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WO2014091742A1 - 鍛造回転体のセンタ穴の加工方法及び鍛造回転体のセンタ穴の加工システム - Google Patents

鍛造回転体のセンタ穴の加工方法及び鍛造回転体のセンタ穴の加工システム Download PDF

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Publication number
WO2014091742A1
WO2014091742A1 PCT/JP2013/007243 JP2013007243W WO2014091742A1 WO 2014091742 A1 WO2014091742 A1 WO 2014091742A1 JP 2013007243 W JP2013007243 W JP 2013007243W WO 2014091742 A1 WO2014091742 A1 WO 2014091742A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
center hole
forging
lot
forged
sample
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/007243
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
亮平 永田
信介 小松
邦彦 家久
Original Assignee
マツダ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マツダ株式会社 filed Critical マツダ株式会社
Priority to US14/430,189 priority Critical patent/US9539651B2/en
Priority to MX2015003562A priority patent/MX351372B/es
Priority to CN201380047802.1A priority patent/CN104854438B/zh
Priority to DE112013004473.0T priority patent/DE112013004473B4/de
Publication of WO2014091742A1 publication Critical patent/WO2014091742A1/ja

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B49/00—Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • B23B49/04—Devices for boring or drilling centre holes in workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00—Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/14—Determining imbalance
    • G01M1/16—Determining imbalance by oscillating or rotating the body to be tested
    • G01M1/24—Performing balancing on elastic shafts, e.g. for crankshafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2215/00—Details of workpieces
    • B23B2215/20—Crankshafts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/03—Processes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/05—Cutting by use of rotating axially moving tool with means to weigh or test work or product

Definitions

  • the present invention relates to a center hole processing method of a forged rotating body and a center hole processing system of the forged rotating body.
  • a rotating body that rotates at high speed such as an engine crankshaft
  • the position accuracy of the center hole used when processing the rotating body is poor, the rotational unbalance amount of the rotating body increases. Therefore, it is necessary that the position of the center hole is appropriately determined.
  • Patent Document 1 discloses the following method as a method for determining the position of the center hole.
  • the method of Patent Document 1 first, the three-dimensional shape of the forged rotating body in the material state is measured. A temporary center hole is set based on this measurement value. The virtual shape after processing of the rotating body is calculated by simulating the processing based on the temporary center hole. The amount of rotational imbalance of this virtual shape is calculated. When the calculated rotational imbalance amount is within a correctable range, the temporary center hole is determined as the center hole at the time of actual machining.
  • the present invention provides a method for processing a center hole of a forged rotating body and a system for processing a center hole of the forged rotating body that can improve productivity and reduce the weight of the forged rotating body.
  • the present invention provides a method of machining a center hole in a forged rotating body manufactured by a forging die, and is forged from after the die displacement adjustment of the forging die to the next die displacement adjustment.
  • a lot setting step for setting the plurality of forged rotating bodies in the same forging lot, a plurality of the forged rotating bodies as samples from one forging lot, and measuring the three-dimensional shape of each sample,
  • a three-dimensional shape measurement step for obtaining three-dimensional shape measurement data as measurement results, and a temporary center hole position for setting the position of the temporary center hole for each sample based on the three-dimensional shape measurement data.
  • the unbalance amount calculating step for calculating the rotational unbalance amount in the final shape after performing a predetermined processing simulation with reference to the temporary center hole, and the rotational unbalance amount of each sample are set in advance.
  • An average value calculating step for calculating a value, a center hole position where the average value of the rotational unbalance amount is zero, and the calculated center hole position is set to the forging to which the sample used for the calculation belongs.
  • a center hole machining position determining step for determining as a center hole machining position of all the forged rotating bodies included in the lot, and machining a forged rotating body.
  • a center hole machining step for machining a center hole at a center hole machining position of the forging rotary body determined for the forging lot to which the forging rotary body belongs.
  • a center hole processing method is provided.
  • the present invention provides a center hole machining system for forging rotating body that processes a center hole of a forging rotating body manufactured by a forging die, and after a forging die adjustment of the forging die until a next die deviation adjustment.
  • Each sample based on the means, the three-dimensional shape measurement data of each sample, and the three-dimensional shape design data of the final shape of the forged rotating body on a preset design. And an unbalance amount calculating means for calculating a rotational unbalance amount in a final shape after a predetermined machining simulation is performed with reference to the temporary center hole, and a rotational unbalance amount for each sample is set in advance.
  • An average value calculating means for calculating the center hole position where the average value of the rotational unbalance amount is zero, and the forged lot to which the sample used for the calculation belongs is calculated.
  • Center hole processing position determining means for determining as the center hole processing position of all the forging rotary bodies included in the forging rotary body,
  • a center hole machining system for machining a center hole at a center hole machining position of the forged rotator determined for the forging lot to which the forged rotator belongs is provided. To do.
  • the rotational unbalance amount includes not only the absolute value of the rotational unbalance amount of each sample but also information on the phase of these rotational unbalance amounts. Therefore, the determination of whether or not the rotational unbalance amount is within the allowable range does not simply determine whether or not the absolute value of the rotational unbalance amount of each sample is within the allowable range, but also considers the phase of the rotational unbalance amount. Judgment.
  • the calculation of the average value of the rotational unbalance amount is not simply performed by calculating the average value of the absolute value of the rotational unbalance amount of each sample, but by taking into consideration the phase of the rotational unbalance amount. That is, in the polar coordinate system, a vector extending from the center to the position of the rotational unbalance amount (the length (radius) from the center is the magnitude of the rotational unbalance amount and the direction means the phase of the rotational unbalance amount). Then, a vector indicating the rotational unbalance amount of each sample is synthesized, and a value obtained by dividing the size of the synthesized vector by the number of samples is calculated as an average value.
  • the three-dimensional shape measurement and the simulation are performed only for the sample extracted from the lot, not the three-dimensional shape measurement and the simulation for all the rotating bodies included in the lot. Therefore, productivity can be improved. Further, each time the misalignment adjustment is performed, the lot is reset, and the center hole machining position is determined for this lot. Therefore, the number of rotating bodies in one lot can be suppressed to be small, and variations in rotational unbalance amount in one lot can be suppressed to be small. Accordingly, the forging rotator can be reduced in weight by reducing the adjustment margin that must be provided in advance in the forging rotator in order to correct the rotational unbalance amount.
  • the center hole processing position which is performed after the center hole processing position determination step and is determined in the center hole processing position determination step, is identified with the forging lot identification information.
  • a center hole machining position storing step for storing in the storage means in association is further provided, and in the center hole machining step, the center hole machining position of the forged rotating body is read from the storage means based on the forging lot identification information. preferable.
  • the center hole processing position determined by the center hole processing position determination means further comprises storage means for storing the center hole processing position in association with identification information of the forging lot,
  • the center hole machining means preferably reads the center hole machining position of the forged rotating body from the storage means based on the identification information of the forging lot.
  • the center hole machining position determined for a predetermined forging lot is read from the storage means based on the identification information of the forging lot, the center hole machining process can be automated.
  • the forging rotor is preferably an engine crankshaft.
  • the forging lot of the forged rotating body manufactured after the replacement is changed to a forging lot different from the forged rotating body manufactured before the replacement. It is preferable to set.
  • FIG. 2 is a schematic side view of a crankshaft for explaining a three-dimensional shape measuring step and a temporary center hole position setting step in the center hole processing method of FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a lower die of a forging die for explaining a die shift adjusting step in the center hole processing method of FIG. 1.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a center hole machining position determining step from an unbalance amount calculating step when one forging lot is made up to die change as compared with FIG. 7.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a forged rotating body manufacturing system to which a machining system according to an embodiment of the present invention is applied.
  • a crankshaft C of a four-cylinder engine as shown in FIG. 5 is manufactured as a forged rotating body.
  • the processing system includes a forging station St1, a center hole determination station St2, and a processing station St3 in the order of processing.
  • die forging is performed.
  • a pair of upper and lower forging dies (an upper die and a lower die, hereinafter, the forging die may be simply referred to as a die) is disposed.
  • the mold presses the forging material and transfers the mold shape to the forging material.
  • the crankshaft C in a state before processing that is, a raw material state is forged by die forging.
  • the crankshaft C in the material state is appropriately referred to as a material of the crankshaft C.
  • the relative position of the upper mold and the lower mold may deviate. That is, so-called misalignment may occur.
  • mold deviation occurs, the shape of the forged crankshaft C deviates from a desired design shape. This causes a rotational imbalance of the crankshaft C.
  • the die shift is adjusted in order to suppress rotational imbalance.
  • the misalignment is performed when the management characteristic value of the material of the crankshaft C exceeds a limit value.
  • the material of the crankshaft C manufactured until the new misalignment adjustment is performed is set to the same forging lot (hereinafter simply referred to as “lot”). That is, the material of the crankshaft C manufactured after the mold misalignment adjustment and before the next mold misalignment adjustment is performed is set to the same lot. In the present embodiment, the lot is also changed when the mold is exchanged.
  • the center hole determining station St2 is provided with a three-dimensional shape measuring device (three-dimensional shape measuring means) 100, a center hole determining processing device 200, a database (storage means) 300, and a lot information marking device 400.
  • a three-dimensional shape measuring device three-dimensional shape measuring means
  • a center hole determining processing device 200 a center hole determining processing device 200
  • a database (storage means) 300 a lot information marking device 400.
  • lot information marking device 400 In FIG. 1, the letters “apparatus” are omitted.
  • a plurality of samples Sp are extracted from the material of the crankshaft C conveyed from the forging station St1.
  • the three-dimensional shape measuring instrument 100 measures the three-dimensional shape of each sample Sp.
  • Each three-dimensional measurement data is sent to the center hole determination processing device 200.
  • the center hole determination processing device 200 determines the center hole machining position of the crankshaft C.
  • the database 300 stores the center hole machining position and lot information in association with each other.
  • the lot information includes the model name of the crankshaft C and information for identifying the type of lot.
  • the sample Sp is returned to the original lot L again after the three-dimensional shape is measured.
  • the lot information marking device 400 stamps the lot information on the material of each crankshaft C.
  • the stamped material of the crankshaft C is transferred to the processing station St3.
  • the processing station St3 is provided with a center hole information reading device 500 and a center hole processing device (center hole processing means) 600.
