拼合式连杆制造技术

一种拼合式连杆，它包括：　　　　一个曲柄销孔；　　　　在曲柄销孔的内圆周表面上形成的凹部；以及　　　　在所述凹部的底部处形成的断裂起始点凹槽。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种拼合式连杆，其中使经过表面硬化处理的大端部分断裂并且分裂成杆部和帽部，而且在使各部分的断裂表面保持对准的同时采用连接螺栓将杆部和帽部重新连接。
技术介绍
在将大端部分断裂并且分裂成杆部和帽部时，这种拼合式连杆可以设有用于开始断裂的断裂起始点凹槽。例如，如图1A和图1B中所示，曾经提出一种具有一对断裂起始点凹槽51的结构，这些凹槽沿着开有槽的大端部分50的曲柄销孔50a的轴中心方向延伸并且形成于曲柄销孔50a的内圆周表面上(例如，参见美国专利NO.4569109)。另一方面，当使大端部分50断裂并分离时，断裂表面如图2A和图2B中所示从断裂起始点凹槽5 1沿着由箭头X和Y所示的路径围绕着螺栓孔前进，并且这些路径在外壁部分Z处彼此相交。但是，如果断裂表面在沿着由箭头X和Y所示的路径前进的同时偏离，则断裂表面不能在相同平面上彼此相交在外壁部分Z处，从而造成高度差和裂纹。这会引起断裂表面剥落或脱落，这在发动机正在工作的同时会损坏发动机部件，从而引起发动机故障。提高断裂起始点凹槽底部的应力强度系数可以有效防止出现剥落或脱落的问题。因此，如图3所示，可以增加断裂起始点凹槽51的凹槽深度L2并且提高凹槽深度L2与断裂起始点凹槽51和螺栓孔50b的边缘之间的最短距离L1的比值。但是，增加断裂起始点凹槽51的凹槽深度L2会产生在下面段落中所述的许多问题。首先，当对连杆实施表面硬化处理例如渗碳处理时，渗碳不会到达断裂起始点凹槽的底部，并且在底部处的表面硬化层会较浅。因此，断裂起始点不能被充分硬化，因此该表面会很容易转变成具有韧性断口的表面，并且在断裂之后杆部和帽部之间的对准精确度会降低。第二，由于凹槽变得更深，机加工凹槽所需要的加工时间增加，并且更难以精确地控制凹槽深度。该问题在采用激光进行凹槽机加工时变得尤为突出。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的优选实施例提供了一种拼合式连杆，该连杆能够防止在断裂/分裂期间出现例如剥落或脱落的问题，并且确保了在断裂之后的对准精确度，因此进一步缩短了加工凹槽所需要的加工时间并且提高了加工精度。根据本专利技术的一个优选实施例，拼合式连杆包括在曲柄销孔的内圆周表面上形成的凹部和在凹部的底部处形成的断裂起始点凹槽。本专利技术的各优选实施例的拼合式连杆优选的是通过锻造、铸造或烧结形成的无螺母型连杆。优选的是，断裂起始点凹槽的宽度小于凹部的宽度。还优选的是，凹部如此形成，即，使底部处于这样一个位置处，在该位置处，断裂起始点凹槽的深度与从断裂起始点凹槽的开口到螺栓孔的最短距离的比值大约为70％或更大。本专利技术的一个优选实施例还优选地包括一个设在曲柄销孔的内圆周表面上的轴承锁紧凹槽，其中凹部形成于一个与设在曲柄销孔的内圆周表面上的轴承锁紧凹槽相对的位置处。该轴承锁紧凹槽最好包括一对位于沿着曲柄销孔的内圆周表面的圆周方向偏离的位置处的凹形部分。还优选的是，凹部沿着内圆周表面的圆周方向的宽度小于轴承锁紧凹槽的这对凹形部分沿着内圆周表面的圆周方向的宽度。还优选的是，在曲柄销孔的内圆周表面上形成有一对断裂起始点凹槽。该凹部最好包括一对倾斜部分。凹部的倾斜部分最好形成用于引导插入到曲柄销孔中的对分的轴承金属元件的斜面。在各个优选实施例中，凹部的每个倾斜部分具有弯曲形状和隆起的圆形中的一种形状。还优选的是，凹部在其一个上角部中具有凹形形状，或者在其上角部中具有直线形状。还优选的是，相对于从曲柄销孔的轴中心穿过在这对断裂起始点凹槽的底面上的底部的预定断裂面的角度大约为45度。还有，凹部的内角最好大约为90度。还优选的是，断裂起始点凹槽的上、下内表面如此形成，从而相对于从曲柄销孔的轴中心穿过在这对断裂起始点凹槽的底面上的底部的预定断裂面的角度大约为0度。还有，优选的是，凹部的横断面大于断裂起始点凹槽的横断面。