JPS5850146A

JPS5850146A - クランクシヤフトの鍛造方法

Info

Publication number: JPS5850146A
Application number: JP14868581A
Authority: JP
Inventors: Shigeyasu Ueno; 恵尉上野; Masanobu Ueda; 上田　雅信; Minoru Tanigawa; 谷川　實; Masaki Suzuki; 鈴木　昌己
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-09-22
Filing date: 1981-09-22
Publication date: 1983-03-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はクランクシャフトの鍛造方法に係シ、特に、材
料歩留りの向上と寸法精度の向上を志向したクランクシ
ャフトの鍛造方法に関するものである。

り？ンクシャフトは、第１図１に示すような形状を有し
ている。

第１図は、クランクシャフトの一例を示す側面図である
。この第１図において、１はクランクシャフト、１ａは
そのピン部、１ｂはロッド部、ｌｃは偏心部である。

まず、従来のクランクシャフトの鍛造方法を、第１図に
係るクランクシャフト１を鍛造する場合を例にとって説
明する。

第２図は、従来のクランクシャフトの鍛造方法の実施に
供せられる上型、下型および素材を併せて示す断面図で
おる。この第２図において、２゜３は、型閉めしたとき
、クランクシャフト１の完成品（第１図参照）とほぼ同
一形状に造形される空隙２ａ、３ａを設けた上型、下型
、４は、クランクシャフト１に鍛造されるべき素材であ
る。

鍛造方法は、第２図に示すように、上型２と下型３の間
に素材４を置き、プレスのプレスヘッド（図示せず）に
より上型２を軸直角方向（第２図において上方）から加
圧して（下型３はプレスのベッド上に載置）、クランク
シャフト１を成形する方法が一般的である。この方法に
おいて問題となるのは、クランクシャフト１の軸直角方
向の断面褌が場所によって異なるので、上型２および下
型３の空隙２ａ、３ａの１．□１クランクシャフト１の
ビン部１ａに相当する部分に素材４を押圧して充満させ
るためには、ビン部Ｘａ（クランクシャフト１の最も太
い部分）１０直径に近い直径の素材４を用いる必要があ
る。したがってロッド部１ｂなどでは材料が余り、その
部分にばりが多くなり材料歩留υが悪くなるという欠点
があった。また、ばりが多くなることにより素材４と型
（上型２．下型３）との接触面積が大きくなり、したが
って加工力が大きくなるため、大形のプレスが必要であ
った。さらに、型の構造が密閉型でないので、成形した
クランクシャフト１の寸法精度が悪く、仕上代が多くな
り、後工程としての仕上げ工数が多いという欠点もあっ
た。

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、材料°
歩留りが良く、大型のプレスを必要とせず。

且つ寸法精度が良くて後工程としての仕上げ工数を低減
させることができるクランクシャフトの鍛造方法の提供
を、その目的とするものである。

本発明の特徴は、クランクシャフトのロッド部およびビ
ン部とほぼ同一形状の空隙を造形した密閉型内に、前記
ロッド部の径よシ細く、軸方向に加圧したときに座屈し
ない太さの径を有する素材を挿、入し、この素材を軸方
向から加圧してビン部を予備成形したのち、この予備成
形品を、型閉めしたときに前記クランクシャフトの完成
品とほぼ同一形状に造形される空隙を設けた上型および
下型内に挿入し、前記予備成形品を軸直角方向から加圧
してクランクシャフトを成形するクランクシャフトの鍛
造方法にある。

以下本発明を、第１図に係るクランクシャフトを鍛造す
る実施例によって説明する。

本実施例では、後述する予備成形後のクランクシャフト
の成形（第２工程）には、さきに述べた、従来のクラン
クシャフトの鍛造方法の実施に供せられる上型、下型を
使用することには変りがない。

第３図は、本発明の一実施例だ係るクランクシャフトの
鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図、第４
図は、第３図に係る密閉型によってビン部を予備成形し
た予備成形品を示す側面図である。

