專利名稱：連桿斷裂剖分裝置以及斷裂剖分方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種斷裂剖分連桿用的斷裂剖分裝置以及斷裂剖分方法，所述的斷裂剖分裝置以及斷裂剖分方法用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等中使用的部件，尤其是用于制造連桿。
背景技術(shù)：
用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等的連桿中，為了組裝到曲柄銷上，其大端部被剖分成連桿主體和蓋部(與小端部相反一側(cè)的半斷開(kāi)部分)。作為剖分大端部的方法，為了提高連桿主體和蓋部的定位精度，提出了斷裂剖分型的制造方法(專利文獻(xiàn)1)。另外，以往的斷裂剖分方法中，將能夠向連桿小端部方向以及其反方向移動(dòng)的半圓柱形狀的一對(duì)剖分用用具(以下稱為緊軸)嵌合到連桿大端部?jī)?nèi)，通過(guò)在這對(duì)用具之間打入楔子進(jìn)行斷裂剖分。在此，關(guān)于以往進(jìn)行的具體的斷裂剖分方法，利用圖8 圖10進(jìn)行說(shuō)明。在這些圖中，首先連桿100在連桿主體101的兩端具有大端部102以及小端部103，其上分別形成有曲柄銷孔104以及活塞銷孔105。如圖8所示，在鍛造成型后大端部102和蓋部102A是一體的，利用斷裂剖分裝置的緊軸200進(jìn)行斷裂剖分，由此，如圖10那樣蓋部102A被從連桿主體101分離。另外，在剖分之后，通過(guò)位于曲柄銷孔104的兩側(cè)的螺栓106，將蓋部102A 緊固到連桿主體101上。上述的情況中，緊軸200由一對(duì)半圓柱體200A、200B拼合構(gòu)成，它們的配合面201 相向配合，作為整體以圓柱狀形態(tài)嵌入到連桿100的曲柄銷孔104中。另外，在緊軸200的中央，曲柄銷的軸向上，形成有楔孔202，所述楔孔202具有用于打入斷裂剖分裝置的楔子1 的錐形面20加。另外，錐形面20 的傾斜角度為Θ1(參照?qǐng)D9(b))。另一方面，連桿100 的曲柄銷孔104的內(nèi)周面上，在其直徑方向上相對(duì)的位置處，預(yù)先形成有沿曲柄銷軸向延伸的一對(duì)例如V字狀的切口槽107。然后，相對(duì)于嵌入到曲柄銷孔104內(nèi)的緊軸200的楔孔 202，通過(guò)用高壓力打入楔子1(圖8，箭頭Α)，大端部102會(huì)沿著切口槽107斷裂。
背景技術(shù)：
文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平03-014904號(hào)公報(bào)發(fā)明要解決的課題然而，利用上述那樣的簡(jiǎn)單的半圓柱形狀的緊軸200進(jìn)行斷裂剖分時(shí)，如圖10(a) 的箭頭B所示那樣，會(huì)產(chǎn)生在斷裂時(shí)發(fā)生的塑性變形。由于該塑性變形，關(guān)于剖分后的曲柄銷孔104的正圓形狀態(tài)，參照?qǐng)D6，如虛線箭頭以及虛線所示那樣，變成斷裂部附近向曲柄銷孔104側(cè)凹入的形狀。其結(jié)果是引起斷裂后圓度的惡化。另外，通常，由于斷裂剖分后的圓度和曲柄銷組裝后的圓度相關(guān)聯(lián)，所以也會(huì)引起曲柄銷組裝后的圓度的惡化。像這樣曲柄銷孔104的圓度發(fā)生惡化的話，如此下去不但會(huì)成為連桿軸承的磨耗增大以及燒熔的產(chǎn)生原因，還會(huì)成為由于摩擦增大而引起的發(fā)動(dòng)機(jī)工作中的噪音惡化的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于有關(guān)實(shí)際情況，其目的在于提供一種能夠確保曲柄銷孔的高圓度、且能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的順利工作等的連桿斷裂剖分裝置以及斷裂剖分方法。解決課題的手段根據(jù)本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置，將斷裂剖分用具嵌入連桿的曲柄銷孔內(nèi)，通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，使該連桿的大端部斷裂，所述連桿斷裂剖分裝置的特征在于，所述斷裂剖分用具構(gòu)成為，在所述連桿長(zhǎng)度方向和與長(zhǎng)度方向垂直的方向上能夠各自分離地被一分為四，在所述大端部斷裂時(shí)，該斷裂部能夠與所述斷裂剖分用具的規(guī)定部位相接觸。