该断裂起始点凹槽最好包括基本上平行的壁，这些壁相对于预定断裂面形成大约为0度的夹角，并且包括一个具有底面的基本上平行的凹槽，该底面使这些基本上平行的壁连接在一起并且形成半径为R的弧形。还优选的是，从曲柄销孔的内圆周表面到底面的底部的深度H和半径R如此设定，从而比值H/R大约为1.0至大约10.0。根据本专利技术的另一个实施例，提供了一种发动机，该发动机包括根据上述本专利技术优选实施例中的任一个的拼合式连杆。根据本专利技术的再一个优选实施例，提供了一种汽车，该汽车包括根据上述本专利技术优选实施例中的任一个的拼合式连杆。根据本专利技术的又一个优选实施例，提供了一种形成拼合式连杆的方法，该方法包括提供一连杆；在连杆中形成一曲柄销孔；在曲柄销孔的内圆周表面上形成一凹部，该凹部包括一底部；以及在所述凹部的底部处形成一断裂起始点凹槽。优选的是，所述断裂起始点凹槽是于所述曲柄销孔的内圆周表面上形成凹部之后形成的。该方法还最好包括以下步骤对拼合式连杆进行表面硬化处理；使该拼合式连杆断裂并且分裂成杆部和帽部，以在杆部和帽部上都形成断裂面；通过使两个断裂面相互接触而使被断裂并且分裂开的杆部和帽部相互对准；以及通过连接螺栓将杆部和帽部连接在一起。还优选的是，通过借助切割、线切割和利用激光进行的机加工中的一种方法进行刻槽来形成一对断裂起始点凹槽。另外，该凹部优选地通过对在曲柄销孔的内圆周表面和断裂起始点凹槽之间的上、下角部进行斜切而形成。该凹部优选地通过机加工、锻造、铸造和烧结中的一种方法形成。从参照附图对优选实施例进行的以下详细说明中将更加了解本专利技术的其它特征、要素、特点、步骤和优点。附图说明图1A为传统的通见拼合式连杆的主视图；图1B为图1A中所示拼合式连杆沿着I-I线的剖视图；图2A是显示出在传统断裂面上的断裂前进路径的视图；图2B为一侧视图，显示出在传统的断裂/分裂中断裂前进路径的相交部分；图3为传统的通见拼合式连杆的断裂起始点凹槽的放大图；图4为根据本专利技术第一优选实施例的拼合式连杆的主视图；图5为图4所示拼合式连杆的大端部分的剖视图；图6A为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用来说明凹部的倾斜角度；图6B为大端部分的断裂起始点凹槽的放大图，用于说明凹部的开口宽度；图7是显示出断裂并分裂大端部分的方法的视图； 图8是显示出断裂起始点凹槽的深度和剥落发生率之间的关系的视图；图9是显示出本专利技术第一优选实施例的断裂起始点凹槽的角度的一个改进实施例的视图；图10是显示出本专利技术第一优选实施例的凹部的开口宽度的一个改进实施例的视图；图11A是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的斜面是弯曲的实施例的视图；图11B是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的斜面具有隆起的圆形形状的实施例的视图；图12是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的倾斜角度大约为90度的实施例的视图；图13A是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的斜面是弯曲的实施例的视图；图13B是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的斜面为直线的实施例的视图；图13C是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的倾斜角度大约为90度的实施例的视图；图13D是显示出第一优选实施例的一个改进实施例并且显示出其中凹部的上角部的倾斜角具有隆起的圆形形状的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：久保田刚，矶部恒雄，岩崎进也，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：