JPWO2019155847A1 - Forged crankshaft manufacturing method - Google Patents

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Abstract

クランク軸の製造方法は、第１予備成形工程と、第２予備成形工程と、少なくとも１回の仕上げ鍛造工程と、を含む。第１予備成形工程は、一対の第１金型（４０）を用い、ジャーナル部となる部位をビレット（２２）の軸方向と垂直な方向から圧下することにより、扁平部（２３ａ）を形成する工程と、第１金型（４０）による圧下を開始後、第２金型（５０）を用い、ビレット（２２）の軸方向と垂直な方向を偏心方向にしてピン部となる部位を偏心させる工程とを含む。第２予備成形工程では、扁平部（２３ａ）の幅方向を圧下方向にして初期荒地（２３）のうちのピン部となる部位、および扁平部（２３ａ）を圧下する。最終荒地は、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。The method for manufacturing a crankshaft includes a first preforming step, a second preforming step, and at least one finish forging step. In the first preforming step, a flat portion (23a) is formed by pressing a portion to be a journal portion from a direction perpendicular to the axial direction of the billet (22) using a pair of first molds (40). After starting the process and the reduction by the first mold (40), the second mold (50) is used to eccentric the portion to be the pin portion by making the direction perpendicular to the axial direction of the billet (22) eccentric. Includes steps. In the second preforming step, the width direction of the flat portion (23a) is reduced to reduce the pin portion of the initial wasteland (23) and the flat portion (23a). In the final wasteland, the thickness of the portion to be the crank arm portion is the same as the thickness of the finishing dimension.

Description

本発明は、熱間鍛造によりクランク軸を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a crankshaft by hot forging.

自動車、自動二輪車、農業機械または船舶等のレシプロエンジンにおいて、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を取り出すために、クランク軸が不可欠である。クランク軸は、型鍛造または鋳造によって製造できる。特に、高強度と高剛性がクランク軸に要求される場合、型鍛造によって製造されたクランク軸（以下、「鍛造クランク軸」ともいう）が多用される。 In a reciprocating engine of an automobile, a motorcycle, an agricultural machine, a ship, or the like, a crankshaft is indispensable for converting the reciprocating motion of the piston into a rotary motion to extract power. Crankshafts can be manufactured by die forging or casting. In particular, when high strength and high rigidity are required for a crankshaft, a crankshaft manufactured by die forging (hereinafter, also referred to as "forged crankshaft") is often used.

図１Ａおよび図１Ｂは、一般的な鍛造クランク軸の形状例を示す模式図である。これらの図のうち、図１Ａは全体図であり、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ断面図である。図１Ｂに示す例では、代表的に、一つのクランクアーム部Ａ７と、そのクランクアーム部Ａ７と一体のカウンターウエイト部Ｗ７と、そのクランクアーム部Ａ７につながるピン部Ｐ４およびジャーナル部Ｊ４を示す。 1A and 1B are schematic views showing a shape example of a general forged crankshaft. Of these figures, FIG. 1A is an overall view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line IB-IB of FIG. 1A. In the example shown in FIG. 1B, one crank arm portion A7, a counter weight portion W7 integrated with the crank arm portion A7, a pin portion P4 connected to the crank arm portion A7, and a journal portion J4 are typically shown.

図１Ａおよび図１Ｂに示す鍛造クランク軸１１は、４気筒エンジンに搭載される４気筒−８枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸である。鍛造クランク軸１１は、５つのジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５と、４つのピン部Ｐ１〜Ｐ４と、フロント部Ｆｒと、フランジ部Ｆｌと、８枚のクランクアーム部（以下、「アーム部」ともいう）Ａ１〜Ａ８とを備える。アーム部Ａ１〜Ａ８は、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５とピン部Ｐ１〜Ｐ４をそれぞれつなぐ。また、８枚（全部）のアーム部Ａ１〜Ａ８は、カウンターウエイト部（以下、「ウエイト部」ともいう）Ｗ１〜Ｗ８を一体で備える。鍛造クランク軸１１の軸方向の前端にはフロント部Ｆｒが設けられ、後端にはフランジ部Ｆｌが設けられる。フロント部Ｆｒは、先頭の第１ジャーナル部Ｊ１につながり、フランジ部Ｆｌは、最後尾の第５ジャーナル部Ｊ５につながる。 The forged crankshaft 11 shown in FIGS. 1A and 1B is a 4-cylinder-8 counterweight forged crankshaft mounted on a 4-cylinder engine. The forged crankshaft 11 includes five journal portions J1 to J5, four pin portions P1 to P4, a front portion Fr, a flange portion Fl, and eight crank arm portions (hereinafter, also referred to as "arm portions"). A1 to A8 are provided. The arm portions A1 to A8 connect the journal portions J1 to J5 and the pin portions P1 to P4, respectively. Further, the eight (all) arm portions A1 to A8 integrally include counterweight portions (hereinafter, also referred to as "weight portions") W1 to W8. A front portion Fr is provided at the front end of the forged crankshaft 11 in the axial direction, and a flange portion Fl is provided at the rear end. The front portion Fr is connected to the first journal portion J1 at the beginning, and the flange portion Fl is connected to the fifth journal portion J5 at the end.

以下では、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５、ピン部Ｐ１〜Ｐ４、アーム部Ａ１〜Ａ８およびウエイト部Ｗ１〜Ｗ８のそれぞれを総称するとき、その符号は、ジャーナル部で「Ｊ」、ピン部で「Ｐ」、アーム部で「Ａ」、ウエイト部で「Ｗ」とも記す。また、アーム部Ａおよびそのアーム部Ａと一体のウエイト部Ｗをまとめて「ウェブ」ともいう。 In the following, when the journal parts J1 to J5, the pin parts P1 to P4, the arm parts A1 to A8 and the weight parts W1 to W8 are collectively referred to, the reference numerals are "J" for the journal part and "P" for the pin part. , "A" in the arm part and "W" in the weight part. Further, the arm portion A and the weight portion W integrated with the arm portion A are collectively referred to as a “web”.

図１Ｂに示すように、ウエイト部Ｗの幅Ｂｗは、アーム部Ａの幅Ｂａより大きい。このため、ウエイト部Ｗは、アーム部中心面（ピン部Ｐの中心軸とジャーナル部Ｊの中心軸とを含む面）から大きく張り出している。 As shown in FIG. 1B, the width Bw of the weight portion W is larger than the width Ba of the arm portion A. Therefore, the weight portion W greatly overhangs from the central surface of the arm portion (the surface including the central axis of the pin portion P and the central axis of the journal portion J).

このような形状の鍛造クランク軸を製造する際、一般に、出発素材としてビレットが用いられる。ビレットの長手方向に垂直な断面、すなわち横断面は、丸形または角形である。その横断面の面積は、ビレットの全長にわたって一定である。本明細書において、「横断面」は、ビレット若しくは後述する各荒地の長手方向、または鍛造クランク軸の軸方向を法線とする断面を意味する。「縦断面」は、ビレット若しくは後述する各荒地の長手方向、または鍛造クランク軸の軸方向に平行、かつ、鉛直方向に平行な断面を意味する。また、横断面の面積を単に「断面積」ともいう。鍛造クランク軸は、予備成形工程、型鍛造工程およびバリ抜き工程をその順に経ることによって製造される。また、必要に応じ、バリ抜き工程の後に整形工程を経る。通常、予備成形工程は、ロール成形と曲げ打ちの各工程を含む。型鍛造工程は、荒打ちと仕上げ打ちの各工程を含む。 When manufacturing a forged crankshaft of this shape, billets are generally used as a starting material. The cross section perpendicular to the longitudinal direction of the billet, i.e. the cross section, is round or square. The area of its cross section is constant over the entire length of the billet. In the present specification, the "cross section" means a cross section whose normal is the longitudinal direction of the billet or each wasteland described later, or the axial direction of the forged crankshaft. The "vertical cross section" means a cross section parallel to the longitudinal direction of the billet or each wasteland described later, or the axial direction of the forged crankshaft and parallel to the vertical direction. Further, the area of the cross section is also simply referred to as "cross-sectional area". The forged crankshaft is manufactured by going through a preforming step, a mold forging step, and a deburring step in that order. In addition, if necessary, a shaping process is performed after the deburring process. Usually, the preforming step includes each step of roll forming and bending. The mold forging process includes roughing and finishing.

図２Ａ〜図２Ｆは、従来の一般的な鍛造クランク軸の製造工程を説明するための模式図である。これらの図のうち、図２Ａはビレットを示す。図２Ｂはロール荒地を示す。図２Ｃは曲げ荒地を示す。図２Ｄは荒鍛造材を示す。図２Ｅは仕上げ鍛造材を示す。図２Ｆは鍛造クランク軸を示す。なお、図２Ａ〜図２Ｆは、前記図１Ａおよび図１Ｂに示す形状の鍛造クランク軸１１を製造する場合の一連の工程を示す。 2A to 2F are schematic views for explaining a manufacturing process of a conventional general forged crankshaft. Of these figures, FIG. 2A shows a billet. FIG. 2B shows a roll wasteland. FIG. 2C shows a bent wasteland. FIG. 2D shows a rough forged material. FIG. 2E shows a finish forged material. FIG. 2F shows a forged crankshaft. 2A to 2F show a series of steps in manufacturing the forged crankshaft 11 having the shapes shown in FIGS. 1A and 1B.

図２Ａ〜図２Ｆを参照し、鍛造クランク軸１１の製造方法を説明する。先ず、図２Ａに示すような所定の長さのビレット１２を加熱炉によって加熱した後、予備成形工程でロール成形および曲げ打ちをその順に行う。ロール成形では、例えば孔型ロールを用いてビレット１２を圧延して絞る。これにより、ビレット１２の体積を軸方向に配分し、中間素材であるロール荒地１３を得る（図２Ｂ参照）。次に、曲げ打ちでは、ロール荒地１３を軸方向と垂直な方向から部分的にプレスする。これにより、ロール荒地１３の体積を配分し、更なる中間素材である曲げ荒地１４を得る（図２Ｃ参照）。 A method for manufacturing the forged crankshaft 11 will be described with reference to FIGS. 2A to 2F. First, a billet 12 having a predetermined length as shown in FIG. 2A is heated by a heating furnace, and then roll forming and bending are performed in this order in a preforming step. In roll forming, for example, the billet 12 is rolled and squeezed using a hole-shaped roll. As a result, the volume of the billet 12 is distributed in the axial direction to obtain the roll wasteland 13 which is an intermediate material (see FIG. 2B). Next, in bending, the roll wasteland 13 is partially pressed from a direction perpendicular to the axial direction. As a result, the volume of the roll wasteland 13 is distributed to obtain a bending wasteland 14 which is a further intermediate material (see FIG. 2C).

続いて、荒打ち工程では、曲げ荒地１４を上下に一対の金型を用いて鍛造することにより、荒鍛造材１５を得る（図２Ｄ参照）。その荒鍛造材１５には、鍛造クランク軸１１（最終製品）のおおよその形状が造形される。さらに、仕上げ打ち工程では、荒鍛造材１５を上下に一対の金型を用いて鍛造することにより、仕上げ鍛造材１６を得る（図２Ｅ参照）。その仕上げ鍛造材１６には、最終製品の鍛造クランク軸１１と合致する形状が造形される。これら荒打ちおよび仕上げ打ち工程のとき、互いに対向する金型の型割面の間から余材が流出し、その余材がバリＢとなる。このため、荒鍛造材１５および仕上げ鍛造材１６は、いずれも、周囲にバリＢが大きく付いている。 Subsequently, in the roughing step, the rough forged material 15 is obtained by forging the bent rough ground 14 up and down using a pair of dies (see FIG. 2D). The rough forged material 15 is formed with an approximate shape of the forged crankshaft 11 (final product). Further, in the finish casting step, the rough forged material 15 is forged up and down using a pair of dies to obtain the finished forged material 16 (see FIG. 2E). The finish forged material 16 is formed with a shape that matches the forged crankshaft 11 of the final product. During these roughing and finishing casting steps, surplus material flows out from between the mold split surfaces of the dies facing each other, and the surplus material becomes burr B. Therefore, both the rough forged material 15 and the finished forged material 16 have a large burr B around them.

バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの仕上げ鍛造材１６を一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリＢを打ち抜く。これにより、仕上げ鍛造材１６からバリＢが除去され、バリ無し鍛造材が得られる。そのバリ無し鍛造材は、図２Ｆに示す鍛造クランク軸１１とほぼ同じ形状である。 In the deburring step, for example, the burr B is punched out by the blade die while the finished forged material 16 with the burr is sandwiched and held by the pair of dies. As a result, the burr B is removed from the finish forging material 16 to obtain a burr-free forging material. The burr-free forged material has substantially the same shape as the forged crankshaft 11 shown in FIG. 2F.

整形工程では、バリ無し鍛造材の要所を上下から金型で僅かに圧下し、バリ無し鍛造材を最終製品の寸法形状に矯正する。ここで、バリ無し鍛造材の要所は、例えば、ジャーナル部Ｊ、ピン部Ｐ、フロント部Ｆｒ、フランジ部Ｆｌなどといった軸部、さらにはアーム部Ａおよびウエイト部Ｗである。こうして、鍛造クランク軸１１が製造される。 In the shaping process, the key points of the burr-free forging material are slightly pressed down with a die from above and below, and the burr-free forging material is corrected to the dimensions and shape of the final product. Here, the key points of the burr-free forged material are, for example, shaft portions such as a journal portion J, a pin portion P, a front portion Fr, a flange portion Fl, and the arm portion A and a weight portion W. In this way, the forged crankshaft 11 is manufactured.

図２Ａ〜図２Ｆに示す製造工程は、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に限らず、様々な鍛造クランク軸に適用できる。例えば、４気筒−４枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸にも適用できる。 The manufacturing process shown in FIGS. 2A to 2F is not limited to the forged crankshaft of the 4-cylinder-8 counterweight shown in FIGS. 1A and 1B, and can be applied to various forged crankshafts. For example, it can be applied to a forged crankshaft with 4 cylinders and 4 counterweights.

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、８枚のアーム部Ａ１〜Ａ８のうち、一部のアーム部がウエイト部Ｗを一体で備える。例えば先頭の第１アーム部Ａ１、最後尾の第８アーム部Ａ８および中央の２枚のアーム部（第４アーム部Ａ４および第５アーム部Ａ５）がウエイト部Ｗを一体で有する。また、残りのアーム部、具体的には、第２、第３、第６および第７のアーム部（Ａ２、Ａ３、Ａ６およびＡ７）は、ウエイト部を備えず、その形状は長円状となる。 In the case of a forged crankshaft with 4 cylinders and 4 counterweights, some of the 8 arm portions A1 to A8 are integrally provided with a weight portion W. For example, the first arm portion A1 at the head, the eighth arm portion A8 at the rear end, and the two central arm portions (fourth arm portion A4 and fifth arm portion A5) integrally have a weight portion W. Further, the remaining arm portions, specifically, the second, third, sixth and seventh arm portions (A2, A3, A6 and A7) do not have weight portions and have an oval shape. Become.

その他に、３気筒エンジン、直列６気筒エンジン、Ｖ型６気筒エンジン、８気筒エンジン等に搭載される鍛造クランク軸であっても、製造工程は同様である。なお、ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程が追加される。 In addition, the manufacturing process is the same for forged crankshafts mounted on 3-cylinder engines, in-line 6-cylinder engines, V-type 6-cylinder engines, 8-cylinder engines, and the like. If it is necessary to adjust the arrangement angle of the pin portion, a twisting step is added after the deburring step.

予備成形工程の主目的は、ビレットの体積を配分することである。予備成形工程でビレットの体積を配分することにより、後工程の型鍛造工程でバリの形成を低減でき、材料歩留りを向上できる。ここで、材料歩留りとは、ビレットの体積に対する鍛造クランク軸（最終製品）の体積の割合（百分率）を意味する。 The main purpose of the preforming process is to distribute the volume of billets. By allocating the volume of billets in the preforming process, the formation of burrs can be reduced in the mold forging process in the subsequent process, and the material yield can be improved. Here, the material yield means the ratio (percentage) of the volume of the forged crankshaft (final product) to the volume of the billet.

また、予備成形によって得られる荒地は、後工程の型鍛造工程で鍛造クランク軸に成形される。精密な形状の鍛造クランク軸を得るため、予備成形工程では精密な形状の荒地を成形する必要がある。 In addition, the wasteland obtained by preforming is formed into a forged crankshaft in a subsequent die forging process. In order to obtain a precisely shaped forged crankshaft, it is necessary to form a precisely shaped wasteland in the preforming process.

鍛造クランク軸の製造に関する技術は、例えば、特開２００１−１０５０８７号公報（特許文献１）、特開平２−２５５２４０号公報（特許文献２）、特開昭６２−２４４５４５号公報（特許文献３）および特開昭５９−４５０５１号公報（特許文献４）に開示される。特許文献１は、一対からなる上型と下型を用いた予備成形方法を開示する。その予備成形方法では、上型と下型とで棒状の被加工物を圧下する際に、被加工物の一部を軸方向に延ばすとともに、その一部を軸心に対してオフセットする。これにより、特許文献１では、延ばしと曲げを同時に実施できることから、設備投資を少なくできるとしている。 Techniques for manufacturing forged crankshafts include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-105087 (Patent Document 1), Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-255240 (Patent Document 2), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-245454 (Patent Document 3). And JP-A-59-45051 (Patent Document 4). Patent Document 1 discloses a premolding method using a pair of upper and lower dies. In the preforming method, when the rod-shaped workpiece is pressed down by the upper die and the lower die, a part of the workpiece is extended in the axial direction and a part of the workpiece is offset with respect to the axial center. As a result, Patent Document 1 states that capital investment can be reduced because stretching and bending can be performed at the same time.

特許文献２の予備成形方法は、従来の２パスのロール設備に代え、４パスの高速ロール設備を用いる。その予備成形方法では、ロール荒地の断面積が、鍛造クランク軸（最終製品）のウエイト部、アーム部およびジャーナル部の断面積の分布に合わせて決められる。これにより、特許文献２では、材料歩留りを向上できるとしている。 The preforming method of Patent Document 2 uses a 4-pass high-speed roll facility instead of the conventional 2-pass roll facility. In the preforming method, the cross-sectional area of the rolled wasteland is determined according to the distribution of the cross-sectional areas of the weight portion, the arm portion and the journal portion of the forged crankshaft (final product). As a result, Patent Document 2 states that the material yield can be improved.

特許文献３の予備成形方法は、転造により、ビレットの軸方向および径方向にビレットの一部の体積を配分する。体積配分されたビレットを型鍛造することによって、鍛造クランク軸が得られる。これにより、特許文献３では、材料歩留りを向上できるとしている。 In the preforming method of Patent Document 3, a part of the volume of the billet is distributed in the axial direction and the radial direction of the billet by rolling. A forged crankshaft is obtained by forging a volume-distributed billet. As a result, Patent Document 3 states that the material yield can be improved.

特許文献４の製造方法では、一対からなる上型と下型とポンチとを用いた１回の型鍛造により、ビレットを鍛造クランク軸に成形する。型鍛造工程では、まず、ビレットのうちのジャーナル部となる領域およびピン部となる領域を別個に稼働するポンチによって圧下する。圧下によりビレットの体積が配分される。その後、上型および下型によって型鍛造が実施される。すなわち、１工程で、予備成形および型鍛造ができる。これにより、特許文献４では、複雑な形状の鍛造クランク軸を単一の設備で効率よく製造できるとしている。 In the manufacturing method of Patent Document 4, the billet is formed into a forged crankshaft by one-time die forging using a pair of upper die, lower die and punch. In the mold forging process, first, the area of the billet that becomes the journal part and the area that becomes the pin part are pressed by punches that operate separately. The volume of the billet is distributed by the reduction. After that, mold forging is carried out by the upper mold and the lower mold. That is, preforming and die forging can be performed in one step. As a result, Patent Document 4 states that a forged crankshaft having a complicated shape can be efficiently manufactured with a single facility.

特開２００１−１０５０８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-105087 特開平２−２５５２４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-255240 特開昭６２−２４４５４５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-24545 特開昭５９−４５０５１号公報JP-A-59-45051

鍛造クランク軸の製造では、前述の通り、バリの形成を低減して材料歩留りを向上させることが望まれている。また、予備成形工程において、精密な形状の荒地を成形することが望まれている。前記特許文献１に記載の予備成形方法では、ビレットの体積の配分とオフセットをある程度行うことができる。 In the manufacture of forged crankshafts, as described above, it is desired to reduce the formation of burrs and improve the material yield. Further, in the preforming step, it is desired to form a wasteland having a precise shape. In the preforming method described in Patent Document 1, the volume of billets can be distributed and offset to some extent.

しかしながら、前記特許文献１の予備成形方法では、ウェブとなる部位において、ウエイト部となる部位の体積と、ウエイト部を一体で備えるアーム部となる部位の体積と、の配分が検討されていない。そのため、後工程の型鍛造工程において、アーム部中心面から大きく張り出すウエイト部で、材料の充満性が不十分となり、欠肉が生じ易い。ウエイト部の欠肉を防止するには、簡便には、荒地で余剰の体積を増加させればよい。しかし、この場合、材料歩留りが低下する。以下では、ウエイト部となる部位を「ウエイト相当部」ともいう。ウエイト部を一体で備えるアーム部（ウエイト部を除く）となる部位を「アーム相当部」ともいう。ウエイト相当部とアーム相当部をまとめて「ウェブ相当部」ともいう。 However, in the preforming method of Patent Document 1, the distribution of the volume of the portion serving as the weight portion and the volume of the portion serving as the arm portion integrally including the weight portion has not been examined in the portion to be the web. Therefore, in the mold forging process of the subsequent process, the weight portion that greatly overhangs from the central surface of the arm portion has insufficient material filling and is liable to cause meat loss. In order to prevent the weight portion from being depleted, it is simply necessary to increase the excess volume in the wasteland. However, in this case, the material yield is reduced. Hereinafter, the portion that becomes the weight portion is also referred to as a “weight equivalent portion”. The part that becomes the arm part (excluding the weight part) that integrally includes the weight part is also called the "arm equivalent part". The weight-equivalent part and the arm-equivalent part are collectively called the "web-equivalent part".

前記特許文献２の予備成形方法では、ウェブ相当部でウエイト相当部とアーム相当部との体積配分を行えない。ロール成形によるからである。そのため、後工程の型鍛造工程において、ウエイト部の材料の充満性が不十分となる。その結果、欠肉が生じ易い。 In the preforming method of Patent Document 2, the volume of the weight corresponding portion and the arm corresponding portion cannot be distributed in the web corresponding portion. This is because it is rolled. Therefore, in the mold forging process of the subsequent process, the filling property of the material of the weight portion becomes insufficient. As a result, meat loss is likely to occur.

前記特許文献３の予備成形方法では、転造を実施するための設備が必要となる。そのため、設備費用が高くなり、また、生産効率の向上も難しい。 The preforming method of Patent Document 3 requires equipment for performing rolling. Therefore, the equipment cost is high, and it is difficult to improve the production efficiency.

前記特許文献４の製造方法では、単一の設備で予備成形および型鍛造を実施するため、ビレットを大きく変形させる予備成形を実施できない。そのため、前記特許文献４の製造方法では、材料歩留りを向上させることは難しい。 In the manufacturing method of Patent Document 4, since preforming and mold forging are performed with a single facility, preforming that greatly deforms the billet cannot be performed. Therefore, it is difficult to improve the material yield by the manufacturing method of Patent Document 4.

本発明の目的は、精密な形状の鍛造クランク軸の成形ができ、かつ、材料歩留りを向上できる鍛造クランク軸の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a forged crankshaft capable of forming a forged crankshaft having a precise shape and improving the material yield.

本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、回転中心となるジャーナル部と、ジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐ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る。 The method for manufacturing a forged crankshaft of the present embodiment is to manufacture a forged crankshaft including a journal portion serving as a center of rotation, a pin portion eccentric with respect to the journal portion, and a crank arm portion connecting the journal portion and the pin portion. The method.

