CN102189292B

CN102189292B - 连杆断裂剖分装置以及断裂剖分方法

Info

Publication number: CN102189292B
Application number: CN2011100643500A
Authority: CN
Inventors: 山田茂则; 堀井长彦; 松野敏之
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2031-03-10
Also published as: US20110219613A1; US8657171B2; DE102011001060A1; CN102189292A; JP2011183529A

Abstract

本发明提供一种连杆断裂剖分装置以及断裂剖分方法，确保曲柄销孔的高圆度，并保证发动机的顺利工作等。将断裂剖分用具嵌入连杆的曲柄销孔内，通过该断裂剖分用具在连杆长度方向上赋予断裂负荷，从而使连杆的大端部断裂。作为断裂剖分用具的紧轴(10)构成为，在连杆长度方向和其垂直方向上被能够各自分离地四等分(10A、10B、10C、10D)，在大端部断裂时，该断裂部能够与断裂剖分用具的规定部位相接触。

Description

连杆断裂剖分装置以及断裂剖分方法

技术领域

本发明涉及一种断裂剖分连杆用的断裂剖分装置以及断裂剖分方法，所述的断裂剖分装置以及断裂剖分方法用于制造汽车发动机等中使用的部件，尤其是用于制造连杆。

背景技术

用于汽车发动机等的连杆中，为了组装到曲柄销上，其大端部被剖分成连杆主体和盖部（与小端部相反一侧的半断开部分）。作为剖分大端部的方法，为了提高连杆主体和盖部的定位精度，提出了断裂剖分型的制造方法（专利文献1）。

另外，以往的断裂剖分方法中，将能够向连杆小端部方向以及其反方向移动的半圆柱形状的一对剖分用用具（以下称为紧轴）嵌合到连杆大端部内，通过在这对用具之间打入楔子进行断裂剖分。

在此，关于以往进行的具体的断裂剖分方法，利用图8～图10进行说明。在这些图中，首先连杆100在连杆主体101的两端具有大端部102以及小端部103，其上分别形成有曲柄销孔104以及活塞销孔105。如图8所示，在锻造成型后大端部102和盖部102A是一体的，利用断裂剖分装置的紧轴200进行断裂剖分，由此，如图10那样盖部102A被从连杆主体101分离。另外，在剖分之后，通过位于曲柄销孔104的两侧的螺栓106，将盖部102A紧固到连杆主体101上。

上述的情况中，紧轴200由一对半圆柱体200A、200B拼合构成，它们的配合面201相向配合，作为整体以圆柱状形态嵌入到连杆100的曲柄销孔104中。另外，在紧轴200的中央，曲柄销的轴向上，形成有楔孔202，所述楔孔202具有用于打入断裂剖分装置的楔子1的锥形面202a。另外，锥形面202a的倾斜角度为θ1（参照图9（b））。另一方面，连杆100的曲柄销孔104的内周面上，在其直径方向上相对的位置处，预先形成有沿曲柄销轴向延伸的一对例如V字状的切口槽107。然后，相对于嵌入到曲柄销孔104内的紧轴200的楔孔202，通过用高压力打入楔子1（图8，箭头A），大端部102会沿着切口槽107断裂。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平03－014904号公报

发明要解决的课题

然而，利用上述那样的简单的半圆柱形状的紧轴200进行断裂剖分时，如图10（a）的箭头B所示那样，会产生在断裂时发生的塑性变形。由于该塑性变形，关于剖分后的曲柄销孔104的正圆形状态，参照图6，如虚线箭头以及虚线所示那样，变成断裂部附近向曲柄销孔104侧凹入的形状。其结果是引起断裂后圆度的恶化。另外，通常，由于断裂剖分后的圆度和曲柄销组装后的圆度相关联，所以也会引起曲柄销组装后的圆度的恶化。像这样曲柄销孔104的圆度发生恶化的话，如此下去不但会成为连杆轴承的磨耗增大以及烧熔的产生原因，还会成为由于摩擦增大而引起的发动机工作中的噪音恶化的原因。

