[发明专利]直列六汽缸发动机用锻造曲轴的精锻用坯料的成形装置以及使用了该成形装置的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用热锻造制造直列六汽缸发动机用的曲轴(以下也称为“锻造曲轴”)的技术。特别是涉及用于在该锻造曲轴的制造过程中成形向造形锻造曲轴的最终形状的精锻提供的精锻用坯料的成形装置以及包括使用了该成形装置的预成形工序的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造方法。

背景技术

曲轴为往复式发动机的关键零件，通过将活塞的往复运动转换为旋转运动而获得动力。该曲轴大致区分为利用锻造制造的曲轴和利用铸造制造的曲轴。在轿车、货车、特殊作业车等汽车的直列六汽缸发动机中，要求曲轴有较高的强度和刚性，因此，多使用对该要求优越的锻造曲轴。另外，在自动两轮车、农业机械、船舶等的直列六汽缸发动机中也应用有锻造曲轴。

通常，直列六汽缸发动机用的锻造曲轴以钢坯为原材料，依次经过预成形、模锻、模锻切边以及整形各工序而制造。钢坯的截面为圆形或方形且在整个长度上截面积恒定。预成形工序包含辊轧成形和弯曲锻造各工序，模锻工序包括粗锻和精锻各工序。

图1是用于对以往的通常的直列六汽缸发动机用锻造曲轴的制造工序进行说明的示意图。图1所例示的曲轴1搭载于直列六汽缸发动机，包括七个轴颈部J1～J7、六个销部P1～P6、前端部Fr、凸缘部Fl以及分别将轴颈部J1～J7和销部P1～P6相连的十二个曲臂部(以下，也简称作“臂部”)A1～A12。该曲轴1为直列六汽缸-八个平衡配重的曲轴。在十二个臂部A1～A12中的、与两端的第1销部P1、第6销部P6相连的第1臂部A1、第2臂部A2和第11臂部A11、第12臂部A12、以及与中央的第3销部P3、第4销部P4相连的第5臂部A5～第8臂部A8具有平衡配重。以下，在分别统称轴颈部J1～J7、销部P1～P6以及臂部A1～A12时，其附图标记记为：轴颈部为“J”，销部为“P”，臂部为“A”。

在图1所示的制造方法中，如下所述地制造锻造曲轴1。首先，在利用加热炉对预先切断为预定长度的图1的(a)所示的钢坯2进行加热之后，进行辊轧成形。在辊轧成形工序中，利用例如孔型辊轧制钢坯2使钢坯2缩颈并且将其体积分配在长度方向上，从而对成为中间坯料的中间坯料的辊轧坯件103进行成形(参照图1(的b))。接着，在弯曲锻造工序中，将利用辊轧成形而获得的辊轧坯件103自与长度方向成直角的方向局部冲压下压并将其体积分配，而进一步对成为中间坯料的弯曲坯件104进行成形(参照图1的(c))。

接着，在粗锻工序中，使用上下一对模具对利用弯曲锻造而获得的弯曲坯件104进行锻压，成形被造形为曲轴(最终锻造制品)的大致形状的粗锻件105(参照图1的(d))。而且，在精锻工序中，提供有利用粗锻而获得的粗锻件105，使用上下一对模具对粗锻件105进行锻压，成形被造形为与曲轴一致的形状的精锻件106(参照图1的(e))。在进行这些粗锻和精锻时，剩余材料作为飞边自互相相对的模具的分模面之间流出。因此，粗锻件105和精锻件106在已被造形的曲轴的周围分别带有较大的飞边105a、106a。

在模锻切边工序中，从上下利用模具保持利用精锻而获得的带有飞边106a的精锻件106，并利用刀具类模具冲切去除飞边106a。由此，如图1的(f)所示，能够获得锻造曲轴1。在整形工序中，对去除了飞边的锻造曲轴1的重要部位(例如轴颈部J、销部P、前端部Fr、凸缘部Fl等这样的轴部、视情况而定、臂部A)自上下利用模具略微冲压，而矫正为期望的尺寸形状。由此，能够制造锻造曲轴1。

图1所示的制造工序并不限定于例示的直列六汽缸-八个平衡配重的曲轴，即使是直列六汽缸-十二个平衡配重(全平衡配重)的曲轴，制造工序也相同。直列六汽缸-十二个平衡配重的曲轴在所有的十二个臂部A上具有平衡配重。另外，在需要调整销部P的配置角度的情况下，在模锻切边工序之后，能够追加扭转工序。

然而，在这样的制造方法中，由于大量地产生不成为产品的无用的飞边，因此，成品率下降是不可否认的。因此，在制造锻造曲轴的方面，以往，极力抑制飞边的产生、实现成品率的提高则成为了至关重要的课题。作为应对该课题的以往的技术而存在下述的技术。