具有断裂剖分结构的连杆及其制造方法技术

一种连杆的断裂剖分结构，对由一体制成的杆状部分和帽状部分组成的大端进行表面硬化处理，所述大端被断裂剖分成所述杆状部分和所述帽状部分，在断裂剖分面相对定位的状态下，所述杆状部分和所述帽状部分通过多个螺栓连接在一起，其特征在于： 所述硬化表面层通过表面硬化处理形成于所述大端的断裂剖分面上和所述大端的螺栓插孔的内表面上； 至少部分被所述硬化表面层包围的大端保持在经过表面硬化处理前的状态或保持在底层金属的状态。（*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连杆的断裂剖分结构，这种结构的大端受到表面硬化处理并被分割成一个杆状部分和一个帽状部分，该杆状部分和帽状部分在其断裂剖分面相对定位的状态下连接在一起。提高杆状部分和帽状部分的定位精度的一种传统方法就是将杆状部分与帽状部分一体制成，然后将整体部件分割成杆状部分和帽状部分，接着利用这两部分的剖分面使其相对定位。在上述的情况下，定位工作是利用剖分面来完成的，因此定位精度在宏观上和微观上均受到剖分面形状的影响。例如，如果由高碳材料制成的整个剖分面受到淬火处理，如图8所示，那么剖分面就可能沿晶界形成微观的裂缝，断裂面是平面状的，因此就很难实现所需的定位精度。因此，按照常规的方法，一般通过下述方式来提高定位精度在预定的断裂剖分的大端的局部沿多个锯齿形的位置设置多个辅助分离孔，从而使断裂的剖分面在宏观上呈现不规则的形状(如特开昭58-37310所述)。当连杆的大端被断裂剖分时，在某些情况下，会如附图说明图15所示产生两处裂缝。这种两处裂缝的情况可能会引起断裂剖分面的微小脱落并混入机油中，而且会损坏其它部件。为防止出现这些脱落，有一种传统的方法就是利用一个夹具将大端断裂剖分，在这种方法中，断裂剖分应力集中作用于大端内表面上的一个点上，而且分离操作就是从该点开始进行的。另一方面，在对连杆进行表面硬化处理后，将大端断裂分割成杆状部分和帽状部分时，在某些情况下，在分离时位于帽状部分侧的曲柄销孔就会扩张变形。帽状部分的这种变形降低了曲轴连接所需的圆度，在极端的情况下，曲轴可能根本不能被连接。当采用上述的方法时，传统的夹具将断裂剖分应力集中作用于大端的一个点上，因此夹具的形状就会很复杂，而且还需要很高的精度，这样就会导致成本增加。本专利技术就是针对上述的问题而提出的，本专利技术的一个目的在于提供一种在不增加成本的前提下提高断裂剖分面的相对定位精度的连杆的断裂剖分结构，从而通过防止帽状部分在断裂剖分时产生变形的方式提高连接精度并在不增加成本的前提下防止出现两处裂缝。根据技术方案1的专利技术涉及一种连杆的断裂剖分结构，这种连杆的大端由一体制成的杆状部分和帽状部分组成并受到表面硬化处理，该大端被断裂分割成杆状部分和帽状部分，杆状部分和帽状部分在断裂剖分面相对定位的状态下通过螺栓连接在一起，其特征在于硬化表面层形成于大端的断裂剖分面和大端的螺栓插孔的内表面上；至少部分被硬化表面层所包围的大端保持在经过表面硬化处理前的那种状态或保持底层金属的状态。根据技术方案2的专利技术是以技术方案1的专利技术为基础的，其特征在于 大端断裂剖分面上的硬化表面层和大端的螺栓插孔内表面上的硬化表面层是通过在表面硬化处理后进行回火的方式形成的，而且没有对这些表面进行防碳处理。根据技术方案3的专利技术是以技术方案1或2所述的专利技术为基础的，其特征在于硬化表面层的含碳量大于底层金属的含碳量。根据技术方案4的专利技术是以技术方案1至3之一的专利技术为基础的，其特征在于硬化表面层具有通过分离而产生的晶体界面的断裂面，而且至少部分被硬化表面层包围的大端具有通过分离而形成的多个拉长的断裂面。根据技术方案5的专利技术是以技术方案1至4之一的专利技术为基础的，其特征在于整个连杆由碳钢或渗碳钢制成。根据技术方案6的专利技术涉及一种连杆的断裂剖分结构，这种结构的连杆大端由一体制成的杆状部分和帽状部分组成并受到表面硬化处理，该大端被断裂分割成杆状部分和帽状部分，杆状部分和帽状部分在断裂剖分面相对定位的状态下通过螺栓连接在一起，其特征在于在大端的断裂剖分面处的被螺栓插孔和曲柄销孔所包围的最小壁厚小于硬化表面层深度的2倍。