发明内容

本发明鉴于有关实际情况，其目的在于提供一种能够确保曲柄销孔的高圆度、且能够保证发动机的顺利工作等的连杆断裂剖分装置以及断裂剖分方法。

解决课题的手段

根据本发明的连杆断裂剖分装置，将断裂剖分用具嵌入连杆的曲柄销孔内，通过该断裂剖分用具在连杆长度方向上赋予断裂负荷，使该连杆的大端部断裂，所述连杆断裂剖分装置的特征在于，所述断裂剖分用具构成为，在所述连杆长度方向和与长度方向垂直的方向上能够各自分离地被一分为四，并且，所述断裂剖分用具由四分之一圆柱体构成，这些四分之一圆柱体与所述连杆长度方向以及长度方向的垂直方向分别对应地被剖分而成，在所述断裂剖分用具的楔孔内的所述连杆长度方向的垂直方向侧，形成有具有规定的倾斜角度的锥面，在所述楔孔内的所述连杆长度方向侧形成的锥面的倾斜角度被设定为，比在所述连杆长度方向的垂直方向侧形成的锥面的倾斜角度大，在所述大端部断裂时，该断裂部能够与所述断裂剖分用具的规定部位相接触。

另外，根据本发明的连杆断裂剖分方法，其使用上述的连杆断裂剖分装置，所述连杆断裂剖分方法的特征在于，在所述大端部断裂时，使所述断裂剖分用具的规定部位在所述连杆长度方向的垂直方向上移动，所述大端部的断裂部与所述规定部位相接触，从而限制所述大端部的断裂部向所述曲柄销孔侧凹入。

发明的效果

根据本发明，在连杆的曲柄销孔内嵌入断裂剖分用具，通过该断裂剖分用具在连杆长度方向上赋予断裂负荷，从而使该连杆的大端部断裂。在典型的样态中，断裂剖分用具由在连杆长度方向以及其垂直方向上剖分而成的四分之一圆柱体构成，垂直方向的四分之一圆柱体在大端部断裂时，沿曲柄销孔的半径方向向外移动。于是，由此大端部的断裂部与这些四分之一圆柱体相接触，从而限制其向曲柄销孔侧凹入，能够实现断裂后曲柄销孔的高圆度。

附图说明

图1表示本发明的连杆断裂剖分装置的紧轴的典型的例子。

图2是表示本发明的连杆断裂剖分装置的紧轴的构成例的俯视图。

图3是沿图2的X-X线以及Y－Y线的各剖面图。

图4是表示本发明的连杆断裂剖分装置的楔子的例子的立体图。

图5是表示使用本发明的紧轴的连杆断裂剖分装置的关键部分的构成的剖面图。

图6是表示由本发明的连杆断裂剖分装置实施了连杆断裂后的曲柄销孔的圆度形状的图。

图7是表示本发明的连杆断裂剖分装置的紧轴的变形例的剖面图。

图8是用于对以往的连杆断裂剖分装置进行说明的立体图。

图9是表示以往的连杆断裂剖分装置的紧轴的构成例的俯视图以及剖面图。

图10是表示使用以往的连杆断裂剖分装置被断裂的连杆以及其曲柄销孔的状态的图。

符号说明

1 楔子

2 置物板

3 保持件

10 紧轴

10A、10B、10C、10D 四分之一圆柱体

11 接合面

12 楔孔

100 连杆

101 连杆主体

102 大端部

103 小端部

104 曲柄销孔

105 活塞销孔

具体实施方式

以下，基于附图，对和以往的例子实际上相同或者相对应的部件，采用相同的符号，对本发明的连杆断裂剖分装置的优选实施形态进行说明。

在此首先，在本实施形态中如已经表示的那样（参照图8以及图10），连杆100在连杆主体101两端具有大端部102以及小端部103，其上分别形成有曲柄销孔104以及活塞销孔105。如图8所示，在锻造成型后大端部102和盖部102A是一体的，通过利用断裂剖分装置进行的断裂剖分，盖部102A被从连杆主体101分离。另外，连杆100的曲柄销孔104的内周面上，在其直径方向（和连杆长度方向垂直的方向）上的相对位置处，预先形成有沿曲柄销轴向延伸的一对例如V字状的切口槽107。

图1表示本发明的用于连杆断裂剖分装置的紧轴10的例子。紧轴10作为整体具有圆柱状的形态，如图2所示，在该例中实质上由在圆周上被大致四等分的四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D拼合构成。其中四分之一圆柱体10A、10B，在连杆长度方向（X-X）上能够相互分离，另外，四分之一圆柱体10C、10D，在与连杆长度方向相垂直的方向（Y－Y）上能够相互分离。四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D中相邻接的两者间，它们的配合面11（曲柄销轴向）相向配合，在互相相向时，作为整体呈圆柱状形态，能够恰好嵌入到连杆100的曲柄销孔104内。