另外，關(guān)于本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置，其中，所述斷裂剖分用具由四分之一圓柱體構(gòu)成，這些四分之一圓柱體與所述連桿長(zhǎng)度方向以及長(zhǎng)度方向的垂直方向分別對(duì)應(yīng)地被剖分而成。另外，關(guān)于本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置，其中，在所述斷裂剖分用具的楔孔內(nèi)的所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向側(cè)，形成有具有規(guī)定的傾斜角度的錐面。另外，關(guān)于本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置，其中，在所述楔孔內(nèi)的所述連桿長(zhǎng)度方向側(cè)形成的錐面的傾斜角度被設(shè)定為，比在所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向側(cè)形成的錐面的傾斜角度大。另外，根據(jù)本發(fā)明的連桿斷裂剖分方法，將斷裂剖分用具嵌入連桿的曲柄銷孔內(nèi)， 通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，使該連桿的大端部斷裂，所述連桿斷裂剖分方法的特征在于，在所述大端部斷裂時(shí)，使所述斷裂剖分用具的規(guī)定部位在所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向上移動(dòng)，所述大端部的斷裂部與所述規(guī)定部位相接觸，從而限制所述大端部的斷裂部向所述曲柄銷孔側(cè)凹入。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在連桿的曲柄銷孔內(nèi)嵌入斷裂剖分用具，通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，從而使該連桿的大端部斷裂。在典型的樣態(tài)中，斷裂剖分用具由在連桿長(zhǎng)度方向以及其垂直方向上剖分而成的四分之一圓柱體構(gòu)成，垂直方向的四分之一圓柱體在大端部斷裂時(shí)，沿曲柄銷孔的半徑方向向外移動(dòng)。于是，由此大端部的斷裂部與這些四分之一圓柱體相接觸，從而限制其向曲柄銷孔側(cè)凹入，能夠?qū)崿F(xiàn)斷裂后曲柄銷孔的高圓度。


圖1表示本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置的緊軸的典型的例子。圖2是表示本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置的緊軸的構(gòu)成例的俯視圖。圖3是沿圖2的X-X線以及Y-Y線的各剖面圖。圖4是表示本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置的楔子的例子的立體圖。圖5是表示使用本發(fā)明的緊軸的連桿斷裂剖分裝置的關(guān)鍵部分的構(gòu)成的剖面圖。圖6是表示由本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置實(shí)施了連桿斷裂后的曲柄銷孔的圓度形狀的圖。圖7是表示本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置的緊軸的變形例的剖面圖。
圖8是用于對(duì)以往的連桿斷裂剖分裝置進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖9是表示以往的連桿斷裂剖分裝置的緊軸的構(gòu)成例的俯視圖以及剖面圖。圖10是表示使用以往的連桿斷裂剖分裝置被斷裂的連桿以及其曲柄銷孔的狀態(tài)的圖。符號(hào)說(shuō)明1 楔子2置物板3保持件10 緊軸10A、10B、10C、IOD 四分之一圓柱體11接合面12 楔孔100 連桿101連桿主體102大端部103小端部104曲柄銷孔105活塞銷孔