  • the center hole information reading device 500 reads lot information from the material of the crankshaft C.
  • the center hole information reading device 500 reads from the database 300 the center hole processing position determined for the type of lot included in the lot information.
  • the center hole processing device 600 processes the center hole H at the center hole processing position read from the database 300 on both end surfaces in the rotation axis direction of the material of the crankshaft C.
  • a main processing step, an unbalance inspection step, an unbalance correction processing step, and a finishing processing step are sequentially performed on the material of the crankshaft C on which the center hole H has been processed.
  • the characters “device” are omitted for the center hole information reading device 500 and the center hole processing device 600.
  • the machine tool sequentially performs cutting, drilling, heat treatment and grinding of the crankshaft C material. Specifically, first, the machine tool cuts the journal portions J1 to J5 of the material of the crankshaft C with reference to the center hole H so that the outer diameter becomes a predetermined value. Next, the machine tool forms a hole in the crankshaft C to form a lubricating oil flow path and the like. Thereafter, the crankshaft C is heat-treated. The machine tool performs grinding on a portion of the crankshaft C after heat treatment that requires a highly accurate surface shape.
  • the balance measuring device inspects unbalance when the crankshaft C rotates, so-called dynamic balance. This inspection is performed on the total number of crankshafts C in which this machining process has been completed. The result of this inspection is sent to the database 300 and stored in the database 300. The result of this inspection is sent to the forging station St1 as necessary. In the forging station St1, die shift adjustment is performed as necessary based on the inspection result.
  • the rotational unbalance of the crankshaft C is adjusted based on the inspection result in the unbalance inspection process. Specifically, Doruru makes a hole in the outer peripheral portion of the counterweight portion Cw of the crankshaft C based on the inspection result.
  • finishing process finishing such as partial polishing and marking of the crankshaft C is performed. Further, after these processes, the crankshaft C is cleaned.
  • the center hole determination processing device 200 will be described in detail with reference to FIG.
  • the center hole determination processing device 200 includes a temporary center hole position setting unit 201, an unbalance amount calculation unit 202, a determination unit 203, an average value calculation unit 204, and a center hole processing position determination unit 205.
  • the temporary center hole position setting means 201 sets the position of the temporary center hole Ht of each sample Sp based on the three-dimensional shape measurement data of each sample Sp of the material of the crankshaft C measured by the three-dimensional shape measuring instrument 100. To do.
  • the unbalance amount calculation means 202 simulates the virtual final shape of each sample Sp when the main processing is performed with respect to each sample Sp with reference to the set temporary center hole Ht. Further, the unbalance amount calculation means 202 calculates the rotation unbalance amount in the virtual final shape of each sample Sp.
  • the unbalance amount calculating means 202 performs the above calculation based on the three-dimensional shape measurement data of each sample Sp and the three-dimensional shape design data relating to the final shape of the crankshaft C set in advance.
  • the determination unit 203 determines whether or not the rotational unbalance amount of each sample Sp calculated by the unbalance amount calculation unit 202 is within a range that can be corrected in the unbalance correction processing step.
  • the average value calculation means 204 calculates the average value of the rotation unbalance amounts of all the samples Sp for each lot L.
  • the center hole machining position determination means 205 calculates the position of the center hole H at which the average value of the rotational unbalance amount calculated by the average value calculation means 204 is zero.
  • the center hole machining position determining means 205 determines the calculated position of the center hole H as the center hole machining position of the crankshaft C belonging to the lot L.
  • step S1 the material of the plurality of forged crankshafts C is set to a common lot L until a new mold deviation adjustment is performed and until a new mold change is performed (a lot setting process).
  • step S2 a plurality of samples Sp are extracted from the material of the crankshaft C in the same lot L. Further, the three-dimensional shape of the sample Sp is measured by the three-dimensional shape measuring instrument 100 (three-dimensional shape measuring step).
  • the three-dimensional shape measuring instrument 100 is a contact-type measuring instrument.
  • the three-dimensional shape measuring instrument 100 makes a probe (measuring element) contact a plurality of measurement points set on the surface of the sample Sp that is a measurement object, and measures the three-dimensional positions of these measurement points.
  • a non-contact type measuring instrument using laser or infrared may be used.
  • the points on the outer peripheral surface of the first journal portion J1 of the material of the crankshaft C are 90 ° on the circumference intersecting with a preset profile.
  • the positions of four points that are separated from each other and the positions of four points that are points on the outer peripheral surface of the fifth journal portion J5 and that are separated from each other by 90 degrees on the circumference intersecting with a preset profile are measured.
  • the points on the outer peripheral surface of the first pin portion P1 are separated from each other by 90 degrees on the circumference intersecting with a preset profile. Four positions are measured.
  • the counterweight portion Cw is a portion that is hardly processed, and is a portion in which the rotational imbalance during forging remains as it is.
  • step S3 the position of the temporary center hole Ht of each sample Sp is set based on the three-dimensional shape measurement data of the sample Sp obtained in step S2 (temporary center hole position setting step).
  • step S3 the center position of a circle passing through four points on the outer peripheral surface of the first pin portion P1 is calculated.
  • the direction of the straight line passing through the center position and orthogonal to the temporary center axis is set as a reference phase (for example, 0 degrees) of the rotation unbalance of each sample Sp.
  • step S4 the rotational unbalance amount after the main processing is provisionally calculated for each sample Sp (unbalance amount calculating step).
  • the final shape after performing the main processing on the temporary center hole Ht with respect to the three-dimensional shape measurement data of the sample Sp obtained in step S3 is simulated.
  • the virtual final shape (three-dimensional shape virtual data) of the sample Sp obtained by the simulation is compared with the final shape (three-dimensional shape design data) of the designed crankshaft C, and the difference between these shapes ( Including the magnitude and direction of the deviation).
  • the rotational unbalance amount of each sample Sp is calculated based on the calculated difference in shape.
  • the rotation imbalance amount is a vector amount and includes a size and a direction.
  • the designed final shape of the crankshaft C (three-dimensional shape design data) is stored in the database 300 in advance.
  • step S5 it is determined whether or not the mold has reached the replacement time. If it is determined that the replacement time has not been reached, the process proceeds to step S7. On the other hand, if it is determined that the replacement time has been reached, mold replacement is performed in step S6. When the mold is changed, the lot is updated. That is, the material of the crankshaft C newly forged after the mold change is set to a new lot.
  • step S7 it is determined whether or not the rotational unbalance amount of each sample Sp is within a preset allowable range (determination step).
  • This allowable range is a range that can be corrected in the unbalance correction processing step. If it is determined that the rotational imbalance amounts are within the allowable range, the process proceeds to step S9. On the other hand, if it is determined that the rotational imbalance amount is outside the allowable range, the mold deviation adjustment is performed in step S8. Similar to the mold change, the lot is updated when the mold deviation adjustment is performed. In other words, the material of the crankshaft C newly forged after the adjustment of the misalignment is set to a new lot.
  • step S7 is performed in consideration of the absolute value of the rotational unbalance amount and the rotational unbalance phase of each sample Sp.
  • step S9 an average value of rotational unbalance amounts of all the samples Sp is calculated (average value calculating step).
  • the vector amount of the rotational unbalance amount of each sample Sp starting from the coordinate center is synthesized.
  • the absolute value of the rotational unbalance amount is the length from the coordinate center, and the rotational unbalance amount direction is the phase.
  • a value obtained by dividing the size of the combined vector by the number of samples is calculated as the average value of the rotational imbalance amount.
  • step S10 a position where the average value of the rotational unbalance amount calculated in step S9 is zero is calculated. This position is determined as the center hole processing position of the crankshaft C belonging to the lot L including each sample Sp (center hole processing position determination step).
  • step S11 the center hole machining position determined in step S10 is stored in the database 300 in association with the identification information of the lot L (center hole machining position storage step).
  • step S12 lot information including the identification information of the lot L and the model name of the crankshaft C is imprinted on the materials of all the crankshafts C by the lot information stamping device 400.
  • characters such as numbers and alphabets indicating lot information are engraved.
  • characters for example, a bar code, a two-dimensional code, or the like may be engraved.
  • step S13 the lot information is read from the stamped contents of each crankshaft C material.
  • an imaging unit such as a CCD camera provided in the processing station St3 images the marking portion of the material of the crankshaft C.
  • Predetermined image processing is performed on the captured image data.
  • the engraved characters are automatically recognized by a known pattern matching process.
  • a bar code or a two-dimensional code when engraved, it may be read by a dedicated code reader. Further, when the characters are imprinted, the operator may read them visually.
  • step S14 the center hole information reading device 500 reads the center hole machining position of the lot L to which the material of each crankshaft C belongs from the database 300 based on the lot information read in step S13.
  • the operator may input the lot information to the center hole information reading device 500 using an input operation means such as a keyboard.
  • step S15 the center hole processing apparatus 600 processes the center hole H at the center hole processing position of the material of the crankshaft C (processing step).
  • the center hole is machined in the material of the crankshaft C through the above steps S1 to S15. After that, the material of the crankshaft C in which the center hole has been processed shifts to the main processing step.
  • the die shift adjustment is performed. Further, the misalignment adjustment is appropriately performed so that the management characteristic value of the manufactured material of the crankshaft C is within a preset allowable range and can be corrected by balance correction processing.
  • the mold deviation adjustment is performed, the material lot of the crankshaft C manufactured after the mold deviation adjustment is updated.
  • the material lot of the crankshaft C manufactured after mold replacement is updated.
  • the material of the crankshaft C manufactured while the mold is not adjusted and replaced is set to the same lot.
  • the horizontal axis of the graph in FIG. 4 shows the production order of the material of the crankshaft C, and the production time is newer on the right side.
  • the vertical axis of the graph in FIG. 4 indicates the management characteristic value of the material of the crankshaft C.
  • the management characteristic value is a value such as an axial bend of the material of the crankshaft C, and is a value that increases as the amount of misalignment increases.
  • the management characteristic value increases as the number of manufactured crankshaft C materials increases.
  • the upper and lower mold misalignment increases.
  • the latest crankshaft C material is extracted as a sample Sp.
  • the management characteristic value of the sample Sp approaches the upper limit value, the misalignment adjustment is performed.
