[发明专利]锻造曲轴的制造方法

说明书

制造方法包括从钢坯获得初始坯件的第1预成形工序、从初始坯件获得中间坯件的第2预成形工序、从中间坯件获得最终坯件的最终预成形工序、以及通过模锻将最终坯件成形为曲轴的完成尺寸的精锻工序。在第1预成形工序中，从与钢坯的轴向垂直的方向分别对成为销部及轴颈部的部位进行压下，使所述各部位的截面积减少而形成多个扁平部。在第2预成形工序，将与成为第2销部的部位的偏心方向垂直的方向作为压下方向而对初始坯件进行压下。在最终预成形工序，从与中间坯件的轴向垂直的方向对中间坯件进行压下，进一步从中间坯件的轴向对成为配重部的部位及成为一体具备配重部的曲臂部的部位进行压下。

技术领域

本发明涉及利用热锻来制造曲轴的方法。

背景技术

在汽车、摩托车、农业机械或船舶等的往复发动机中，为了将活塞的往复运动转换成旋转运动而输出动力，曲轴是不可缺少的。曲轴能够通过模锻或铸造来制造。尤其是，在曲轴要求高强度和高刚度的情况下，多采用通过模锻制造成的曲轴(以下，也称为“锻造曲轴”)。

图1A～图1C是表示通常的锻造曲轴的形状例的示意图。这些图中的图1A为整体图，图1B为IB－IB剖视图，图1C为表示销部的相位的图。在图1B所示的例子中，代表性地示出一个曲臂部A1、与该曲臂部A1一体的配重部W1、与该曲臂部A1相连的销部P1及轴颈部J1。

图1A～图1C所示的锻造曲轴11是搭载于3缸发动机的3缸－4配重的锻造曲轴。锻造曲轴11包括4个轴颈部J1～J4、3个销部P1～P3、前部Fr、凸缘部F1以及6个曲臂部(以下，也称为“臂部”)A1～A6。臂部A1～A6分别将轴颈部J1～J4与销部P1～P3相连。此外，6个臂部A1～A6中的一部分臂部一体地具备配重部(以下，也称为“配重部”)W1～W4。具体而言，在第1臂部A1、第2臂部A2、第5臂部A5及第6臂部A6分别一体地具备配重部W1、W2、W3、W4。第3臂部A3及第4臂部A4不具备配重部，其形状为长圆形。

在锻造曲轴11的轴向的前端设有前部Fr，在后端设有凸缘部F1。前部Fr与开头的第1轴颈部J1相连，凸缘部F1与最末尾的第4轴颈部J4相连。

以下，在分别统称轴颈部J1～J4、销部P1～P3、臂部A1～A6以及配重部W1～W4时，对于其附图标记，也将轴颈部记作“J”，将销部记作“P”，将臂部记作“A”，将配重部记作“W”。也将臂部A及与该臂部A一体的配重部W统称为“曲柄臂(web)”。将不具备配重部W的长圆形的臂部A也称为“无配重臂部”。

如图1C所示，3个销部P1～P3以轴颈部J为中心而各错开120°地配置。也就是说，第1销部P1、第2销部P2、第3销部P3分别配置于第1位置L1、第2位置L2、第3位置L3。第1位置L1、第2位置L2、第3位置L3彼此的相位角为120°。

如图1B所示，配重部W的宽度Bw大于臂部A的宽度Ba。因此，配重部W自臂部中心面(包括销部P的中心轴和轴颈部的中心轴的面)大幅度突出。

在制造这样的形状的锻造曲轴时，通常，使用钢坯作为原材料。钢坯的垂直于长度方向的截面、即横截面是圆形或方形。其横截面的面积在钢坯的全长范围内恒定。本说明书中，“横截面”是指钢坯或后述的各坯件的垂直于长度方向、或垂直于曲轴的轴向的截面。“纵截面”是指与其长度方向或其轴向平行的截面。此外，也将横截面的面积简称为“截面积”。锻造曲轴通过依次经过预成形工序、模锻工序及模锻切边工序而制造。此外，根据需要，在模锻切边工序之后经过整形工序。通常，预成形工序包括辊轧成形工序和弯曲锻造工序。模锻工序包括粗锻和精锻各工序。

图2A～图2F是用于说明以往的通常的锻造曲轴的制造工序的示意图。这些图中的图2A表示钢坯。图2B表示辊轧坯件。图2C表示弯曲坯件。图2D表示粗锻件。图2E表示精锻件。图2F表示锻造曲轴。需要说明的是，图2A～图2F表示制造上述图1A～图1C所示的锻造曲轴11时的一系列工序。