本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、ビレットから初期荒地を得る第１予備成形工程と、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最終荒地を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、を含む。
第１予備成形工程は、一対の第１金型を用い、ビレットのうちの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、ジャーナル部となる部位の断面積を減少させて扁平部を形成する工程と、第１金型による圧下を開始後、第２金型を用い、ビレットの軸方向と垂直な方向を偏心方向にしてピン部となる部位を偏心させる工程とを含む。
第２予備成形工程では、扁平部の幅方向を圧下方向にして初期荒地のうちのピン部となる部位、および扁平部を圧下する。
最終荒地は、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。The method for manufacturing the forged crankshaft of the present embodiment is a first preforming step of obtaining an initial rough ground from a billet, a second preforming step of obtaining a final rough ground from the initial rough ground, and forging the final rough ground by at least one mold forging. Includes a finish forging step of molding to the finish dimensions of the crankshaft.
In the first preforming step, a pair of first dies are used to reduce the cross-sectional area of the journal portion of the billet by pressing the journal portion from the direction perpendicular to the axial direction of the billet. A step of forming a flat portion by forming a flat portion, and a step of eccentricizing a portion to be a pin portion by using a second mold after starting reduction by the first mold and making the direction perpendicular to the axial direction of the billet eccentric. including.
In the second preforming step, the width direction of the flat portion is set to the rolling direction to reduce the pin portion and the flat portion in the initial wasteland.
In the final wasteland, the thickness of the portion to be the crank arm portion is the same as the thickness of the finishing dimension.

本発明の実施形態による鍛造クランク軸の製造方法は、第１予備成形工程および第２予備成形工程により、軸方向の体積の配分が促進された最終荒地を得ることができる。また、最終荒地は、ジャーナル部となる部位の体積と、ピン部となる部位の体積と、アーム部となる部位の体積とが適切に配分される。仕上げ鍛造工程により、その最終荒地から鍛造クランク軸の形状を造形できる。これらより、材料歩留りを向上させることができる。また、本発明によれば、第１予備成形工程および第２予備成形工程により精密な形状の荒地を成形できる。そのため、精密な形状の鍛造クランク軸を製造できる。 In the method for manufacturing a forged crankshaft according to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a final wasteland in which the distribution of volume in the axial direction is promoted by the first preforming step and the second preforming step. Further, in the final wasteland, the volume of the portion serving as the journal portion, the volume of the portion serving as the pin portion, and the volume of the portion serving as the arm portion are appropriately distributed. By the finish forging process, the shape of the forged crankshaft can be formed from the final wasteland. From these, the material yield can be improved. Further, according to the present invention, a wasteland having a precise shape can be formed by the first preforming step and the second preforming step. Therefore, a forged crankshaft having a precise shape can be manufactured.

図１Ａは、一般的な鍛造クランク軸の全体形状の一例を示す模式図である。FIG. 1A is a schematic view showing an example of the overall shape of a general forged crankshaft. 図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ断面図である。FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line IB-IB of FIG. 1A. 図２Ａは、従来の製造工程におけるビレットを示す模式図である。FIG. 2A is a schematic view showing billets in a conventional manufacturing process. 図２Ｂは、従来の製造工程におけるロール荒地を示す模式図である。FIG. 2B is a schematic view showing a roll wasteland in a conventional manufacturing process. 図２Ｃは、従来の製造工程における曲げ荒地を示す模式図である。FIG. 2C is a schematic view showing a bent wasteland in a conventional manufacturing process. 図２Ｄは、従来の製造工程における荒鍛造材を示す模式図である。FIG. 2D is a schematic view showing a rough forged material in a conventional manufacturing process. 図２Ｅは、従来の製造工程における仕上げ鍛造材を示す模式図である。FIG. 2E is a schematic view showing a finish forged material in a conventional manufacturing process. 図２Ｆは、従来の製造工程における鍛造クランク軸を示す模式図である。FIG. 2F is a schematic view showing a forged crankshaft in a conventional manufacturing process. 図３Ａは、本実施形態の製造工程例におけるビレットを示す模式図である。FIG. 3A is a schematic view showing billets in the manufacturing process example of the present embodiment. 図３Ｂは、本実施形態の製造工程例における初期荒地を示す模式図である。FIG. 3B is a schematic view showing an initial wasteland in the manufacturing process example of the present embodiment. 図３Ｃは、本実施形態の製造工程例における最終荒地を示す模式図である。FIG. 3C is a schematic view showing the final wasteland in the manufacturing process example of the present embodiment. 図３Ｄは、本実施形態の製造工程例における仕上げ鍛造材を示す模式図である。FIG. 3D is a schematic view showing a finish forged material in the manufacturing process example of the present embodiment. 図３Ｅは、本実施形態の製造工程例における鍛造クランク軸を示す模式図である。FIG. 3E is a schematic view showing a forged crankshaft in the manufacturing process example of the present embodiment. 図４は、１つの金型で第１予備成形工程を実施する場合を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a case where the first preforming step is performed with one mold. 図５は、本実施形態の第１金型および第２金型を示す縦断面図である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing the first mold and the second mold of the present embodiment. 図６は、図５とは異なる本実施形態の第１金型および第２金型を示す縦断面図である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a first mold and a second mold of the present embodiment different from those of FIG. 図７Ａは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程開始時の状況を示す縦断面図である。FIG. 7A is a vertical cross-sectional view showing a situation at the start of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図７Ｂは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程終了時の状況を示す縦断面図である。FIG. 7B is a vertical cross-sectional view showing a situation at the end of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図７Ｃは、第１予備成形工程の加工フロー例における偏心工程終了時の状況を示す縦断面図である。FIG. 7C is a vertical cross-sectional view showing a situation at the end of the eccentric process in the processing flow example of the first preforming process. 図８Ａは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程開始時のジャーナル部となる部位を示す横断面図である。FIG. 8A is a cross-sectional view showing a portion to be a journal portion at the start of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図８Ｂは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程終了時のジャーナル部となる部位を示す横断面図である。FIG. 8B is a cross-sectional view showing a portion to be a journal portion at the end of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図９Ａは、第１予備成形工程の加工フロー例における偏心工程開始時のピン部となる部位を示す横断面図である。FIG. 9A is a cross-sectional view showing a portion to be a pin portion at the start of the eccentric process in the processing flow example of the first preforming process. 図９Ｂは、第１予備成形工程の加工フロー例における偏心工程終了時のピン部となる部位を示す横断面図である。FIG. 9B is a cross-sectional view showing a portion to be a pin portion at the end of the eccentric step in the processing flow example of the first preforming step. 図１０Ａは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程開始時のアーム部となる部位を示す横断面図である。FIG. 10A is a cross-sectional view showing a portion to be an arm portion at the start of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図１０Ｂは、第１予備成形工程の加工フロー例における扁平部形成工程終了時のアーム部となる部位を示す横断面図である。FIG. 10B is a cross-sectional view showing a portion to be an arm portion at the end of the flat portion forming step in the processing flow example of the first preforming step. 図１１Ａは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下前の状況を模式的に示す縦断面図である。FIG. 11A is a vertical cross-sectional view schematically showing a situation before reduction in a processing flow example of the second preforming step. 図１１Ｂは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下終了時の状況を模式的に示す縦断面図である。FIG. 11B is a vertical cross-sectional view schematically showing a situation at the end of reduction in a processing flow example of the second preforming step. 図１２Ａは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下前のジャーナル部となる部位を示す横断面図である。FIG. 12A is a cross-sectional view showing a portion to be a journal portion before reduction in the processing flow example of the second preforming step. 図１２Ｂは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下終了時のジャーナル部となる部位を示す横断面図である。FIG. 12B is a cross-sectional view showing a portion to be a journal portion at the end of reduction in the processing flow example of the second preforming step. 図１３Ａは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下前のピン部となる部位を示す横断面図である。FIG. 13A is a cross-sectional view showing a portion to be a pin portion before reduction in the processing flow example of the second preforming step. 図１３Ｂは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下終了時のピン部となる部位を示す横断面図である。FIG. 13B is a cross-sectional view showing a portion to be a pin portion at the end of reduction in the processing flow example of the second preforming step. 図１４Ａは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下前のア−ム相当部を示す横断面図である。FIG. 14A is a cross-sectional view showing an arm corresponding portion before reduction in the processing flow example of the second preforming step. 図１４Ｂは、第２予備成形工程の加工フロー例における圧下終了時のアーム相当部を示す横断面図である。FIG. 14B is a cross-sectional view showing an arm corresponding portion at the end of reduction in the processing flow example of the second preforming step.

本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、回転中心となるジャーナル部と、ジャーナル部に対して偏心したピン部と、ジャーナル部とピン部をつなぐ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る。 The method for manufacturing a forged crankshaft of the present embodiment is to manufacture a forged crankshaft including a journal portion serving as a center of rotation, a pin portion eccentric with respect to the journal portion, and a crank arm portion connecting the journal portion and the pin portion. The method.

本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法は、ビレットから初期荒地を得る第１予備成形工程と、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最終荒地を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、を含む。
第１予備成形工程は、一対の第１金型を用い、ビレットのうちの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、ジャーナル部となる部位の断面積を減少させて扁平部を形成する工程と、第１金型による圧下を開始後、第２金型を用い、ビレットの軸方向と垂直な方向を偏心方向にしてピン部となる部位を偏心させる工程とを含む。
第２予備成形工程では、扁平部の幅方向を圧下方向にして初期荒地のうちのピン部となる部位、および扁平部を圧下する。
最終荒地は、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。The method for manufacturing the forged crankshaft of the present embodiment is a first preforming step of obtaining an initial rough ground from a billet, a second preforming step of obtaining a final rough ground from the initial rough ground, and forging the final rough ground by at least one mold forging. Includes a finish forging step of molding to the finish dimensions of the crankshaft.
In the first preforming step, a pair of first dies are used to reduce the cross-sectional area of the journal portion of the billet by pressing the journal portion from the direction perpendicular to the axial direction of the billet. A step of forming a flat portion by forming a flat portion, and a step of eccentricizing a portion to be a pin portion by using a second mold after starting reduction by the first mold and making the direction perpendicular to the axial direction of the billet eccentric. including.
In the second preforming step, the width direction of the flat portion is set to the rolling direction to reduce the pin portion and the flat portion in the initial wasteland.
In the final wasteland, the thickness of the portion to be the crank arm portion is the same as the thickness of the finishing dimension.

本実施形態の製造方法によれば、第１予備成形工程および第２予備成形工程により、軸方向の体積の配分が促進された最終荒地を得ることができる。また、最終荒地は、ジャーナル部となる部位の体積と、ピン部となる部位の体積と、アーム部となる部位の体積とが適切に配分される。そのため、第２予備成形工程においても、鍛造クランク軸の形状に近い形状の最終荒地を得ることができる。そして、仕上げ鍛造工程により、その最終荒地から鍛造クランク軸の形状を造形できる。これらより、材料歩留りを向上させることができる。 According to the manufacturing method of the present embodiment, the final wasteland in which the axial volume distribution is promoted can be obtained by the first preforming step and the second preforming step. Further, in the final wasteland, the volume of the portion serving as the journal portion, the volume of the portion serving as the pin portion, and the volume of the portion serving as the arm portion are appropriately distributed. Therefore, even in the second preforming step, a final wasteland having a shape close to the shape of the forged crankshaft can be obtained. Then, by the finish forging process, the shape of the forged crankshaft can be formed from the final wasteland. From these, the material yield can be improved.

また、第１予備成形工程では、ジャーナル部となる部位を圧下する第１金型とは別動の第２金型がピン部となる部位を偏心させる。第１金型が第２金型と一体であれば、ピン部となる部位を偏心させる部分が、ジャーナル部となる部位を圧下する部分よりも突出する。そのため、成形が開始されれば、ピン部となる部位のみが偏心され、ビレットが湾曲しやすい。しかし、第２金型が第１金型と別動であれば、ピン部となる部位を偏心させる第２金型を、ジャーナル部となる部位を圧下する部分よりも突出させないことができる。そのため、成形が開始されても、まず、ジャーナル部となる部位が圧下され、ジャーナル部となる部位の圧下後に、ピン部となる部位を偏心させることができる。そのため、ピン部となる部位の偏心中にビレットが湾曲しにくい。ビレットが、第１金型の所定の位置で圧下されるため、圧下後の初期荒地に欠肉等が生じにくい。 Further, in the first preforming step, the portion where the second mold, which is different from the first mold that presses the portion to be the journal portion, becomes the pin portion is eccentric. If the first mold is integrated with the second mold, the portion that eccentricizes the portion that becomes the pin portion protrudes from the portion that presses down the portion that becomes the journal portion. Therefore, once molding is started, only the portion to be the pin portion is eccentric, and the billet is likely to be curved. However, if the second mold is different from the first mold, the second mold that eccentricizes the portion that becomes the pin portion can be prevented from protruding more than the portion that presses down the portion that becomes the journal portion. Therefore, even when the molding is started, the portion to be the journal portion is first pressed, and after the portion to be the journal portion is pressed, the portion to be the pin portion can be eccentric. Therefore, the billet is unlikely to bend during the eccentricity of the pin portion. Since the billet is pressed down at a predetermined position of the first mold, it is unlikely that meat loss or the like will occur in the initial wasteland after the reduction.

