CN106488816A - 锻造曲轴的制造方法 - Google Patents

Abstract

锻造曲轴的制造方法包括：预成型工序，成形无飞边的粗坯(31)，该粗坯被造形成具有分别自曲臂部(A)的销部(P)附近的两侧部的外周突出的余料部(Aaa、Aba)的曲轴的形状；模锻工序，使用一对第1模具对粗坯(31)进行压下，从而成形带飞边的锻造件(32)；以及去除飞边工序，自锻造件(32)去除飞边(32a)。在模锻工序中，一边利用第2模具(20)的压靠保持臂部(A)的轴颈部(J)侧的表面，一边利用第1模具使臂部(A)的余料部(Aaa、Aba)变形，从而使臂部(A)的两侧部(Aa、Ab)的厚度增加。由此，能够提高材料利用率且简单地获得同时实现轻量化和刚度的确保的锻造曲轴。

Description

锻造曲轴的制造方法

技术领域

本发明涉及通过热锻制造曲轴的方法。

背景技术

在汽车、机动二轮车、农业机械、船舶等的往复式发动机中，为了将活塞的往复运动转换为旋转运动而输出动力，曲轴是不可或缺的。曲轴大体上分为通过模锻制造的曲轴和通过铸造制造的曲轴。特别是，在要求高强度和高刚度的情况下，大多使用这些特性优异的前者的锻造曲轴。

通常，锻造曲轴以钢坯为原料，该钢坯在全长范围内截面积恒定，截面呈圆形或方形。此外，在锻造曲轴的制造过程中，依次设有预成形、模锻、去除飞边以及修整的各工序。通常，预成型工序包括辊轧成型和弯曲锻造的各工序，模锻工序包括粗锻和精锻的各工序。

图1的(a)～图1的(f)是用于说明现有的普通锻造曲轴制造工序的示意图。图1的(f)所例示的曲轴1是搭载于4缸发动机的、4缸-8块配重的曲轴。该曲轴1由5个轴颈部J1～J5、4个销部P1～P4、前端部Fr、凸缘部FI以及将轴颈部J1～J5和销部P1～P4分别连接起来的8块曲臂部(以下，也简称“臂部”)A1～A8形成。此外，曲轴1在8块臂部A1～A8上全都具有配重部(counterweight)(以下，也简称“配重部(weight))”)W1～W8。该配重部W1～W8分别与臂部A1～A8一体成形。

下文中，在分别统称轴颈部J1～J5、销部P1～P4、臂部A1～A8以及配重部W1～W8时，也将轴颈部的附图标记记作“J”，将销部的附图标记记作“P”，将臂部的附图标记记作“A”，将配重部的附图标记记作“W”。销部P和与该销部P连接的一组臂部A(包括配重部W)也统称“曲拐(throw)”。

在图1所示的制造方法中，如下这样制造锻造曲轴1。首先，利用加热炉(例如，感应加热炉、气体气氛加热炉)对预先裁成规定长度的图1的(a)所示的钢坯2进行加热，然后进行辊轧成型。在辊轧成型工序中，例如利用孔型辊对钢坯2进行轧制，使钢坯2缩径并沿长度方向分配其体积，成形出作为中间材料的辊轧坯3(参照图1的(b))。接着，在弯曲锻造工序中，自与长度方向成直角的方向对通过辊轧成型获得的辊轧坯3进行局部压下。由此，分配辊轧坯3的体积，成形出作为第2中间材料的弯曲坯4(参照图1的(c))。

接着，在粗锻工序中，使用一对模具对通过弯曲锻造获得的弯曲坯4进行上下锻压。由此，成形出被造形成曲轴(最终产品)的大致形状的粗锻件5(参照图1的(d))。然后，在精锻工序中，供给通过粗锻获得的粗锻件5，使用一对模具对粗锻件5进行上下锻压。由此，成形出被造形成与最终产品的曲轴一致的形状的锻造件6(参照图1的(e))。在上述粗锻和精锻时，余料会自模具的彼此相对的分型面之间溢出而成为飞边。因此，粗锻件5和精锻件6都在造形后的曲轴的周围带有较大的飞边(5a、6a)。

