[發(fā)明專利]曲柄軸及其原材料的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780053635.6
• 申請日: 2007-07-03
• 公開（公告）號: CN101730801A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 三浦哲夫
• 申請（專利權(quán)）人: 金屬技術(shù)株式會社
• 主分類號: F16C3/08
• 分類號: F16C3/08;F16C3/20;B21K1/08
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及作為發(fā)動機輸出軸的曲柄軸，更詳細(xì)而言涉及曲柄軸及其原材料的制造方法。?

背景技術(shù)

構(gòu)成發(fā)動機輸出軸的曲柄軸根據(jù)成形方法的不同能大致區(qū)分為鑄造曲柄軸和鍛造曲柄軸。鑄造曲柄軸適用于低旋轉(zhuǎn)型的發(fā)動機和發(fā)動機產(chǎn)生扭矩較小的發(fā)動機。鍛造曲柄軸的金屬組織致密，在制作成鍛造品后，雖說是任意，但實施熱處理后便能提高力學(xué)性質(zhì)，而適用于高旋轉(zhuǎn)型發(fā)動機和產(chǎn)生大扭矩的發(fā)動機。?

曲柄軸的制造無論是鑄造、鍛造中的任一種都能大致分成為制作曲柄軸用成型品的成型工序；對曲柄軸用成型品實施機械加工來制作曲柄軸的機械加工工序；以及修正曲柄軸配重的配重修正工序。在此，作業(yè)環(huán)境在成型工序和機械加工工序中會產(chǎn)生極大的不同這點上無需多說。?

在成型工序中，加熱鋼材來成型會使用大量的熱能并且該熱量不僅會使作業(yè)環(huán)境成為高溫，例如鍛造時，通過使實施鍛造工序的錘式鍛造裝置(日本特開平4-294240號公報)或沖壓式鍛造裝置(日本特開平2-41730號公報)動作而會產(chǎn)生振動。與此相對的是，機械加工工序為實施高精度的機械加工而需要清潔并且無振動的環(huán)境。除了上述問題以外，在成型工序和機械加工工序中，作為基礎(chǔ)的技術(shù)是完全不同的。?

伴隨著汽車產(chǎn)業(yè)的繁榮，曲柄軸的生產(chǎn)體制被歷史性地分工化。圖9表示鍛造曲柄軸中的分工體制的一例。參照圖9，被搬入鍛造成型工廠的鍛造用鋼材按照熱鍛造法被加熱到例如1250℃后，被插入鍛造模具采用沖壓式或錘式鍛造機鍛造(鍛造成形工序S11)。接著，實施除去從鍛造模具中取出的成型品周?圍所存在的毛刺(burr)的修邊(S12)，在上述修邊處理過程中容易發(fā)生鍛造品的彎曲被后續(xù)的整形(校正)工序S13矯正。若上述整形工序S13結(jié)束，則成型品通過放置冷卻或空氣冷卻來被冷卻(S14)，接著，此后，在根據(jù)需要進行熱處理(S15)后，實施噴砂處理(S16)。利用上述一系列的工序S11～S16來制作曲柄軸用成型品。上述S11～S16在鍛造成型工廠實施。曲柄軸用成型品在后來的中心孔加工工廠，在根據(jù)需要實施兩端表面加工(S17)后，進行一次配重測定(S18)，根據(jù)上述一次配重測定來穿設(shè)中心孔(S19)。包括有上述中心孔的曲柄軸原材料從中心孔加工工廠向機械加工工廠運送。?

在機械加工工廠中，以中心孔為基準(zhǔn)對曲柄軸原材料實施機械加工(機械精加工)(S21)。上述機械精加工包括：平衡錘部的兩側(cè)面及外周的加工；銷部的加工(包括研磨)；軸頸部的加工(包括研磨)；油孔加工，通過上述機械精加工而成的曲柄軸原材料被精加工為曲柄軸的最終精確尺寸。?

機械加工結(jié)束后的曲柄軸在后續(xù)的工序S22中實施配重修正。上述配重修正利用配重測定來計量測定曲柄軸的不平衡量，通過根據(jù)上述不平衡量對曲柄軸的平衡錘部進行局部減量來進行。典型的是，平衡錘部的局部減量通過在平衡錘部的外周穿設(shè)平衡調(diào)整孔來進行。結(jié)束上述配重修正的完成品，換句話說平衡調(diào)整完的曲柄軸被組裝到發(fā)動機內(nèi)。?

圖10表示四缸發(fā)動機用曲柄軸。如已知地，曲柄軸1具有：軸頸部3，其位于與由被穿設(shè)于其兩端面的中心孔2、2規(guī)定的旋轉(zhuǎn)軸線L同軸的位置；銷部5，其通過半徑方向延伸的臂部4從旋轉(zhuǎn)軸線L偏移并定位；平衡錘部6，其延伸于臂部4的相反方向，在軸頸部3和銷部5開口有油孔7。軸頸部3被未圖示的缸體以能自由旋轉(zhuǎn)的方式軸支承，接著，在銷部5通過連桿(connecting?rod)連結(jié)活塞(piston)(未圖示)，利用曲柄軸1活塞的往復(fù)運動被轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。另外，圖10的參照符號8是平衡調(diào)整孔，該平衡調(diào)整孔8是為進行最終配重修正(圖9的S22)而被穿設(shè)在平衡錘部6。?

圖11示意出在鍛造成型工廠制作的曲柄軸用成型品的一部分。曲柄軸用成型品10即使是鑄造品、鍛造品中的任一種都在加工余量處包括脫模斜面部分11。上述脫模斜面部分11是為將成型品從模具中脫模而設(shè)置的，例如沖壓鍛造機時，脫模斜面角度(θ)設(shè)定為1～3°，而錘式鍛造時，脫模斜面角度(θ)設(shè)定為6～7°。上述脫模斜面部分11的角度θ的差異是由于沖壓鍛造機和錘式鍛造機的機械性質(zhì)不同產(chǎn)生的，沖壓鍛造機中能組裝用于將鍛造品從模具壓出的裝置，與之相對，錘式鍛造機中由于無法組裝該裝置，因此實際情況是在用錘式鍛造機鍛造時設(shè)定較大角度(6～7°)的脫模斜面部分11。