CN110740824A

CN110740824A - 锻造曲轴的制造方法

Info

Publication number: CN110740824A
Application number: CN201880039590.5A
Authority: CN
Inventors: 田村宪司; 大久保润一; 吉田邦裕; 黄三守; 中野竜辅; 堀雅夫
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2020-01-31
Also published as: US20200101521A1; BR112019025916A2; EP3639948A1; MX2019015091A; WO2018230500A1; JP6795094B2; JPWO2018230500A1

Abstract

所公开的锻造曲轴的制造方法包括：夹持步骤，通过利用一对第一模具(10)将棒状部件(51)的第一部位(51a)夹住，从而保持第一部位(51a)；偏心步骤，在对第一部位(51a)进行保持的状态下，利用第二模具(20)使棒状部件(51)的第二部位(51b)偏心。第二部位(51b)是要成为销部的销相当部。第一部位(51a)是要成为曲柄臂部的臂相当部。由第二模具(20)实现的偏心方向是与第一模具(10)的夹持方向以及棒状部件(51)的长度方向分别垂直的方向，且是与对应的销部的偏心方向相同的方向。由此，能够在抑制设备成本增加的同时，提高材料利用率。

Description

锻造曲轴的制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过热锻制造曲轴的方法。

背景技术

在汽车、两轮机动车、农业机械或船舶等的往复式发动机中，为了将活塞的往复运动转换为旋转运动而提取动力，曲轴必不可少。曲轴能够通过模锻或铸造进行制造。在曲轴需要高强度和高刚度的情况下，多使用通过模锻制造的曲轴(以下，也称为“锻造曲轴”)。

一般来说，锻造曲轴的原材料为钢坯。在该钢坯中，横截面为圆形或方形，且截面积在整个长度上是一定的。锻造曲轴的制造工序包括预成型工序、模锻工序以及去毛刺工序。根据需要，在去毛刺工序之后追加整形工序。通常，预成型工序包括辊压成型和弯锻的各个工序，模锻工序包括粗锻和精锻的各个工序。

图1A～图1F是用于说明现有的一般的锻造曲轴的制造工序的示意图。图1A示出钢坯，图1B示出辊锻坯，图1C示出弯锻坯，图1D示出粗锻件，图1E示出精锻件，图1F示出曲轴(最终产品)。图1F中例示的锻造曲轴1搭载于四缸发动机。该曲轴1具备五个轴颈部J1～J5、四个销部P1～P4、前部Fr、凸缘部F1和八个曲柄臂部(以下也仅称为“臂部”))A1～A8。臂部A1～A8分别连接轴颈部J1～J5和销部P1～P4。另外，所有臂部A1～A8分别一体地具有平衡配重部(以下也仅称为“配重部”)W1～W8。

以下，在分别对轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8进行总称时，其附图标记也在轴颈部标记“J”、在销部标记“P”、在臂部标记“A”、在配重部标记“W”。也将销部P以及与该销部P连接的一组臂部A(包括配重部W)一起称为“偏心体”。

在图1A～图1F所示的制造方法中，以如下方式制造锻造曲轴1。首先，在利用加热炉(例如感应加热炉或气氛加热炉等)将图1A所示的规定长度的钢坯2加热之后，进行辊压成型。在辊压成型工序中，例如使用孔型辊对钢坯2进行滚轧，在钢坯2的长度方向的一部分使截面积减少。由此，钢坯2的体积沿长度方向分配，获得作为中间坯材的辊锻坯3(参照图1B)。接下来，在弯锻工序中，将辊锻坯3从与长度方向垂直的方向部分下压，使辊锻坯3的长度方向的一部分偏心。由此，分配辊锻坯3的体积，获得作为进一步的中间坯材的弯锻坯4(参照图1C)。

接着，在粗锻工序中，通过使用一对模具(上模具和下模具)对弯锻坯4进行锻造，从而获得粗锻件5(参照图1D)。所获得的粗锻件5具有曲轴(最终产品)的大致形状。进一步地，在精锻工序中，通过使用一对模具在上下对粗锻件5进行压力锻造，从而获得精锻件6(参照图1E)。所获得的精锻件6具有与最终产品的曲轴一致的形状。在上述粗锻以及精锻时，余料从上模具和下模具之间的间隙中流出并成为毛刺。因此，粗锻件5以及精锻件6在周围均具有较大的毛刺B。