好ましくは、第１予備成形工程では、一対の第１金型による圧下が完了した後、第２金型によるピン部となる部位の偏心を開始する。 Preferably, in the first preforming step, after the reduction by the pair of first molds is completed, the eccentricity of the portion to be the pin portion by the second mold is started.

好ましくは、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。 Preferably, the eccentricity of the pin portion is equal to or less than the eccentricity of the finishing dimension.

以下に、本実施形態の鍛造クランク軸の製造方法について、図面を参照しながら説明する。 The method for manufacturing the forged crankshaft of the present embodiment will be described below with reference to the drawings.

１．製造工程例
本実施形態の製造方法が対象とする鍛造クランク軸は、回転中心となるジャーナル部Ｊと、ジャーナル部Ｊに対して偏心したピン部Ｐと、ジャーナル部Ｊとピン部Ｐをつなぐアーム部Ａと、を備える。鍛造クランク軸は、複数のジャーナル部Ｊ、複数のピン部Ｐ、複数のアーム部Ａを備えていてもよい。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１１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１１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Ｗを備えないアーム部Ａの形状は長円状である。1. 1. Manufacturing process example The forged crankshaft targeted by the manufacturing method of this embodiment includes a journal portion J that is the center of rotation, a pin portion P that is eccentric with respect to the journal portion J, and an arm that connects the journal portion J and the pin portion P. A part A is provided. The forged crankshaft may include a plurality of journal portions J, a plurality of pin portions P, and a plurality of arm portions A. For example, the forged crankshaft 11 of the 4-cylinder-8 counterweight shown in FIGS. 1A and 1B is a manufacturing target. In the case of a forged crankshaft 11 having a 4-cylinder-8 counterweight, all of the plurality of arm portions A are integrally provided with a weight portion W. Forged crankshafts with 4-cylinder-4 counterweights mentioned above are also manufactured. In the case of a forged crankshaft with four cylinders and four counterweights, a part of the plurality of arm portions A is integrally provided with a weight portion W. Further, not all arm portions A need to have a weight portion W. The shape of the arm portion A without the weight portion W is oval.

本実施形態の製造方法は、第１予備成形工程と、第２予備成形工程と、仕上げ鍛造工程とを含む。仕上げ鍛造工程の後工程として、バリ抜き工程を追加してもよい。また、必要に応じて、バリ抜き工程の後に、整形工程を追加してもよい。ピン部の配置角度の調整が必要な場合は、バリ抜き工程の後に、捩り工程を追加してもよい。これらの一連の工程は、熱間で実施される。 The manufacturing method of the present embodiment includes a first preforming step, a second preforming step, and a finish forging step. A deburring step may be added as a post-step of the finish forging step. Further, if necessary, a shaping step may be added after the deburring step. If it is necessary to adjust the arrangement angle of the pin portion, a twisting step may be added after the deburring step. These series of steps are carried out hot.

図３Ａ〜図３Ｅは、本実施形態の鍛造クランク軸の製造工程例を説明するための模式図である。これらの図のうち、図３Ａはビレットを示す。図３Ｂは初期荒地を示す。図３Ｃは最終荒地を示す。図３Ｄは仕上げ鍛造材を示す。図３Ｅは鍛造クランク軸を示す。なお、図３Ａ〜図３Ｅは、前記図１Ａに示す形状の鍛造クランク軸１１を製造する場合の一連の工程を示す。 3A to 3E are schematic views for explaining a manufacturing process example of the forged crankshaft of the present embodiment. Of these figures, FIG. 3A shows a billet. FIG. 3B shows the initial wasteland. FIG. 3C shows the final wasteland. FIG. 3D shows the finish forged material. FIG. 3E shows a forged crankshaft. 3A to 3E show a series of steps in the case of manufacturing the forged crankshaft 11 having the shape shown in FIG. 1A.

第１予備成形工程は、扁平部形成工程と、偏心工程とを含む。扁平部形成工程では、一対の第１金型を用いてビレット２２のジャーナル部となる部位（以下、「ジャーナル相当部」ともいう）を圧下する。これにより、ジャーナル相当部の断面積が減少する。これに伴って、ビレットのジャーナル相当部の位置に扁平部２３ａが形成される。扁平部２３ａは、後述の図８Ｂに示すように、圧下方向の厚さｔａよりも圧下方向と垂直な方向の幅Ｂｆが大きい。このようにして体積が配分された初期荒地２３を得る。偏心工程では、第１金型による圧下を開始後、第２金型を用いてピン部となる部位（以下、「ピン相当部」ともいう）を偏心させる。第１予備成形工程において、圧下方向および偏心方向は、ビレットの軸方向と垂直な方向である。 The first preforming step includes a flat portion forming step and an eccentric step. In the flat portion forming step, a pair of first molds is used to press down a portion of the billet 22 that becomes a journal portion (hereinafter, also referred to as a “journal equivalent portion”). As a result, the cross-sectional area of the journal corresponding portion is reduced. Along with this, a flat portion 23a is formed at a position corresponding to the journal of the billet. As shown in FIG. 8B described later, the flat portion 23a has a width Bf in the direction perpendicular to the reduction direction larger than the thickness ta in the reduction direction. In this way, the initial wasteland 23 whose volume is distributed is obtained. In the eccentric step, after the reduction by the first mold is started, the portion to be the pin portion (hereinafter, also referred to as “pin corresponding portion”) is eccentric using the second mold. In the first preforming step, the rolling down direction and the eccentricity direction are the directions perpendicular to the axial direction of the billet.

第２予備成形工程では、初期荒地２３のうち、ピン相当部、および扁平部２３ａ（ジャーナル相当部）を圧下する。第２予備成形工程において、圧下方向は、扁平部２３ａの幅方向である。すなわち、第２予備成形工程では、第１予備成形工程で得られた初期荒地２３を軸方向周りに９０°回転させた後、圧下する。これにより、鍛造クランク軸のおおよその形状が造形された最終荒地２４が得られる。最終荒地２４において、アーム相当部の軸方向の厚さｔ１（図３Ｃ参照）は、仕上げ寸法の厚さｔ０（図３Ｅ参照）と同じである。仕上げ寸法の厚さｔ０とは、鍛造クランク軸１１（最終製品）のアーム部の軸方向の厚さを意味する。また、最終荒地２４のピン相当部の偏心量は、仕上げ寸法の偏心量と同じかまたは小さい。仕上げ寸法の偏心量とは、鍛造クランク軸のピン部の偏心量を意味する。第２予備成形工程の詳細については、後述する。 In the second preforming step, the pin corresponding portion and the flat portion 23a (journal corresponding portion) of the initial wasteland 23 are pressed down. In the second preforming step, the rolling direction is the width direction of the flat portion 23a. That is, in the second preforming step, the initial wasteland 23 obtained in the first preforming step is rotated by 90 ° in the axial direction and then reduced. As a result, the final wasteland 24 in which the approximate shape of the forged crankshaft is formed is obtained. In the final wasteland 24, the axial thickness t1 (see FIG. 3C) of the arm corresponding portion is the same as the thickness t0 (see FIG. 3E) of the finishing dimension. The thickness t0 of the finishing dimension means the thickness of the arm portion of the forged crankshaft 11 (final product) in the axial direction. Further, the eccentricity of the pin corresponding portion of the final wasteland 24 is the same as or smaller than the eccentricity of the finishing dimension. The amount of eccentricity of the finishing dimension means the amount of eccentricity of the pin portion of the forged crankshaft. The details of the second preforming step will be described later.

仕上げ鍛造工程では、前述の従来の仕上げ打ち工程と同様に、型鍛造によって最終荒地２４を鍛造クランク軸の仕上げ寸法に成形する。具体的には、上下に一対の金型が用いられる。最終荒地２４は、ピン相当部が水平面内で並ぶような姿勢で、下型の上に配置される。そして、上型の下降により鍛造が実施される。これにより、余材の流出に伴ってバリＢが形成され、バリ付きの仕上げ鍛造材２５が得られる（図３Ｄ参照）。仕上げ鍛造材２５には、最終製品の鍛造クランク軸と合致する形状が造形されている。最終荒地２４に鍛造クランク軸のおおよその形状が造形されているので、仕上げ鍛造工程で最終荒地２４に鍛造を施す際、バリＢの形成を最小限に留めることができる。仕上げ鍛造工程は、１回でもよいし、複数回に分けてもよい。 In the finish forging step, the final wasteland 24 is formed to the finish dimensions of the forged crankshaft by die forging, as in the conventional finish casting step described above. Specifically, a pair of upper and lower molds are used. The final wasteland 24 is arranged on the lower mold in such a posture that the pin corresponding portions are lined up in the horizontal plane. Then, forging is carried out by lowering the upper mold. As a result, burrs B are formed as the surplus material flows out, and a finish forged material 25 with burrs is obtained (see FIG. 3D). The finish forged material 25 is formed with a shape that matches the forged crankshaft of the final product. Since the approximate shape of the forged crankshaft is formed on the final wasteland 24, the formation of burrs B can be minimized when forging the final wasteland 24 in the finish forging step. The finish forging process may be performed once or may be divided into a plurality of times.

バリ抜き工程では、例えば、バリ付きの仕上げ鍛造材２５を一対の金型によって挟んで保持した状態で、刃物型によってバリＢを打ち抜く。これにより、仕上げ鍛造材２５からバリＢが除去される。その結果、鍛造クランク軸１１（最終製品）が得られる。 In the deburring step, for example, the burr B is punched out by the blade die while the finished forged material 25 with the burr is sandwiched and held by the pair of dies. As a result, the burr B is removed from the finish forging material 25. As a result, the forged crankshaft 11 (final product) is obtained.

２．第１予備成形工程で用いられる第１金型および第２金型
本実施形態の第１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。2. 2. First mold and second mold used in the first preforming step In the first preforming step of the present embodiment, the reduction of the journal corresponding portion and the eccentricity of the pin corresponding portion are carried out. The reduction of the journal equivalent and the eccentricity of the pin equivalent are carried out by a separate mold.

ジャーナル相当部の圧下と、ピン相当部の偏心とを１つの金型で実施すると、以下に示す問題が生じる可能性がある。 If the reduction of the journal equivalent portion and the eccentricity of the pin equivalent portion are carried out with one mold, the following problems may occur.