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖，對(duì)和以往的例子實(shí)際上相同或者相對(duì)應(yīng)的部件，采用相同的符號(hào)，對(duì)本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。在此首先，在本實(shí)施形態(tài)中如已經(jīng)表示的那樣(參照?qǐng)D8以及圖10)，連桿100在連桿主體101兩端具有大端部102以及小端部103，其上分別形成有曲柄銷孔104以及活塞銷孔105。如圖8所示，在鍛造成型后大端部102和蓋部102A是一體的，通過(guò)利用斷裂剖分裝置進(jìn)行的斷裂剖分，蓋部102A被從連桿主體101分離。另外，連桿100的曲柄銷孔 104的內(nèi)周面上，在其直徑方向(和連桿長(zhǎng)度方向垂直的方向)上的相對(duì)位置處，預(yù)先形成有沿曲柄銷軸向延伸的一對(duì)例如V字狀的切口槽107。圖1表示本發(fā)明的用于連桿斷裂剖分裝置的緊軸10的例子。緊軸10作為整體具有圓柱狀的形態(tài)，如圖2所示，在該例中實(shí)質(zhì)上由在圓周上被大致四等分的四分之一圓柱體10A、10B、10C、10D拼合構(gòu)成。其中四分之一圓柱體10A、10B，在連桿長(zhǎng)度方向(X-X)上能夠相互分離，另外，四分之一圓柱體10C、10D，在與連桿長(zhǎng)度方向相垂直的方向(Y-Y)上能夠相互分離。四分之一圓柱體10A、10B、10CU0D中相鄰接的兩者間，它們的配合面11(曲柄銷軸向)相向配合，在互相相向時(shí)，作為整體呈圓柱狀形態(tài)，能夠恰好嵌入到連桿100的曲柄銷孔104內(nèi)。另外，嵌入到連桿100的曲柄銷孔104內(nèi)時(shí)，四分之一圓柱體IOA對(duì)應(yīng)配置于蓋部 102A側(cè)，四分之一圓柱體IOB對(duì)應(yīng)配置于小端部103側(cè)，四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體IOD分別對(duì)應(yīng)配置于切口槽107側(cè)。如此，至少在應(yīng)該斷裂的切口槽107的附近部位區(qū)域的內(nèi)側(cè)，配置有四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體10D，如后述那樣，在切口槽107斷裂時(shí)，能夠限制該斷裂部向曲柄銷孔104側(cè)凹入。另外，在緊軸10的中央，曲柄銷的軸向上，形成有楔孔12，所述楔孔12具有用于打入斷裂剖分裝置的楔子1的錐度。楔孔12中，首先如圖3(a)所示，小端部103側(cè)的四分之一圓柱體IOB具有錐面12a，該錐面12a的傾斜角度為θ 2.另外，在該例中，與錐面1 相對(duì)的四分之一圓柱體IOA未設(shè)有錐面，即為筆直的形狀。另外，如圖3(b)所示，切口槽107 側(cè)的各四分之一圓柱體10CU0D具有錐面12b、12c，這些錐面12b、12c的傾斜角度為θ 3。 在此，θ 2 > θ 3。另一方面，圖4表示打入到楔孔12的楔子1的概略構(gòu)成。與上述那樣由錐面形成的楔孔12相對(duì)應(yīng)，楔子1也形成有錐面。即，與四分之一圓柱體IOB以及四分之一圓柱體 10CU0D的錐面12a以及錐面12b、12c相對(duì)應(yīng)，具有設(shè)定成實(shí)質(zhì)上與這些錐面相同的傾斜角度的錐面Ia以及錐面lb、lc。錐面Ia的傾斜角度為θ 2，另外錐面lb、Ic的傾斜角度為
θ 3ο圖5表示使用本發(fā)明的緊軸10的連桿斷裂剖分裝置的關(guān)鍵部分的構(gòu)成。另外，圖 5僅表示裝置的一例，關(guān)于具體的構(gòu)成并不限定于此。圖5中，在裝置的置物板上放置連桿 100。這時(shí)，蓋部102Α側(cè)通過(guò)保持件3被固定。由四分之一圓柱體10A、10B、10CU0D構(gòu)成的緊軸10被嵌入到曲柄銷孔104內(nèi)，這時(shí)，四分之一圓柱體IOA對(duì)應(yīng)配置于蓋部102Α側(cè)， 四分之一圓柱體IOB對(duì)應(yīng)配置于小端部103側(cè)，四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體 IOD分別對(duì)應(yīng)配置于切口槽107側(cè)。 另外，由四分之一圓柱體10Α、10Β、10C、IOD構(gòu)成的緊軸10呈圓柱狀形態(tài)，在配置于其中央部的楔孔12的上方，楔子1被能夠上下運(yùn)動(dòng)地支撐。