在去除飞边工序中，例如用模具自上下保持通过精锻获得的带飞边6a的精锻件6，利用刀模进行冲裁而去除飞边6a。由此，如图1的(f)所示，获得了锻造曲轴1。在修整工序中，使用模具自上下仅对去除了飞边的锻造曲轴1的重要部位稍微进行压下，校正成最终产品的尺寸形状。在此，曲轴1的重要部位相当于例如轴颈部J、销部P、前端部Fr、凸缘部Fl等轴部以及臂部A和配重部W。这样，就制造出了锻造曲轴1。

图1的(a)～图1的(f)所示的制造工序不限定于图1的(f)所示的4缸-8块配重的曲轴，可以应用于各种曲轴。例如，也可适用于4缸-4块配重的曲轴。在此，在4缸-4块配重的曲轴中，在8块臂部A中的一部分臂部A上设有配重部W。例如，在先头的第1臂部A1、最末尾的第8臂部A8以及中央的2块臂部(第4臂部A4、第5臂部A5)上设有配重部W。除此之外，对于搭载于3缸发动机、直列6缸发动机、V型6缸发动机、8缸发动机等的曲轴，制造工序也是一样的。另外，在需要调整销部的配置角度的情况下，在去除飞边工序之后，追加扭拐工序。

近年来，特别是汽车用的往复式发动机要求轻量化，以提高燃耗性。因此，对于作为往复式发动机的核心零件的曲轴而言，轻量化的要求也变得显著。谋求锻造曲轴的轻量化的现有技术有如下技术。

专利文献1和2中记载了在轴颈部侧的表面形成有孔部的臂部，还记载了具有该臂部的曲轴的制造方法。臂部的孔部形成在连结轴颈部的轴心和销部的轴心的直线(以下，也称“臂部中心线”)上，朝向销部又大又深地洼陷。上述文献所记载的这种臂部实现了与孔部的体积相应的轻量化。伴随臂部的轻量化，与臂部成对的配重部的重量减轻，进而，整个锻造曲轴实现轻量化。此外，上述文献所公开的臂部由于在将臂部中心线夹在其间的销部附近的两侧部维持了较大的厚度，因此，也能确保刚度(扭曲刚度和弯曲刚度)。

这样，只要维持臂部的两侧部的厚度较厚，并使臂部的轴颈部侧的表面具有凹陷部，就可以同时实现轻量化和刚度的确保。

但是，具有这种形状独特的臂部的锻造曲轴难以通过现有的制造方法来制造。这是因为，在模锻工序中，如果要在臂部表面形成凹陷部，该凹陷部部位的模具的脱模斜度就会出现倒勾，从而产生无法自模具拔出成形后的锻造件的状况。

为了应对这种状况，在专利文献1和2所述的制造方法中，在模锻工序中不在臂部表面形成凹陷部，而是将臂部成形得较小。然后，在去除飞边工序之后，向臂部的表面压入冲头，利用该冲头的痕迹形成凹陷部。

另外，在上述图1的(a)～图1的(f)所示的那种制造方法中，会大量产生不成为产品的无用的飞边，因此，材料利用率低是不可否认的。因此，在锻造曲轴的制造上，一直存在要极力抑制飞边的产生，实现材料利用率的提高的课题。作为应对该课题的现有技术有如下技术。

例如，专利文献3中记载了一种制造轴颈部和销部被造形，臂部也相应被造形的曲轴的方法。在该制造技术中，以与曲轴的轴颈部和销部相当的部分分别缩径的带台阶的圆棒为原料。用冲压模(dies)分别把持该圆棒原料中将销部相当部分夹在其间的一对轴颈部相当部分。

在该状态下，使两冲压模沿轴向接近而使圆棒原料产生压缩变形，并沿与轴向成直角的方向将冲头压靠于销部相当部分。由此，使销部相当部分偏心。通过在整个曲轴曲拐(crank throw)范围依次反复进行该销部相当部分的偏心，轴颈部和销部被造形，臂部也相应被造形。

此外，专利文献4中也记载了制造轴颈部和销部被造形，臂部也相应被造形的曲轴的方法。在该制造技术中，以单纯的圆棒为原料。用固定模保持该圆棒原料的两端部中的一端部，用可动模保持另一端部，并且，用轴颈模保持圆棒原料的轴颈部相当部分，用销模保持销部相当部分。