在去毛刺工序中，例如在利用一对模具夹住并保持带毛刺的精锻件6的状态下，利用刀模冲掉毛刺B。由此，从精锻件6去除毛刺B，获得无毛刺锻件。该无毛刺锻件为与图1F所示的锻造曲轴1大致相同的形状。

在整形工序中，利用模具从上下对无毛刺锻件的主要部位稍微下压，将无毛刺锻件矫正为最终产品的尺寸形状。在此，无毛刺锻件的主要部位例如为轴颈部J、销部P、前部Fr以及凸缘部F1等轴部，还有臂部A以及配重部W。这样，制造出锻造曲轴1。

图1A～图1F所示的制造工序能够应用于各种曲轴，而不仅限于在图1F所示的四缸-八配重的曲轴。例如，也能够应用于四缸-四配重的曲轴。

在四缸-四配重的曲轴的情况下，八个臂部A中的一部分臂部A一体地具有配重部W。例如，最前头的第一臂部A1、最后头的第八臂部A8以及中央的两个臂部(第四臂部A4、第五臂部A5)具有配重部W。另外，其余的臂部A，具体来说是第二臂部A2、第三臂部A3、第六臂部A6以及第七臂部A7不具有配重部。以下，也将具有配重部的臂部称为“有配重臂部”，并将不具有配重部的臂部称为“无配重臂部”。

另外，即使是搭载于三缸发动机、直列六缸发动机、V型六缸发动机以及八缸发动机等的曲轴，制造过程也相同。注意，在需要调整销部的配置角度的情况下，在去毛刺工序之后追加扭曲工序。

在这样的锻造曲轴的制造中，希望通过降低模锻中的毛刺的流出，来提高材料利用率。在此，所谓材料利用率，是指锻造曲轴(最终产品)的体积占钢坯的体积的比例(百分比)。在预成型中，通过促进体积的分配，能够提高该材料利用率。

关于与预成型相关的技术，在日本特开2001-105087号公报(专利文献1)、日本特开平2-255240号公报(专利文献2)以及日本特开昭62-244545号公报(专利文献3)中有记载。

在专利文献1中，记载了使用一对上模具和下模具的预成型方法。在该预成型方法中，在利用上模具和下模具对棒状的被加工物下压时，使被加工物的一部分延伸长而使截面积减少，并使与一部分连续的另一部分在滑动的同时移动而使其偏心。在该专利文献1记载的预成型方法中，由于能够同时实施延伸和弯曲，因此能够提供设备投资较少的预成型方法。

在专利文献2记载的预成型中，取代现有的两道次辊压成型，使用四道次高速辊压设备。提出了在该预成型中，与锻造曲轴(最终产品)的配重部、臂部以及轴颈部的截面积的分布匹配地确定辊锻坯的截面积。由此，在专利文献2中，能够提高材料利用率。

在专利文献3记载的预成型中，通过横向轧制法在轴向以及径向上分配体积，获得轴向不对称的中间坯材。在横向轧制法中，利用两个模对圆棒状坯材进行下压，通过该模的滚扎作用分配体积。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-105087号公报

专利文献2：日本特开平2-255240号公报

专利文献3：日本特开昭62-244545号公报

专利文献4：国际公开2014/038183号

发明内容

发明所要解决的技术问题

在锻造曲轴的制造中，如前所述，希望降低模锻中的毛刺的流出，提高材料利用率。

如图1A～图1F所示的制造工序这样，存在预成型由辊压成型以及弯锻组成的情况。在该情况下，为了确保要成为配重部的部位的材料体积，在弯锻中，对要成为销部的部位以及要成为与该销部连接的一组臂部的部位进行下压，使这些部位向与销部的偏心方向相反的方向偏心。

注意，以下也将要成为轴颈部的部位称为“轴颈相当部”，将要成为销部的部位称为“销相当部”，将要成为臂部的部位称为“臂相当部”，将要成为销相当部以及与该销相当部连接的一组臂部(包括要成为配重部的部位)的部位称为“偏心体相当部”。

然而，在上述方法中，通过弯锻使偏心体相当部向与销部的偏心方向相反的方向偏心。由此，在模锻中，由于销部的位置的材料体积偏向与销部的偏心方向相反的方向，因此在销部的周边产生较多的毛刺。这是由于，为了在模锻中防止销部缺肉，必须使偏心体相当部(包括销相当部)的体积较大。其结果，无法期待材料利用率的提高。