這時(shí)，楔子1的錐面Ia以及錐面lb、lc，與四分之一圓柱體IOB以及四分之一圓柱體10C、IOD的錐面12a以及錐面12b、 12c對(duì)應(yīng)配置。在該狀態(tài)下，通過(guò)用高壓力將楔子1打入緊軸10的楔孔12中，楔子1的錐面Ia 與四分之一圓柱體IOB的錐面1 相接觸，由此，X-X方向的四分之一圓柱體10AU0B被作用成相互分離。于是，相對(duì)于蓋部102A以及大端部102(連桿主體101側(cè))，通過(guò)四分之一圓柱體10A、IOB分別加載斷裂負(fù)荷F。通過(guò)斷裂負(fù)荷F的作用大端部102沿著切口槽107 斷裂。另外，作為楔子1的驅(qū)動(dòng)裝置，例如，被未圖示的油壓缸等的驅(qū)動(dòng)單元能夠往復(fù)運(yùn)動(dòng)地支撐。本發(fā)明中，特別在切口槽107，即Y-Y方向的斷裂部側(cè)分別對(duì)應(yīng)配置了四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體10D。如上述那樣，由四分之一圓柱體10AU0B引起大端部 102斷裂剖分時(shí)，楔子1的錐面lb、lc與四分之一圓柱體10CU0D的錐面12b、12c相接觸， 由此，四分之一圓柱體10CU0D分別沿半徑方向被向外推動(dòng)移位。如此，在應(yīng)該斷裂的切口槽107的內(nèi)側(cè)，配置有四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體10D，且適當(dāng)?shù)叵蛲鈧?cè)移動(dòng)， 從而在切口槽107斷裂時(shí)能夠限制該斷裂部向曲柄銷孔104側(cè)凹入。如上所述，隨著楔子1被打入進(jìn)楔孔12內(nèi)，四分之一圓柱體IOB被向小端部103 側(cè)推動(dòng)，且四分之一圓柱體10CU0D沿半徑方向被向外推動(dòng)。這時(shí)，四分之一圓柱體IOB的錐面12a以及四分之一圓柱體10CU0D的錐面12b、12c的傾斜角度被設(shè)定為θ 2 > θ 3。因此傾斜角度較大的X-X方向側(cè)的四分之一圓柱體10AU0B實(shí)質(zhì)上與大端部102的斷裂剖分相關(guān)聯(lián)，Y-Y方向側(cè)的四分之一圓柱體IOC以及四分之一圓柱體IOD雖然進(jìn)行移動(dòng)，但只是限制切口槽107斷裂部向曲柄銷孔104側(cè)凹入，對(duì)斷裂自身沒(méi)有影響。根據(jù)本發(fā)明，關(guān)于斷裂剖分后的曲柄銷孔104的圓形，如圖6的實(shí)線所示，可以防止連桿斷裂部附近向曲柄銷孔104側(cè)凹入。如此，能夠抑制斷裂后的圓度的惡化，且能夠提高曲柄軸組裝后的圓度。在此，作為連桿100，通過(guò)使用了以SC材料為基材的非調(diào)質(zhì)鋼的鋼材的實(shí)施例進(jìn)行驗(yàn)證。另外，關(guān)于連桿尺寸，曲柄銷孔104的直徑為Φ60πιπι。另外，斷裂剖分工序包括以下各工序一體地鍛造成型連桿主體以及蓋部；進(jìn)行粗加工(大端部圓、推力面、螺栓孔等)； 加工大端部切口(切口槽107)；利用緊軸10進(jìn)行斷裂剖分；用螺栓連結(jié)連桿主體101和蓋部102Α ；對(duì)大端部102進(jìn)行精加工；組裝到曲柄軸上。特別是關(guān)于緊軸10的形狀，四分之一圓柱體IOB的錐面12a的傾斜角度為θ 2 = 7°，四分之一圓柱體10CU0D的錐面12b、12c的傾斜角度為θ 3 = Γ。另外，作為比較對(duì)象，以往的緊軸200(參照?qǐng)D9等)的錐面20 的傾斜角度為Q1 =7° ο關(guān)于斷裂實(shí)施結(jié)果，斷裂剖分后的圓度、以及模擬曲柄軸組裝的再組后的圓度的提高都得到了驗(yàn)證。下面的表1表示，以往形狀的緊軸200和本發(fā)明的改良形狀的緊軸10 的各自的斷裂后和模擬曲柄軸組裝的再組后的圓度測(cè)定結(jié)果。其中，在以往的緊軸200的情況下，斷裂后的大端部102的圓度如表1所示為37. 9 ( μ m)，與此相對(duì)比，在本發(fā)明的緊軸 10的情況下，斷裂后的圓度如表1所示為27. 7(μπι)。另外，關(guān)于再組后的圓度，以往的情況下為8. 7 ( μ m)，與此相對(duì)比，本發(fā)明的緊軸10的情況下為6. 7 ( μ m)。表 1