从这种状态下，使可动模、轴颈模及销模沿轴向朝固定模移动，而使圆棒原料产生压缩变形。与此同时，使销模沿着与轴向成直角的偏心方向移动，而使销部相当部分偏心。由此，轴颈部和销部被造形，臂部也相应被造形。

在专利文献3和4所记载的制造方法中都不会产生飞边，因此，可以期待材料利用率的显著提高。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-7726号公报

专利文献2：日本特开2010-230027号公报

专利文献3：日本特开2008-155275号公报

专利文献4：日本特开2011-161496号公报

发明内容

发明要解决的问题

诚然，根据上述专利文献1和2所述的制造方法，能够维持臂部的两侧部的厚度较厚，并在臂部的轴颈部侧的表面形成凹陷部。由此，能够制造同时实现了轻量化和刚度的确保的锻造曲轴。

但是，在该制造方法中，为了在臂部表面形成凹陷部，要向臂部表面大力压入冲头而使整个臂部变形，因此，冲头的压入需要很大的力。因此，需要用于赋予冲头很大的力的额外的设备结构，而且也需要考虑冲头的耐久性。

另一方面，根据上述专利文献3和4所述的制造方法，都不会产生飞边，因此，可以期待材料利用率的显著提高。但是，未对锻造曲轴的轻量化进行研究，不能满足轻量化的要求。

本发明的目的在于，提供一种锻造曲轴的制造方法，能够提高材料利用率并简单地获得同时实现了轻量化和刚度的确保的锻造曲轴。

用于解决问题的方案

本发明的实施方式的锻造曲轴的制造方法是包括作为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及连接上述轴颈部和上述销部的曲臂部的锻造曲轴的制造方法。该制造方法包括：预成型工序，成形无飞边的粗坯，该粗坯被造形成具有分别自上述曲臂部的上述销部附近的两侧部的外周突出的余料部的曲轴的形状；模锻工序，使用一对第1模具对在上述预成型工序中成形的上述粗坯进行压下，从而成形带飞边的锻造件；以及去除飞边工序，自在上述模锻工序中成形的上述锻造件去除飞边。在上述模锻工序中，一边利用第2模具的压靠来保持上述曲臂部的上述轴颈部侧的表面中的至少除了上述两侧部的区域以外的表面部分，一边利用上述第1模具使上述曲臂部的上述余料部变形而使上述曲臂部的上述两侧部的厚度增加。

在上述制造方法中，优选的是，上述第2模具具有引导槽，利用上述引导槽引导在上述模锻工序的压下过程中溢出的上述飞边。

在上述制造方法中，优选的是，在上述模锻工序的压下过程中，以使上述第2模具位于上述第1模具的相对的分型面之间的中央的状态，使上述第2模具向压下方向移动。

发明的效果

根据本发明，在预成型工序中在臂部的两侧部的外周形成局部突出的余料部，在模锻工序中利用第1模具使该局部突出的余料部变形而使臂部的两侧部的厚度增加。由此，能够维持臂部的两侧部的厚度较厚，并在臂部的轴颈部侧的表面形成凹陷部。因此，在所得的锻造曲轴中，能够同时谋求轻量化和刚度的确保。

在模锻工序中，利用第2模具的压靠保持臂部的轴颈部侧的表面中至少除了两侧部的区域以外的表面部分。通过使用该第2模具，能够顺利地进行模锻，且能不需要多大力地简单地形成臂部的凹陷部。此外，在模锻工序中，作为加工对象的粗坯已经被造形成曲轴的形状，并且没有飞边，因此，能够减少锻造中形成的飞边，从而提高材料利用率。

附图说明

图1的(a)～图1的(f)是用于说明现有的普通锻造曲轴制造工序的示意图，图1的(a)表示钢坯，图1的(b)表示辊轧坯，图1的(c)表示弯曲坯，图1的(d)表示粗锻件，图1的(e)表示精锻件，图1的(f)表示曲轴。