在所述专利文献1记载的预成型方法中，与上述方法相同，使偏心体相当部向与销部的偏心方向相反的方向偏心。因此，无法期待材料利用率的提高。

在所述专利文献2记载的预成型方法中，由于为辊压成型，因此无法使钢坯的一部分偏心。因此，需要进一步对获得的辊锻坯实施弯锻等。在该情况下，如前所述，无法期待材料利用率的提高。

在所述专利文献3记载的预成型中，通过横向轧制法在轴向以及径向上分配体积。在横向轧制法中，使用特殊的设备，而不是在弯锻和模锻等中使用的压力机。另外，在横向轧制法中，难以同时加工多个部位，例如，要依次加工多个轴颈相当部以及多个偏心体相当部。因此，模大型化。因此，设备成本增加。

本发明的目的在于，提供一种能够在抑制设备成本增加的同时提高材料利用率的锻造曲轴的制造方法。

用于解决技术问题的手段

在本发明一实施方式的锻造曲轴的制造方法中，锻造曲轴具备成为旋转中心的多个轴颈部、相对于多个轴颈部偏心的多个销部以及将多个轴颈部和多个销部连接的多个曲柄臂部。该制造方法包括：夹持步骤，通过利用一对第一模具将作为棒状部件的长度方向的一部分的第一部位夹住，从而保持第一部位；偏心步骤，其在利用第一模具对第一部位进行保持的状态下，利用第二模具使棒状部件的第二部位偏心。第二部位是要成为多个销部的多个销相当部中的至少一个销相当部。第一部位是要成为多个曲柄臂部的多个臂相当部中的、与作为第二部位的销相当部相连的多个臂相当部。由第二模具实现的偏心方向是与第一模具的夹持方向以及棒状部件的长度方向分别垂直的方向，且是与对应的销部的偏心方向相同的方向。

发明效果

根据本发明的用于制造锻造曲轴的制造方法，使销相当部向对应的销部的偏心方向偏心。由此，在模锻中，销部的位置的材料体积偏向与销部的偏心方向相同的方向，因此难以产生销部缺肉。这样一来，能够使销相当部的材料体积变小。其结果，能够提高材料利用率。另外，本发明的制造方法能够使用压力机实施。因此，能够抑制设备成本增加。

附图说明

图1A是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的钢坯的示意图。

图1B是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的辊锻坯的示意图。

图1C是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的弯锻坯的示意图。

图1D是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的粗锻件的示意图。

图1E是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的精锻件的示意图。

图1F是示出现有的一般的锻造曲轴的制造工序中的曲轴的示意图。

图2A是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例中的夹持开始前的纵剖视图。

图2B是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例中的夹持结束时的纵剖视图。

图3A是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例中的夹持结束时的俯视图。

图3B是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例中的偏心结束时的俯视图。

图4A是图3A的线IVA－IVA处的剖视图。

图4B是图3A的线IVB－IVB处的剖视图。

图4C是图3A的线IVC－IVC处的剖视图。

图5A是图3B的线VA－VA处的剖视图。

图5B是图3B的线VB－VB处的剖视图。

图5C是图3B的线VC－VC处的剖视图。

图6是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例中的偏心结束时的棒状部件的俯视图。

图7A是示出第一模具的变形例的横剖视图，示出了轴颈部侧的端部的横截面形状。

图7B是示出第一模具的变形例的横剖视图，示出了销部侧的端部的横截面形状。

图8是示出第二模具的变形例的横剖视图。

图9A是示出利用楔机构的构成例中的夹持开始前的横剖视图。

图9B是示出利用楔机构的构成例中的夹持结束时的横剖视图。

图9C是示出利用楔机构的构成例中的第二模具动作时的横剖视图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行说明。注意，以下的说明是举例对本发明的实施方式进行说明，本发明并不限定于以下说明的例子。

本实施方式的制造方法为锻造曲轴的制造方法。该锻造曲轴具备成为旋转中心的多个轴颈部J、相对于多个轴颈部J偏心的多个销部P以及将多个轴颈部J和多个销部P连接的多个曲柄臂部A。本实施方式的制造方法包括夹持步骤和偏心步骤。

夹持步骤是通过利用一对第一模具夹住作为棒状部件的长度方向的一部分的第一部位，从而对该第一部位进行保持的步骤。在利用第一模具夹住第一部位时，也可以利用第一模具对第一部位进行下压。在第一部位被第一模具保持的状态下，进行接下来的偏心步骤。