  • the management characteristic value of the sample Sp4 becomes a value close to the upper limit value, and the first misalignment adjustment is performed immediately after the manufacture of the sample Sp4. Then, the material of the crankshaft C manufactured up to the sample Sp4 (including the sample Sp4) is set to the common lot L1. By performing the misalignment adjustment, the management characteristic value of the material of the crankshaft C immediately after the misalignment adjustment becomes a more appropriate value. In the example shown in FIG. 4, the management characteristic value of the sample Sp is a sufficiently small value. The crankshaft C manufactured after the first misalignment adjustment is set to a new lot L2.
  • the misalignment amount increases again as the crankshaft C material is further manufactured.
  • the management characteristic value of the sample Sp8 becomes a value close to the upper limit value, and accordingly, the second misalignment adjustment is performed immediately after the manufacture of the sample Sp8.
  • the material of the crankshaft C from the material of the crankshaft C manufactured next to the sample SP4 to the sample Sp8 is set to the lot L2.
  • the misalignment adjustment and the lot update are performed even in accordance with the management characteristic value.
  • the lot L is also updated by updating the mold.
  • the mold when the total number of materials of the crankshaft C manufactured by a predetermined mold reaches a preset maximum number, the mold is replaced with a new one. Therefore, in the example shown in FIG. 4, although the management characteristic value of the sample SP11 is a value sufficiently smaller than the upper limit value, the mold change is performed immediately after the second mold deviation adjustment as the mold change time comes. The material of the crankshaft C manufactured so far is set as the same lot L3. Then, the material of the crankshaft C manufactured after the mold change is set to a new lot.
  • G1, G2, and G3 in FIG. 4 indicate sets of samples Sp1 to Sp4, Sp5 to Sp8, and Sp9 to Sp11 for each lot L1, L2, and L3.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the crankshaft C in the present embodiment.
  • the crankshaft C is a crankshaft mounted on a four-cylinder engine.
  • the crankshaft C includes a crankpin portion P1 to P4 (hereinafter referred to as “pin portion”), five crank journal portions J1 to J5 (hereinafter referred to as “journal portion”), and a plurality of crank arm portions Ca. (Hereinafter referred to as “arm portion”) and a counterweight portion Cw extending from each arm portion Ca.
  • Each of the pin portions P1 to P4 rotatably supports a connecting rod (not shown) that connects a piston (not shown) corresponding to each cylinder.
  • Each of the journal portions J1 to J5 can rotate about the same axis as the crankshaft C.
  • the crank arm portion Ca connects the pin portions P1 to P4 and the journal portions J1 to J5, respectively.
  • the crankshaft C is formed of, for example, a non-tempered steel material for hot forging such as SMn438.
  • the center position of a circle passing through four points on the outer peripheral surface of the first pin portion P1 of each sample Sp whose position is measured by the three-dimensional shape measuring instrument 100 is calculated.
  • the normal direction from the temporary central axis passing through the temporary center holes Ht1 and Ht2 to the center position is set as a reference phase of the rotational unbalance amount of each sample Sp.
  • step S ⁇ b> 8 the die shift adjustment process in step S ⁇ b> 8 will be specifically described.
  • the forging die in the present embodiment is a so-called triple forging die in which three molds composed of a pair of an upper die and a lower die K are arranged in the order of processes.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of the lower mold K as viewed from above.
  • the lower mold K is fixed in the horizontal direction with respect to the upper mold, and includes a frame F, three mold parts M1 to M3 accommodated in the frame F, six adjustment members A1 to A6, 4 It is mainly composed of two pressing members W1 to W4.
  • the frame body F can reciprocate in the vertical direction.
  • the mold parts M1 to M3 and the adjustment members A1 to A6 can be exchanged.
  • the three mold parts M1 to M3 constitute a triple mold arranged in the order of processes.
  • the rod-shaped forging material is put into each mold part M1, M2, and M3 in order and formed into a material for the crankshaft C.
  • Adjustment members A1 to A6 are plate-like members having a predetermined thickness. These adjusting members A1 to A6 are appropriately selected from a plurality of plate-like members having different plate thicknesses prepared in advance.
  • the pressing members W1 to W4 press the mold parts M1 to M3 in the direction of the arrows in FIG.
  • Each of the pressing members W1 to W4 is made of a pair of wedge-shaped members, and presses each of the mold parts M1 to M3 by the wedge effect.
  • the mold part M1 is fixed to the inner wall surface of the frame F by the pressing member W1 through the adjusting member A1 (upward in FIG. 6).
  • the mold parts M2 and M3 are also fixed to the inner wall surface of the frame F by being pressed by the pressing members W2 and W3 via the adjusting members A2 and A3 (upward in FIG. 6).
  • the adjustment member A4 is sandwiched between the mold part M1 and the inner wall surface of the frame F.
  • the adjustment member A6 is sandwiched between the mold part M1 and the mold part M2.
  • the adjustment member A6 is sandwiched between the mold part M2 and the mold part M3.
  • the mold parts M1 to M3 and the adjusting members A4 to A6 are collectively fixed by being pressed against the inner wall surface of the frame F by the pressing means W4 (in the left direction in FIG. 6).
  • the mold deviation adjustment is performed by replacing the lower mold K adjustment members A1 to A6 with different thicknesses. For example, when only the mold part M1 is shifted by a predetermined amount in the left direction from an appropriate position, the adjustment member A4 is replaced with a plate having a predetermined thickness and the adjustment member A5 is decreased by a predetermined amount. Exchanged. Thereby, only the mold part M1 is adjusted to an appropriate position.
  • the mold parts M1 to M3 are adjusted to appropriate positions on the horizontal plane.
  • the upper mold may have the same structure as the lower mold K, and the position of the upper mold may be adjusted together with the lower mold K. Further, only the upper mold may be adjusted.
  • 7 and 8 show the rotational unbalance amounts of the samples Sp1 to Sp11 shown in FIG. 4 as black circles on the polar coordinate system graph. 7 and 8, the points (sample sets G1 to G3) of the sample Sp of the same lot L are circled.
  • the radius of the circle indicated by a broken line represents the magnitude (unit: g ⁇ cm) of the rotational unbalance amount, and the direction with respect to the center of the circle, that is, the center of the graph is the rotational unbalance. Represents the phase of the quantity.
  • the hatched area represents an allowable range of the rotational unbalance amount that can be corrected by the unbalance correction process.
  • the virtual final shape of each of the samples Sp1 to Sp11 obtained by the simulation that is, the three-dimensional shape virtual data, and the final shape (three-dimensional shape) of the designed crankshaft C stored in the database 300 in advance.
  • the difference from the design data is calculated.
  • the rotational unbalance of each of the samples Sp1 to Sp11 is calculated.
  • FIG. 7 (a) shows all the calculated rotation imbalances of the samples Sp1 to Sp11. As shown in FIG. 7A, the rotational unbalance amounts of the sample sets G1 to G3 of the lots L1 to L3 vary.
  • the average value of the rotational unbalance amount of the sample Sp is calculated for each of the lots L1 to L3.
  • the position where the length (from the center of the graph) is the above-described average value in the same direction as the synthesized vector is the average position of the rotational unbalance amount of the sample Sp of the lot L1, that is, the average rotational unbalance amount. Value.
  • the position of the center hole H is corrected so that the calculated average value of the rotational unbalance amount of the sample Sp becomes zero, that is, the coordinate center. Specifically, the position of the temporary center hole is corrected to a position shifted from the original position by an average position (average position) of the rotational unbalance amount. Then, the corrected position of the center hole H is set as the center hole processing position of the material of the crankshaft C belonging to the corresponding lot L.
  • the temporary center is set so that the average value (average position) of the rotational unbalance amount of the sample set G1 (samples Sp1 to Sp4) moves to the coordinate center as shown in FIG.
  • the position of the hole Ht is moved.
  • the position where the temporary center hole Ht is moved is set as the machining position of the center hole H of the crankshaft C belonging to the lot L1.
  • the lots L2 and L3 are moved so that the average position of the rotational imbalance amount moves to the center of the graph.
  • the machining position of the center hole H of the crankshaft C belonging to is determined.
  • the lot is updated each time mold deviation adjustment or mold exchange is performed, and the machining position of the center hole H of the crankshaft C is determined for each lot.
  • the center hole machining position is determined again for each misalignment adjustment (for each forging lot)
  • the variation range of the unbalance amount of the crankshaft C in each lot L is reduced. Therefore, the counterweight portion Cw, which is an adjustment margin provided in advance in the crankshaft C in order to correct the unbalance, can be reduced, so that the crankshaft C can be reduced in weight.
  • the three-dimensional shape measurement or processing simulation is performed only for each sample Sp of the crankshaft C. Therefore, compared with the case where the measurement and simulation of the three-dimensional shape are performed on the materials of all the crankshafts C, the work time and labor can be reduced. This improves the productivity of the crankshaft C.
  • the center hole machining position is stored in the database DB in association with the identification information of the lot L. Then, in the center hole machining step, the center hole machining position determined for the lot L is read from the database DB based on the identification information of the lot L to which the crankshaft C machining the center hole H belongs. Therefore, the center hole machining process can be automated.
  • this embodiment demonstrated the case of the crankshaft C as a forge rotary body, this invention is applicable not only to the crankshaft C but the manufacturing system of the rotary components manufactured by another forging. Further, the applicable technical field is not limited to the technical field of manufacturing a vehicle engine.