図４は、１つの金型で第１予備成形工程を実施する場合を示す縦断面図である。図４を参照して、第１上型４１と第１下型４２を離間させた状態で、ビレット２２は第１下型４２上に配置される。上述したように、第１予備成形工程では、ピン相当部を偏心させる。ビレット２２のピン相当部を加工する第１下型４２の下型ピン加工部４２ｂは、下型ジャーナル加工部４２ａよりも突出している。したがって、第１下型４２にビレット２２を配置すると、ビレット２２は２つの下型ピン加工部４２ｂによって２点で支持される。また、第１上型４１の上型ピン加工部４１ｂは、下型ピン加工部４２ｂよりもビレット２２の端部側に配置される。この状態で、第１金型４０がビレット２２を圧下すると、下型ピン加工部４２ｂを支点、上型ピン加工部４１ｂを力点として、ビレット２２に曲げモーメントが作用する。ビレット２２に作用する曲げモーメントが過剰に大きければ、ビレット２２は湾曲する。ビレット２２が湾曲した状態で第１上型４１が下死点に到達すると、第１金型４０が圧下するビレット２２の位置が、予定の位置からずれる。すなわち、第１金型４０のピン加工部がビレット２２のアーム相当部を圧下する等の事態が生じ得る。そのため、圧下後の初期荒地に、欠肉等が生じることがある。これを防止するため、本実施形態の第１予備成形工程では、２つの金型を用いる。 FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a case where the first preforming step is carried out with one mold. With reference to FIG. 4, the billet 22 is arranged on the first lower mold 42 with the first upper mold 41 and the first lower mold 42 separated from each other. As described above, in the first preforming step, the pin corresponding portion is eccentric. The lower mold pin processing portion 42b of the first lower mold 42 for processing the pin corresponding portion of the billet 22 protrudes from the lower mold journal processing portion 42a. Therefore, when the billet 22 is arranged on the first lower mold 42, the billet 22 is supported at two points by the two lower mold pin processing portions 42b. Further, the upper die pin processing portion 41b of the first upper die 41 is arranged closer to the end portion side of the billet 22 than the lower die pin processing portion 42b. In this state, when the first mold 40 presses down the billet 22, a bending moment acts on the billet 22 with the lower die pin processing portion 42b as a fulcrum and the upper die pin processing portion 41b as a force point. If the bending moment acting on the billet 22 is excessively large, the billet 22 will bend. When the first upper mold 41 reaches the bottom dead center in a state where the billet 22 is curved, the position of the billet 22 to be pressed down by the first mold 40 deviates from the planned position. That is, a situation may occur in which the pinned portion of the first mold 40 presses down the arm corresponding portion of the billet 22. Therefore, meat shortage or the like may occur in the initial wasteland after reduction. In order to prevent this, two molds are used in the first preforming step of the present embodiment.

図５は、本実施形態の第１金型および第２金型を示す縦断面図である。図５を参照して、本実施形態の製造装置は、第１金型４０と第２金型５０とを含む。第２金型５０は、第２上型５１と、第２下型５２とを含む。４気筒エンジンの鍛造クランク軸の場合、第２金型５０は、２つの第２上型５１と、２つの第２下型５２とを含む。第２上型５１および第２下型５２は、第１金型４０とは独立して昇降できる。ビレット２２の圧下前では、第２下型５２は下型ジャーナル加工部４２ａと同じ高さもしくは下方に配置され、第２上型５１は上型ジャーナル加工部４１ａと同じ高さもしくは上方に配置されている。すなわち、第２下型５２および第２上型５１は下型ジャーナル加工部４２ａおよび上型ジャーナル加工部４１ａよりも突出していない。したがって、圧下開始前に、第１下型４２にビレット２２を配置しても、ビレット２２は第２下型５２に支持されない。ビレット２２は、複数の下型ジャーナル加工部４２ａに支持される。複数の下型ジャーナル加工部４２ａがビレット２２を支持する面積は、第２下型５２がビレットを支持する面積よりも広い。第１上型４１および第２上型５１についても同様である。この状態で、第１金型４０がビレット２２を圧下すると、ジャーナル相当部が均等に圧下される。すなわち、ビレット２２に曲げモーメントが作用しにくい。 FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing the first mold and the second mold of the present embodiment. With reference to FIG. 5, the manufacturing apparatus of this embodiment includes a first mold 40 and a second mold 50. The second mold 50 includes a second upper mold 51 and a second lower mold 52. In the case of a forged crankshaft of a 4-cylinder engine, the second die 50 includes two second upper dies 51 and two second lower dies 52. The second upper mold 51 and the second lower mold 52 can be raised and lowered independently of the first mold 40. Before the billet 22 is reduced, the second lower mold 52 is arranged at the same height or below the lower mold journal processing portion 42a, and the second upper mold 51 is arranged at the same height or above the upper mold journal processing portion 41a. ing. That is, the second lower die 52 and the second upper die 51 do not protrude more than the lower die journal processing section 42a and the upper die journal processing section 41a. Therefore, even if the billet 22 is arranged on the first lower mold 42 before the start of reduction, the billet 22 is not supported by the second lower mold 52. The billet 22 is supported by a plurality of lower journal processing portions 42a. The area where the plurality of lower die journal processing portions 42a support the billet 22 is larger than the area where the second lower die 52 supports the billet. The same applies to the first upper mold 41 and the second upper mold 51. In this state, when the first mold 40 presses down the billet 22, the journal corresponding portion is evenly pressed down. That is, the bending moment is unlikely to act on the billet 22.

また、第１金型４０の下型ジャーナル加工部４２ａによるビレット２２のジャーナル相当部の圧下開始後に、第２金型５０の第２下型５２によるビレット２２のピン相当部の偏心が開始される。加えて、第１金型４０の上型ジャーナル加工部４１ａによるビレット２２の圧下開始後に、第２金型５０の第２上型５１によるビレット２２のピン相当部の偏心が開始される。したがって、ピン相当部の偏心中に、上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａによってビレット２２のジャーナル相当部が圧下されている。すなわち、ビレット２２のジャーナル相当部が上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａによって拘束されている。そのため、ピン相当部の偏心中にビレット２２が動きにくく、安定した状態でピン相当部を偏心させることができる。 Further, after the lower mold journal processing portion 42a of the first mold 40 starts reducing the journal corresponding portion of the billet 22, the eccentricity of the pin corresponding portion of the billet 22 by the second lower mold 52 of the second mold 50 is started. .. In addition, after the reduction of the billet 22 by the upper mold journal processing portion 41a of the first mold 40 is started, the eccentricity of the pin corresponding portion of the billet 22 by the second upper mold 51 of the second mold 50 is started. Therefore, during the eccentricity of the pin corresponding portion, the journal corresponding portion of the billet 22 is pressed down by the upper die journal processing portion 41a and the lower die journal processing portion 42a. That is, the journal corresponding portion of the billet 22 is constrained by the upper journal processing portion 41a and the lower journal processing portion 42a. Therefore, the billet 22 is difficult to move during the eccentricity of the pin corresponding portion, and the pin corresponding portion can be eccentric in a stable state.

さらに、第２金型５０によるピン相当部の偏心は、ビレット２２に対して行われる。そのため、ピン相当部またはアーム相当部に第２金型５０による疵が生じにくい。具体的に説明すると、仮に、第２金型５０によるピン相当部の偏心が、予備成形された（ある程度体積配分された）荒地に対して行われるとする。予備成形された荒地ではピン及びアーム部がある程度形成されているので、予備成形された荒地の第１下型４２への配置がずれると、第２金型５０がピン相当部以外の領域と接触する可能性がある。この場合、アーム相当部等に疵が残る可能性がある。しかしながら、本実施形態の製造方法によれば、第２金型５０によるピン相当部の偏心は、ビレット２２に対して行われる。ビレット２２は予備成形されていないので、本実施形態の製造方法によれば、予備成形された荒地のピン相当部を偏心させる場合のような疵が生じることが少ない。 Further, the eccentricity of the pin corresponding portion by the second mold 50 is performed with respect to the billet 22. Therefore, the pin corresponding portion or the arm corresponding portion is less likely to be scratched by the second mold 50. More specifically, it is assumed that the eccentricity of the pin corresponding portion by the second mold 50 is performed on the preformed (some volume-distributed) wasteland. Since the pin and the arm portion are formed to some extent in the preformed rough ground, if the preformed rough ground is misaligned with the first lower mold 42, the second mold 50 comes into contact with the region other than the pin corresponding portion. there's a possibility that. In this case, there is a possibility that a defect may remain in the arm corresponding portion or the like. However, according to the manufacturing method of the present embodiment, the eccentricity of the pin corresponding portion by the second mold 50 is performed with respect to the billet 22. Since the billet 22 is not preformed, according to the manufacturing method of the present embodiment, defects such as when the pin corresponding portion of the preformed wasteland is eccentric are unlikely to occur.

要するに、第２上型５１および第２下型５２が独立して昇降すること、およびビレット２２のジャーナル相当部がピン相当部に先行して圧下されること、により、ピン相当部の偏心中にビレット２２が湾曲しにくい。これにより、ビレット２２が第１金型４０の所定の位置で圧下されるため、圧下後の初期荒地に欠肉等が生じにくい。また、予備成形された荒地ではなく、ビレット２２に対してピン相当部の偏心を行うため、ピン相当部またはアーム相当部に疵が生じにくい。 In short, the second upper mold 51 and the second lower mold 52 move up and down independently, and the journal equivalent portion of the billet 22 is pressed down prior to the pin equivalent portion, so that the pin equivalent portion is eccentric. The billet 22 is difficult to bend. As a result, the billet 22 is pressed down at a predetermined position of the first mold 40, so that thinning or the like is unlikely to occur in the initial wasteland after the reduction. Further, since the pin corresponding portion is eccentric to the billet 22 instead of the preformed wasteland, flaws are unlikely to occur in the pin corresponding portion or the arm corresponding portion.

第１金型４０および第２金型５０の構成について説明する。第２金型５０は、第２上型５１および第２下型５２を独立して昇降させるために、制御機構を備える。制御機構は、例えばダイクッション、油圧シリンダである。 The configurations of the first mold 40 and the second mold 50 will be described. The second mold 50 includes a control mechanism for independently raising and lowering the second upper mold 51 and the second lower mold 52. The control mechanism is, for example, a die cushion or a hydraulic cylinder.

図５を参照して、制御機構がダイクッション８１である場合について説明する。第１下型４２はダイクッション８１を介してボルスタベース８２に支持される。ダイクッション８１は緩衝機能を有する。第２下型５２はピンベース８３を介してボルスタベース８２に支持される。第１下型４２がビレット２２を圧下し始めると、ダイクッション８１の緩衝機能により、第２下型５２が第１下型４２から突出し始める。上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａがビレット２２のジャーナル相当部と当接した後に、第２下型５２がビレット２２のピン相当部と当接するようにダイクッション８１は設定される。第１上型４１および第２上型５１についても同様である。これにより、ビレット２２のピン相当部が、ジャーナル相当部の圧下開始後に偏心される。 A case where the control mechanism is the die cushion 81 will be described with reference to FIG. The first lower mold 42 is supported by the bolster base 82 via the die cushion 81. The die cushion 81 has a cushioning function. The second lower mold 52 is supported by the bolster base 82 via the pin base 83. When the first lower mold 42 begins to press down the billet 22, the second lower mold 52 begins to protrude from the first lower mold 42 due to the cushioning function of the die cushion 81. The die cushion 81 is set so that the second lower mold 52 comes into contact with the pin corresponding portion of the billet 22 after the upper die journal processing portion 41a and the lower die journal processing portion 42a come into contact with the journal corresponding portion of the billet 22. .. The same applies to the first upper mold 41 and the second upper mold 51. As a result, the pin corresponding portion of the billet 22 is eccentric after the start of reduction of the journal corresponding portion.

図６は、図５と異なる本実施形態の第１金型および第２金型を示す縦断面図である。図６を参照して、制御機構が油圧シリンダ８４である場合について説明する。油圧シリンダ８４は、第２下型５２を昇降させることができる。第２下型５２は油圧シリンダ８４を介してボルスタベース８２に支持される。第１下型４２がビレット２２を圧下し始めると、油圧シリンダ８４が作動し、第２下型５２が第１下型４２から突出し始める。上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａがビレット２２のジャーナル相当部と当接した後に、第２下型５２がビレット２２のピン相当部と当接するように油圧シリンダ８４は設定される。第１上型４１および第２上型５１についても同様である。これにより、ビレット２２のピン相当部が、ジャーナル相当部の圧下開始後に偏心される。 FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a first mold and a second mold of the present embodiment different from those of FIG. A case where the control mechanism is a hydraulic cylinder 84 will be described with reference to FIG. The hydraulic cylinder 84 can raise and lower the second lower mold 52. The second lower mold 52 is supported by the bolster base 82 via the hydraulic cylinder 84. When the first lower mold 42 begins to press down the billet 22, the hydraulic cylinder 84 operates, and the second lower mold 52 begins to protrude from the first lower mold 42. The hydraulic cylinder 84 is set so that the second lower mold 52 comes into contact with the pin corresponding portion of the billet 22 after the upper die journal processing portion 41a and the lower die journal processing portion 42a come into contact with the journal corresponding portion of the billet 22. .. The same applies to the first upper mold 41 and the second upper mold 51. As a result, the pin corresponding portion of the billet 22 is eccentric after the start of reduction of the journal corresponding portion.