在夹持步骤中被夹住的棒状部件是成为锻造曲轴的材料的部件。在该棒状部件中，能够使用上述的被称为钢坯的材料。

偏心步骤是在利用第一模具对第一部位进行保持的状态下，利用第二模具使棒状部件的第二部位偏心的步骤。在此，第二部位是要成为多个销部的多个销相当部中的至少一个销相当部。第一部位是要成为多个曲柄臂部的多个臂相当部中的、与作为第二部位的销相当部相连的多个臂相当部。即，在设定第一部位以及第二部位时，选择多个偏心体相当部中的至少一个偏心体相当部。将被选择的偏心体相当部中包含的销相当部作为第二部位，将该偏心体相当部中包含的一组臂相当部作为第一部位。在一个例子中，选择所有的偏心体相当部，将所有的销相当部作为第二部位，将所有的臂相当部作为第一部位。

由第二模具实现的偏心方向(偏心步骤中的偏心方向)是与第一模具的夹持方向(夹持步骤中的夹持方向)以及棒状部件的长度方向分别垂直的方向，且是与对应的销部的偏心方向相同的方向。在典型的一个例子中，在夹持步骤中第一模具沿铅垂方向移动，在偏心步骤中第二模具主要沿水平方向移动。

根据本实施方式的制造方法，在对与销相当部相连的一组臂相当部进行保持的状态下，使该销相当部向对应的销部的偏心方向偏心。由此，在模锻中，销部的位置的材料体积偏向与销部的偏心方向相同的方向，因此难以产生销部缺肉。这样一来，不需要像以往那样过剩地确保销相当部的材料体积。因此，能够使销相当部的材料体积变小。其结果，能够提高材料利用率。另外，本实施方式的制造方法能够使用压力机实施。因此，能够抑制设备成本增加。

在利用第二模具使销相当部偏心时，只要事先利用第一模具保持臂相当部，就能够仅使销相当部有效地偏心。而且，能够抑制与该销相当部相连的臂相当部的过剩的变形。假如不利用第一模具保持臂相当部，则伴随由第二模具进行的销相当部的偏心移动，臂相当部随机变形。

在本实施方式的制造方法中，第一部位也可以进一步包括要成为多个轴颈部的轴颈相当部中的、与作为第一部位的臂相当部相连的轴颈相当部。即，也可以将被选择的偏心体相当部中包含的一组臂相当部以及与该臂相当部相连的轴颈相当部作为第一部位。在该情况下，第一模具对第一部位的保持更加稳定。因此，在偏心步骤中能够使第二部位(销相当部)有效地偏心。

在本实施方式的制造方法中，多个臂部的至少一个也可以是具有配重部的有配重臂部。在该情况下，第一部位也可以包括要成为有配重臂部的有配重臂相当部。在该情况下，也可以在夹持步骤中，通过利用第一模具对第一部位(有配重臂相当部)进行下压，使该第一部位向与对应的销部的偏心方向相反的方向(配重部的偏心方向)伸出。这是由于这样能够确保配重部的材料体积。

以下，参照附图对本实施方式的锻造曲轴的制造方法的一个例子进行说明。以下说明的实施方式是示例，能够将以下的实施方式的结构的至少一部分替换为上述结构。

1.制造工序例

本实施方式的制造方法以锻造曲轴为对象，其具备成为旋转中心的轴颈部J、相对于轴颈部J偏心的销部P以及将轴颈部J和销部P连接的臂部A。臂部A的一部分或者全部具备配重部W。本实施方式的制造方法例如能够将所述图1F中示出的四缸-八配重的曲轴作为对象。另外，也能够将前述的四缸-四配重的曲轴作为对象。另外，也能够将搭载于三缸发动机、直列六缸发动机、V型六缸发动机或八缸发动机等的曲轴作为对象。

本实施方式的锻造曲轴的制造方法包括夹持步骤和偏心步骤。在夹持步骤中，通过利用一对第一模具夹住棒状部件的长度方向的一部分(第一部位)，对该一部分进行保持。在偏心步骤中，在利用第一模具对第一部位进行保持的状态下，利用第二模具使棒状部件的长度方向的一部分(第二部位)偏心。夹持步骤以及偏心步骤的细节见后述。

由本实施方式的夹持步骤以及偏心步骤组成的加工相当于现有的制造工序的预成型，更具体地，相当于由辊压成型以及弯锻组成的预成型。辊压成型以及弯锻分别由不同的设备进行，而在本实施方式的制造方法中，由夹持步骤以及偏心步骤组成的加工能够在单一的压力机内进行。