另外，嵌入到连杆100的曲柄销孔104内时，四分之一圆柱体10A对应配置于盖部102A侧，四分之一圆柱体10B对应配置于小端部103侧，四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D分别对应配置于切口槽107侧。如此，至少在应该断裂的切口槽107的附近部位区域的内侧，配置有四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D，如后述那样，在切口槽107断裂时，能够限制该断裂部向曲柄销孔104侧凹入。

另外，在紧轴10的中央，曲柄销的轴向上，形成有楔孔12，所述楔孔12具有用于打入断裂剖分装置的楔子1的锥度。楔孔12中，首先如图3（a）所示，小端部103侧的四分之一圆柱体10B具有锥面12a，该锥面12a的倾斜角度为θ₂.另外，在该例中，与锥面12a相对的四分之一圆柱体10A未设有锥面，即为笔直的形状。另外，如图3（b）所示，切口槽107侧的各四分之一圆柱体10C、10D具有锥面12b、12c，这些锥面12b、12c的倾斜角度为θ₃。在此，θ₂>θ₃。

另一方面，图4表示打入到楔孔12的楔子1的概略构成。与上述那样由锥面形成的楔孔12相对应，楔子1也形成有锥面。即，与四分之一圆柱体10B以及四分之一圆柱体10C、10D的锥面12a以及锥面12b、12c相对应，具有设定成实质上与这些锥面相同的倾斜角度的锥面1a以及锥面1b、1c。锥面1a的倾斜角度为θ₂，另外锥面1b、1c的倾斜角度为θ₃。

图5表示使用本发明的紧轴10的连杆断裂剖分装置的关键部分的构成。另外，图5仅表示装置的一例，关于具体的构成并不限定于此。图5中，在装置的置物板上放置连杆100。这时，盖部102A侧通过保持件3被固定。由四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D构成的紧轴10被嵌入到曲柄销孔104内，这时，四分之一圆柱体10A对应配置于盖部102A侧，四分之一圆柱体10B对应配置于小端部103侧，四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D分别对应配置于切口槽107侧。

另外，由四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D构成的紧轴10呈圆柱状形态，在配置于其中央部的楔孔12的上方，楔子1被能够上下运动地支撑。这时，楔子1的锥面1a以及锥面1b、1c，与四分之一圆柱体10B以及四分之一圆柱体10C、10D的锥面12a以及锥面12b、12c对应配置。

在该状态下，通过用高压力将楔子1打入紧轴10的楔孔12中，楔子1的锥面1a与四分之一圆柱体10B的锥面12a相接触，由此，X-X方向的四分之一圆柱体10A、10B被作用成相互分离。于是，相对于盖部102A以及大端部102（连杆主体101侧），通过四分之一圆柱体10A、10B分别加载断裂负荷F。通过断裂负荷F的作用大端部102沿着切口槽107断裂。另外，作为楔子1的驱动装置，例如，被未图示的油压缸等的驱动单元能够往复运动地支撑。

本发明中，特别在切口槽107，即Y－Y方向的断裂部侧分别对应配置了四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D。如上述那样，由四分之一圆柱体10A、10B引起大端部102断裂剖分时，楔子1的锥面1b、1c与四分之一圆柱体10C、10D的锥面12b、12c相接触，由此，四分之一圆柱体10C、10D分别沿半径方向被向外推动移位。如此，在应该断裂的切口槽107的内侧，配置有四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D，且适当地向外侧移动，从而在切口槽107断裂时能够限制该断裂部向曲柄销孔104侧凹入。

如上所述，随着楔子1被打入进楔孔12内，四分之一圆柱体10B被向小端部103侧推动，且四分之一圆柱体10C、10D沿半径方向被向外推动。这时，四分之一圆柱体10B的锥面12a以及四分之一圆柱体10C、10D的锥面12b、12c的倾斜角度被设定为θ₂>θ₃。因此倾斜角度较大的X-X方向侧的四分之一圆柱体10A、10B实质上与大端部102的断裂剖分相关联，Y－Y方向侧的四分之一圆柱体10C以及四分之一圆柱体10D虽然进行移动，但只是限制切口槽107断裂部向曲柄销孔104侧凹入，对断裂自身没有影响。