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Abstract

　本発明は、鍛造回転体の生産性を向上させるとともに、鍛造回転体を軽量化する。型ずれ調整から次の調整までの１つの鍛造ロットから抜き取った鍛造回転体のサンプルについて仮センタ穴を設定し、この仮センタ穴を基準とする加工を行った際のサンプルの仮想的な最終形状をシミュレーションするとともにこの最終形状における回転アンバランス量を算出し、同じ鍛造ロットの全サンプルの回転アンバランス量の平均値を算出し、この平均値がゼロとなるセンタ穴位置を対応する鍛造ロットの全鍛造回転体のセンタ穴加工位置とし、このセンタ穴加工位置にセンタ穴を加工する。

Description

鍛造回転体のセンタ穴の加工方法及び鍛造回転体のセンタ穴の加工システム
　本発明は、鍛造回転体のセンタ穴の加工方法及び鍛造回転体のセンタ穴の加工システムに関する。
　一般に、エンジンのクランクシャフト等の高速回転する回転体は、回転時の振動抑制等のため、軸心周りに精度よくバランスがとれていることが必要である。ここで、回転体を加工する際に用いるセンタ穴の位置精度が悪いと、回転体の回転アンバランス量は大きくなる。そのため、センタ穴の位置が適切に決定されることが必要である。
　特許文献１には、センタ穴の位置を決定するための方法として次の方法が開示されている。特許文献１の方法では、まず、素材状態の鍛造回転体の３次元形状が測定される。この測定値に基づいて仮のセンタ穴が設定される。仮のセンタ穴を基準とする加工をシミュレートして、回転体の加工後の仮想的な形状を算出する。この仮想的な形状の回転アンバランス量を算出する。そして、算出された回転アンバランス量が修正可能な範囲内の場合に、仮のセンタ穴を実加工時のセンタ穴として決定する。
特許４７９１５７７号公報
　特許文献１に開示されている方法では、すべての回転体について、３次元形状の測定およびシミュレーションを行う。そのため生産性が悪い。また、従来では、金型が交換された際に初めてロットを更新するとともに、１ロット毎に回転アンバランス量を調整する。そのため、１ロットに含まれる回転体の数量が多く、回転アンバランス量のばらつき範囲が大きくなり、回転アンバランス量を調整するための調整代を予め大きく設定せねばならない。このことは、鍛造回転体の質量を重くして好ましくない。
　そこで、本発明は、生産性を向上させることができるとともに、鍛造回転体を軽量化することのできる鍛造回転体のセンタ穴の加工方法及び鍛造回転体のセンタ穴の加工システムを提供する。
　前記課題を解決するために、本発明は、鍛造金型により製造される鍛造回転体にセンタ穴を加工する方法において、前記鍛造金型の型ずれ調整後から次の型ずれ調整までに鍛造された複数の前記鍛造回転体を、同じ鍛造ロットに設定するロット設定工程と、１つの前記鍛造ロットから複数の前記鍛造回転体をサンプルとして抜き取り、当該各サンプルの３次元形状を測定して、この測定結果である３次元形状測定データをそれぞれ取得する３次元形状測定工程と、前記サンプル毎に、それぞれ、その前記３次元形状測定データに基づいて、仮センタ穴の位置を設定する仮センタ穴位置設定工程と、前記各サンプルの前記３次元形状測定データと予め設定された設計上の前記鍛造回転体の最終形状の３次元形状設計データとに基づき、各サンプルについて、前記仮センタ穴を基準として所定の加工のシミュレーションを行った後の最終形状における回転アンバランス量を算出するアンバランス量算出工程と、前記各サンプルの回転アンバランス量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定工程と、全サンプルの前記回転アンバランス量が前記許容範囲内であると判定された鍛造ロットについて、当該鍛造ロットの全サンプルの前記回転アンバランス量の平均値を算出する平均値算出工程と、前記回転アンバランス量の平均値がゼロとなるセンタ穴の位置を算出して、算出されたセンタ穴の位置を、この算出に用いられたサンプルが属する鍛造ロットに含まれる全ての前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置として決定するセンタ穴加工位置決定工程と、ある鍛造回転体を加工する際に、その鍛造回転体が属する鍛造ロットについて決定された前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置にセンタ穴を加工するセンタ穴加工工程と、を有していることを特徴とする鍛造回転体のセンタ穴の加工方法を提供する。
　また、本発明は、鍛造金型により製造される鍛造回転体のセンタ穴を加工する鍛造回転体のセンタ穴の加工システムにおいて、前記鍛造金型の型ずれ調整後から次の型ずれ調整までに鍛造された複数の前記鍛造回転体であって同じ鍛造ロットに設定された複数の前記鍛造回転体から複数の前記鍛造回転体をサンプルとして抜き取り、当該各サンプルの３次元形状を測定して、この測定結果である３次元形状測定データをそれぞれ取得する３次元形状測定手段と、前記サンプル毎に、それぞれ、その３次元形状測定データに基づいて、仮センタ穴の位置を設定する仮センタ穴位置設定手段と、前記各サンプルの前記３次元形状測定データと予め設定された設計上の前記鍛造回転体の最終形状の３次元形状設計データとに基づき、各サンプルについて、前記仮センタ穴を基準として所定の加工のシミュレーションを行った後の最終形状における回転アンバランス量を算出するアンバランス量算出手段と、前記各サンプルの回転アンバランス量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定手段と、全サンプルの前記回転アンバランス量が前記許容範囲内であると判定された鍛造ロットについて、当該鍛造ロットの全サンプルの前記回転アンバランス量の平均値を算出する平均値算出手段と、前記回転アンバランス量の平均値がゼロとなるセンタ穴の位置を算出して、算出されたセンタ穴の位置を、この算出に用いられたサンプルが属する鍛造ロットに含まれる全ての前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置として決定するセンタ穴加工位置決定手段と、ある鍛造回転体を加工する際に、その鍛造回転体が属する鍛造ロットについて決定された前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置にセンタ穴を加工するセンタ穴加工手段と、備えることを特徴とする鍛造回転体のセンタ穴の加工システムを提供する。
　ここで、回転アンバランス量とは、各サンプルの回転アンバランス量の大きさの絶対値だけでなく、これらの回転アンバランス量の位相の情報も含むものとする。したがって、回転アンバランス量が許容範囲内か否かの判定は、単に各サンプルの回転アンバランス量の絶対値について許容範囲内か否かを判定するのではなく、回転アンバランス量の位相も考慮して判定する。
　同様に、回転アンバランス量の平均値の算出は、単に各サンプルの回転アンバランス量の絶対値について平均値を算出するのではなく、回転アンバランス量の位相も考慮して算出する。すなわち、極座標系において、回転アンバランス量（中心からの長さ（半径）が回転アンバランス量の大きさであり、方向が回転アンバランス量の位相を意味する）の位置へ中心から延ばしたベクトルを考えて、各サンプルの回転アンバランス量を示すベクトルを合成して、合成されたベクトルの大きさをサンプル数で割った値を平均値と算出する。
　この発明によれば、ロットに含まれる全回転体について３次元形状の測定およびシミュレーションを行うのではなく、ロットから抜き取ったサンプルについてのみ３次元形状測定およびシミュレーションを行う。そのため、生産性を向上させることができる。また、型ずれ調整が行われる毎にロットを設定しなおし、このロットについてセンタ穴加工位置を決定する。そのため、１ロット内の回転体の数を少なく抑えて、１ロット内の回転アンバランス量のばらつきを少なく抑えることができる。したがって、回転アンバランス量を修正加工するために鍛造回転体に予め設けねばならない調整代を小さくして、鍛造回転体を軽量化することができる。
　前記鍛造回転体のセンタ穴の加工方法において、前記センタ穴加工位置決定工程の後に実施されて、当該センタ穴加工位置決定工程において決定された前記センタ穴加工位置を、前記鍛造ロットの識別情報と関連づけて記憶手段に記憶させるセンタ穴加工位置記憶工程をさらに備え、前記センタ穴加工工程では、前記鍛造ロットの識別情報に基づき、前記記憶手段から前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置を読み出すのが好ましい。
　また、前記鍛造回転体のセンタ穴の加工システムにおいて、前記センタ穴加工位置決定手段によって決定された前記センタ穴加工位置を、前記鍛造ロットの識別情報と関連づけて記憶する記憶手段をさらに備え、前記センタ穴加工手段は、前記鍛造ロットの識別情報に基づき、前記記憶手段から前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置を読み出すのが好ましい。
　このようにすれば、所定の鍛造ロットについて決定されたセンタ穴加工位置がその鍛造ロットの識別情報に基づいて記憶手段から読み出されるため、センタ穴の加工工程を自動化することができる。
　前記鍛造回転体のセンタ穴の加工方法および鍛造回転体のセンタ穴の加工システムにおいて、前記鍛造回転体は、エンジンのクランクシャフトであるのが好ましい。
　このようにすれば、鍛造回転体がエンジンのクランクシャフトである場合にも、上記効果を得ることができる。
　また、前記ロット設定工程において、前記鍛造金型が交換されると、当該交換後に製造された前記鍛造回転体の鍛造ロットを、この交換前に製造された前記鍛造回転体とは異なる鍛造ロットに設定するのが好ましい。
　このようにすれば、型ずれ調整に加えて型交換時にもロットが更新されて、型がほぼ同じ状態で製造された鍛造回転体のみが同じロットに設定される。そのため、ロット内での回転体の回転アンバランス量をより小さくすることができる。このことは、鍛造回転体に予め設けねばならない調整代をより小さくして、鍛造回転体を軽量化する。
本発明の実施形態に係るセンタ穴の加工方法を適用した鍛造回転体の製造システムを示すブロック図である。 図１のセンタ穴決定処理装置を説明するブロック図である。 図１のセンタ穴の加工方法を説明するフローチャートである。 図１のセンタ穴の加工方法におけるロット設定工程を説明するグラフである。 図１のセンタ穴の加工方法における３次元形状測定工程及び仮センタ穴位置設定工程を説明するクランクシャフトの概略側面図である。 図１のセンタ穴の加工方法における型ずれ調整工程を説明する鍛造金型の下型の概略平面図である。 図１のセンタ穴の加工方法におけるアンバランス量算出工程からセンタ穴加工位置決定工程を説明する図である。 図７と比較して、型交換までを１つの鍛造ロットとした場合のアンバランス量算出工程からセンタ穴加工位置決定工程を説明する図である。
