the
[0013]
Each of the
[0014]
A
[0015]
On the other hand, the
[0016]
The
[0017]
Therefore, according to the present embodiment, if the
[0018]
In this mold clamping process, as shown in FIGS. 4A to 4C, the lower end of the
[0019]
With the sliding contact between the inclined cam surfaces 5b and 7, the lower dies 5 and 5 are both slid to approach each other, and the upper dies 9 and 9 move relatively upward while the lower dies 5 and 5 move relatively upward. When driven by 5, the upper dies 9, 9 also move closer to each other. When the
[0020]
That is, as compared with the conventional case with reference to FIG. 6, in the conventional case, there are no movable parts such as the lower dies 5, 5 and the upper dies 9, 9, and the upper and lower dies as described above. Since a predetermined clearance C is provided between each of the
[0021]
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the movable upper dies 9, 9 driven through the lower dies 5, 5 pressurize and restrain the counterweight W from both sides with a large load. Therefore, even the counterweight W corresponding to the clearance C as shown in FIGS. 6 and 7 is reliably corrected, and the dimensional variation of the counterweight W is greatly suppressed. At the same time, when a flash mark at the time of trimming remains on the outer peripheral surface of the counterweight W, the flash mark is also actively crushed and smoothed.
[0022]
When the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing the structure of a forging die for wrist-like processing as a preferred embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
FIG. 3 is a plan view of only the lower mold in FIG. 1;
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of a main part of FIG. 1;
5 is an operation explanatory diagram of a main part of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of a conventional construction method.
FIG. 7 is a schematic explanatory diagram of a conventional construction method.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
下型のうちこの下型に位置決めされることになるクランクシャフト粗材の各カウンタウエイト相当位置をはさんでその両側に対向配置されて、上下型同士の接近離間動作に応じてスライド駆動されることによりクランクシャフトの軸心方向に接近離間動作する一対の下ダイスと、
上記上型のうち下型側の一対の下ダイス同士の内側相当位置であって且つカウンタウエイトの両側に対向配置されるとともに、それぞれがカウンタウエイトの全高に及ぶ高さを有していて、一対の下ダイス同士の接近時にこの下ダイスによって同方向に接近駆動されることによりクランクシャフト粗材のカウンタウエイトをその板厚方向に加圧拘束する一対の上ダイスと、
を備えていることを特徴とするクランクシャフトの鍛造型構造。After the forged molded crankshaft coarse material is positioned horizontally on the lower mold for wrist-like processing, the crankshaft coarse material is pressure-restrained by these lower mold and upper mold to correct the bending. Forged mold structure,
Of the lower mold, the crankshaft rough material to be positioned on this lower mold is placed opposite to both sides of the counterweight corresponding position, and is driven to slide according to the approach and separation between the upper and lower molds. A pair of lower dies that move toward and away from each other in the axial direction of the crankshaft,
Rutotomoni disposed opposite on either side of and counterweight an inner position corresponding between the pair of the lower die of the lower die side of the upper die, each have a total height to span the height of the counterweight, a pair A pair of upper dies that press and restrain the counterweight of the crankshaft rough material in the plate thickness direction by being driven in the same direction by the lower dies when the lower dies approach each other;
A forged die structure of a crankshaft characterized by comprising:
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