图2的(a)～图2的(d)是表示本发明的锻造前的曲轴的臂部的形状例的示意图，图2的(a)是立体图，图2的(b)是自轴颈部侧观察时的主视图，图2的(c)是俯视图，图2的(d)是A-A剖视图。

图3的(a)～图3的(d)是表示本发明的锻造后的曲轴的臂部的形状例的示意图，图3的(a)是立体图，图3的(b)是自轴颈部侧观察时的主视图，图3的(c)是俯视图，图3的(d)是B-B剖视图。

图4的(a)～(c)是示意性地表示本发明的模锻工序中的模具的动作例的主视图，图4的(a)表示模锻初期时，图4的(b)表示模锻中期时，图4的(c)表示模锻结束时。

图5的(a)和图5的(b)是示意性地表示本发明的模锻工序中的第2模具的配置例的俯视图，图5的(a)表示模锻初期时，图5的(b)表示模锻结束时。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的锻造曲轴的制造方法。

本实施方式的锻造曲轴的制造方法包括预成型工序、模锻工序和去除飞边工序。预成型、模锻和去除飞边的各工序均在加热条件下进行。

1.曲轴的臂部的形状

图2的(a)～图2的(d)是表示本发明的锻造前的曲轴的臂部的形状例的示意图，图2的(a)是立体图，图2的(b)是自轴颈部侧观察时的主视图，图2的(c)是俯视图，图2的(d)是A-A剖视图。

图3的(a)～图3的(d)是表示本发明的锻造后的曲轴的臂部的形状例的示意图，图3的(a)是立体图，图3的(b)是自轴颈部侧观察时的主视图，图3的(c)是俯视图，图3的(d)是B-B剖视图。

在图2的(a)～图2的(d)以及图3的(a)～图3的(d)中，代表性地抽出曲轴的1个臂部(包括配重部)来进行图示，省略了曲轴的其余臂部。

如图3的(a)～图3的(d)所示，在本实施方式的锻造后的臂部A中，销部P附近的两侧部(Aa、Ab)向轴颈部J侧鼓出，使得上述两侧部(Aa、Ab)的厚度增加。此外，该臂部A在轴颈部J侧的表面的两侧部(Aa、Ab)内侧的区域As具有凹陷部。在此，臂部A的侧部(Aa、Ab)是指臂部A的侧面及其周边部。换言之，臂部A的侧部(Aa、Ab)是臂部A的宽度方向(与包括轴颈部J的轴心和销部P的轴心的面垂直的方向)上的端部。

这样锻造后的臂部A维持了两侧部(Aa、Ab)的厚度较厚，且在轴颈部J侧的表面形成了凹陷部。该臂部A的形状在去除飞边后也能维持。因此，本实施方式的锻造曲轴能够利用臂部A表面的凹陷部实现轻量化。此外，能够通过维持臂部A的两侧部(Aa、Ab)的厚度而实现刚度的确保。

与此相对，如图2的(a)～图2的(d)所示，锻造前的臂部A在轴颈部J侧的表面中的两侧部(Aa、Ab)内侧的区域As具有与锻造后(最终产品)一致的凹陷部。该凹陷部流畅地扩展至臂部A的两侧部(Aa、Ab)的区域。由此，在该臂部形状中，两侧部(Aa、Ab)的厚度小于锻造后(最终产品)的厚度。

此外，在臂部A的两侧部(Aa、Ab)的外周分别造形出余料部(Aaa、Aba)。该余料部(Aaa、Aba)分别自两侧部(Aa、Ab)的外周(侧面)突出。图2的(a)～图2的(d)所示的余料部(Aaa、Aba)呈沿着宽度方向延伸的板状，沿着臂部A的两侧部(Aa、Ab)的外周扩展。余料部(Aaa、Aba)的厚度大致等于或小于位于其根部的两侧部(Aa、Ab)的厚度。

2.锻造曲轴的制造方法

如上所述，本实施方式的锻造曲轴的制造方法包括预成型工序、模锻工序和去除飞边工序，任一工序都是在加热条件下一连串进行的。在需要调整销部的配置角度的情况下，作为去除飞边工序的后续工序，设有扭拐工序。