　以下、本発明の実施形態に係る鍛造回転体のセンタ穴の加工システムおよび鍛造回転体のセンタ穴の加工方法について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る加工システムが適用された鍛造回転体の製造システムを示すブロック図である。
　本実施形態では、鍛造回転体として、図５に示すような、４気筒エンジンのクランクシャフトＣが製造される。加工システムは、加工順に、鍛造ステーションＳｔ１、センタ穴決定ステーションＳｔ２、加工ステーションＳｔ３を含む。
　まず、製造システムの概要を説明する。
　鍛造ステーションＳｔ１では、型鍛造が行われる。鍛造ステーションＳｔ１には、上下一対の鍛造金型（上型と下型、以下、鍛造金型を単に金型という場合がある）が配置されている。金型は、鍛造素材を加圧して鍛造素材に金型形状を転写する。鍛造ステーションＳｔ１では、型鍛造によって、加工前の状態すなわち素材状態のクランクシャフトＣが鍛造される。以下この素材状態のクランクシャフトＣを適宜クランクシャフトＣの素材という。
　上型と下型の相対的な位置は、ずれる場合がある。すなわち、いわゆる型ずれが生じる場合がある。型ずれが生じた場合、鍛造されたクランクシャフトＣの形状は所望の設計形状からずれる。このことは、クランクシャフトＣの回転アンバランスを生じさせる。鍛造ステーションＳｔ１では、回転アンバランスを抑制するために、型ずれが調整される。型ずれは、後述するように、クランクシャフトＣの素材の管理特性値が限界値を超えた場合等に実施される。
　鍛造ステーションＳｔ１において、新たに型ずれ調整が行われるまでに製造されたクランクシャフトＣの素材は、同じ鍛造ロット（以下、単に「ロット」という。）に設定される。すなわち、型ずれ調整が行われた後次の型ずれ調整が行われるまでに製造されたクランクシャフトＣの素材は、同じロットに設定される。また、本実施形態では、型交換が行われた場合にも、ロットが変更される。
　センタ穴決定ステーションＳｔ２には、３次元形状測定器（３次元形状測定手段）１００、センタ穴決定処理装置２００、データベース（記憶手段）３００、ロット情報刻印装置４００が設けられている。なお、図１では、「装置」の文字を省略して示している。
　センタ穴決定ステーションＳｔ２において、鍛造ステーションＳｔ１から搬送されたクランクシャフトＣの素材の中から、複数のサンプルＳｐが抜き取られる。３次元形状測定器１００は、これらサンプルＳｐの３次元形状をそれぞれ測定する。各３次元測定データは、センタ穴決定処理装置２００に送られる。センタ穴決定処理装置２００は、クランクシャフトＣのセンタ穴加工位置を決定する。データベース３００は、センタ穴加工位置と、ロット情報とを関連づけて格納する。ロット情報は、クランクシャフトＣの機種名と、ロットの種類を識別するための情報とを含む。
　サンプルＳｐは、３次元形状が測定された後、再び元のロットＬ内に戻される。ロット情報刻印装置４００は、各クランクシャフトＣの素材に、そのロット情報を刻印する。刻印されたクランクシャフトＣの素材は、加工ステーションＳｔ３へ移送される。
　加工ステーションＳｔ３には、センタ穴情報読出装置５００、センタ穴加工装置（センタ穴加工手段）６００、が設けられている。センタ穴情報読出装置５００は、クランクシャフトＣの素材からロット情報を読み取る。センタ穴情報読出装置５００は、ロット情報に含まれるロットの種類について決定されたセンタ穴加工位置を、データベース３００から読み出す。センタ穴加工装置６００は、クランクシャフトＣの素材の回転軸方向両端面に、データベース３００から読み出されたセンタ穴加工位置において、センタ穴Ｈを加工する。
　加工ステーションＳｔ３では、センタ穴Ｈの加工が行われたクランクシャフトＣの素材に対して、順に本加工工程、アンバランス検査工程、アンバランス修正加工工程、仕上げ処理工程が行われる。
　なお、図１では、センタ穴情報読出装置５００、センタ穴加工装置６００について、「装置」の文字を省略して示している。
　本加工工程では、工作機械が、クランクシャフトＣの素材について、外形削り、穴開け、熱処理及び研削を順に行う。具体的には、まず、工作機械は、クランクシャフトＣの素材のジャーナル部Ｊ１～Ｊ５を、その外径が所定の値となるようにセンタ穴Ｈを基準として削る。次に、工作機械は、クランクシャフトＣに、穴を開けて、潤滑オイルの流路等を形成する。その後、クランクシャフトＣは熱処理される。工作機械は、熱処理後のクランクシャフトＣのうち高精度な表面形状が要求される部位に研削加工を行う。
　アンバランス検査工程では、バランス測定器が、クランクシャフトＣの回転時のアンバランス、いわゆるダイナミックバランスを検査する。この検査は、本加工工程が完了したクランクシャフトＣの全数について行われる。この検査の結果は、データベース３００に送られデータベース３００に格納される。この検査の結果は、必要に応じて、鍛造ステーションＳｔ１に送られる。鍛造ステーションＳｔ１では、この検査結果に基づいて必要に応じて型ずれ調整が行われる。
　アンバランス修正加工工程では、アンバランス検査工程での検査結果に基づいて、クランクシャフトＣの回転アンバランスが調整される。具体的には、ドルルが、検査結果に基づいて、クランクシャフトＣのカウンタウェイト部Ｃｗの外周部に穴を開ける。
　仕上げ処理工程では、クランクシャフトＣの部分的な研磨加工やマーキング等の仕上げ加工が行われる。また、これら加工後、クランクシャフトＣは洗浄される。
　図２を参照しながら、センタ穴決定処理装置２００について詳細に説明する。
　センタ穴決定処理装置２００は、仮センタ穴位置設定手段２０１、アンバランス量算出手段２０２、判定手段２０３、平均値算出手段２０４、センタ穴加工位置決定手段２０５を有する。
　仮センタ穴位置設定手段２０１は、３次元形状測定器１００によって測定されたクランクシャフトＣの素材の各サンプルＳｐの３次元形状測定データに基づいて、各サンプルＳｐの仮センタ穴Ｈｔの位置を設定する。
　アンバランス量算出手段２０２は、各サンプルＳｐについて、設定された仮センタ穴Ｈｔを基準として本加工が行われた場合の各サンプルＳｐの仮想的な最終形状をシミュレーションする。また、アンバランス量算出手段２０２は、各サンプルＳｐの仮想的な最終形状における回転アンバランス量を算出する。アンバランス量算出手段２０２は、各サンプルＳｐの３次元形状測定データと、予め設定されたクランクシャフトＣの最終形状に係る３次元形状設計データとに基づき、上記演算を行う。
　判定手段２０３は、アンバランス量算出手段２０２によって算出された各サンプルＳｐの回転アンバランス量が、アンバランス修正加工工程において修正できる範囲内にあるか否かを判定する。
　平均値算出手段２０４は、判定手段２０３によって回転アンバランス量が修正可能範囲内であると判定されると、ロットＬ毎に全サンプルＳｐの回転アンバランス量の平均値を算出する。
　センタ穴加工位置決定手段２０５は、平均値算出手段２０４によって算出された回転アンバランス量の平均値がゼロとなるセンタ穴Ｈの位置を算出する。センタ穴加工位置決定手段２０５は、算出したセンタ穴Ｈの位置を、そのロットＬに属するクランクシャフトＣのセンタ穴加工位置に決定する。
　次に、図３を参照しながら、センタ穴加工装置６００でセンタ穴が加工されるまでの手順、すなわち、センタ穴Ｈの加工方法を説明する。
　ステップＳ１において、新たに型ずれ調整が行われるまで、および、新たに型交換が行われるまで、鍛造された複数のクランクシャフトＣの素材を共通のロットＬに設定する（ロット設定工程）。
　ステップＳ２において、同じロットＬ内のクランクシャフトＣの素材からサンプルＳｐを複数抜き取る。また、３次元形状測定器１００によってこれらサンプルＳｐの３次元形状を測定する（３次元形状測定工程）。
　本実施形態では、３次元形状測定器１００は、接触式の測定器である。３次元形状測定器１００は、被測定体であるサンプルＳｐの表面上に設定された複数の測定点に、プローブ（測定子）を接触させて、これら測定点の３次元上の位置を測定する。なお、３次元形状測定器として、レーザや赤外線を用いた非接触式の測定器を用いてもよい。
　具体的には、仮センタ穴Ｈｔの位置の設定用に、クランクシャフトＣの素材の第１ジャーナル部Ｊ１の外周面上の点であって予め設定されたプロファイルと交差する円周上の互いに９０度離間した４点の位置、第５ジャーナル部Ｊ５の外周面上の点であって予め設定されたプロファイルと交差する円周上の互いに９０度離間した４点の位置、が測定される。
　また、仮センタ穴Ｈｔを中心とする位相の基準の設定用に、第１ピン部Ｐ１の外周面上の点であって、予め設定されたプロファイルと交差する円周上の互いに９０度離間する４点の位置が測定される。
　さらに、クランクシャフトＣの回転アンバランス量の算出用に、クランクアーム部Ｃａのカウンタウェイト部Ｃｗの外周部の複数点が測定される。なお、カウンタウェイト部Ｃｗは、加工がほとんどされない部分であって、鍛造時の回転アンバランスがそのまま残る部分である。
　ステップＳ３において、ステップＳ２で得られたサンプルＳｐの３次元形状測定データに基づいて、各サンプルＳｐの仮センタ穴Ｈｔの位置が設定される（仮センタ穴位置設定工程）。
　具体的には、まず、第１ジャーナル部Ｊ１及び第５ジャーナル部Ｊ５の外周面上の４点を通過する円の各中心位置がそれぞれ算出される。次に、これら中心位置を通過する軸が仮中心軸として算出される。そして、仮中心軸と各サンプルＳｐの回転軸方向の両端面との交点が算出されて、これら交点が、それぞれ仮センタ穴Ｈｔ１、Ｈｔ２の位置とされる。
　また、ステップＳ３では、第１ピン部Ｐ１の外周面上の４点を通過する円の中心位置が算出される。そして、この中心位置を通り、仮中心軸と直交する直線の方向が、各サンプルＳｐの回転アンバランスの基準の位相（例えば、０度）とされる。
　ステップＳ４において、各サンプルＳｐについて、本加工後の回転アンバランス量が仮算出される（アンバランス量算出工程）。
　具体的には、ステップＳ３で得られたサンプルＳｐの３次元形状測定データに対して仮センタ穴Ｈｔを基準として本加工を行った後の最終形状がシミュレーションされる。次に、シミュレーションにより得られたサンプルＳｐの仮想最終形状（３次元形状仮想データ）と設計上のクランクシャフトＣの最終形状（３次元形状設計データ）とが比較されて、これらの形状の違い（ずれの大きさ及び方向を含む）が算出される。さらに、算出された形状の違いに基づいて、各サンプルＳｐの回転アンバランス量が算出される。回転アンバランス量は、ベクトル量であり、大きさと方向を含む値である。なお、設計上のクランクシャフトＣの最終形状（３次元形状設計データ）は予めデータベース３００に格納されている。
　ステップＳ５において、金型が交換時期に達しているか否かが判定される。交換時期に達していないと判定されると、ステップＳ７に進む。一方、交換時期に達していると判定されると、ステップＳ６において型交換が行われる。型交換が行われると、ロットが更新される。すなわち、型交換後に新たに鍛造されたクランクシャフトＣの素材は、新たなロットに設定される。
