JP6822574B2 - 鍛造クランク軸の製造方法 - Google Patents
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Description
第1予備成形工程では、ビレットのうちのピン部となる部位、およびジャーナル部となる部位を、ビレットの軸方向と垂直な方向から圧下することにより、各部位の断面積を減少させて複数の扁平部を形成する。
第2予備成形工程では、一対の第1金型を用い、扁平部の幅方向を圧下方向にして複数のジャーナル部となる部位を圧下する工程と、第1金型による圧下を開始後、第2金型を用い、扁平部の幅方向を偏心方向にして複数のピン部となる部位を偏心させる工程とを含む。
最終荒地は、複数のクランクアーム部となる部位の厚みが仕上げ寸法の厚みと同じである。
第1予備成形工程では、ビレットのうちのピン部となる部位、およびジャーナル部となる部位を、ビレットの軸方向と垂直な方向から圧下することにより、各部位の断面積を減少させて複数の扁平部を形成する。
第2予備成形工程では、一対の第1金型を用い、扁平部の幅方向を圧下方向にして複数のジャーナル部となる部位を圧下する工程と、第1金型による圧下を開始後、第2金型を用い、扁平部の幅方向を偏心方向にして複数のピン部となる部位を偏心させる工程とを含む。
最終荒地は、複数のクランクアーム部となる部位の厚みが仕上げ寸法の厚みと同じである。
本実施形態の製造方法が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となる複数のジャーナル部Jと、ジャーナル部Jに対して偏心した複数のピン部Pと、ジャーナル部Jとピン部Pをつなぐ複数のアーム部Aと、を備える。例えば、前記図1Aおよび図1Bに示す4気筒−8枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸が製造対象である。4気筒−8枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸の場合、複数のアーム部Aのうちの全部がウエイト部Wを一体で備える。前述の4気筒−4枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸等も製造対象である。4気筒−4枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸の場合、複数のアーム部Aのうちの一部がウエイト部Wを一体で備える。また、全てのアーム部Aがウエイト部Wを備えていなくてもよい。ウエイト部を備えないアーム部の形状は長円状である。なお、アーム部がウエイト部を「一体」で備えるとは、アーム部とウエイト部とが別部品ではなく、1つのビレットから両者が成形されていることを意味する。
図4A〜図7Bは、第1予備成形工程の加工フロー例を示す模式図である。これらの図のうち、図4Aは、圧下前の状況を示す縦断面図であり、図4Bは圧下終了時の状況を示す縦断面図である。
本実施形態の第2予備成形工程では、ジャーナル相当部の圧下と、ピン相当部の偏心とを実施する。ジャーナル相当部の圧下と、ピン相当部の偏心とは別個の金型によって実施される。
図11A〜図14Bは、第2予備成形工程の加工フロー例を示す模式図である。これらの図のうち、図11Aは、圧下工程開始時の状況を示す縦断面図であり、図11Bは圧下工程終了時の状況を示す縦断面図であり、図11Cは偏心工程終了時の状況を示す縦断面図である。
第2予備成形工程によるアーム相当部内の体積配分は、鍛造クランク軸(最終製品)の形状に応じてアーム加工部41c、42cの形状を適宜変更することにより、調整することができる。例えば、アーム加工部の開口幅を変更したり、アーム加工部を傾斜面としたりすればよい。
前述の通り、第2予備成形工程では、アーム相当部を形成する際に、上型ジャーナル加工部41aの上側の部位が材料の軸方向の流動を制限する仕切りとして作用する。この作用を増大させるには、凹状の上型ジャーナル加工部41aにおいて、開口幅(Bj:図13A参照)を狭くすることが重要となる。一方で、凹状の上型ジャーナル加工部の開口幅Bjが狭すぎると、後工程で負荷が大きくなる。
22 ビレット
23 初期荒地
23a 扁平部
24 最終荒地
25 仕上げ鍛造材
30 第3金型
31 第3上型
31a 第3金型の上型ジャーナル加工部
31b 第3金型の上型ピン加工部
32 第3下型
32a 第3金型の下型ジャーナル加工部
32b 第3金型の下型ピン加工部
40 第1金型
41 第1上型
41a 第1金型の上型ジャーナル加工部
41b 第1金型の上型ピン加工部
41c 第1金型の上型アーム加工部
42 第1下型
42a 第1金型の下型ジャーナル加工部
42b 第1金型の下型ピン加工部
42c 第1金型の下型アーム加工部
42e ウエイト加工部
50 第2金型
51 第2上型
52 第2下型
A、A1〜A8 クランクアーム部
J、J1〜J5 ジャーナル部
P、P1〜P4 ピン部
W、W1〜W8 カウンターウエイト部
B バリ
Claims (3)
- 回転中心となる複数のジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心した複数のピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐ複数のクランクアーム部と、を備える鍛造クランク軸の製造方法であって、
当該製造方法は、
ビレットから初期荒地を得る第1予備成形工程と、
前記初期荒地から最終荒地を得る第2予備成形工程と、
少なくとも1回の型鍛造によって前記最終荒地を前記鍛造クランク軸の仕上げ寸法に成形する仕上げ鍛造工程と、を含み、
前記第1予備成形工程では、前記ビレットのうちの前記ピン部となる部位、および前記ジャーナル部となる部位を、前記ビレットの軸方向と垂直な方向から圧下することにより、前記各部位の断面積を減少させて複数の扁平部を形成し、
前記第2予備成形工程では、一対の第1金型を用い、前記扁平部の幅方向を圧下方向にして前記複数のジャーナル部となる部位を圧下する工程と、前記第1金型による圧下を開始後、前記第1金型によって前記複数のジャーナル部となる部位を拘束した状態で、第2金型を用い、前記扁平部の幅方向を偏心方向にして前記複数のピン部となる部位を偏心させる工程とを含み、
前記最終荒地は、前記複数のクランクアーム部となる部位の厚みが仕上げ寸法の厚みと同じであり、
前記第1金型は、前記複数のジャーナル部となる部位と当接するジャーナル加工部を備え、前記第2金型は、前記第1金型による圧下の前に、前記ジャーナル加工部よりも突出していない、鍛造クランク軸の製造方法。 - 請求項1に記載の鍛造クランク軸の製造方法であって、
前記第2予備成形工程では、前記一対の第1金型による圧下が完了した後、前記第2金型による前記複数のピン部となる部位の偏心を開始する、鍛造クランク軸の製造方法。 - 請求項1または請求項2に記載の鍛造クランク軸の製造方法であって、
前記ピン部となる部位の偏心量は、仕上げ寸法の偏心量と同じかまたはそれよりも小さい、鍛造クランク軸の製造方法。
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