作为被加工材料的棒状部件例如能够设为钢坯。或者，能够设为在长度方向的一部分使截面积减少的初始锻坯。该初始锻坯例如是通过对钢坯实施辊压成型等而获得的。

在预成型之后，例如与所述图1D～图1F中所示的制造工序相同，能够追加模锻工序以及去毛刺工序，根据需要，在去毛刺工序之后能够追加整形工序。模锻工序能够由粗锻和精锻组成。注意，在需要调整销部的配置角度的情况下，在去毛刺工序之后追加扭曲工序。这些工序均在加热条件下一连串地进行。

或者，作为预成型的后工序，也可以追加利用国际公开2014/038183号公报(专利文献4)记载的成型装置进行加工的工序。在专利文献4中，提出了一种从已经形成了曲轴的大致形状的粗坯材成型精锻用坯材的成型装置。作为该粗坯材，使用通过夹持步骤以及偏心步骤获得的锻坯。在该情况下，在利用上述成型装置进行加工的工序之后，可以追加精锻造工序以及去毛刺工序，也可以根据需要追加整形工序。这些工序均在加热条件下一连串地进行。

通常，在制造四缸发动机用曲轴的情况下，省略扭曲工序。这是由于通过精锻造工序，能够获得包括销部的配置角度在内的最终产品的形状。在四缸发动机用曲轴中，销部的配置角度为180°。因此，在偏心步骤中，由第二模具实现的偏心方向(使第二部位(销相当部)偏心的方向)与对应的销部的偏心方向完全一致。

在三缸发动机用曲轴中，销部的配置角度为120°。在制造三缸发动机用曲轴的情况下，存在以下两种变形。第一个是通过精锻造工序，获得除了销部的配置角度以外的最终产品的形状的情况。要成为三个销部(第一～第三销部)中的第一以及第三销部的第一以及第三销相当部被设定为第二部位。在该情况下，所获得的精锻件的这些第一销部和第三销部的配置角度为180°。因此，在偏心步骤中，由第二模具实现的偏心方向(使第二部位(销相当部)偏心的方向)与对应的销部在精锻件中的偏心方向完全一致。在该情况下，为了最终调整第一以及第三销部的配置角度，追加扭曲工序。

第二个是通过精锻造工序，获得包括销部的配置角度在内的最终产品的形状的情况。在该情况下，所获得的精锻件的销部的配置角度为120°。因此，在偏心步骤中，由第二模具实现的偏心方向(使第二部位(销相当部)偏心的方向)与对应的销部在精锻件中的偏心方向大致一致。严格来说，要成为三个销部(第一～第三销部)中的第一以及第三销部的第一以及第三销相当部被设定为第二部位。在偏心步骤中，由第二模具实现的偏心方向(使第二部位(第一以及第三销相当部)偏心的方向)相对于对应的销部(第一以及第三销部)的偏心方向偏离30°。在该情况下，不需要最终调整销部的配置角度，省略扭曲工序。

在直列六缸发动机用曲轴中，销部的配置角度为120°。因此，在制造直列六缸发动机用曲轴的情况下，该变形与制造三缸发动机用曲轴的情况相同。

在本说明书中，与由第二模具实现的偏心方向相关的“与销部的偏心方向相同的方向”有与销部的偏心方向完全一致的方向的意思，还有相对于销部的偏心方向偏离一些(例如：30°)的方向的意思。

2.夹持步骤以及偏心步骤

参照附图对夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例进行说明。本加工流程例将四缸-八配重的曲轴作为对象。

图2A～图6是示出夹持步骤以及偏心步骤的加工流程例的示意图。其中的图2A以及图2B是纵剖视图，图2A示出夹持开始前，图2B示出夹持结束时。在图2A以及图2B中，示出棒状部件51(钢坯)和一对第一模具10，为了使附图容易理解，省略后述的第二模具。

图3A以及图3B是俯视图，图3A示出夹持结束时，图3B示出偏心结束时。在图3A以及图3B中，示出棒状部件51、锻坯52、一对第一模具10中的第一上模具11以及第二模具20。为了使附图容易理解，在图3A以及图3B中，分别对第一上模具11以及第二模具20标阴影。