在预成型工序中，以钢坯为原料，通过对该钢坯实施预成型，成形出被造形成曲轴(最终产品)的大致形状的粗坯。该粗坯是中间材料，具有多余体积，因为在模锻工序中要一边形成飞边，一边造形成最终形状。

预成型工序例如可由减径轧制和多次的弯曲锻造(通常也称“平压(日文：平押し)”)构成。在减径轧制中，由作为原料的钢坯获得了作为中间材料的辊轧坯。在该减径轧制中，通过使用了孔型辊的辊轧成型，沿长度方向分配钢坯的体积。接着，在弯曲锻造中，自与辊轧坯的长度方向成直角的方向对辊轧坯进行局部压下，进一步分配辊轧坯的体积。通过对辊轧坯反复实施这样的加工，能够获得上述形状的粗坯。

在预成型工序中，也可以使用上述专利文献3或4所公开的技术来获得粗坯。此外，也可以采用斜轧、闭塞锻造。

在这样的预成型工序中，所得的粗坯被造形成上述图2所示那样的曲轴(最终产品)的大致形状。而且，在所得的粗坯上造形出了臂部的余料部(Aaa、Aba)，且在臂部的轴颈部J侧的表面形成了凹陷部。如上所述，该余料部(Aaa、Aba)分别设于销部P附近的两侧部(Aa、Ab)的外周，自该外周突出。此外，凹陷部位于轴颈部J侧的表面中的两侧部(Aa、Ab)内侧的区域As，与锻造后(最终产品形状)的形状一致。此外，粗坯没有飞边。

在此，在预成型工序中的粗坯的成形中，使用了冲头、冲压模等模具。该模具中雕有模雕刻部，该模雕刻部反映了上述臂部A的形状，具体为余料部、区域As的凹陷部的形状。模雕刻部的脱模斜度在与臂部外周的余料部(Aaa、Aba)对应的部位和与臂部表面的凹陷部对应的部位均无倒勾。因此，能够顺利进行粗坯的成形。

然后，进入模锻工序。在模锻工序中，与现有的常规的模锻工序(更具体而言是粗锻工序、精锻工序)一样使用一对第1模具。在本实施方式的制造方法中还会用到第2模具。

图4的(a)～图4的(c)是示意性地表示本发明的模锻工序中的模具的动作例的主视图，图4的(a)表示模锻初期时，图4的(b)表示模锻中期时，图4的(c)表示模锻结束时。图4的(a)～图4的(c)中示出了粗坯(31、32)、第2模具20和上下一对的第1模具10。

图5的(a)和图5的(b)是示意性地表示本发明的模锻工序中的第2模具的配置例的俯视图，图5的(a)表示模锻初期时，图5的(b)表示模锻结束时。图5的(a)和图5的(b)中示出了粗坯(31、32)和第2模具20。此外，为了便于理解附图，省略了第1模具，以臂部中心面处的剖面形状仅示出了第2模具20。

第1模具10的上模11和下模12分别雕有模雕刻部。该模雕刻部反映了上述图3所示的曲轴形状中的除了臂部A的区域As的凹陷部以外的部分的形状。具体而言，模雕刻部反映了轴颈部J、销部P的形状。此外，模雕刻部也反映了臂部A的除了区域As的凹陷部以外的形状。

为了容纳第2模具20，第1模具10的上模11和下模12在与臂部A的区域As的凹陷部对应的部位大幅开放。

第2模具20雕有模雕刻部。该模雕刻部反映了与臂部A的轴颈部J侧的表面中的至少除了两侧部(Aa、Ab)的区域以外的表面部分对应的形状。图4的(a)～(c)等所示的第2模具20的模雕刻部反映了臂部A的区域As的凹陷部的形状。

这样的第2模具20能够以接触和离开臂部的轴颈部J侧的表面的方式进退移动。第2模具20的进退移动通过与第2模具20连结的液压缸等来执行。

此外，图4的(a)～(c)等所示的第2模具20能够向压下方向移动，以便位于第1模具10的上模11和下模12之间的中央(在图4中能够沿上下方向移动)。用于使这样的第2模具20移动的机构例如由保持第2模具20的保持架(未图示)、第1弹性体(例如弹簧，未图示)和第2弹性体(例如弹簧，未图示)形成。第1弹性体将下模12和保持架连结起来，连结后的保持架能够上下运动。第2弹性体一端与上模11连结，另一端能够与保持架抵接。