まず、第３図を使用して密閉型５の構成を説明する。こ
の第３図において、６，７は、一体となったとき、クラ
ンクシャフトのビン部１ａおよびロッド部１ｂ（第１図
参照）とほぼ同一形状に造形される空隙６ａ、７ａを設
けた、２分割された型に係る型Ａ、型Ｂ、８は、成形時
には、その内部に前記型ムロ、型Ｂ７を収納して両者を
一体にして固定することができるシュリンクリング、９
は、型Ａ６．型Ｂ７を収納したシュリンクリング８をそ
の上に載置して固定するベース板、１０は、プレスのプ
レスヘッド（図示せず）に取付けられ、一体となった型
Ａ６．型Ｂ７の空隙５ａ、７ａの上部を摺動することが
できる上ポンチである。

このように構成した密閉型５の前記空隙６ａ。

７ａ内へ、ロッド部の径（３０ｆｉφ）よシ細く、軸方
向に加圧したとき座屈しない太さの径を有する素材、す
なわち、２９．５ｗφ×長さ３４０ｍｍの素材を上部か
ら挿入し、プレスヘッド（図示せず）を下降させて、前
記素材の軸方向に係る上方から上ポンチ１０によって加
圧すると、その素材は塑性変形し、型入６及び型Ｂ７の
空隙５ａ、７ａ内へ充満し、ビン部の予備成形が完了す
る（第１工程）。次に型Ａ６及び型Ｂ７をシュリンクリ
ング８から抜き取り、型Ａ６．型Ｂ７を分割すると、第
４図に示す予備成形品ＩＡを容易に取り出すことができ
る。この予備成形品ＩＡを、第２図に示す上型２及び下
型３の間に挿入し、軸直角方向（第２図において上方）
から、プレスヘッド（図示せず）によって加圧する（第
２工程）。

この第２工程においては、ピン部１ａが既に予備成形に
おいて所定の形状に成形されているので、加工されるの
は、第１図に示す偏心部ＩＣの近傍のみであるので、ば
りの発生は減少し、歩留りは大幅に向上する。そして、
上型２．下型３と予備成形品ＩＡとの接触面積も減少す
るので、加工力も従来方法の１／２以下となる。

また、第１工程の予備成形において、ピン部１ａの成形
を密閉型５によって行なっているので寸法精度が良く、
また前記したように第２工程もばシが少ないので全体的
に寸法精度が良くなり。

最終工程の仕上げ代が少なく、トリミング（ばシ取り）
および切削、研削などによる仕上げ工程の工数も大幅に
低減できる。

さらに、第２図に示した従来方法では、太い直径の素材
を用いるためロッド部などで多くばりが生じ、後工程の
トリミングでそのばシをせん断することになるが、この
せん断で材料の流線を切断する。これに対して本実施例
では、ロッド部などでのばりがほとんどないため、流線
を切断することがなく、シたがって強度的にすぐれたク
ランクシャ、フトを製造することができる。

ところで、第３図に係る密閉型５を使用してピン部を予
備成形したときの、材料の流線を観察゛した結果を、第
５．６図によって説明する。

第５図は、第３図に係る密閉型による成形途中の流線図
、第６図は、第４図に係る予備成形品の流線図である。

まず、上ポンチ１０によって素材を加圧すると、第５図
に示すように、上のピン部に材料が充満し、次に下のピ
ン部に材料が充満される際には、既に充満した上のピン
部の材料は移動しないで上部からの材料流動がおこるた
め、上のピン部近傍で内部せん断を生じ、第６図に示す
ように、上のピン部近傍で流線に乱れが発生することが
ある。このことは、ピン部の数が１つのクランクシャフ
トや、ピン部の直径がロッド部の直径と余シ大きな差が
ないときは、前記流線の乱れはほとんどなく、実用上問
題はないが、ピン部の数が２つの場合には、上ポンチ１
０の他に下ポンチを設けた密閉型を使用して、ピン部を
予備成形した方がよい。

