[發明專利]直列六汽缸發動機用鍛造曲軸的精鍛用坯料的成形裝置以及使用了該成形裝置的直列六汽缸發動機用鍛造曲軸的制造方法

有效

• 申請號: 201580010719.6
• 申請日: 2015-02-20
• 公開（公告）號: CN106061648B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 大久保潤一;田村憲司;吉田邦裕
• 申請（專利權）人: 新日鐵住金株式會社
• 主分類號: B21K1/08
• 分類號: B21K1/08;B21J5/08;F16C3/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,張會華

技術領域

本發明涉及利用熱鍛造制造直列六汽缸發動機用的曲軸(以下也稱為“鍛造曲軸”)的技術。特別是涉及用于在該鍛造曲軸的制造過程中成形向造形鍛造曲軸的最終形狀的精鍛提供的精鍛用坯料的成形裝置以及包括使用了該成形裝置的預成形工序的直列六汽缸發動機用鍛造曲軸的制造方法。

背景技術

曲軸為往復式發動機的關鍵零件，通過將活塞的往復運動轉換為旋轉運動而獲得動力。該曲軸大致區分為利用鍛造制造的曲軸和利用鑄造制造的曲軸。在轎車、貨車、特殊作業車等汽車的直列六汽缸發動機中，要求曲軸有較高的強度和剛性，因此，多使用對該要求優越的鍛造曲軸。另外，在自動兩輪車、農業機械、船舶等的直列六汽缸發動機中也應用有鍛造曲軸。

通常，直列六汽缸發動機用的鍛造曲軸以鋼坯為原材料，依次經過預成形、模鍛、模鍛切邊以及整形各工序而制造。鋼坯的截面為圓形或方形且在整個長度上截面積恒定。預成形工序包含輥軋成形和彎曲鍛造各工序，模鍛工序包括粗鍛和精鍛各工序。

圖1是用于對以往的通常的直列六汽缸發動機用鍛造曲軸的制造工序進行說明的示意圖。圖1所例示的曲軸1搭載于直列六汽缸發動機，包括七個軸頸部J1～J7、六個銷部P1～P6、前端部Fr、凸緣部Fl以及分別將軸頸部J1～J7和銷部P1～P6相連的十二個曲臂部(以下，也簡稱作“臂部”)A1～A12。該曲軸1為直列六汽缸-八個平衡配重的曲軸。在十二個臂部A1～A12中的、與兩端的第1銷部P1、第6銷部P6相連的第1臂部A1、第2臂部A2和第11臂部A11、第12臂部A12、以及與中央的第3銷部P3、第4銷部P4相連的第5臂部A5～第8臂部A8具有平衡配重。以下，在分別統稱軸頸部J1～J7、銷部P1～P6以及臂部A1～A12時，其附圖標記記為：軸頸部為“J”，銷部為“P”，臂部為“A”。

在圖1所示的制造方法中，如下所述地制造鍛造曲軸1。首先，在利用加熱爐對預先切斷為預定長度的圖1的(a)所示的鋼坯2進行加熱之后，進行輥軋成形。在輥軋成形工序中，利用例如孔型輥軋制鋼坯2使鋼坯2縮頸并且將其體積分配在長度方向上，從而對成為中間坯料的中間坯料的輥軋坯件103進行成形(參照圖1(的b))。接著，在彎曲鍛造工序中，將利用輥軋成形而獲得的輥軋坯件103自與長度方向成直角的方向局部沖壓下壓并將其體積分配，而進一步對成為中間坯料的彎曲坯件104進行成形(參照圖1的(c))。

接著，在粗鍛工序中，使用上下一對模具對利用彎曲鍛造而獲得的彎曲坯件104進行鍛壓，成形被造形為曲軸(最終鍛造制品)的大致形狀的粗鍛件105(參照圖1的(d))。而且，在精鍛工序中，提供有利用粗鍛而獲得的粗鍛件105，使用上下一對模具對粗鍛件105進行鍛壓，成形被造形為與曲軸一致的形狀的精鍛件106(參照圖1的(e))。在進行這些粗鍛和精鍛時，剩余材料作為飛邊自互相相對的模具的分模面之間流出。因此，粗鍛件105和精鍛件106在已被造形的曲軸的周圍分別帶有較大的飛邊105a、106a。

在模鍛切邊工序中，從上下利用模具保持利用精鍛而獲得的帶有飛邊106a的精鍛件106，并利用刀具類模具沖切去除飛邊106a。由此，如圖1的(f)所示，能夠獲得鍛造曲軸1。在整形工序中，對去除了飛邊的鍛造曲軸1的重要部位(例如軸頸部J、銷部P、前端部Fr、凸緣部Fl等這樣的軸部、視情況而定、臂部A)自上下利用模具略微沖壓，而矯正為期望的尺寸形狀。由此，能夠制造鍛造曲軸1。

圖1所示的制造工序并不限定于例示的直列六汽缸-八個平衡配重的曲軸，即使是直列六汽缸-十二個平衡配重(全平衡配重)的曲軸，制造工序也相同。直列六汽缸-十二個平衡配重的曲軸在所有的十二個臂部A上具有平衡配重。另外，在需要調整銷部P的配置角度的情況下，在模鍛切邊工序之后，能夠追加扭轉工序。

然而，在這樣的制造方法中，由于大量地產生不成為產品的無用的飛邊，因此，成品率下降是不可否認的。因此，在制造鍛造曲軸的方面，以往，極力抑制飛邊的產生、實現成品率的提高則成為了至關重要的課題。作為應對該課題的以往的技術而存在下述的技術。