[发明专利]锻造曲轴的制造方法

说明书

制造方法包括：从钢坯获得初始坯件的第1预成形工序、从初始坯件获得中间坯件的第2预成形工序、从中间坯件获得最终坯件的最终预成形工序、以及通过模锻将最终坯件成形为曲轴的完成尺寸的精锻工序。在第1预成形工序中，从与钢坯的轴向垂直的方向分别对成为销部及轴颈部的部位进行压下，使所述各部位的截面积减少而形成多个扁平部。在第2预成形工序，将扁平部的宽度方向作为压下方向而对初始坯件进行压下。在最终预成形工序，从与中间坯件的轴向垂直的方向对中间坯件进行压下，进一步从中间坯件的轴向对成为配重部的部位及成为一体具备配重部的曲臂部的部位进行压下。

技术领域

本发明涉及利用热锻来制造曲轴的方法。

背景技术

在汽车、摩托车、农业机械或船舶等的往复发动机中，为了将活塞的往复运动转换成旋转运动而输出动力，曲轴是不可缺少的。曲轴能够通过模锻或铸造来制造。尤其是，在曲轴要求高强度和高刚度的情况下，多采用通过模锻制造成的曲轴(以下，也称为“锻造曲轴”)。

图1A及图1B是表示通常的锻造曲轴的形状例的示意图。这些图中的图1A为整体图，图1B为IB－IB剖视图。在图1B所示的例子中，代表性地示出一个曲臂部A7、与该曲臂部A7一体的配重部W7、与该曲臂部A7相连的销部P4及轴颈部J4。

图1A及图1B所示的曲轴11是搭载于4缸发动机的四缸－八配重的曲轴。曲轴11包括：5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前部Fr、凸缘部Fl、以及8个曲臂部(以下，也称为“臂部”)A1～A8。臂部A1～A8分别将轴颈部J1～J5与销部P1～P4连接。此外，8个(全部)臂部A1～A8一体地具备配重部(以下，也称为“配重部”)W1～W8。在曲轴11的轴向的前端设有前部Fr，在后端设有凸缘部Fl。前部Fr与开头的第1轴颈部J1相连，凸缘部Fl与最末尾的第5轴颈部J5相连。

以下，在分别统称轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8时，对于其附图标记，也将轴颈部记作“J”，将销部记作“P”，将臂部记作“A”，将配重部记作“W”。也将臂部A及与该臂部A一体的配重部W统称为“曲柄臂(web)”。

如图1B所示，配重部W的宽度Bw大于臂部A的宽度Ba。因此，配重部W相对于臂部中心面(包括销部P的中心轴和轴颈部J的中心轴的面)大幅度突出。

在制造这样形状的锻造曲轴时，通常，使用钢坯作为原材料。钢坯的垂直于长度方向的截面、即横截面是圆形或方形。其横截面的面积在钢坯的全长范围内恒定。本说明书中，“横截面”是指钢坯或后述的各坯件的垂直于长度方向、或垂直于曲轴的轴向的截面。“纵截面”是指与其长度方向或其轴向平行的截面。此外，也将横截面的面积简称为“截面积”。锻造曲轴通过依次经过预成形工序、模锻工序及模锻切边工序而制造。此外，根据需要，在模锻切边工序之后经过整形工序。通常，预成形工序包括辊轧成形和弯曲锻造各工序。模锻工序包括粗锻和精锻各工序。

图2A～图2F是用于说明以往的通常的锻造曲轴的制造工序的示意图。这些图中的图2A表示钢坯。图2B表示辊轧坯件。图2C表示弯曲坯件。图2D表示粗锻件。图2E表示精锻件。图2F表示锻造曲轴。需要说明的是，图2A～图2F表示制造上述图1A及图1B所示形状的曲轴11时的一系列工序。

参照图2A～图2F，说明锻造曲轴11的制造方法。首先，在利用加热炉对图2A所示那样的预定长度的钢坯12进行了加热之后，通过预成形工序依次进行辊轧成形及弯曲锻造。在辊轧成形中，使用例如孔型辊来对钢坯12进行轧制而使其拉深。由此，将钢坯12的体积沿着长度方向分配，获得作为中间坯料的辊轧坯件13(参照图2B)。接着，在弯曲锻造中，从与轴向垂直的方向将辊轧坯件13局部地冲压。由此，将辊轧坯件13的体积分配，获得作为进一步的中间坯料的弯曲坯件14(参照图2C)。