[發明專利]鍛造曲軸的制造方法

在審

• 申請號: 201880053809.7
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN111032247A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 大久保潤一;田村憲司;吉田邦裕;黃三守;中野竜輔;堀雅夫;太田幸裕
• 申請（專利權）人: 日本制鐵株式會社
• 主分類號: B21K1/08
• 分類號: B21K1/08;B21J5/02;F16C3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張思寶

制造方法包含從鋼坯獲得初始鍛坯的第一預成型工序、從初始鍛坯獲得最終鍛坯的第二預成型工序以及通過至少一次模鍛將最終鍛坯成型為鍛造曲軸的成品尺寸的精鍛工序。在第一預成型工序中，一邊形成多個扁平部，一邊使要成為第二銷部的部位偏心。在第二預成型工序中，包含使用一對第二模具以扁平部的寬度方向為壓下方向把要成為多個軸頸部的部位壓下的工序、以及在利用第二模具開始壓下后使用第三模具以扁平部的寬度方向為偏心方向使要成為配置在第一位置的第一銷部的部位以及要成為配置在第三位置的第三銷部的部位相互向相反方向偏心的工序。

技術領域

本發明涉及通過熱鍛造制造曲軸的方法。

背景技術

在汽車、兩輪機動車、農業機械或船舶等的往復式發動機中，為了將活塞的往復運動轉換成旋轉運動而取出動力，曲軸不可或缺。曲軸能夠通過模鍛或鑄造來制造。特別是，在曲軸要求高強度和高剛性的情況下，多使用通過模鍛制造的曲軸(以下也稱為“鍛造曲軸”)。

圖1A～圖1C是表示一般的鍛造曲軸的形狀例的示意圖。這些圖中，圖1A是整體圖，圖1B是圖1A的IB-IB剖視圖，圖1C是表示銷部的相位的圖。在圖1B所示的例子中，代表性地，示出了一個曲柄臂部A1、與該曲柄臂部A1為一體的配重部W1、與該曲柄臂部A1相連的銷部P1及軸頸部J1。

圖1A～圖1C所示的鍛造曲軸11是搭載于三缸發動機的三缸-四配重的鍛造曲軸。鍛造曲軸11具有四個軸頸部J1～J4、三個銷部P1～P3、前部Fr、法蘭部Fl和六個曲柄臂部(以下也稱為“臂部”)A1～A6。臂部A1～A6將軸頸部J1～J4與銷部P1～P3分別相連。另外，六個臂部A1～A6中的一部分的臂部一體地具有配重部(以下也稱為“重部”)W1～W4。具體而言，第一臂部A1、第二臂部A2、第五臂部A5及第六臂部A6分別一體地具有重部W1、W2、W3及W4。第三臂部A3及第四臂部A4不具有重部，其形狀為長圓形。

在鍛造曲軸11的軸向的前端設有前部Fr，在后端設有法蘭部Fl。前部Fr與開頭的第一軸頸部J1相連，法蘭部Fl與最末尾的第四軸頸部J4相連。

以下，在分別統稱軸頸部J1～J4、銷部P1～P3、臂部A1～A6及重部W1～W4時，其附圖標記在軸頸部也被記作“J”，在銷部也被記作“P”，在臂部也被記作“A”，在重部也被記作“W”。另外，將臂部A及與該臂部A一體的重部W合稱為“曲柄臂”。

如圖1C所示，三個銷部P1～P3以軸頸部J為中心各錯開120°地配置。也就是說，第一銷部、第二銷部及第三銷部P1、P2及P3分別配置在第一位置L1、第二位置L2及第三位置L3。第一位置L1、第二位置L2及第三位置L3彼此的相位角為120°。

如圖1B所示，重部W的寬度Bw大于臂部A的寬度Ba。因此，重部W從臂部A中心面(包含銷部P的中心軸和軸頸部J的中心軸的面)大幅度伸出。

當制造這樣的形狀的鍛造曲軸時，一般使用鋼坯作為起始坯料。鋼坯的與長度方向垂直的截面即橫截面為圓形或方形。其橫截面的面積在鋼坯的全長范圍內是一定的。在本說明書中，“橫截面”是指與鋼坯或者后述的各鍛坯的長度方向、或與鍛造曲軸的軸向垂直的截面?！翱v截面”是指與長度方向或其軸向平行的截面。另外，也將橫截面的面積僅稱作“截面積”。鍛造曲軸可通過順序經過預成型工序、模鍛工序及去毛刺工序來制造。另外，根據需要，在去毛刺工序之后經過整形工序。通常，預成型工序包含輥軋成型工序和彎鍛工序。模鍛工序包含粗鍛工序和精鍛工序。

圖2A～圖2F是用于說明以往的一般的鍛造曲軸的制造工序的示意圖。這些圖中，圖2A示出了鋼坯。圖2B示出了輥鍛坯。圖2C示出了彎鍛坯。圖2D示出了粗鍛件。圖2E示出了精鍛件。圖2F示出了鍛造曲軸。注意，圖2A～圖2F示出了制造所述圖1A～圖1C所示的鍛造曲軸11的情況下的一系列的工序。