　ステップＳ７において、各サンプルＳｐの回転アンバランス量があらかじめ設定された許容範囲内か否かが判定される（判定工程）。この許容範囲は、アンバランス修正加工工程において修正可能な範囲である。回転アンバランス量が、それぞれ、許容範囲内であると判定されると、ステップＳ９に進む。一方、回転アンバランス量が、許容範囲外である判定されると、ステップＳ８において型ずれ調整が行われる。型交換時と同様に、型ずれ調整が行われるとロットが更新される。すなわち、型ずれ調整後に新たに鍛造されたクランクシャフトＣの素材は、新たなロットに設定される。
　ステップＳ７での判定は、各サンプルＳｐの回転アンバランス量の絶対値と回転アンバランスの位相とが考慮されて行われる。
　ステップＳ９において、全サンプルＳｐの回転アンバランス量の平均値が算出される（平均値算出工程）。
　具体的には、極座標系において、座標中心を始点とする各サンプルＳｐの回転アンバランス量のベクトル量が合成される。なお、回転アンバランス量の大きさの絶対値が座標中心からの長さとなり、回転アンバランス量の方向が位相となる。そして合成されたベクトルの大きさがサンプル数で割られた値が、回転アンバランス量の平均値として算出される。
　ステップＳ１０において、ステップＳ９で算出された回転アンバランス量の平均値がゼロとなる位置が算出される。この位置が、各サンプルＳｐが含まれるロットＬに属するクランクシャフトＣのセンタ穴加工位置に決定される（センタ穴加工位置決定工程）。
　ステップＳ１１において、ステップＳ１０で決定されたセンタ穴加工位置が、ロットＬの識別情報と関連づけられてデータベース３００に記憶される（センタ穴加工位置記憶工程）。
　ステップＳ１２において、ロットＬの識別情報とクランクシャフトＣの機種名とからなるロット情報が、全クランクシャフトＣの素材に、ロット情報刻印装置４００によって刻印される。本実施形態では、ロット情報を示す数字、アルファベットなどの文字が刻印される。なお、文字の代わりに、例えば、バーコード、二次元コード等が刻印されてもよい。
　ステップＳ１３において、各クランクシャフトＣの素材について、刻印内容から、ロット情報が読み取られる。具体的には、加工ステーションＳｔ３に設けられたＣＣＤカメラ等の撮像手段が、クランクシャフトＣの素材の刻印部分を撮像する。撮像された画像データに所定の画像処理が行われる。そして、公知のパターンマッチング処理によって、刻印された文字が自動で認識される。
　なお、バーコードまたは二次元コードが刻印される場合は、専用のコードリーダによって読み取ってもよい。また、文字で刻印されている場合、オペレータが目視で読み取ってもよい。
　ステップＳ１４において、センタ穴情報読出装置５００は、ステップＳ１３で読み出されたロット情報に基づいて、データベース３００から各クランクシャフトＣの素材が属するロットＬのセンタ穴加工位置を読み出す。
　なお、オペレータがロット情報を目視で読み取った場合、オペレータが、センタ穴情報読出装置５００にキーボード等の入力操作手段を用いて、ロット情報を入力してもよい。
　ステップＳ１５において、センタ穴加工装置６００は、クランクシャフトＣの素材のセンタ穴加工位置に、センタ穴Ｈを加工する（加工工程）。
　以上のステップＳ１～Ｓ１５により、クランクシャフトＣの素材にセンタ穴が加工される。センタ穴が加工されたクランクシャフトＣの素材は、その後、本加工工程に移行する。
（ロット設定工程）
　ステップＳ１のロット設定工程について具体的に説明する。
　本実施形態では、上述のように、回転アンバランス量が許容範囲を超えると、型ずれ調整が行われる。また、製造されたクランクシャフトＣの素材の管理特性値が予め設定された許容範囲であってバランス修正加工によって修正できる範囲内に収まるように、適宜型ずれ調整が行われる。そして、型ずれ調整が行われると、型ずれ調整後に製造されたクランクシャフトＣの素材のロットが更新される。また、本実施形態では、上述のように、型交換が行われると、型交換後に製造されたクランクシャフトＣの素材のロットが更新される。このように、本実施形態では、型が、調整および交換されない間中に製造されたクランクシャフトＣの素材が、同一のロットに設定される。
　管理特性値に基づく型ずれ調整の詳細を、図４を用いて説明する。
　図４のグラフの横軸は、クランクシャフトＣの素材の製造順序を示しており、右側ほど製造時期が新しい。図４のグラフの縦軸は、クランクシャフトＣの素材の管理特性値を示している。図４に示す例では、管理特性値は、クランクシャフトＣの素材の軸曲がり等の値であって、型ずれ量が大きくなるに伴って大きくなる値である。
　図４に示されるように、クランクシャフトＣの素材の製造数の増加に伴って管理特性値は増大している。このように、製造数が増加するに従って上下型の型ずれは増大していく。
　所定個数のクランクシャフトＣの素材が製造される毎に、最新のクランクシャフトＣの素材がサンプルＳｐとして抜き取られる。そして、このサンプルＳｐの管理特性値が上限値に近づくと、型ずれ調整が行われる。
　図４に示す例では、製造開始後、まず、サンプルＳｐ４の管理特性値が上限値に近い値となり、このサンプルＳｐ４の製造直後に１回目の型ずれ調整が行われる。そして、サンプルＳｐ４までに製造されたクランクシャフトＣの素材（サンプルＳｐ４を含む）が共通のロットＬ１に設定される。型ずれ調整が行われることで、型ずれ調整直後のクランクシャフトＣの素材の管理特性値はより適正な値になる。図４に示す例では、サンプルＳｐの管理特性値は十分に小さい値となる。１回目の型ずれ調整後に製造されたクランクシャフトＣは新たなロットＬ２に設定される。
　１回目の型ずれ調整後、クランクシャフトＣの素材がさらに製造されていくことで、型ずれ量は再び大きくなっていく。そして、図４に示す例では、次は、サンプルＳｐ８の管理特性値が上限値に近い値となり、これに伴い、サンプルＳｐ８の製造直後に２回目の型ずれ調整が行われる。そして、サンプルＳＰ４の次に製造されたクランクシャフトＣの素材からサンプルＳｐ８までのクランクシャフトＣの素材がロットＬ２に設定される。
　このように、本実施形態では、管理特性値に応じても型ずれ調整およびロットの更新を行う。
　ここで、上述のように、本実施形態では、金型が更新されることによってもロットＬが更新される。本実施形態では、所定の金型により製造されたクランクシャフトＣの素材の総数が予め設定された最大個数に到達すると、金型を新しいものと交換する。そのため、図４に示す例では、サンプルＳＰ１１の管理特性値は上限値よりも十分に小さい値であるにも関わらず、型交換時期になったのに伴い２回目の型ずれ調整直後から型交換までに製造されたクランクシャフトＣの素材が同一のロットＬ３として設定される。そして、型交換後に製造されたクランクシャフトＣの素材は、新たなロットに設定される。
　なお、図４のＧ１、Ｇ２、Ｇ３は、各ロットＬ１、Ｌ２、Ｌ３毎のサンプルＳｐ１～Ｓｐ４、Ｓｐ５～Ｓｐ８、Ｓｐ９～Ｓｐ１１の集合を示している。
（３次元形状測定工程、仮センタ穴設定工程）
　図５を参照しながら、ステップＳ２、Ｓ３の３次元形状測定工程及び仮センタ穴位置設定工程について具体的に説明する。図５は、本実施形態におけるクランクシャフトＣの概略側面図である。
　図５に示すように、本実施形態では、クランクシャフトＣは４気筒エンジンに搭載されるクランクシャフトである。クランクシャフトＣは、クランクピン部Ｐ１～Ｐ４（以下、「ピン部」という。）と、５本のクランクジャーナル部Ｊ１～Ｊ５（以下、「ジャーナル部」という。）と、複数のクランクアーム部Ｃａ（以下、「アーム部」という。）と、各アーム部Ｃａから延びたカウンタウェイト部Ｃｗから主に構成されている。各ピン部Ｐ１～Ｐ４は、各気筒に対応したピストン（図示しない）との間を連結するコンロッド（図示しない）を回転自在に支持する。各ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５は、クランクシャフトＣと同一軸心で回転可能である。クランクアーム部Ｃａは、各ピン部Ｐ１～Ｐ４と各ジャーナル部Ｊ１～Ｊ５とをそれぞれ連結する。
　クランクシャフトＣは、例えば、ＳＭｎ４３８等の熱間鍛造用非調質鉄鋼材で形成されている。
　上述のように、３次元形状測定器１００によって位置が測定された各サンプルＳｐの第１ジャーナル部Ｊ１及び第５ジャーナル部Ｊ５の外周面上の各４点を通過する円の中心位置が、それぞれ算出される。そして、これら中心位置を通過する軸とクランクシャフトＣの両端面との交点が、それぞれ、各サンプルＳｐの仮センタ穴Ｈｔ１、Ｈｔ２の位置とされる。
　また、上述のように、３次元形状測定器１００によって位置が測定された各サンプルＳｐの第１ピン部Ｐ１の外周面上の４点を通過する円の中心位置が算出される。そして、仮センタ穴Ｈｔ１、Ｈｔ２を通る仮中心軸からこの中心位置への法線方向が、各サンプルＳｐの回転アンバランス量の基準の位相とされる。
（型ずれ調整工程）
　図６を参照しながら、ステップＳ８の型ずれ調整工程について、具体的に説明する。
　本実施形態における鍛造型は、一対の上型と下型Ｋとからなる金型が工程順に３つ並んだ、いわゆる３連型の鍛造型である。図６は、下型Ｋを上方から見た概略平面図である。
　下型Ｋは、上型に対して水平方向に固定され、枠体Ｆと、枠体Ｆの中に収容された、３つの型部Ｍ１～Ｍ３と、６つの調整部材Ａ１～Ａ６と、４つの押圧部材Ｗ１～Ｗ４とから主に構成されている。枠体Ｆは上下方向に往復動可能である。各型部Ｍ１～Ｍ３と各調整部材Ａ１～Ａ６とは交換可能である。３つの型部Ｍ１～Ｍ３は、工程順に並べられた３連型を構成している。棒状の鍛造素材は、各型部Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に順に投入、成形されて、クランクシャフトＣの素材になる。
　調整部材Ａ１～Ａ６は、所定の厚みを備えた板状部材である。これら調整部材Ａ１～Ａ６は、予め用意された板厚の異なる複数の板状部材から適宜選択して用いられる。押圧部材Ｗ１～Ｗ４は、型部Ｍ１～Ｍ３を図４の矢印方向にそれぞれ押圧する。なお、各押圧部材Ｗ１～Ｗ４は、一対のくさび形状をした部材からできており、くさび効果により各型部Ｍ１～Ｍ３を押圧する。
　型部Ｍ１は、押圧部材Ｗ１によって、枠体Ｆの内壁面に、調整部材Ａ１を介して押圧されることで（図６の上方向に）固定されている。同様に、型部Ｍ２、Ｍ３も、枠体Ｆの内壁面に調整部材Ａ２、Ａ３を介して押圧部材Ｗ２、Ｗ３によって押圧されることで（図６の上方向に）固定されている。
　調整部材Ａ４は、型部Ｍ１と枠体Ｆの内壁面との間に挟まれている。調整部材Ａ６は、型部Ｍ１と型部Ｍ２の間に挟まれている。調整部材Ａ６は、型部Ｍ２と型部Ｍ３の間に挟まれている。これら型部Ｍ１～Ｍ３と調整部材Ａ４～Ａ６とはまとめて、押圧手段Ｗ４によって、枠体Ｆの内壁面に押圧されることで（図６の左方向に）固定されている。
　型ずれ調整は、下型Ｋの調整部材Ａ１～Ａ６が厚みの異なるものに交換されることで行われる。例えば、型部Ｍ１のみが適正な位置から左方向に所定量ずれた場合、調整部材Ａ４が板厚が所定量厚いものに交換されるとともに、調整部材Ａ５が、板厚が所定量薄いものに交換される。これにより、型部Ｍ１のみが適正な位置に調整される。
　このように、調整部材Ａ１～Ａ６が交換されることで、型部Ｍ１～Ｍ３が水平面上においてそれぞれ適正な位置に調整される。なお、型ずれ調整は、上型も下型Ｋと同様の構造にして、下型Ｋと共に上型の位置が調整されてもよい。また、上型のみが調整されてもよい。