以往(μ m)本發(fā)明(ym)斷裂后37. 927. 7模擬組裝的再組后8. 76. 7在此，圖7進(jìn)一步表示本發(fā)明的連桿斷裂剖分裝置所使用的緊軸10的另一個(gè)例子。在該例中緊軸10也是由四分之一圓柱體10A、10B、10CU0D構(gòu)成，其中特別是四分之一圓柱體10CU0D都在楔孔12的上部具有錐面12A，其傾斜角度為θ 4。另外，錐面12Α的下方形成為直面12Β，即未形成錐度。在該例中，Y-Y方向側(cè)的四分之一圓柱體10CU0D中，通過(guò)設(shè)置位于楔孔12上部的錐面12Α，在大端部斷裂時(shí)，能夠限制該斷裂部向曲柄銷孔104側(cè)凹入。以上，對(duì)本發(fā)明和其各種實(shí)施形態(tài)進(jìn)行了說(shuō)明，然而本發(fā)明不僅限于這些實(shí)施形態(tài)，可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更等。對(duì)于四分之一圓柱體10Α，可以具有和四分之一圓柱體IOB的錐面Ia相同的錐面。另外，在構(gòu)成緊軸10的四分之一圓柱體10Α、10Β、10C、IOD為圓周四等分的情況之外，例如，也可以形成為X-X方向側(cè)比Y-Y方向側(cè)適當(dāng)?shù)卮笠恍?在圓周方向上)。
權(quán)利要求
1.一種連桿斷裂剖分裝置，將斷裂剖分用具嵌入連桿的曲柄銷孔內(nèi)，通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，使該連桿的大端部斷裂，所述連桿斷裂剖分裝置的特征在于，所述斷裂剖分用具構(gòu)成為，在所述連桿長(zhǎng)度方向和與長(zhǎng)度方向垂直的方向上能夠各自分離地被一分為四，在所述大端部斷裂時(shí)，該斷裂部能夠與所述斷裂剖分用具的規(guī)定部位相接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的連桿斷裂剖分裝置，其特征在于，所述斷裂剖分用具由四分之一圓柱體構(gòu)成，這些四分之一圓柱體與所述連桿長(zhǎng)度方向以及長(zhǎng)度方向的垂直方向分別對(duì)應(yīng)地被剖分而成。
3.如權(quán)利要求1或者2所述的連桿斷裂剖分裝置，其特征在于，在所述斷裂剖分用具的楔孔內(nèi)的所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向側(cè)，形成有具有規(guī)定的傾斜角度的錐面。
4.如權(quán)利要求3所述的連桿斷裂剖分裝置，其特征在于，在所述楔孔內(nèi)的所述連桿長(zhǎng)度方向側(cè)形成的錐面的傾斜角度被設(shè)定為，比在所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向側(cè)形成的錐面的傾斜角度大。
5.一種連桿斷裂剖分方法，將斷裂剖分用具嵌入連桿的曲柄銷孔內(nèi)，通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，使該連桿的大端部斷裂，所述連桿斷裂剖分方法的特征在于，在所述大端部斷裂時(shí)，使所述斷裂剖分用具的規(guī)定部位在所述連桿長(zhǎng)度方向的垂直方向上移動(dòng)，所述大端部的斷裂部與所述規(guī)定部位相接觸，從而限制所述大端部的斷裂部向所述曲柄銷孔側(cè)凹入。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連桿斷裂剖分裝置以及斷裂剖分方法，確保曲柄銷孔的高圓度，并保證發(fā)動(dòng)機(jī)的順利工作等。將斷裂剖分用具嵌入連桿的曲柄銷孔內(nèi)，通過(guò)該斷裂剖分用具在連桿長(zhǎng)度方向上賦予斷裂負(fù)荷，從而使連桿的大端部斷裂。作為斷裂剖分用具的緊軸(10)構(gòu)成為，在連桿長(zhǎng)度方向和其垂直方向上被能夠各自分離地四等分(10A、10B、10C、10D)，在大端部斷裂時(shí)，該斷裂部能夠與斷裂剖分用具的規(guī)定部位相接觸。
文檔編號(hào)B23D31/00GK102189292SQ201110064350
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月10日
發(fā)明者堀井長(zhǎng)彥, 山田茂則, 松野敏之 申請(qǐng)人:鈴木株式會(huì)社