CN1149272A - 用来使连杆之类断裂的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用以把一个界定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂成一个轴承盖和一个连杆的方法及设备。一个导向构件限定一个第一导轨，第一滑动构件沿着该导轨运动，第一滑动构件本身又限定一个与该第一导轨平行的第二导轨，第二滑动构件沿着该第二导轨运动。一个分瓣心轴带有一个固定于第一滑动构件的上部和一个固定于导向构件的下部。分瓣心轴的两半限定一个内部楔形通孔，用以接纳一个能迫使心轴两半分开的楔块。当型坯的圆柱孔接纳分瓣心轴时，第二滑动构件上的一些凸块接触螺栓座肩，还设有把该第二滑动构件朝该心轴推靠的装置。当楔形构件进入楔形通孔，迫使心轴的两部分分开并断裂型坯时，轴承盖与凸块和分瓣心轴的上部的接触把轴承盖牢固地夹持就位。由静定位器和动定位器提供进一步定位，定位器对轴承盖和连杆有侧向夹紧作用。

Description

用来使连杆之类断裂的方法和设备

本发明涉及在高生产率环境中把一个整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆，并重新配合的方法及设备。

为了通过断裂来分离连杆型坯已经用过许多方法，既有在实验中的又有在生产环境中的。这些包括低温冷却或电子束曝光使断裂区脆化，靠一个胀开心轴的楔块作用来断裂，以及直线相对的拉力使轴承盖与连杆型坯分离。以下专利是先有技术的代表：

美国专利No.4,596,109,1986年2月11日发布；

美国专利No.4,768,694,1988年9月6日发布；

美国专利No.4,993,134,1991年2月19日发布。

尽管有这些以前的发展，但对于断裂分离很活跃的某些要素继续对成品连杆的质量有最大的影响。两个这种要素是：

(1)沿连杆两腿的裂缝面同时实现断裂。未能同时实现断裂容易造成曲轴孔的塑性变形并妨碍该两个零件的重新配对；

(2)保持对所分离的轴承盖和连杆体的位置的有效控制，以便在重新配对期间保证准确的微对正。未能做到这一点可能否定断裂分离的固有优越性。

本发明提供了实现把一个整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的设备和方法，该整体型坯由粉末金属、铸铁、锻钢、铝或任何适合于用作连杆的其他材料制成。本发明的方法在环境条件下进行，并且不需要对该型坯事先脆化，以往的方法要利用低温急冷或电子束淬火事先脆化。

不过，需要一个应力提高点以便控制断裂开始位置(即接合线的位置)。该应力提高点在以前的方法中可用以下方法提供：(a)V形割口拉制或其他等效的加工手段，(b)激光蚀刻或(c)在烧制(焙烧)和锻造之前的“生”型坯中做出一个应力升高点。

本方法利用一个工件夹具相对于其制造基准点用定并定位该连杆型坯。该机构包括一个耦合于一个插进两件式芯轴之间的单边楔块的复式滑座，该芯轴在动作时实现把型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆。

本方法的另一方面在于，工件夹具把分离前的连杆型坯定位在制造基准点上，并在分离和重新配对全过程保持此定位的能力。通过把工件夹具构筑在一个精密滑台上来实现此目标。刚性地固定连杆体的工件夹具有的一个下部连接于滑台并约束连杆的任何运动。定位并固定最终连杆的轴承盖的，工件夹具的上部连接于可在该精密滑台上滑动的一个滑动鞍座。

这一设置使在分离期间允许轴承盖独立于该连杆体而运动，同时继续保持它的相对于连杆体的精密定位。本发明的这一设置还消除了在分离期间任何使轴承盖转动的倾向，于是促进两个连杆腿的同时断裂。所分离的轴承盖对连杆体的重新配对是通过弹簧加载于工件夹具的上部使之返回其断裂前位置而被动地完成的。在断裂分离和重新配对该两部分构成的连杆之后，工件夹具在仍然固定和定位重新配对的连杆的情况下可以转位离开分离工位以便进行紧固件插入和根据需要的其他工序。

更确切地说，本发明提供了一种用以把一个造形成限定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的设备，该设备包括：

一个基座构件；

一个相对于所述基座构件固定的导向构件，该导向构件限定一个沿第一方向延介的第一导轨，

一个安装于所述导向构件的第一滑动构件，用以沿所述第一方向沿着所述第一导轨滑动，该第一滑动构件限定一个也沿所述第一方向延伸的第二导轨，

一个安装到所述第一滑动构件上的第二滑动构件，用以沿所述第一方向沿着所述第二导轨相对于所述第一滑动构件滑动，

一个心轴，该心轴分瓣以便限定一个相对于该第一滑动构件固定的上部和一个相对于所述基座构件固定的下部，所述上部可在一个第一位置与一个第二位置之间运动，在该第一位置它离开该下部，在该第二位置它紧靠着该下部并置以便限定一个大体上圆筒形的主体，该主体带有其大体上沿一个与所述第一方向垂直的第二方向布置的轴线，所述上部的运动与该第一滑动构件沿着该第一导轨相对于所述导向构件的运动同时，所述心轴的该上部和下部限定一个内部楔形的通孔，