（アンバランス量算出工程、平均値算出工程、センタ穴加工位置決定工程）
　図７を参照しながら、ステップＳ４～Ｓ１０のアンバランス量算出工程からセンタ穴加工位置決定工程について具体的に説明する。
　図７、図８は、図４で示したサンプルＳｐ１～Ｓｐ１１の回転アンバランス量を極座標系のグラフ上に黒丸で示したものである。図７、８において、同じロットＬのサンプルＳｐの点（サンプル集合Ｇ１～Ｇ３）は、丸で囲まれている。
　なお、図７、図８において、破線で示した円の半径は、回転アンバランス量の大きさ（単位ｇ・ｃｍ）を表しており、円の中心すなわちグラフの中心に対する方向は、回転アンバランス量の位相を表している。また、ハッチング領域は、アンバランス修正加工によって修正可能な回転アンバランス量の許容範囲を表している。
　上述のように、各サンプルＳｐ１～Ｓｐ１１の３次元形状測定データに基づき、仮センタ穴Ｈｔを基準として各サンプルＳｐ１～Ｓｐ１１を本加工した場合に得られる仮想的な最終形状がシミュレーションされる。
　上述のように、シミュレーションにより得られた各サンプルＳｐ１～１１の仮想的な最終形状すなわち３次元形状仮想データと、予めデータベース３００に格納されている設計上のクランクシャフトＣの最終形状（３次元形状設計データ）との違いが算出される。そして、算出されたこれら形状の違いに基づいて、各サンプルＳｐ１～１１の回転アンバランスが算出される。
　図７（ａ）には、算出された各サンプルＳｐ１～１１の回転アンバランスがすべて示されている。図７（ａ）に示されるように、ロットＬ１～Ｌ３のサンプル集合Ｇ１～Ｇ３の回転アンバランス量は、各々ばらついている。
　ロットＬ１～Ｌ３毎にサンプルＳｐの回転アンバランス量が許容範囲内か否かが判定される。例えば、図７（ａ）において、ハッチング領域内にサンプル集合Ｇ１内の黒丸が収まっていれば、ロットＬ１のサンプルＳｐの回転アンバランス量は許容範囲内であると判定される。
　次に、ロットＬ１～Ｌ３毎にサンプルＳｐの回転アンバランス量の平均値が算出される。
　ロットＬ１の場合について説明する。まず図７（ａ）において、グラフの中心から各サンプルＳｐ１～Ｓｐ４の回転アンバランス量を示す黒点まで延びるベクトルが合成される。合成されたベクトルの大きさが算出される。算出された合成ベクトルの大きさがサンプル数（ロットＬ１の場合、サンプル数は４つ）で割られた値が、ロットＬ１のサンプルＳｐの回転アンバランス量の大きさの平均値とされる。
　そして、合成されたベクトルと同方向で、（グラフの中心からの）長さが上述の平均値となる位置が、ロットＬ１のサンプルＳｐの回転アンバランス量の平均位置すなわち回転アンバランス量の平均値とされる。
　次に、算出されたサンプルＳｐの回転アンバランス量の平均値がゼロすなわち座標中心となるように、センタ穴Ｈの位置が修正される。具体的には、仮センタ穴の位置が、元の位置から、回転アンバランス量の平均置（平均位置）だけずれた位置に修正される。そして、修正されたセンタ穴Ｈの位置が対応するロットＬに属するクランクシャフトＣの素材のセンタ穴加工位置とされる。
　すなわち、ロットＬ１においては、サンプル集合Ｇ１（サンプルＳｐ１～Ｓｐ４）の回転アンバランス量の平均値（平均位置）が、図７（ｂ）に示すように、座標中心に移動するように、仮センタ穴Ｈｔの位置を移動させる。仮センタ穴Ｈｔを移動させた先の位置を、ロットＬ１に属するクランクシャフトＣのセンタ穴Ｈの加工位置とする。
　ロットＬ２、Ｌ３のサンプル集合Ｇ２、Ｇ３についても同様に、図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、回転アンバランス量の平均位置がグラフの中心に移動するように、ロットＬ２、Ｌ３に属するクランクシャフトＣのセンタ穴Ｈの加工位置を各々決定する。
　このように、本実施形態では、型ずれ調整、あるいは、型交換が行われる毎にロットが更新され、これらロット毎にクランクシャフトＣのセンタ穴Ｈの加工位置が決定される。
　そのため、同じロット内のクランクシャフトＣの素材の回転アンバランス量のばらつき範囲を小さくすることができる。
　具体的には、型交換が行われることで初めてロットＬが交換される場合、図４に示す例では、サンプルＳｐ１～Ｓｐ１１が同じロットのサンプル集合Ｇとして設定される。そのため、ロットＬのサンプル集合Ｇの回転アンバランスは、図８（ａ）に示すように大きくばらつく。そのため、図８（ｂ）に示すように、仮センタ穴Ｈｔの位置を適宜移動させて、このサンプル集合Ｇの回転アンバランスの平均位置を座標中心となるようにしても、依然として各サンプルＳｐ１～Ｓｐ１１の回転アンバランス量は広い範囲（約Ｒ１ｇ・ｃｍの半径内）でばらつく。図８（ｂ）に示された回転アンバランス量の範囲は、本実施形態に係る図７（ｂ）～（ｄ）に示された回転アンバランス量の範囲よりも大きい。このように、型ずれ調整毎にロットを更新するとともに、このロット毎にセンタ穴を設定する本実施形態によれば、型交換毎にのみロットを更新する場合に比べて回転アンバランス量のばらつき範囲が小さくなる。
　そして、本実施形態では、このように型ずれ調整毎（鍛造ロット毎）にセンタ穴加工位置を決定し直すため、各ロットＬにおけるクランクシャフトＣのアンバランス量のばらつき範囲が小さくなる。そのため、アンバランスを修正加工するためにクランクシャフトＣに予め設けられる調整代であるカウンタウェイト部Ｃｗを小さくできるため、クランクシャフトＣを軽量化することができる。
　また、本実施形態では、クランクシャフトＣの各サンプルＳｐについてのみ３次元形状測定乃至加工シミュレーションを行う。そのため、全クランクシャフトＣの素材に対して３次元形状の測定およびシミュレーションを行う場合に比べて、作業時間および手間を小さく抑えることができる。このことは、クランクシャフトＣの生産性を向上させる。
　さらに、本実施形態によれば、ロットＬの識別情報と関連づけてセンタ穴加工位置をデータベースＤＢに記憶させている。そして、センタ穴加工工程において、センタ穴Ｈを加工するクランクシャフトＣが属するロットＬの識別情報に基づいて、当該ロットＬについて決定されたセンタ穴加工位置をデータベースＤＢから読み出している。そのため、センタ穴の加工工程を自動化することができる。
　なお、本実施形態では、鍛造回転体としてクランクシャフトＣの場合について説明したが、本発明は、クランクシャフトＣに限らず、他の鍛造により製造される回転部品の製造システムにも適用できる。また、適用できる技術分野も、車両用エンジンの製造技術分野に限るものでもない。
　なお、本発明は例示された実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および設計上の変更が可能であることは言うまでもない。

Claims (7)

  1. 　鍛造金型により製造される鍛造回転体にセンタ穴を加工する方法において、
    　前記鍛造金型の型ずれ調整後から次の型ずれ調整までに鍛造された複数の前記鍛造回転体を、同じ鍛造ロットに設定するロット設定工程と、
    　１つの前記鍛造ロットから複数の前記鍛造回転体をサンプルとして抜き取り、当該各サンプルの３次元形状を測定して、この測定結果である３次元形状測定データをそれぞれ取得する３次元形状測定工程と、
    　前記サンプル毎に、それぞれ、その前記３次元形状測定データに基づいて、仮センタ穴の位置を設定する仮センタ穴位置設定工程と、
    　前記各サンプルの前記３次元形状測定データと予め設定された設計上の前記鍛造回転体の最終形状の３次元形状設計データとに基づき、各サンプルについて、前記仮センタ穴を基準として所定の加工のシミュレーションを行った後の最終形状における回転アンバランス量を算出するアンバランス量算出工程と、
    　前記各サンプルの回転アンバランス量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定工程と、
    　全サンプルの前記回転アンバランス量が前記許容範囲内であると判定された鍛造ロットについて、当該鍛造ロットの全サンプルの前記回転アンバランス量の平均値を算出する平均値算出工程と、
    　前記回転アンバランス量の平均値がゼロとなるセンタ穴の位置を算出して、算出されたセンタ穴の位置を、この算出に用いられたサンプルが属する鍛造ロットに含まれる全ての前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置として決定するセンタ穴加工位置決定工程と、
    　ある鍛造回転体を加工する際に、その鍛造回転体が属する鍛造ロットについて決定された前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置にセンタ穴を加工するセンタ穴加工工程と、を有している
    ことを特徴とする鍛造回転体のセンタ穴の加工方法。
  2. 　前記センタ穴加工位置決定工程の後でかつ前記センタ穴加工工程の前に実施されて、前記センタ穴加工位置決定工程において決定された前記センタ穴加工位置を、前記鍛造ロットの識別情報と関連づけて記憶手段に記憶させるセンタ穴加工位置記憶工程をさらに備え、
    　前記センタ穴加工工程では、センタ穴を加工する前記鍛造回転体が属する前記鍛造ロットの識別情報に基づき、前記記憶手段から当該鍛造回転体のセンタ穴加工位置を読み出す
    ことを特徴とする請求項１に記載の鍛造回転体のセンタ穴の加工方法。
  3. 　前記鍛造回転体は、エンジンのクランクシャフトである
    ことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鍛造回転体のセンタ穴の加工方法。
  4. 　前記ロット設定工程において、前記鍛造金型が交換されると、当該交換後に製造された前記鍛造回転体の鍛造ロットを、この交換前に製造された前記鍛造回転体とは異なる鍛造ロットに設定する
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の鍛造回転体のセンタ穴の加工方法。
  5. 　鍛造金型により製造される鍛造回転体のセンタ穴を加工する鍛造回転体のセンタ穴の加工システムにおいて、
    　前記鍛造金型の型ずれ調整後から次の型ずれ調整までに鍛造された複数の前記鍛造回転体であって同じ鍛造ロットに設定された複数の前記鍛造回転体から複数の前記鍛造回転体をサンプルとして抜き取り、当該各サンプルの３次元形状を測定して、この測定結果である３次元形状測定データをそれぞれ取得する３次元形状測定手段と、
    　前記サンプル毎に、それぞれ、その３次元形状測定データに基づいて、仮センタ穴の位置を設定する仮センタ穴位置設定手段と、
    　前記各サンプルの前記３次元形状測定データと予め設定された設計上の前記鍛造回転体の最終形状の３次元形状設計データとに基づき、各サンプルについて、前記仮センタ穴を基準として所定の加工のシミュレーションを行った後の最終形状における回転アンバランス量を算出するアンバランス量算出手段と、