图4A～图4C是示出夹持结束时(偏心开始前)的状态的横剖视图。图4A是图3A的线IVA-IVA处的剖视图，图4B是图3A的线IVB-IVB处的剖视图，图4C是图3A的线IVC-IVC处的剖视图。另外，图5A～图5C是示出偏心结束时的状态的横剖视图。图5A是图3B的线VA-VA处的剖视图，图5B是图3B的线VB-VB处的剖视图，图5C是图3B的线VC-VC处的剖视图。图4A以及图5A示出了第一模具的轴颈部侧的端部的横截面形状，图4B以及图5B示出了第一模具的销部侧的端部的横截面形状。图4C以及图5C示出了第二模具的横截面形状。

图6是示出偏心结束时的棒状部件(锻坯52)的俯视图。在图6的下侧，为了示出锻坯52的各部位和锻造曲轴(最终产品)的各部位之间的对应关系，利用假想线示出了锻造曲轴1的形状。

在本加工流程例中，一对第一模具10由第一上模具11以及第一下模具12构成。第一上模具11固定于压力机的上侧模座板(未图示)，第一下模具12固定于压力机的下侧模座板(未图示)。

第一模具10配置于棒状部件51(钢坯)的第一部位51a的位置。在本加工流程例中，要成为臂部的部位(臂相当部)为第一部位51a(参照图6)。利用这样的一对第一模具10，夹住第一部位51a，对该第一部位51a进行保持。

在本加工流程例中，第一模具10中，与偏心体相当部中的要成为销部的部位(销相当部)对应的范围被开放。另外，与要成为轴颈部的部位(轴颈部相当部)对应的范围也被开放。与要成为前部的部位以及要成为凸缘部的部位对应的范围也被开放。

在这些被开放的范围的至少一部分中，配置第二模具20。具体来说，第二模具20配置于第二部位51b的位置。在本加工流程例中，偏心体相当部中的销相当部为第二部位51b(参照图6)。利用该第二模具20，使第二部位51b偏心。第二模具20能够沿着一方向(参照图3B的标阴影的箭头)移动，该一方向是与第一模具10的夹持方向以及棒状部件51的长度方向分别垂直的方向，且是与对应的销部的偏心方向相同的方向。

在此，第一上模具11以及第一下模具12(第一模具10)为了夹住上述的第一部位51a而分别具有凹状的模具雕刻部。该模具雕刻部的横截面形状例如为抛物线状、半椭圆状或半圆状。具体来说，参照图4A以及图5A，在第一模具10的轴颈部侧的端部，模具雕刻部的横截面形状例如为半圆状。这是为了在第一部位51a中的轴颈部侧，利用第一模具10来限制处于第二部位51b(销相当部)的偏心方向侧的范围。另一方面，参照图4B以及图5B，在第一模具10的销部侧的端部，模具雕刻部的横截面形状例如为半椭圆状。这是为了在第一部位51a中的销部侧，将处于第二部位51b(销相当部)的偏心方向侧的范围从第一模具10开放。因此，在第一模具10的模具雕刻部，至少处于第二部位51b(销相当部)的偏心方向侧的范围从轴颈部侧越靠销部侧越扩大(参照图3A以及图3B的虚线)。

第二模具20为了使上述第二部位51b偏心而具有凹状的模具雕刻部。该模具雕刻部的横截面形状例如为抛物线状、半椭圆状或半圆状。具体来说，参照图4C以及图5C，第二模具20的模具雕刻部的横截面形状例如为半圆状。这是为了利用第二模具20来限制第二部位51b(销相当部)中的处于与第二部位51b的偏心方向相反的一侧的范围。

夹持步骤以及偏心步骤能够使用上述第一模具10以及第二模具20如以下方式进行。

伴随着压力机的动作，使第一上模具11和第二下模具12分离，在第一下模具12上，载置剖面形状为圆形的棒状部件51(参照图2A)。此时，为了防止对棒状部件51的干涉，使第二模具20缩回。

接着，在夹持步骤中，伴随着压力机的动作使第一上模具11下降。通过第一上模具11的下降，第一上模具11以及第一下模具12将棒状部件51的第一部位51a夹住。当第一上模具11到达下止点时，夹持步骤结束(参照图2B、图3A以及图4A～图4C)。其结果，第一部位51a被第一模具10(第一上模具11以及第一下模具12)保持。在本加工流程中，第一部位51a的剖面形状保持圆形状不变形(参照图4A以及图4B)。