一个楔形构件，该楔形构件适合于当该上部处于其第二位置时进入所述楔形通孔并迫使所述心轴两部分分开，

用来使所述楔形构件运动的传动装置，

多个由所述第二滑动构件所限定的并适合于在其圆柱孔接纳该分瓣心轴时接触一个整体型坯的诸螺栓座肩的凸块，以及

用来有选择地把第二滑动构件推向心轴，借此把整体型坯牢固地夹持就位的装置，

因此该楔形构件可以进入该楔形通孔，迫使该心轴两部分分开并使该型坯断成一个轴承盖和一个连杆。

此外，本发明提供一个用以把一个造形成界定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的方法，该方法包括：

a)把该型坯的该圆柱孔套装于一个大体上圆柱形的心轴，该心轴包括分开的上部和下部，

b)通过沿朝着该心轴的方向压靠诸螺栓座肩把该型坯夹持就位于该心轴上，以及

c)在把该型坯夹持就位的同时迫使该心轴两部分分开，借此把该型坯断裂成一个轴承盖和一个连杆。

本发明的一个实施例在附图中图示出，在这些附图中相同的标号在几个视图中都表示相同的零件，而且在这些附图中：

图1是在分离工位前面沿一个垂直于传送方向的方向观看的立视图；

图2是在分离工位从一个与图1的方向成直角的方向观看的侧立视图，并且局部剖切以表示一个沿图3中的线2-2的截面；

图3是在图2中的线3-3和图1中的线3-3处截取的水平剖视图；以及

图4是类示于图2的视图，表示引起该断裂分离的该元件的一种方案。

图1用虚线画出一个定位并固定于一个分离工位工件夹具3中的分离前的整体型坯1A，该型坯整体地包括一个连杆1和一个轴承盖2。应该指出，该型坯1A造形成限定一个圆柱孔6和两个隔开的螺栓座肩8和9，这是典型的结构。

夹具3的一个关键特征在于在断裂前和断裂后均实现对轴承盖2的一种三点式楔块锁紧的固定。这是通过采用一个小型滑台组件4而实现的，通过对比图2和图3能完全理解该滑台组件。

一个滑台单元21安装成沿箭头21A的方向水平运动。固定连接于该滑台单元的一个基座构件30，该基座构件与一个分瓣心轴的下部19(该心轴的其余部分将在后文述及)及一个导向构件18成整体。由该导向构件18限定的是一个带有两个对置地延伸的矩形槽18A的第一导轨18B(见图3)。该导轨8B沿一个垂直于箭头21A的方向延伸。

一个第一滑动构件5安装到该导向构件18上，用以沿垂直方向(诸图中的箭头5A)沿着该第一导轨18B滑动，而且它本身用来限定一个与该第一导轨的方向平行的第二导轨5B。在作为通过图2中所示的组件的上部的水平截面的图3中，一个在其上部为矩形截面的第二滑动构件10被封入该第一滑动构件5与一个滑动组件盖12之间。在图3中，该盖12限定一个矩形槽12A并有两个侧凸块12B用以把该盖12牢固地定位于该第一滑动构件5上。在图1和图3中还可以看到，用一些螺纹紧固件13A把该盖12固定对着第一滑动构件5。

如图2中所示，该第一滑动构件5整体地支撑着一个分瓣心轴7的一个上部7A，由此将可以明白，当该第一滑动构件5相对于该导向构件18向上运动时，该分瓣心轴7的上部7A离开下部19向上运动。还将注意到，该分瓣心轴7的轴线沿一个大体上平行于箭头21A，于是大体上垂直于该第一导轨18B的方向布置。

图2中还画出，该心轴7的上部和下部7A和19一起限定一个以虚线19A画出的内部楔形通孔，该通孔19A用来接纳一个楔形构件20，该楔形构件当被朝图2中的左方驱动时，迫使该心轴两部分7A和19分开。应该指出，该通孔19A有一个大体上水平的下部19B和一个倾斜的上部19C，而该楔形构件20的左端具有相应的形状。这一形状的目的在于避免向下推靠该下部零件19的力，并加大向上推靠该上部零件7A的力。

用来使该楔形构件20运动的传动装置在图2中被示意地表示成一个液压缸或气缸32。作为一种替代方案，该楔形构件20可以由已知结构(未示出)的从动弹簧运动来推动。

在图4中以虚线表示的一种替代结构中，一个楔块20A能先以一个低力值进入与楔形通孔的直接接触，在该内部楔形通孔的接触表面上产生预负载，这时一个单独的高速冲头33可以撞击该楔块20A，于是使型坯分离成一个盖和一个杆。由该楔块施加的该预负载具有绷紧所有松弛的效果，在限定内部楔形通孔19A的上部和下部7A和19中不留自由行程或无效运动。在图4中，冲头33是在一个缸33B中运动的活塞33A的端部。楔块20A的位置由一个辅助缸23来控制，一个辅助缸23作用在一个示意地画出的固定于该楔块20A的法兰24上。