在这种结构的情况下，在初期状态下，上模11和下模12充分远离而使第2弹性体的另一端不与保持架抵接。因此，即使上模11和下模12靠近，保持架和下模12之间的距离也能维持恒定。当上模11和下模12靠近，使得第2模具20位于上模11和下模12之间的中央时，第2弹性体的另一端与保持架抵接。上模11和下模12进一步靠近时，第1弹性体和第2弹性体各自开始被压缩，与此相伴，第2模具20与保持架一同下降。此时，由于第1弹性体和第2弹性体被调整为相同压缩量，因此，第2模具20以位于上模11和下模12之间的中央的状态下降。

这种使用第1模具10和第2模具20的模锻工序如下这样进行。首先，在使第1模具10的上模11和下模12充分远离的状态下，将粗坯容纳于下模12的模雕刻部。此时，第2模具20处于远离粗坯31的退避状态，臂部A的轴颈部J侧表面(区域As)的凹陷部完全不受约束。

接着，使第2模具20进入，如图4的(a)和图5的(a)所示那样，将第2模具20压靠于臂部A的区域As的凹陷部。由此，用第2模具20保持臂部A的区域As的凹陷部的形状。此时，第2模具20的压下方向上的位置处于距离下模12规定距离的位置，而不是第1模具10的相对的分型面之间的中央。

在该状态下，使上模11向下模12移动。此时，由于上模11和下模12呈充分远离的状态，因此，第2模具20的压下方向(上下方向)上的位置被维持在距离下模12规定距离的位置。更具体而言，在采用由上述保持架、第1弹性体和第2弹性体形成的机构时，由于第2弹性体不与第2模具20抵接，因此，能维持第2模具20的压下方向上的位置。当使上模11进一步移动，直到成为第2模具20的压下方向上的位置变成第1模具10的相对的分型面之间的中央的状态时，成为图4的(b)所示的状态。

当自图4的(b)所示的状态使上模11进一步向下模12移动时，第2模具20开始向压下方向移动，第2模具20以位于第1模具10的相对的分型面之间的中央的状态移动。更具体而言，在采用由上述保持架、第1弹性体和第2弹性体形成的机构时，第2弹性体与第2模具20抵接，第1弹性体和第2弹性体双双开始压缩。与此相伴，第2模具20下降。该第2模具20下降时，由于第1弹性体和第2弹性体被调整成压缩量始终相同，因此，第2模具20在始终位于上模11和下模12之间的大致中央的状态下下降。该第2模具20开始向压下方向移动的大致同时，第1模具10开始对粗坯31进行压下。

使上模11进一步移动而使上模11到达压下结束位置(参照图4的(c))。这期间，与上模11的移动相应地，第2模具20始终以位于第1模具10的分型面间距的大致中央的状态移动。伴随上模11到达压下结束位置，粗坯31的压下结束。

在从该压下开始到结束的过程中，利用第1模具10对粗坯进行压下，粗坯被造形成与上模11和下模12的模雕刻部对应的形状。例如，在粗坯上造形出了轴颈部J、销部P。伴随该压下所带来的造形，在粗坯上形成了飞边32a。

此外，在压下过程中，第2模具20被压靠于臂部A的区域As的凹陷部。因此，利用第2模具20保持了臂部A的区域As的凹陷部的形状。第2模具20优选通过例如上述结构而能够以位于第1模具10的上模11和下模12之间的中央的状态上下运动。在此，在压下过程中，粗坯的臂部中心线也上下移动，具体而言，臂部中心线以位于第1模具10的上模11和下模12之间的中央的状态上下运动。因此，只要第2模具20能够上下运动，在压下过程中，臂部A的区域As的凹陷部和第2模具20即可在维持它们的相对位置关系的状态下上下运动。其结果是，利用第2模具20更可靠地保持了臂部A的区域As的凹陷部形状。