    　前記各サンプルの回転アンバランス量が予め設定された許容範囲内か否かを判定する判定手段と、
    　全サンプルの前記回転アンバランス量が前記許容範囲内であると判定された鍛造ロットについて、当該鍛造ロットの全サンプルの前記回転アンバランス量の平均値を算出する平均値算出手段と、
    　前記回転アンバランス量の平均値がゼロとなるセンタ穴の位置を算出して、算出されたセンタ穴の位置を、この算出に用いられたサンプルが属する鍛造ロットに含まれる全ての前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置として決定するセンタ穴加工位置決定手段と、
    　ある鍛造回転体を加工する際に、その鍛造回転体が属する鍛造ロットについて決定された前記鍛造回転体のセンタ穴加工位置にセンタ穴を加工するセンタ穴加工手段と、
    を備えることを特徴とする鍛造回転体のセンタ穴の加工システム。
  6. 　前記センタ穴加工位置決定手段によって決定された前記センタ穴加工位置を、前記鍛造ロットの識別情報と関連づけて記憶する記憶手段をさらに備え、
    　前記センタ穴加工手段は、センタ穴を加工する前記鍛造回転体が属する前記鍛造ロットの識別情報に基づき、前記記憶手段から当該鍛造回転体のセンタ穴加工位置を読み出すことを特徴とする請求項５に記載の鍛造回転体のセンタ穴の加工システム。
  7. 　前記鍛造回転体は、エンジンのクランクシャフトである
    ことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載の鍛造回転体のセンタ穴の加工システム。
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MX2015003562A MX351372B (es) 2012-12-12 2013-12-10 Metodo para maquinado de agujeros centrales de cuerpo giratorio forjado y sistema para maquinado de agujeros centrales de cuerpo giratorio forjado.
CN201380047802.1A CN104854438B (zh) 2012-12-12 2013-12-10 锻造旋转体中心孔的加工方法及加工系统
DE112013004473.0T DE112013004473B4 (de) 2012-12-12 2013-12-10 Verfahren zum spanenden Ausbilden von Zentrierbohrungen eines geschmiedeten Drehkörpers und System zum spanenden Ausbilden von Zentrierbohrungen eines geschmiedeten Drehkörpers

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018176417A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー 内燃機関のクランクシャフトにカウンターウェイトボアを加工するための装置及び方法
JP2018189491A (ja) * 2017-05-02 2018-11-29 コマツＮｔｃ株式会社 センタ穴決定装置
JP2020094912A (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 トヨタ自動車株式会社 回転体のバランス修正方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112015004571A2 (pt) * 2012-09-07 2017-07-04 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp aparelho para formar um molde para forja de acabamento para um virabrequim forjado
US10047824B2 (en) * 2014-07-29 2018-08-14 Deere & Company Method for pre-balancing and machining a crankshaft based on a mass distribution method
US10161014B2 (en) * 2016-01-08 2018-12-25 Ford Motor Company Laser hardened crankshaft
CN106066639A (zh) * 2016-06-01 2016-11-02 上海辰竹仪表有限公司 产品制造/加工工位/工序建立/管理方法、系统、设备
US10821527B2 (en) 2018-10-03 2020-11-03 GM Global Technology Operations LLC Method of manufacturing a crankshaft
CN109341952A (zh) * 2018-10-09 2019-02-15 上海大众动力总成有限公司 一种提高发动机曲轴动平衡的动态调整中心孔位置度方法
CN112008411A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 重庆西门雷森精密装备制造研究院有限公司 一种虚拟加工的曲轴几何定心加工工艺及装备
CN111191329A (zh) * 2020-01-03 2020-05-22 重庆大学 一种基于虚拟加工的曲轴质量定心方法
CN112224582B (zh) * 2020-12-10 2021-03-23 江苏金恒信息科技股份有限公司 一种应用于连铸的方坯贴标方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186628A (ja) * 1984-10-03 1986-05-02 Shimadzu Corp 動つりあい試験機
JPH05172682A (ja) * 1991-12-24 1993-07-09 Aichi Steel Works Ltd クランクシャフトのアンバランス予測装置
JPH0631542A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Mazda Motor Corp クランクシャフトの製造方法
JP2007264746A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Nissan Motor Co Ltd 回転体加工中心算出方法、回転体加工中心算出プログラム、および回転体加工中心算出装置
WO2009016988A1 (ja) * 2007-08-01 2009-02-05 Komatsu Machinery Corp. 処理装置、センタ穴加工システム、センタ穴位置決定プログラム、及びセンタ穴位置決定方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW301619B (ja) * 1994-10-07 1997-04-01 Toshiba Machine Co Ltd
US6842994B2 (en) * 2002-09-27 2005-01-18 University Of Wyoming Precision positioning device
CN2647476Y (zh) * 2003-07-03 2004-10-13 机科发展科技股份有限公司 曲轴中心孔修正机
CN101161422A (zh) * 2006-10-09 2008-04-16 张啸东 曲轴两端面中心孔定位划线台及中心孔定位方法
JP4291849B2 (ja) * 2006-12-20 2009-07-08 パナソニック株式会社 三次元測定プローブ
US8424426B2 (en) * 2008-04-11 2013-04-23 Honda Motor Co., Ltd. Method and device for boring non-round hole
JP5296444B2 (ja) * 2008-07-30 2013-09-25 コマツＮｔｃ株式会社 クランクシャフトのセンタ穴加工装置及び加工方法
JP2012086330A (ja) * 2010-10-22 2012-05-10 Komatsu Ntc Ltd センタリング方法及び装置
JP5870556B2 (ja) * 2011-08-31 2016-03-01 株式会社ジェイテクト サイドフェーススプラインの形状測定方法
CN104870130B (zh) * 2013-01-31 2017-03-15 小松Ntc株式会社 曲轴加工系统及曲轴加工方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6186628A (ja) * 1984-10-03 1986-05-02 Shimadzu Corp 動つりあい試験機
JPH05172682A (ja) * 1991-12-24 1993-07-09 Aichi Steel Works Ltd クランクシャフトのアンバランス予測装置
JPH0631542A (ja) * 1992-07-16 1994-02-08 Mazda Motor Corp クランクシャフトの製造方法
JP2007264746A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Nissan Motor Co Ltd 回転体加工中心算出方法、回転体加工中心算出プログラム、および回転体加工中心算出装置
WO2009016988A1 (ja) * 2007-08-01 2009-02-05 Komatsu Machinery Corp. 処理装置、センタ穴加工システム、センタ穴位置決定プログラム、及びセンタ穴位置決定方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018176417A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー 内燃機関のクランクシャフトにカウンターウェイトボアを加工するための装置及び方法
JP7128641B2 (ja) 2017-04-05 2022-08-31 マン・エナジー・ソリューションズ・エスイー 内燃機関のクランクシャフトにカウンターウェイトボアを加工するための装置及び方法
JP2018189491A (ja) * 2017-05-02 2018-11-29 コマツＮｔｃ株式会社 センタ穴決定装置
JP2020094912A (ja) * 2018-12-13 2020-06-18 トヨタ自動車株式会社 回転体のバランス修正方法
JP7176940B2 (ja) 2018-12-13 2022-11-22 トヨタ自動車株式会社 回転体のバランス修正方法

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