制御機構がダイクッション８１または油圧シリンダ８４のいずれの場合であっても、第２下型５２が第１下型４２から突出するタイミングは適宜設定される。第１上型４１および第２上型５１についても同様である。すなわち、ピン相当部は、ジャーナル相当部の圧下開始後から圧下完了までの間に偏心されてもよい。ピン相当部は、ジャーナル相当部の圧下完了後に偏心されてもよい。 Regardless of whether the control mechanism is the die cushion 81 or the hydraulic cylinder 84, the timing at which the second lower mold 52 protrudes from the first lower mold 42 is appropriately set. The same applies to the first upper mold 41 and the second upper mold 51. That is, the pin corresponding portion may be eccentric from the start of reduction of the journal corresponding portion to the completion of reduction. The pin equivalent may be eccentric after the journal equivalent has been reduced.

３．第１予備成形工程の加工フロー例
図７Ａ〜図１０Ｂ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７Ａは、扁平部形成工程開始時の状況を示す縦断面図であり、図７Ｂは扁平部形成工程終了時の状況を示す縦断面図であり、図７Ｃは偏心工程終了時の状況を示す縦断面図である。3. 3. Example of Processing Flow of First Preforming Step FIGS. 7A to 10B are schematic views showing an example of processing flow of the first preforming process. Of these figures, FIG. 7A is a vertical cross-sectional view showing a situation at the start of the flat portion forming process, FIG. 7B is a vertical cross-sectional view showing a situation at the end of the flat portion forming process, and FIG. 7C is an eccentric step. It is a vertical cross-sectional view which shows the situation at the end.

図８Ａおよび図８Ｂは、ジャーナル相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図８Ａは扁平部形成工程開始時の状況を示し、図８Ｂは扁平部形成工程終了時の状況を示す。なお、図８Ａは、前記図７ＡのＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ断面図であり、図８Ｂは、前記図７ＣのＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面図である。 8A and 8B are cross-sectional views showing a journal corresponding portion. Of these figures, FIG. 8A shows the situation at the start of the flat portion forming process, and FIG. 8B shows the situation at the end of the flat portion forming process. 8A is a sectional view taken along line VIIIA-VIIIA of FIG. 7A, and FIG. 8B is a sectional view taken along line VIIIB-VIIIB of FIG. 7C.

図９Ａおよび図９Ｂは、ピン相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図９Ａは偏心工程開始時の状況を示し、図９Ｂは偏心工程終了時の状況を示す。なお、図９Ａは、前記図７ＡのＩＸＡ−ＩＸＡ断面図であり、図９Ｂは、前記図７ＣのＩＸＢ−ＩＸＢ断面図である。 9A and 9B are cross-sectional views showing a pin corresponding portion. Of these figures, FIG. 9A shows the situation at the start of the eccentric process, and FIG. 9B shows the situation at the end of the eccentric process. 9A is a sectional view taken along line IXA-IXA of FIG. 7A, and FIG. 9B is a sectional view taken along line IXB-IXB of FIG. 7C.

図１０Ａおよび図１０Ｂは、アーム相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図１０Ａは扁平部形成工程開始時の状況を示し、図１０Ｂは扁平部形成工程終了時の状況を示す。なお、図１０Ａは、前記図７ＡのＸＡ−ＸＡ断面図であり、図１０Ｂは、前記図７ＣのＸＢ−ＸＢ断面図である。 10A and 10B are cross-sectional views showing an arm corresponding portion. Of these figures, FIG. 10A shows the situation at the start of the flat portion forming process, and FIG. 10B shows the situation at the end of the flat portion forming process. 10A is a cross-sectional view of XA-XA of FIG. 7A, and FIG. 10B is a cross-sectional view of XB-XB of FIG. 7C.

図９Ａおよび図９Ｂには、ビレット２２と、第２金型５０とを示す。状況の理解を容易にするため、図８Ｂ、図９Ｂおよび図１０Ｂには、圧下開始時の第１金型４０または第２金型５０およびビレット２２を二点鎖線で併記するとともに、ジャーナル相当部の軸心位置Ｃを黒塗りの丸印で示す。 9A and 9B show the billet 22 and the second mold 50. In order to facilitate understanding of the situation, in FIGS. 8B, 9B and 10B, the first mold 40 or the second mold 50 and the billet 22 at the start of reduction are shown together by a chain double-dashed line, and the journal corresponding portion is shown. The axial center position C of is indicated by a black circle.

図７Ａを参照して、一対の第１金型４０は、ジャーナル相当部と当接する上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａを備える。一対の第１金型４０は、ビレット２２のアーム相当部と当接する上型アーム加工部４１ｃおよび下型アーム加工部４２ｃを備える。第２金型５０は、第２上型５１と、第２下型５２とを備える。一つの第２上型５１は第１ピン部となる部位（第１ピン相当部）と当接し、もう一つの第２上型５１は第４ピン部となる部位（第４ピン相当部）と当接する。一つの第２下型５２は第２ピン部となる部位（第２ピン相当部）と当接し、もう一つの第２下型５２は第３ピン部となる部位（第３ピン相当部）と当接する。 With reference to FIG. 7A, the pair of first molds 40 includes an upper die journal processing section 41a and a lower die journal machining section 42a that come into contact with the journal corresponding portion. The pair of first molds 40 includes an upper mold processing portion 41c and a lower mold processing portion 42c that come into contact with the arm corresponding portion of the billet 22. The second mold 50 includes a second upper mold 51 and a second lower mold 52. One second upper mold 51 is in contact with the part to be the first pin part (corresponding part to the first pin), and the other second upper mold 51 is in contact with the part to be the fourth pin part (corresponding part to the fourth pin). Contact. One second lower mold 52 is in contact with the part to be the second pin part (corresponding part to the second pin), and the other second lower mold 52 is in contact with the part to be the third pin part (corresponding part to the third pin). Contact.

なお、本実施形態では図７Ａ〜図７Ｃに示すように、複数のピン相当部の全てを偏心させる場合を示すが、本実施形態のクランク軸の製造方法はこれに限定されない。本実施形態のクランク軸の製造方法では、第１予備成形工程で１つのピン相当部を偏心させてもよいし、２つ以上のピン相当部を偏心させてもよい。第１予備成形工程で偏心させなかったピン相当部は、後工程で周知の方法により偏心させればよい。 In this embodiment, as shown in FIGS. 7A to 7C, a case where all of the plurality of pin corresponding portions are eccentric is shown, but the method for manufacturing the crankshaft of the present embodiment is not limited to this. In the method for manufacturing a crankshaft of the present embodiment, one pin corresponding portion may be eccentric in the first preforming step, or two or more pin corresponding portions may be eccentric. The pin equivalent portion that was not eccentric in the first preforming step may be eccentric by a well-known method in the subsequent step.

ジャーナル加工部は、図８Ａに太線で示すように、上型ジャーナル加工部４１ａ、および、下型ジャーナル加工部４２ａからなる。上型ジャーナル加工部４１ａは、第１上型４１に設けられる。下型ジャーナル加工部４２ａは、第１下型４２に設けられる。上型ジャーナル加工部４１ａは、凹状であり、ビレット２２のジャーナル相当部の全体を収容可能である。下型ジャーナル加工部４２ａは、凸部の先端面に設けられる。なお、上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａのいずれを凹状とするかは、特に制限はない。つまり、下型ジャーナル加工部４２ａがビレット２２のジャーナル相当部の全体を収容可能な凹状であってもよい。 As shown by a thick line in FIG. 8A, the journal processing section includes an upper die journal machining section 41a and a lower die journal machining section 42a. The upper die journal processing section 41a is provided on the first upper die 41. The lower die journal processing section 42a is provided on the first lower die 42. The upper journal processing portion 41a has a concave shape and can accommodate the entire journal corresponding portion of the billet 22. The lower die journal processing portion 42a is provided on the tip surface of the convex portion. It should be noted that there is no particular limitation as to which of the upper die journal processing section 41a and the lower die journal processing section 42a is concave. That is, the lower journal processing portion 42a may have a concave shape capable of accommodating the entire journal corresponding portion of the billet 22.

第２金型５０の第２上型５１は、図９Ａに太線で示すように、凹状であり、ビレット２２のピン相当部の全体を収容可能である。第２下型５２は、第２上型５１の上下が反転した構成である。 As shown by the thick line in FIG. 9A, the second upper mold 51 of the second mold 50 has a concave shape and can accommodate the entire pin corresponding portion of the billet 22. The second lower mold 52 has a configuration in which the second upper mold 51 is turned upside down.

第１予備成形工程では、図７Ａに示すように、第１上型４１を上昇させて第１上型４１と第１下型４２を離間させた状態で、ビレット２２を第１上型４１と第１下型４２の間に配置する。 In the first preforming step, as shown in FIG. 7A, the billet 22 is separated from the first upper mold 41 by raising the first upper mold 41 and separating the first upper mold 41 and the first lower mold 42. It is arranged between the first lower mold 42.

この状態から第１金型４０の第１上型４１を下降させる。すると、図８Ａに示すように、ビレット２２のジャーナル相当部が凹状の上型ジャーナル加工部４１ａに収容される。図９Ａに示すように、ビレット２２のピン相当部が第２上型５１に収容される。 From this state, the first upper mold 41 of the first mold 40 is lowered. Then, as shown in FIG. 8A, the journal corresponding portion of the billet 22 is housed in the concave upper journal processing portion 41a. As shown in FIG. 9A, the pin corresponding portion of the billet 22 is housed in the second upper mold 51.

第１上型４１をさらに下降させると、上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａによって閉断面が形成される。この状態で、第１上型４１をさらに下降させて下死点に到達させると、上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａの内部のジャーナル相当部全体が圧下される。このようにしてビレット２２のジャーナル相当部が第１金型４０によって圧下され、その結果、ジャーナル相当部で断面積が減少し、扁平部２３ａが形成される。これに伴い、余剰となった材料が軸方向に流動してアーム相当部に流入し、体積の配分が進行する。 When the first upper die 41 is further lowered, a closed cross section is formed by the upper die journal processing section 41a and the lower die journal processing section 42a. In this state, when the first upper die 41 is further lowered to reach the bottom dead center, the entire journal corresponding portion inside the upper die journal processing section 41a and the lower die journal processing section 42a is reduced. In this way, the journal corresponding portion of the billet 22 is pressed down by the first mold 40, and as a result, the cross-sectional area of the journal corresponding portion is reduced and the flat portion 23a is formed. Along with this, the surplus material flows in the axial direction and flows into the arm corresponding portion, and the volume distribution proceeds.

図９Ａおよび図９Ｂを参照して、第１金型による圧下が開始した後、好ましくは圧下が終了した後、第２金型５０の第２上型５１および第２下型がピン相当部を偏心させる。ピン相当部の重心は、ピン部の偏心方向（図１Ｂのハッチングを施した矢印参照）に移動する。そして、ピン相当部の偏心量は、仕上げ寸法の偏心量と同じになる。しかしながら、ピン相当部の偏心量は、これに限定されない。ピン相当部の偏心量は、仕上げ寸法の偏心量よりも小さくてもよい。この場合、仕上げ鍛造工程で、ピン相当部の偏心量を仕上げ寸法の偏心量とする。 With reference to FIGS. 9A and 9B, after the reduction by the first mold is started, preferably after the reduction is completed, the second upper mold 51 and the second lower mold of the second mold 50 form the pin corresponding portion. Eccentric. The center of gravity of the pin corresponding portion moves in the eccentric direction of the pin portion (see the hatched arrow in FIG. 1B). Then, the eccentricity of the pin corresponding portion becomes the same as the eccentricity of the finishing dimension. However, the amount of eccentricity of the pin corresponding portion is not limited to this. The eccentricity of the pin corresponding portion may be smaller than the eccentricity of the finishing dimension. In this case, in the finish forging process, the eccentricity of the pin corresponding portion is defined as the eccentricity of the finish dimension.

アーム加工部の横断面形状は、図１０Ａに太線で示すように、上型アーム加工部４１ｃおよび下型アーム加工部４２ｃは凹状である。第１予備成形工程では、アーム部は積極的には加工しない。したがって、第１上型４１が下死点に到達しても上型アーム加工部４１ｃは、ビレット２２のアーム相当部に当接しない。 As shown by a thick line in FIG. 10A, the cross-sectional shape of the arm processed portion is concave in the upper die processed portion 41c and the lower die arm processed portion 42c. In the first preforming step, the arm portion is not positively processed. Therefore, even if the first upper die 41 reaches the bottom dead center, the upper die arm processing portion 41c does not come into contact with the arm corresponding portion of the billet 22.