此外，在粗坯的臂部A的两侧部(Aa、Ab)的外周分别造形出了余料部(Aaa、Aba)，该余料部(Aaa、Aba)分别自两侧部(Aa、Ab)的外周突出。另一方面，第1模具10(上模11和下模12)的模雕刻部反映了臂部A的除了区域As的凹陷部以外的形状，具体是臂部的两侧部(Aa、Ab)的形状。由此，伴随压下，第1模具10(上模11和下模12)的模雕刻部压靠于余料部(Aaa、Aba)，将余料部(Aaa、Aba)压弯或压扁。这样，余料部(Aaa、Aba)变形，被造形成与第1模具10(上模11和下模12)的模雕刻部吻合的形状。其结果是，在臂部A的两侧部(Aa、Ab)，轴颈部J侧的表面鼓出，两侧部(Aa、Ab)的厚度增加。

这样一来，如上述图3所示，获得了臂部A的两侧部(Aa、Ab)的厚度变厚，在臂部A的轴颈部J侧的表面造形出了凹陷部的锻造件。

此外，在压下过程中，由于臂部A的轴颈部J侧的表面的凹陷部区域As被第2模具20压靠而受到约束，因此，该区域As的凹陷部形状稳定。

在第1模具10的压下结束之后，使第2模具20后退而自臂部A退避，然后，使第1模具10的上模11远离下模12而取出曲轴(锻造件)。

接着，在去除飞边工序中，通过自带飞边的锻造件冲裁去除飞边而获得曲轴。此时，锻造件上所造形出的主要形状(例如臂部A、轴颈部J、销部P)在去除飞边后的锻造件(所得的曲轴)上也能维持。

这样，根据本实施方式的制造方法，能够维持臂部A的两侧部(Aa、Ab)的厚度较厚，且能在臂部A的轴颈部J侧的表面造形出凹陷部。因此，本实施方式的制造方法能够制造同时实现轻量化和刚度的确保的锻造曲轴。

此外，本实施方式的制造方法在臂部A的两侧部(Aa、Ab)的外周造形出局部突出的余料部(Aaa、Aba)，利用第1模具的压下使该局部突出的余料部(Aaa、Aba)变形。该第1模具的压下所需的力与现有的锻造所需的力程度相同。另一方面，将第2模具压靠于臂部A的表面，但并不将该第2模具进一步压入，因此，保持第2模具的力较小即可。由于上述原因，本实施方式的制造方法不需要多大的力，进行起来简单。

在此，在上述图1所示的那种现有制造方法中，在粗锻工序和精锻工序中使用一对模具进行锻压，因此，在所得的锻造件上形成了较大的飞边。与此相对，本实施方式的制造方法在预成型工序中获得无飞边的粗坯，在模锻工序中获得带飞边的锻造件，因此，飞边是在模锻工序中形成的，其飞边较小。此外，如上述图3的(a)～(d)和图5的(b)所示，在锻造件(模锻后的粗坯)32中的与第2模具抵接的部位未形成飞边32a。因此，本实施方式的制造方法能够提高材料利用率。

在本实施方式的制造方法中，在模锻工序中一边形成飞边一边造形形状，因此，有时该飞边会自第1模具10(上模11和下模12)的模雕刻部溢出，而进入第1模具10和第2模具20之间的间隙。在该情况下，可能导致第1模具10、第2模具20的损伤。此外，也可能影响第2模具20的进退移动，迫使操作停止。

为了防止这些情况，优选的是，第2模具20具有引导槽20a，利用引导槽20a引导在模锻工序中溢出的飞边。例如，在上述图4和图5所示的第2模具20中，以位于第1模具10的上模11和下模12之间的中央的部分为中心而设置规定宽度的引导槽20a。这样，通过设置引导槽20a，形成于粗坯的飞边被引导槽20a引导，不会进入第1模具10(上模11和下模12)和第2模具20之间的间隙。

引导槽20a的形状、尺寸根据形成的飞边的大小适当设定即可。例如，引导槽20a的截面形状可以采用矩形状、梯形状、半圆状。

在模锻工序的压下过程中，优选的是，以使第2模具20位于第1模具10的相对的分型面之间的中央的状态使第2模具20向压下方向移动，。由此，能用第2模具20可靠地保持臂部A的区域As的凹陷部等的形状，因此，在有第2模具20压靠的部位能够提高加工精度。用于使第2模具20向压下方向移动的机构可以采用上述结构，即，可以用保持架、第1弹性体和第2弹性体形成该机构。