根据技术方案7的专利技术是以技术方案6所述的专利技术为基础的，其特征在于除了被螺栓插孔和曲柄销孔所包围的最小壁厚部分外，大端的其它部分的厚度大于硬化表面层厚度的2倍。根据技术方案8的专利技术涉及一种连杆的断裂剖分结构，这种连杆的大端由一体制成的杆状部分和帽状部分组成并受到表面硬化处理，该大端被断裂分割成杆状部分和帽状部分，杆状部分和帽状部分在断裂剖分面相对定位的状态下通过螺栓连接在一起，其特征在于至少有一组厚度小于通过表面硬化处理形成的硬化表面层的2倍的部分设置在被形成大端断裂剖分面的轮廓的一条直线或一条曲线所包围的区域内。根据技术方案9的专利技术涉及一种连杆的断裂剖分结构，这种连杆的大端由一体制成的杆状部分和帽状部分组成并受到表面硬化处理，该大端被断裂分割成杆状部分和帽状部分，杆状部分和帽状部分在断裂剖分面相对定位的状态下通过螺栓连接在一起，其特征在于在大端的断裂剖分面处的被多个螺栓插孔和外端面所包围的最小壁厚部分小于硬化表面层的深度的2倍。根据技术方案1的连杆的断裂剖分结构，在大端的断裂剖分面上和大端的螺栓插孔的内表面上形成有硬化表面层，至少部分被硬化表面层所包围的大端保持在受到表面硬化处理前的状态或保持底层金属的状态。因此，大端的外表面被硬化，从而也更脆。这样，当被分开面的形状本身从微观上看为如图6所示的平面状时，它就可以被有效地用作分离起始点，这样就能够可靠地执行分离操作。另一方面，部分被硬化表面层所包围的大端仍然保持底层金属状态而没有硬化层，因此该部分的脆性低于外表面的脆性，因此在分离时形成一个微观上拉长的断裂面。就是说，如图7所示，在垂直于分离面的方向上拉长后在晶内分离形成断裂剖分面。当以上述方式形成的拉长的断裂面相互接合并被螺栓固定到一起时，这些被拉长的部分就会被挤压成一种能够在第二次和以后仍然保持在装配位置上的形状。这样，就能够以很高的精度和可再现的方式使杆状部分和帽状部分定位。因此，就可以在大端与曲轴装配到一起后，提高大端的圆度，从而减少大端的磨损和咬缸及输出功率的损失，而且与利用多个分离辅助孔的传统技术相比，还能够降低成本。根据技术方案2的连杆的断裂剖分结构，设置在大端的断裂剖分面上和大端的多个螺栓插孔的内表面上的硬化表面层是在不对这些表面进行防碳处理情况下通过进行表面硬化处理及其后的回火处理而形成的。因此，就可以仅在大端的外部断裂面和螺栓插孔的内表面上形成技术方案1所述的硬化表面层，同时使内部的底层金属仍然保持原样。还可以使残余应力在大端上的分布更加均匀。这样，在杆状部分与帽状部分相互分离时，就可以限制帽状部分侧的曲柄销孔的变形。因此，就可以防止降低装配状态下的精度并避免出现不能装配的问题。根据技术方案3的专利技术，由于提高了上述内外表面的硬化表面层的含碳量，因此硬化表面层的脆性也增加，这样就会使分离操作更加可靠。根据技术方案4的专利技术，硬化表面层具有由断裂剖分形成的多个晶界断裂面，而且硬化表面层的内部具有拉长的断裂面。因此，改善了断裂起始点在分离时的功能，提高了杆状部分和帽状部分的定位精度，而且曲轴的装配工作也更加具有再现性。根据技术方案5的专利技术，由于整个连杆由碳钢或渗碳钢制成，因此就可以通过渗碳和淬火容易地形成硬化表面层，同时在硬化表面层内可靠地形成一个拉长的断裂面。根据技术方案6的断裂剖分结构，由于介于大端的螺栓插孔和曲柄销孔之间的最小壁厚部分小于硬化表面层的厚度的2倍，因此与其它部分相比，该最小壁厚部分可以以较小的应变将其断裂分离。因此，分离工作是以最小壁厚部分为起始点进行的。这样，就可以防止出现两处裂缝，防止出现由于碎片脱落而产生的发动机问题，可以利用更为简单的本文档来自技高网...

【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，岩崎进也，矶部恒雄，
申请(专利权)人：雅马哈发动机株式会社，
类型：发明
国别省市：