[發明專利]鍛造曲軸的制造方法

有效

• 申請號: 201580066949.4
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN107000034B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 田村憲司;大久保潤一;吉野健;藪野訓宏;黑川宣幸;山下智久;高本獎;石原廣一郎
• 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;B21J5/02;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

本發明的鍛造曲軸的制造方法包括通過模鍛得到成形為曲軸的形狀的鍛件的模鍛工序以及利用一對第1模具(10)壓下鍛件(30)的壓下工序。鍛件(30)在一體地具有配重部(W)的臂部(A)中的全部或者一部分具有從軸頸部(J)附近的側部(Ac、Ad)的外周突出的第1余料部(Aca、Ada)。在壓下工序中，利用第1模具(10)壓下第1余料部(Aca、Ada)而使其變形，使第1余料部(Aca、Ada)向銷部(P)側伸出。由此，能夠簡便地得到同時謀求了輕量化和剛度確保的鍛造曲軸。

技術領域

本發明涉及一種利用熱鍛制造曲軸的方法。

背景技術

在汽車、摩托車、農業機械或者船舶等的往復式發動機中，為了將活塞的往復運動變換為旋轉運動而輸出動力，曲軸是不可缺少的。曲軸能夠通過模鍛或者鑄造來制造。特別是，在曲軸被要求高強度和高剛度的情況下，多采用利用模鍛制得的曲軸(以下，也稱為“鍛造曲軸”)。

通常，鍛造曲軸的原材料是鋼坯。在該鋼坯中，橫截面為圓形或者方形，截面積在整個長度上恒定。鍛造曲軸的制造工序包括預成形工序、模鍛工序以及模鍛切邊工序。根據需要，也存在在模鍛切邊工序之后進行整形工序的情況。通常，預成形工序包括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1A～圖1F是用于說明以往的通常的鍛造曲軸的制造工序的示意圖。圖1F所例示的曲軸1搭載于四汽缸發動機，是四汽缸－八個平衡配重的曲軸。該曲軸1包括五個軸頸部J1～J5、四個銷部P1～P4、前端部Fr、凸緣部Fl以及八個曲臂部(以下，簡稱為“臂部”)A1～A8。臂部A1～A8分別將軸頸部J1～J5和銷部P1～P4相連。另外，所有這八個臂部A1～A8一體地具有平衡配重部(以下，簡稱為“配重部”)W1～W8。

以下，在分別統稱軸頸部J1～J5、銷部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8時，也將軸頸部的附圖標記記作“J”，將銷部的附圖標記記作“P”，將臂部的附圖標記記作“A”，將配重部的附圖標記記作“W”。

在圖1A～圖1F所示的制造方法中，如以下這樣制造鍛造曲軸1。首先，利用感應加熱爐、氣體氣氛加熱爐將圖1A所示這樣的預定的長度的鋼坯2加熱之后，進行輥軋成形。在輥軋成形工序中，例如通過使用孔型輥軋制鋼坯2而將其拉深，將其體積在長度方向上分配，成形作為中間件的輥軋坯件3(參照圖1B)。接下來，在彎曲鍛造工序中，從與長度方向垂直的方向局部地壓下輥軋坯件3。由此，分配輥軋坯件3的體積，成形作為進一步的中間件的彎曲坯件4(參照圖1C)。

接下來，在粗鍛工序中，通過使用上下一對模具鍛壓彎曲坯件4，得到粗鍛件5(參照圖1D)。該粗鍛件5成形為曲軸(最終產品)的大致的形狀。并且，在精鍛工序中，通過使用上下一對模具鍛壓粗鍛件5，得到精鍛件6(參照圖1E)。該精鍛件6成形為與最終產品的曲軸一致的形狀。在這些粗鍛和精鍛時，剩余材料從互為相對的模具的分模面之間流出而成為飛邊。因此，對于粗鍛件5和精鍛件6，均在曲軸的形狀的周圍較大程度地附帶有飛邊B。

在模鍛切邊工序中，例如在利用一對模具夾著并保持帶有飛邊的精鍛件6的狀態下，利用刀具類模具沖裁飛邊B。由此，從精鍛件6去除飛邊B。如此得到無飛邊鍛件，該無飛邊鍛件為與圖1F所示的鍛造曲軸1大致相同的形狀。

在整形工序中，利用模具從上下稍稍壓下無飛邊鍛件的主要部分，將無飛邊鍛件矯正為最終產品的尺寸形狀。此處，無飛邊鍛件的主要部分例如是軸頸部J、銷部P、前端部Fr以及凸緣部Fl等軸部，以及臂部A和配重部W。這樣，制造鍛造曲軸1。

圖1A～圖1F所示的制造工序不限于圖1F所示的四汽缸－八個平衡配重的曲軸，能夠應用于各種各樣的曲軸。例如，也能夠應用于四汽缸－四個平衡配重的曲軸。