在此，在曲轴中，作为销部P和臂部A的接缝的销圆角部(pin fillet)处容易产生应力集中。因此，为了提高疲劳强度，大多要利用高频感应加热对销圆角部实施淬火。此时，臂部A的销侧顶端部(pin top)Ac由于和要实施淬火的销圆角部相邻，因此，若不能确保一定程度的厚度，则很可能发生淬裂。

优选的是，在预成型工序中，将臂部A的销侧顶端部Ac成形为较厚的形状，且在模锻工序也维持该形状。由此，能够在所得的曲轴中确保销侧顶端部Ac的厚度。此外，优选的是，在预成型工序中，不将销侧顶端部Ac成形为较厚的形状，而在模锻工序中将销侧顶端部Ac成形为较厚的形状。由此，也能够在所得的曲轴中确保销侧顶端部Ac的厚度。只要能像这样确保销侧顶端部Ac的厚度，即可提高对于淬裂的抵抗性。

本实施方式的制造方法不限定于图2的(a)～(d)和图3的(a)～(d)所示的那种一体具有配重部的臂部，也可以以不具有配重部的臂部为对象。具体而言，在上述的4缸-8块配重的曲轴中，所有臂部都一体具有配重部。在该情况下，可以在所有臂部中，于销部附近的两侧部成形余料部，并使该余料部变形而使两侧部的厚度增加。

此外，在上述的4缸-4块配重的曲轴中，一部分臂部一体具有配重部。在该情况下，可以仅针对一体具有配重部的臂部，于销部附近的两侧部成形余料部，并使该余料部变形而使两侧部的厚度增加。或者，也可以针对一体具有配重部的臂部和并未一体具有配重部的臂部，均于销部附近的两侧部成形余料部，并使该余料部变形而使两侧部的厚度增加。

本实施方式的制造方法不限定于应用在搭载于4缸发动机的曲轴上，也可应用在搭载于3缸发动机、直列6缸发动机、V型6缸发动机和8缸发动机等的曲轴上。

产业上的可利用性

本发明能够有效利用于搭载于所有往复式发动机的锻造曲轴的制造。

附图标记说明

1：锻造曲轴；J、J1～J5：轴颈部；P、P1～P4：销部；Fr：前端部；Fl：凸缘部；A、A1～A8：曲臂部；W、W1～W8：配重部；Aa、Ab：臂部的侧部；Ac：臂部的销侧顶端部；As：臂部的轴颈部侧表面中的两侧部内侧的区域；Aaa、Aba：余料部；10：第1模具；11：上模；12：下模；20：第2模具；20a：引导槽；31：模锻前的粗坯；32：模锻后的粗坯(锻造件)；32a：飞边。

Claims (3)

1.一种锻造曲轴的制造方法，

该锻造曲轴包括作为旋转中心的轴颈部、相对于该轴颈部偏心的销部以及连接上述轴颈部和上述销部的曲臂部，其中，

该制造方法包括：

预成型工序，成形无飞边的粗坯，该粗坯被造形成具有分别自上述曲臂部的上述销部附近的两侧部的外周突出的余料部的曲轴的形状；

模锻工序，使用一对第1模具对在上述预成型工序中成形的上述粗坯进行压下，从而成形带飞边的锻造件；以及

去除飞边工序，自在上述模锻工序中成形的上述锻造件去除飞边；

在上述模锻工序中，一边利用第2模具的压靠来保持上述曲臂部的上述轴颈部侧的表面中的至少除了上述两侧部的区域以外的表面部分，一边利用上述第1模具使上述曲臂部的上述余料部变形而使上述曲臂部的上述两侧部的厚度增加。

2.根据权利要求1所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

上述第2模具具有引导槽，利用上述引导槽引导在上述模锻工序的压下过程中溢出的上述飞边。

3.根据权利要求1或2所述的锻造曲轴的制造方法，其中，

在上述模锻工序的压下过程中，以使上述第2模具位于上述第1模具的相对的分型面之间的中央的状态，使上述第2模具向压下方向移动。