第１金型４０による圧下の終了後、第１上型４１および第２上型５１を上昇させ、加工済みのビレット２２（初期荒地２３）を取り出す。 After the reduction by the first mold 40 is completed, the first upper mold 41 and the second upper mold 51 are raised, and the processed billet 22 (initial wasteland 23) is taken out.

第１予備成形工程によれば、ジャーナル相当部からアーム相当部に材料が流動する。これにより、軸方向に体積を配分できる。その結果、後工程の仕上げ鍛造工程において、アーム部で欠肉が生じるのを抑制できる。また、アーム相当部に設ける余剰の材料を低減でき、材料歩留りを向上できる。さらに、第２金型５０の第２上型５１および第２下型５２が独立して昇降すること、およびビレット２２のジャーナル相当部がピン相当部に先行して圧下されること、により、ピン相当部の偏心中にビレット２２が湾曲しにくい。これにより、体積配分されたビレット２２が、第１金型の所定の位置で圧下されるため、圧下後の初期荒地２３に欠肉等が生じにくい。 According to the first preforming step, the material flows from the journal corresponding portion to the arm corresponding portion. As a result, the volume can be distributed in the axial direction. As a result, it is possible to suppress the occurrence of meat loss in the arm portion in the finish forging process of the subsequent process. Further, the surplus material provided in the arm corresponding portion can be reduced, and the material yield can be improved. Further, the second upper mold 51 and the second lower mold 52 of the second mold 50 move up and down independently, and the journal corresponding portion of the billet 22 is pressed down in advance of the pin corresponding portion, whereby the pin is pinned. The billet 22 is unlikely to bend during the eccentricity of the corresponding portion. As a result, the volume-distributed billet 22 is pressed down at a predetermined position of the first mold, so that the initial wasteland 23 after the reduction is less likely to be filled.

４．第２予備成形工程の加工フロー例
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、圧下前の状況を示す縦断面図であり、図１１Ｂは圧下終了時の状況を示す縦断面図である。4. Example of Processing Flow of Second Preforming Step FIGS. 11A to 14B are schematic views showing an example of processing flow of the second preforming process. Of these figures, FIG. 11A is a vertical sectional view showing a situation before reduction, and FIG. 11B is a vertical sectional view showing a situation at the end of reduction.

図１２Ａおよび図１２Ｂは、ジャーナル相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図１２Ａは圧下前の状況を示し、図１２Ｂは圧下終了時の状況を示す。なお、図１２Ａは、前記図１１ＡのＸＩＩＡ−ＸＩＩＡ断面図であり、図１２Ｂは、前記図１１ＢのＸＩＩＢ−ＸＩＩＢ断面図である。 12A and 12B are cross-sectional views showing a journal corresponding portion. Of these figures, FIG. 12A shows the situation before reduction, and FIG. 12B shows the situation at the end of reduction. 12A is a cross-sectional view taken along the line XIIA-XIIA of FIG. 11A, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line XIIB-XIIB of FIG. 11B.

図１３Ａおよび図１３Ｂは、ピン相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図１３Ａは圧下前の状況を示し、図１３Ｂは圧下終了時の状況を示す。なお、図１３Ａは、前記図１１ＡのＸＩＩＩＡ−ＸＩＩＩＡ断面図であり、図１３Ｂは、前記図１１ＢのＸＩＩＩＢ−ＸＩＩＩＢ断面図である。 13A and 13B are cross-sectional views showing pin corresponding portions. Of these figures, FIG. 13A shows the situation before the reduction, and FIG. 13B shows the situation at the end of the reduction. 13A is a cross-sectional view taken along the line XIIIA-XIIIA of FIG. 11A, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line XIIIB-XIIIB of FIG. 11B.

図１４Ａおよび図１４Ｂは、アーム相当部を示す横断面図である。これらの図のうち、図１４Ａは圧下前の状況を示し、図１４Ｂは圧下終了時の状況を示す。なお、図１４Ａは、前記図１１ＡのＸＩＶＡ−ＸＩＶＡ断面図であり、図１４Ｂは、前記図１１ＢのＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ断面図である。 14A and 14B are cross-sectional views showing an arm corresponding portion. Of these figures, FIG. 14A shows the situation before reduction, and FIG. 14B shows the situation at the end of reduction. 14A is a cross-sectional view of XIVA-XIVA of FIG. 11A, and FIG. 14B is a cross-sectional view of XIVB-XIVB of FIG. 11B.

図１１Ａ〜図１４Ｂには、初期荒地２３と、上下で一対の第３金型３０とを示す。第３金型３０は、第３上型３１と、第３下型３２とを備える。状況の理解を容易にするため、図１２Ｂ、図１３Ｂおよび図１４Ｂには、圧下前の第３上型３１、第３下型３２および初期荒地２３を二点鎖線で併記するとともに、ジャーナル相当部の軸心位置Ｃを黒塗りの丸印で示す。一対の第３金型３０は、ピン相当部と当接するピン加工部、および、ジャーナル相当部と当接するジャーナル加工部を備える。 11A to 14B show an initial wasteland 23 and a pair of upper and lower third molds 30. The third mold 30 includes a third upper mold 31 and a third lower mold 32. In order to facilitate understanding of the situation, in FIGS. 12B, 13B and 14B, the third upper mold 31, the third lower mold 32 and the initial wasteland 23 before reduction are shown together by a two-dot chain line, and the journal corresponding part is shown. The axial center position C of is indicated by a black circle. The pair of third dies 30 include a pin processing portion that comes into contact with the pin corresponding portion and a journal processing portion that comes into contact with the journal corresponding portion.

ジャーナル加工部は、図１２Ａに太線で示すように、上型ジャーナル加工部３１ａ、および、下型ジャーナル加工部３２ａからなる。上型ジャーナル加工部３１ａは、第３上型３１に設けられる。下型ジャーナル加工部３２ａは、第３下型３２に設けられる。上型ジャーナル加工部３１ａおよび下型ジャーナル加工部３２ａは、凹状であり、初期荒地２３のジャーナル相当部を収容可能である。 As shown by a thick line in FIG. 12A, the journal processing section includes an upper die journal machining section 31a and a lower die journal machining section 32a. The upper die journal processing section 31a is provided on the third upper die 31. The lower die journal processing section 32a is provided on the third lower die 32. The upper die journal processing section 31a and the lower die journal processing section 32a are concave and can accommodate the journal equivalent portion of the initial wasteland 23.

ピン加工部は、図１３Ａに太線で示すように、上型ピン加工部３１ｂ、および、下型ピン加工部３２ｂからなる。上型ピン加工部３１ｂは、第３上型３１に設けられる。下型ピン加工部３２ｂは、第３下型３２に設けられる。上型ピン加工部３１ｂおよび下型ピン加工部３２ｂは、凹状であり、初期荒地２３のピン相当部を収容可能である。 As shown by a thick line in FIG. 13A, the pin processing portion includes an upper die pin processing portion 31b and a lower die pin processing portion 32b. The upper die pin processing portion 31b is provided on the third upper die 31. The lower mold pin processing portion 32b is provided on the third lower mold 32. The upper die pin processing portion 31b and the lower die pin processing portion 32b are concave and can accommodate the pin corresponding portion of the initial wasteland 23.

鍛造クランク軸のアーム部がウエイト部を含む場合、上型アーム加工部３１ｃおよび下型アーム加工部３２ｃは、ウエイト部となる部位（ウエイト相当部）と当接するウエイト加工部３２ｅを有する（図１４Ａ参照）。ウエイト加工部３２ｅは凹状の下型アーム加工部３２ｃのピン相当部の偏心方向と反対側の端部に位置する。ウエイト加工部３２ｅの開口幅Ｂｐ（図１４Ｂ参照）は、ピン相当部の偏心方向と反対方向に向かって広くなる。例えば図１４Ａに示すように、ウエイト加工部３２ｅは、圧下方向の両側面がいずれも傾斜面である。 When the arm portion of the forged crankshaft includes a weight portion, the upper die processing portion 31c and the lower die arm processing portion 32c have a weight processing portion 32e that comes into contact with a portion (weight corresponding portion) to be a weight portion (FIG. 14A). reference). The weight processing portion 32e is located at an end portion of the concave lower arm processing portion 32c opposite to the eccentric direction of the pin corresponding portion. The opening width Bp (see FIG. 14B) of the weight processing portion 32e becomes wider in the direction opposite to the eccentric direction of the pin corresponding portion. For example, as shown in FIG. 14A, both side surfaces of the weight processing portion 32e in the reduction direction are inclined surfaces.

第１予備成形工程では、前述の通り、アーム相当部の厚さを仕上げ寸法の厚さと同じにする。このため、上型アーム加工部３１ｃおよび下型アーム加工部３２ｃの軸方向の長さは、アーム部の仕上げ寸法の厚さと同じである。 In the first preforming step, as described above, the thickness of the arm corresponding portion is made the same as the thickness of the finishing dimension. Therefore, the axial lengths of the upper die processing portion 31c and the lower die arm processing portion 32c are the same as the thickness of the finishing dimension of the arm portion.

第２予備成形工程では、図１１Ａに示すように、第３上型３１を上昇させて第３上型３１と第３下型３２を離間させた状態で、初期荒地２３を第３上型３１と第３下型３２の間に配置する。この状態から第３上型３１を下降させると、初期荒地２３のうちのピン相当部が凹状の上型ピン加工部３１ｂに収容され（図１３Ａ参照）、ジャーナル相当部が凹状の上型ジャーナル加工部３１ａに収容される（図１２Ａ参照）。第３上型３１をさらに下降させると、上型ピン加工部３１ｂおよび下型ピン加工部３２ｂ、並びに上型ジャーナル加工部３１ａおよび下型ジャーナル加工部３２ａによって初期荒地２３が圧下され、圧下された部位の断面積が減少する。 In the second preforming step, as shown in FIG. 11A, the initial wasteland 23 is moved to the third upper mold 31 with the third upper mold 31 raised and the third upper mold 31 and the third lower mold 32 separated from each other. It is arranged between the third lower mold 32 and the third lower mold 32. When the third upper mold 31 is lowered from this state, the pin corresponding portion of the initial wasteland 23 is housed in the concave upper mold pin processing portion 31b (see FIG. 13A), and the journal corresponding portion is concave upper mold journal processing. It is housed in part 31a (see FIG. 12A). When the third upper mold 31 was further lowered, the initial wasteland 23 was reduced and reduced by the upper mold pin processing portion 31b and the lower mold pin processing portion 32b, and the upper mold journal processing portion 31a and the lower mold journal processing portion 32a. The cross-sectional area of the site is reduced.

このような加工フロー例を採用すれば、ピン相当部およびジャーナル相当部を圧下するのに伴い、ビレットの軸方向に材料が移動する。これにより、材料がピン相当部とジャーナル相当部との間のアーム相当部に流入する。その結果、体積が軸方向に配分された最終荒地２４を得ることができる。 If such a processing flow example is adopted, the material moves in the axial direction of the billet as the pin corresponding portion and the journal corresponding portion are pressed down. As a result, the material flows into the arm corresponding portion between the pin corresponding portion and the journal corresponding portion. As a result, the final wasteland 24 whose volume is distributed in the axial direction can be obtained.

また、図１１Ａ〜図１４Ｂに示す加工フロー例によれば、第３上型３１を下降させる過程で、凹状の上型ピン加工部３１ｂの開口が、下型ピン加工部３２ｂで塞がれ、上型ピン加工部３１ｂおよび下型ピン加工部３２ｂによって閉断面が形成される。また、凹状の上型ジャーナル加工部３１ａの開口が、下型ジャーナル加工部３２ａで塞がれ、上型ジャーナル加工部３１ａおよび下型ジャーナル加工部３２ａによって閉断面が形成される。これにより、第３上型３１と第３下型３２との間にバリが形成されることがない。したがって、材料歩留りを向上できるとともに、体積の軸方向の配分を促進できる。 Further, according to the processing flow example shown in FIGS. 11A to 14B, in the process of lowering the third upper mold 31, the opening of the concave upper mold pin processing portion 31b is closed by the lower mold pin processing portion 32b. A closed cross section is formed by the upper die pin processing portion 31b and the lower die pin processing portion 32b. Further, the opening of the concave upper journal processing portion 31a is closed by the lower journal processing portion 32a, and the closed cross section is formed by the upper journal processing portion 31a and the lower journal processing portion 32a. As a result, burrs are not formed between the third upper mold 31 and the third lower mold 32. Therefore, the material yield can be improved and the axial distribution of the volume can be promoted.