根据本发明，关于断裂剖分后的曲柄销孔104的圆形，如图6的实线所示，可以防止连杆断裂部附近向曲柄销孔104侧凹入。如此，能够抑制断裂后的圆度的恶化，且能够提高曲柄轴组装后的圆度。

在此，作为连杆100，通过使用了以SC材料为基材的非调质钢的钢材的实施例进行验证。另外，关于连杆尺寸，曲柄销孔104的直径为Φ60mm。另外，断裂剖分工序包括以下各工序：一体地锻造成型连杆主体以及盖部；进行粗加工（大端部圆、推力面、螺栓孔等）；加工大端部切口（切口槽107）；利用紧轴10进行断裂剖分；用螺栓连结连杆主体101和盖部102A；对大端部102进行精加工；组装到曲柄轴上。

特别是关于紧轴10的形状，四分之一圆柱体10B的锥面12a的倾斜角度为θ₂=7°，四分之一圆柱体10C、10D的锥面12b、12c的倾斜角度为θ₃=1°。

另外，作为比较对象，以往的紧轴200（参照图9等）的锥面202a的倾斜角度为θ₁=7°。

关于断裂实施结果，断裂剖分后的圆度、以及模拟曲柄轴组装的再组后的圆度的提高都得到了验证。下面的表1表示，以往形状的紧轴200和本发明的改良形状的紧轴10的各自的断裂后和模拟曲柄轴组装的再组后的圆度测定结果。其中，在以往的紧轴200的情况下，断裂后的大端部102的圆度如表1所示为37.9（μm），与此相对比，在本发明的紧轴10的情况下，断裂后的圆度如表1所示为27.7（μm）。另外，关于再组后的圆度，以往的情况下为8.7（μm）,与此相对比，本发明的紧轴10的情况下为6.7（μm）。

表1

	以往（μm）	本发明（μm）
			断裂后	37.9	27.7
模拟组装的再组后	8.7	6.7

在此，图7进一步表示本发明的连杆断裂剖分装置所使用的紧轴10的另一个例子。在该例中紧轴10也是由四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D构成，其中特别是四分之一圆柱体10C、10D都在楔孔12的上部具有锥面12A，其倾斜角度为θ₄。另外，锥面12A的下方形成为直面12B，即未形成锥度。

在该例中，Y－Y方向侧的四分之一圆柱体10C、10D中，通过设置位于楔孔12上部的锥面12A，在大端部断裂时，能够限制该断裂部向曲柄销孔104侧凹入。

以上，对本发明和其各种实施形态进行了说明，然而本发明不仅限于这些实施形态，可以在本发明的范围内进行各种变更等。

对于四分之一圆柱体10A，可以具有和四分之一圆柱体10B的锥面1a相同的锥面。

另外，在构成紧轴10的四分之一圆柱体10A、10B、10C、10D为圆周四等分的情况之外，例如，也可以形成为X-X方向侧比Y－Y方向侧适当地大一些（在圆周方向上）。

Claims

1.一种连杆断裂剖分装置，将断裂剖分用具嵌入连杆的曲柄销孔内，通过该断裂剖分用具在连杆长度方向上赋予断裂负荷，使该连杆的大端部断裂，所述连杆断裂剖分装置的特征在于，

所述断裂剖分用具构成为，在所述连杆长度方向和与长度方向垂直的方向上能够各自分离地被一分为四，并且，所述断裂剖分用具由四分之一圆柱体构成，这些四分之一圆柱体与所述连杆长度方向以及长度方向的垂直方向分别对应地被剖分而成，

在所述断裂剖分用具的楔孔内的所述连杆长度方向的垂直方向侧，形成有具有规定的倾斜角度的锥面，

在所述楔孔内的所述连杆长度方向侧形成的锥面的倾斜角度被设定为，比在所述连杆长度方向的垂直方向侧形成的锥面的倾斜角度大，

在所述大端部断裂时，该断裂部能够与所述断裂剖分用具的规定部位相接触。

2.一种连杆断裂剖分方法，其使用权利要求1所述的连杆断裂剖分装置，所述连杆断裂剖分方法的特征在于，

在所述大端部断裂时，使所述断裂剖分用具的规定部位在所述连杆长度方向的垂直方向上移动，所述大端部的断裂部与所述规定部位相接触，从而限制所述大端部的断裂部向所述曲柄销孔侧凹入。