在偏心步骤中，通过将第一上模具11的位置维持在下止点，从而利用一对第一模具10夹住并保持棒状部件51的第一部位51a。在该状态下，使第二模具20移动并推压在棒状部件51上。通过使第二模具20进行一步移动，使第二部位51b偏心(参照图3B以及图5A～图5C)。此时，在一个偏心体相当部中，由于与一个第二部位51b(销相当部)相连的两个第一部位51a(臂相当部)被第一模具10保持，因此能够利用第二模具20使第二部位51b(销相当部)偏心。这样一来，如图6所示，形成销相当部(第二部位51b)向销部的偏心方向偏心的锻坯52。

注意，在第一部位51a(臂相当部)中的销部侧，处于第二部位51b(销相当部)的偏心方向侧的范围从第一模具10开放。因此，在偏心步骤中，材料从第二部位51b向第一部位51a流动。因此，第一部位51a中处于第二部位51b的偏心方向侧的范围与第二部位51b平滑地连接。

在偏心结束之后，使第二模具20缩回，并且使第一上模具11上升。在该状态下，取出锻坯52，输送到下道工序。在后工序的粗锻和精锻中，对该锻坯52进行模锻。在该模锻中，销部的位置的材料体积(第二部位51b的体积)偏向与销部的偏心方向相同的方向。因此，能够降低毛刺的流出，能够提高材料利用率。

如上所述，一对第一模具10的动作能够通过压力机实现。第二模具20的动作例如能够通过后述的楔机构或液压缸等实现。因此，在夹持步骤以及偏心步骤中，能够使用已有的压力机，不像横向轧制法那样需要特殊设备。因此，能够抑制设备成本增加。

另外，如上述加工流程例这样，能够在压力机的一个行程(一个往复运动)内，进行夹持步骤以及偏心步骤。因此，能够在维持或提高制造效率的同时，提高材料利用率。

第一部位51a也可以进一步包括轴颈相当部。在该情况下，第一模具对第一部位51a的保持更为稳定。

另外，可以是所有的臂部都为有配重臂部，也可以是一部分臂部为有配重臂部，其余的臂部为无配重臂部。在该情况下，在夹持步骤中，也可以通过利用第一模具对第一部位(有配重臂相当部)进行下压，从而使该第一部位向与对应的销部的偏心方向相反的方向(配重部的偏心方向)伸出。由此，能够在抑制销相当部的体积的同时，在成为配重部的部位确保材料体积。其结果，能够提高材料利用率。

从确保材料向模锻中的销部用模具雕刻部的填充性的观点出发，优选的是，将锻坯52的销相当部的偏心量E1(mm)与最终尺寸的偏心量(锻造曲轴的销部的偏心量)E0(mm)之比(E1/E0)设为(1.0－Dp/2/E0)以上1.0以下(参照图6)。在此，Dp表示最终尺寸的销部的直径(锻造曲轴的销部的直径)。从相同的观点出发，优选的是，将锻坯52的销相当部的截面积Sp1(mm²)与锻造曲轴的销部的截面积Sp0(mm²)之比(Sp1/Sp0)设为0.7以上1.5以下。更优选的比(Sp1/Sp0)为0.75以上1.1以下。

第一模具10以及第二模具20的横截面形状不限定于上述形状。参照附图对第一模具10以及第二模具20的变形例进行说明。

图7A以及图7B是示出第一模具的变形例的横剖视图。图7A示出了第一模具的轴颈部侧的端部的横截面形状，与图3A的线IVA－IVA处的剖视图对应。图7B示出了第一模具的销部侧的端部的横截面形状，与图3A的线IVB－IVB处的剖视图对应。

参照图7A以及图7B，第一上模具11以及第一下模具12(第一模具10)的模具雕刻部中，处于与第二部位51b(销相当部)的偏心方向相反的一侧的范围开放。这是为了不影响在偏心步骤中保持第一部位51a。

图8是示出第二模具的变形例的横剖视图。图8示出了第二模具的横截面形状，与图3A的线IVC－IVC处的剖视图对应。

参照图8，第二模具20由第二上模具21以及第二下模具22构成。在该情况下，第二上模具21以及第二下模具22(第二模具20)的模具雕刻部的横截面形状例如为半圆状。但是，也可以将处于第二部位51b(销相当部)的偏心方向侧的范围开放。这是为了不影响偏心步骤中的第二部位51b的偏心作用。