第２予備成形工程で一対の第３金型３０を用いる場合、体積の軸方向の配分を促進する観点から、アーム相当部を第３金型３０によって圧下しなくてもよい。また、アーム相当部の形状（寸法）を整えるため、アーム相当部を部分的に第３金型によって圧下してもよい（図１４Ａおよび図１４Ｂ参照）。 When the pair of third dies 30 are used in the second preforming step, the arm corresponding portion does not have to be pressed down by the third dies 30 from the viewpoint of promoting the axial distribution of the volume. Further, in order to adjust the shape (dimensions) of the arm corresponding portion, the arm corresponding portion may be partially reduced by the third mold (see FIGS. 14A and 14B).

本実施形態の製造方法によれば、前述の第１予備成形工程および第２予備成形工程により、最終荒地を得ることができる。このため、材料歩留りを向上できる。 According to the manufacturing method of the present embodiment, the final wasteland can be obtained by the above-mentioned first preforming step and the second preforming step. Therefore, the material yield can be improved.

さらに、本実施形態の製造方法によれば、第１予備成形工程および第２予備成形工程により、軸方向の体積の配分を促進できる。つまり、ピン相当部およびジャーナル相当部の断面積を減少できるとともに、アーム相当部の断面積を増加できる。この鍛造クランク軸のおおよその形状が造形された最終荒地を用いるので、仕上げ鍛造工程でも、バリの形成を最小限に留めることができる。これらによって、材料歩留りを向上できる。仕上げ鍛造工程は、周知の型鍛造工程であるので、詳細な説明は省略する。 Further, according to the manufacturing method of the present embodiment, the axial volume distribution can be promoted by the first preforming step and the second preforming step. That is, the cross-sectional area of the pin corresponding portion and the journal corresponding portion can be reduced, and the cross-sectional area of the arm corresponding portion can be increased. Since the final wasteland in which the approximate shape of the forged crankshaft is formed is used, the formation of burrs can be minimized even in the finish forging process. As a result, the material yield can be improved. Since the finish forging process is a well-known mold forging process, detailed description thereof will be omitted.

５．好ましい態様等
図５を参照して、クランク軸のクランクアーム部がカウンターウエイト部を有する場合、ビレット２２を加工する前、第２上型５１は上型ジャーナル加工部４１ａよりも高い位置であるのが好ましく、第２下型５２は下型ジャーナル加工部４２ａよりも低い位置であるのが好ましい。この理由は次のとおりである。5. Preferred Embodiment With reference to FIG. 5, when the crank arm portion of the crankshaft has a counterweight portion, the second upper mold 51 is at a higher position than the upper mold journal processing portion 41a before processing the billet 22. The second lower mold 52 is preferably at a position lower than the lower mold journal processing portion 42a. The reason for this is as follows.

図７Ｂを参照して、上述したように、第１予備成形工程ではピン相当部の偏心よりも先行して、上型ジャーナル加工部４１ａおよび下型ジャーナル加工部４２ａによってジャーナル相当部が圧下される。ジャーナル相当部が圧下されると、ビレット２２の材料がアーム相当部およびピン相当部に流れ込む。第２上型５１が上型ジャーナル加工部４１ａよりも上方に位置していれば、第２上型５１とビレット２２との間に空間が形成されている。そのため、ジャーナル相当部からの材料が第２上型５１に邪魔されずにスムーズにこの空間に流れ込むことができる。したがって、第１予備成形工程において、より体積配分がし易くなり、カウンターウエイト部の体積分の材料を確保しやすい。第２下型５２についても同様である。 With reference to FIG. 7B, as described above, in the first preforming step, the journal corresponding portion is pressed by the upper die journal processing portion 41a and the lower die journal processing portion 42a prior to the eccentricity of the pin corresponding portion. .. When the journal corresponding portion is compressed, the material of the billet 22 flows into the arm corresponding portion and the pin corresponding portion. If the second upper die 51 is located above the upper die journal processing portion 41a, a space is formed between the second upper die 51 and the billet 22. Therefore, the material from the journal corresponding portion can smoothly flow into this space without being disturbed by the second upper mold 51. Therefore, in the first preforming step, it becomes easier to distribute the volume, and it is easy to secure the material corresponding to the volume of the counterweight portion. The same applies to the second lower mold 52.

図５を参照して、クランク軸のクランクアーム部がカウンターウエイト部を有さない場合、ビレット２２を加工する前、第２上型５１は上型ジャーナル加工部４１ａと同じ高さであるのが好ましく、第２下型５２は下型ジャーナル加工部４２ａと同じ高さであるのが好ましい。この理由は次のとおりである。 With reference to FIG. 5, when the crank arm portion of the crankshaft does not have a counterweight portion, the second upper die 51 is at the same height as the upper die journal machining portion 41a before machining the billet 22. Preferably, the second lower mold 52 has the same height as the lower mold journal processing portion 42a. The reason for this is as follows.

図７Ｂを参照して、カウンターウエイト部を有さないクランクアーム部は体積が小さいため、カウンターウエイト部を有するクランクアーム部の場合と比べて、予備成形工程での体積配分は小さくて済む。第２上型５１が上型ジャーナル加工部４１ａと同じ高さに位置していれば、第２上型５１とビレット２２との間に空間が形成されない。そのため、ジャーナル相当部からの材料がスムーズにこの空間に流れ込みにくくなる。そのため、ジャーナル相当部から過剰に材料が流れ込むことを抑制できる。 With reference to FIG. 7B, since the crank arm portion having no counterweight portion has a small volume, the volume distribution in the preforming step can be smaller than that of the crank arm portion having the counterweight portion. If the second upper die 51 is located at the same height as the upper die journal processing portion 41a, no space is formed between the second upper die 51 and the billet 22. Therefore, it becomes difficult for the material from the journal equivalent portion to smoothly flow into this space. Therefore, it is possible to prevent excessive material from flowing from the journal corresponding portion.

前述の通り、第１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１２Ａ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。 As described above, in the first preforming step, when the arm corresponding portion is formed, the upper portion of the upper die journal processing portion 41a acts as a partition that limits the axial flow of the material. In order to increase this effect, it is important to narrow the opening width (Bj: see FIG. 12A) in the concave upper journal processing portion 41a. On the other hand, if the opening width Bj of the concave upper journal processing portion is too narrow, the load becomes large in the subsequent process.

これらから、凹状の上型ジャーナル加工部の開口幅Ｂｊ（ｍｍ）は、鍛造クランク軸（最終製品）のジャーナル部の直径（ｍｍ）に対する比で、０．５〜１．５とするのが好ましい。 From these, it is preferable that the opening width Bj (mm) of the concave upper journal processing portion is 0.5 to 1.5 as a ratio to the diameter (mm) of the journal portion of the forged crankshaft (final product). ..

前述の第２予備成形工程では、第３金型３０を用い、ビレットの全周を圧下する。その圧下の際に、上型ジャーナル加工部３１ａおよび下型ジャーナル加工部３２ａによって閉断面が形成された状態とし、上型ピン加工部３１ｂおよび下型ピン加工部３２ｂによって閉断面が形成された状態とする。これにより、バリの形成を防止できる。ジャーナル加工部によってジャーナル相当部を部分圧下することにより、バリの形成を防止してもよい。また、ピン加工部によってピン相当部を部分圧下することにより、バリの形成を防止してもよい。 In the second preforming step described above, the third mold 30 is used to reduce the entire circumference of the billet. At the time of the reduction, the closed cross section is formed by the upper die journal processing section 31a and the lower die journal processing section 32a, and the closed cross section is formed by the upper die pin processing section 31b and the lower die pin processing section 32b. And. Thereby, the formation of burrs can be prevented. The formation of burrs may be prevented by partially reducing the journal corresponding portion by the journal processing portion. Further, the formation of burrs may be prevented by partially reducing the pin corresponding portion by the pin processed portion.

その他、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることは言うまでもない。例えば、ウエイト部を備えない長円状のアーム部（以下、「ウエイト無しアーム部」ともいう。）を備えた鍛造クランク軸（例：４気筒−４枚カウンターウエイトの鍛造クランク軸）を製造する場合であっても、上記の実施形態の第１予備成形工程、第２予備成形工程、および仕上げ鍛造工程を適用できる。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, a forged crankshaft (eg, 4-cylinder-4 counterweight forged crankshaft) having an oval arm portion without a weight portion (hereinafter, also referred to as “weightless arm portion”) is manufactured. Even in this case, the first preforming step, the second preforming step, and the finish forging step of the above embodiment can be applied.

本発明は、レシプロエンジンに搭載される鍛造クランク軸の製造に有効に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be effectively used for manufacturing a forged crankshaft mounted on a reciprocating engine.

１１ 鍛造クランク軸
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
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11 Forged crank shaft 22 Billet 23 Initial rough terrain 23a Flat part 24 Final rough terrain 25 Finishing forging material 30 3rd die 31 3rd upper die 31a 3rd die upper die Journal processing part 31b 3rd die upper die pin processing Part 32 3rd lower mold 32a Lower mold journal processing part of 3rd mold 32b Lower mold pin processing part of 3rd mold 40 1st mold 41 1st upper mold 41a Upper mold journal processing part of 1st mold 41b Upper mold pin processing part of 1st mold 41c Upper mold arm processing part of 1st mold 42 1st lower mold 42a Lower mold journal processing part of 1st mold 42b Lower mold pin processing part 42c of 1st mold 1 Lower mold arm processing part of mold 50 2nd mold 51 2nd upper mold 52 2nd lower mold A, A1 to A8 Crank arm part J, J1 to J5 Journal part P, P1 to P4 Pin part W, W1 to W8 counter weight part B burr

Claims (3)

回転中心となるジャーナル部と、前記ジャーナル部に対して偏心したピン部と、前記ジャーナル部と前記ピン部をつなぐ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予備成形工程は、一対の第１金型を用い、前記ビレットのうちの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、前記ジャーナル部となる部位の断面積を減少させて扁平部を形成する工程と、前記第１金型による圧下を開始後、第２金型を用い、前記ビレットの軸方向と垂直な方向を偏心方向にして前記ピン部となる部位を偏心させる工程とを含み、
前記第２予備成形工程では、前記扁平部の幅方向を圧下方向にして前記初期荒地のうちの前記ピン部となる部位、および前記扁平部を圧下し、
前記最終荒地は、前記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、鍛造クランク軸の製造方法。A method for manufacturing a forged crankshaft including a journal portion serving as a center of rotation, a pin portion eccentric to the journal portion, and a crank arm portion connecting the journal portion and the pin portion.
The manufacturing method is
The first pre-molding process to obtain the initial wasteland from the billet,
The second preforming step of obtaining the final wasteland from the initial wasteland, and
Includes a finish forging step of forming the final wasteland to the finish dimensions of the forged crankshaft by at least one mold forging.
In the first preforming step, a pair of first molds is used, and a portion of the billet that becomes the journal portion is pressed down from a direction perpendicular to the axial direction of the billet to form the journal portion. After starting the step of forming a flat portion by reducing the cross-sectional area of the first mold and the reduction by the first mold, the pin portion is eccentric with the direction perpendicular to the axial direction of the billet using the second mold. Including the process of eccentricity of the part to be
In the second preforming step, the width direction of the flat portion is set to the rolling direction, and the portion of the initial wasteland that becomes the pin portion and the flat portion are pressed.
The final wasteland is a method for manufacturing a forged crankshaft in which the thickness of the portion serving as the crank arm portion is the same as the thickness of the finished dimension. 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１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。The method for manufacturing a forged crankshaft according to claim 1.
A method for manufacturing a forged crankshaft, wherein in the first preforming step, after the reduction by the pair of first dies is completed, the eccentricity of the portion to be the pin portion by the second die is started. 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。The method for manufacturing a forged crankshaft according to claim 1 or 2.
A method for manufacturing a forged crankshaft, wherein the amount of eccentricity of the pin portion is the same as or smaller than the amount of eccentricity of the finishing dimension.
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