第７図は、本発明の他の実施例に係るクランクシャフト
の鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図、第
８図は、第７図に係る密閉型を使用して、上ボ／チと下
ポンチで同時加圧してピン部を予備成形した予備成形品
の材料の流線を示す流線図である。

第７図において、第３図と同一番号を付したものは同一
部分である。この密閉型５Ａにおいては、上ポンチ１０
に対向して、型の下方に、空隙６ａ。

７ａの下部を摺動することができる下ポンチ１１を配設
するようにしたものである。なお、９ａはベース板９Ａ
に穿設した、下ポンチ１１のガイド穴である。

このように構成した密閉型５Ａの前記空隙（ｉａ。

７ａ内へ、前述したと同様に、ロッド部の径より細く、
軸方向に加圧したとき座屈しない太さの径を有する素材
を上部から挿入し、予備成形の加圧を、軸方向の両方向
から行ない、上ポンチ１０の加圧により上のピン部に材
料を充満させ、下ポンチ１１の加圧により下のピン部を
充満させる。上ポンチ１０及び下ポンチ１１の加圧のタ
イミングは、同時に加圧しても良いし、上ポンチ１０の
加圧により上のピン部を充満させたのち、下ポンチ１１
の加圧により下のピン、部を充満させても良い。

あるいは、下ポンチ１１の加圧によシ下のピン部を先に
充満させてもかまわない。

上ポンチ１０及び下ポンチ１１を同時加圧した予備成形
品の材料の流線は、第８図に示すようになり、上ポンチ
１０のみにより加圧した予備成形品の流線（第６図）と
比べて滑らかになっていることは明瞭であり、強度上の
信頼性がさらに向上する。なお、以後の第２工程は前記
実施例と同一である。

第９図は、本発明の、さらに他の実施例に係るクランク
シャフトの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断
面図であり、第９図（ａ）は、一方のピン部を成形して
いる状態を、第９図（ｂ）は、他方のピン部を成形して
いる状態をそれぞれ示す。

この第９図に係る実施例は、予備成形の工程を２工程に
分割し、まず一方のピン部を成形（第９図（ａ））した
のも、次に他のピン部を成形（第９図（ｂ））すること
Ｋより、２個のピン部を有するクランクシャフトを成形
するもあである。

第９図において、第３図と同二番号を付したものは同一
部分である。そして、１２，１３は、一体となったとき
、クランクシャフト１のロッド部および一方のピン部（
第９図（ａ）において成形型Ａ、型Ｂ、１４．１５は、
一体になったとき、前記ロッド部および両ピン部とほぼ
同一形状に造形される空隙１４ａ、１５ａを設けた、２
分割された型に係る型Ａ、型Ｂである。

まず゛、第９図（ａ）の密閉型５Ｂの空隙１２ａ。

１３ａ内へ、前述したと同様に、ロッド部の径より細く
、軸方向から加圧したとき座屈しない太さの径を有する
素材を上部から挿入し：前記素材の上方から上ポンチ１
０によって加圧すると、その素材は塑性変形し、空隙１
２ａ、−１３８へ充満し、一方のピン部が成形される゛
。

次に、型Ａ　Ｉ　’２　、型Ｂ１３をシュリンクリング
８から抜き取り、一方のピン部のみを成形した予備成形
品（図示せず）を取り出す。この予備成形品を、分割し
た型Ａ１４．型Ｂ１５内へ挿入し、両型１４．１５を一
体にして、第９図′（ｂ）に示すように、密閉型５Ｃの
シュリンクリング８の内部に収納して固定する（このと
き、さきに成形したピン部は、空隙１４ａ、１５ａの下
のピン部内に収納される）。□ ここで、上方（すなわち、今度成形しようとするピン部
側）から、ボ／チ１０により加圧して他の１個のピン部
（第９図（ｂ）において上のピン部）を成形し：予備成
形を完了する。