如上所述，第二模具20的动作例如能够通过后述的楔机构或液压缸等实现。从可靠地使第二模具与压力机的往复运动同步地动作，并且实现高速动作的观点出发，优选利用楔机构使第二模具动作。以下，参照附图对利用楔机构使第二模具动作的情况的构成例进行说明。

图9A～图9C是示意性地示出利用楔机构使第二模具动作的情况的构成例的横剖视图，图9A示出夹持开始前，图9B示出夹持结束时，图9C示出第二模具动作时。在图9A～图9C中，示出了压力机40的一部分、棒状部件(钢坯)51、一对第一模具10、第二模具20和楔44。压力机40具备机座43、上下往复运动的上侧模座板41、下侧模座板42和弹性部件45(例如弹簧)。下侧模座板42经由弹性部件45可沿上下运动地保持于机座43。

第一模具10中的第一上模具11固定于上侧模座板41，第一下模具12固定于下侧模座板42。第二模具20以沿着与第一模具10的夹持方向垂直的方向(在本构成例中为水平方向)可移动的状态保持于下侧模座板42。第二模具20的底面的一部分为倾斜面20a，该倾斜面20a的高度随着远离第一模具10而变高。楔44沿上下方向延伸，该楔44的下端固定于机座43。另外，楔44的上表面为倾斜面44a，该倾斜面44a的高度随着远离第一模具10而变高。

在采用该构成例的情况下，在夹持步骤中，伴随着上侧模座板41的下降，第一上模具11下降(参照图9A)。伴随于此，棒状部件51被一对第一模具10夹住。此时，第一上模具11的分模面和第一下模具12的分模面抵接，而且上侧模座板41和第二模具20抵接，夹持步骤结束(参照图9B)。

在夹持结束之后，若使上侧模座板41进一步下降，则弹性部件45收缩(参照图9C)。伴随于此，第一上模具11、第一下模具12以及第二模具20下降。此时，第二模具20的倾斜面20a被楔44的倾斜面44a按压，第二模具20沿水平方向移动(参照图9C的标阴影的箭头)。由此，第二模具20推压在棒状部件51上，棒状部件51的一部分偏心。如果像这样采用楔机构，则能够使第二模具20伴随着上侧模座板41的往复运动而动作。

在前述的加工流程例以及使用楔机构的构成例中，在利用一对第一模具10完成了夹持时，开始利用第二模具20进行偏心。在本实施方式的锻造曲轴的制造方法中，只要是在利用一对第一模具10完成夹持之后，则可以在任何时候开始利用第二模具20进行偏心。

工业实用性

本发明能够有效地用于搭载在往复式发动机中的锻造曲轴的制造。

附图标记说明

1 锻造曲轴

10 第一模具

11 第一上模具

12 第一下模具

20 第二模具

20a 倾斜面

40 压力机

41 上侧模座板

42 下侧模座板

43 机座

44 楔

44a 倾斜面

45 弹性部件

51 棒状部件

51a 第一部位(臂相当部)

51b 第二部位(销相当部)

52 锻坯

A、A1～A8 曲柄臂部

B 毛刺

J、J1～J5 轴颈部

P、P1～P4 销部

Fr 前部

F1 凸缘部

W、W1～W8 配重部

Claims

1.一种锻造曲轴的制造方法，所述锻造曲轴具备成为旋转中心的多个轴颈部、相对于所述多个轴颈部偏心的多个销部以及将所述多个轴颈部和所述多个销部连接的多个曲柄臂部，其中，

所述制造方法包括：

夹持步骤，通过利用一对第一模具将作为棒状部件的长度方向的一部分的第一部位夹住，从而保持所述第一部位；

偏心步骤，在利用所述第一模具对所述第一部位进行保持的状态下，利用第二模具使所述棒状部件的第二部位偏心；

所述第二部位是要成为所述多个销部的多个销相当部中的至少一个销相当部，

所述第一部位是要成为所述多个曲柄臂部的多个臂相当部中的、与作为所述第二部位的所述销相当部相连的多个臂相当部，

由所述第二模具实现的偏心方向是与所述第一模具的夹持方向以及所述棒状部件的长度方向分别垂直的方向，且是与对应的所述销部的偏心方向相同的方向。

2.如权利要求1所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

所述第一部位进一步包括要成为所述多个轴颈部的轴颈相当部中的、与作为所述第一部位的所述臂相当部相连的轴颈相当部。

3.如权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

所述多个曲柄臂部的至少一个是具有配重部的有配重臂部，

所述第一部位包括要成为所述有配重臂部的有配重臂相当部。