このようにして成形される予備成形品（図示せず）の流
線は、第７図に係る密閉型によって成形した予備成形品
の流線（第８図）と同様に、滑らかになってお９１強度
的にも優れている。なお、以後の第２工程は、前記各実
施例と同一である。

本実施例のクランクシャフトの鍛造方法は、２の個戸閉型５Ｂ、５Ｃを必要とするものの、第７図に係る
クランクシャフトの鍛造方法と異なり、密閉型の下から
加圧する機構を有するプレスを必要とせず、上からのみ
加圧できる通常のプレスが使ンクシャフトのロッド部お
よびピン部とほぼ同一形状の空隙を造形した密閉型内に
、前記ロッド部の径よシ細く、軸方向に加圧したときに
座屈しない太き、の径を有する素材を挿入し、この素材
を軸方向から加圧してピン部を予備成形したのち、この
予備成形品を、型閉めしたときに前記クランクシャフト
の完成品とほぼ同一形成される空隙を設けた上型および
下型内に挿入し、前記予備成形品を軸直角方向から加圧
してクランクシャフトを成形するようにしたので、材料
歩留シが良く、大型のプ°レスを必要とせず、且つ寸法
精度が良くて後゛工程としての仕上げ工数を低減させる
ことができるクランクシャフトの鍛造方法を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クランクシャフトの一６例を示す側面図、第
２図は、従来のクランクシャフトの鍛造方法の実施に供
せられる上型、下型および素材を併せて示す断面図、第
３図は１本発明の一実施例に係るクランクシャフトの鍛
造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図、第４図
は、第３図に係る密閉型によってピン部を予備成形した
予備成形品を示す側面図、第５〜６図は、材料の流線を
示すものであり、第５図は、第３図に係る密閉型による
成形途中の成形品の流線図、第６図は、第４図に係る予
備成形品の流線図、第７図は、本発明の他の実施例に係
るクランクシャフトの鍛造方法の実施に供せられる密閉
型を示す断面図、第８図は、第７図に係る密閉型を使用
して、上ポンチと下ポンチで同時加圧してピン部を予備
成形した予備成形品の材料の流線の流線図、第９図は、
本発明の、さらに他の実施例に係るクランクシャフトの
鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図である
。１・・・クランクシャフト、ｌａ・・・ピン部、１ｂ・
・・ロッド部％ＩＡ・・・予備成形品、２・・・上型、
３・・・下型、４・・・素材、５，５Ａ、５Ｂ、５Ｃ・
・・密閉型、２ａ。３ａ、６ａ、７ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ茅
１　目第３０茅４目は　　ハ　　″ 茅５目￥ｌ目第７目＃８目茶９　目

Claims

【特許請求の範囲】１、クランクシャフトのロッド部およびピン部とほぼ同
一形状の空隙を造形した密閉型内に、前記ロッド部の径
よシ細く、軸方向に加圧したときに座屈しない太さの径
を有する素材を挿入し、この素材を軸方向から加圧して
ビン部を予備成形したのち、この予備成形品を、型閉め
したときに前記クランクシャフトの完成品とほぼ同一形
状に造形される空隙を設けた上型および下型内に挿入し
、前記予備成形品を軸直角方向から加圧してクランクシ
ャフトを成形することを特徴とするクランクシャフトの
鍛造方法。２、予備成形の加圧を、軸方向の両方向から行なうこと
により、２個のビン部を有するクランクシャフトを成形
するようにしたものである特許請求の範囲第１項記載の
クランクシャフトの鍛造方法。３、予備成形の工程を２工程に分割し、まず、クランク
シャフトのロッド部および一方のビン部とほぼ同一形状
の空隙を造形した密閉型によって一方のピン部を成形し
１次に、前記ロッド部および両ピン部とほぼ同一形状の
空隙を造形した密閉型によって他のピン部を成形するこ
とにより、２個のビン部を有するクランクシャフトを成
形−するようにしたものである特許請求の範囲第１項記
載のクランクシャフトの鍛造方法。