下面参见图1和图2，第二滑动构件10下部有一个加宽部分34，该部分34支撑着凸块36和38，这些凸块36，38适合于在一个型坯1A中的圆柱孔6接纳分瓣心轴7时接触螺栓座肩8和9。

可设置利用一个凸轮构件11，以便有选择地把第二滑动构件10推向心轴7的装置，借此把整体型坯1A牢固地夹持就位。在图1中，部分7A、36和38上的短阴影线表示对该型坯1A的三点“捕获”。

现在将明白，当楔形构件20进入楔形通孔19A时，它迫使心轴部分7A向上离开部分19，借此把型坯1A断裂成一个轴承盖和一个连杆。

下面将更详细地描述凸轮构件11。盖12在槽12A的两侧限定一个水平的矩形通道11A。该凸轮构件11为一个适合于被一个沿着箭头13施加的力运动的Z字形凸轮。第二滑动构件10的上部被加工成限定一个倾斜通道40，用以接纳具有与该通道40同样斜度的该凸轮的中间部分42。将能明白，随着该凸轮构件11向左运动(在图1中观看)，该第二滑动构件10将向下运动。

在图1中示意地示出定位和固定用定位器14～17。定位器14和15是固定的或静止的夹块，而定位器16和17是动夹块，这些动夹块向左施加一个恒定的力作用在型坯上，使之牢固地靠紧定位器14和15。

更确切地说，定位器14～17包括一个适合于接触型坯1A的打算变成该轴承盖的那部分的一侧的第一静定位器14，和一个适合于接触型坯1A的打算变成该连杆的那部分的一侧的第二静定位器15。在图1中的右边，该动定位器16适合于接触该型坯1A的打算变成该轴承盖的那部分的另一侧，而该第二动定位器17适合于接触该型坯1A的打算变成该连杆的那部分的另一侧。动定位器16和17可以通过使用诸如弹簧之类的弹性装置来向左推。定位器14和16装在该第一滑动构件5上，而定位器15和17装在该基座构件30上。于是将看到，即使零件托架用来把该连杆从一个工位传送到另一个工位，定位器也在整个该断裂和分离循环中保持与型坯(连杆部件)接合。

所图示的该设备的利用可以定义成用以把一个造形成限定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的一个方法。该方法包括首先把型坯1A的圆柱孔套装于一个大体上圆柱形的心轴7上，该心轴包括分开的上部和下部分别7A和19，然后通过使凸块36和38沿朝着该心轴的方向分别向下压靠螺栓座肩8和9把该型坯1A夹持就位于该心轴7上，然后(在把该型坯1A夹持就位的同时)迫使部分7A和19分开，借此把该型坯1A断裂成一个轴承盖2和一个连杆1。在由该楔形构件20进入该心轴两半7A和19之间的高速度引起的断裂期间，以下零件垂直向上运动：第一滑动构件5连同与它成整体的该分瓣心轴7的部分7A；盖12，第二滑动构件10，凸轮构件42，定位器14和16，以及该轴承盖2(该轴承盖2已经从该连杆1分开)。以下零件保持不动：胀开的心轴7的下部19，导向构件18，基座构件30及滑台单元21。

在断裂分离完成时，该楔形构件20立即从该心轴两半7A和19之间退出，允许该第一滑动构件5返回其分离前的位置。使该第一滑动构件5向下返回的动作可以利用任何直线力装置(弹簧、工作缸等)或重力。

现在将明白，上述该设备和方法允许轴承盖2与连杆体1断裂分离，同时在整个分离和重新配对的过程中始终保持轴承盖2相对于连杆体1的位置唯一性。

关于图2中看到的滑台单元21，其功用为1)支撑在它被定位和固定于该零件夹具中时分离并重新配对该由两部分组成的连杆所需的该设备，以及2)进行分离和重新配对，然后从该由两部分组成的连杆中退出，留下它像分离之前那样定位和固定。

虽然已经在该连杆型坏1A处于一种垂直姿势的情况下描述并图示了本发明，但是该特定的零件姿势并不是对本发明的限制。上述的方法能在该连杆处于任何想要的姿势的情况下进行。当然，各种滑块、操纵器、压头、定位器和运动方向如上所述将以类似的方式改变其姿势，以便保持相对运动和方向一致。

本方法的详细描述如下：

首先，定位器14～17动作以夹持该型坯。

其次，在该第二滑动构件10向上退出致使凸块36和38不干涉的情况下，靠一个直线运动使型坯孔6接合分瓣心轴7和冲头滑块组件，这时分瓣心轴的两部分7A和19彼此并置。

接着，实现对连杆轴承盖的三点固定，这是在分瓣心轴7的盖半7A与接触诸螺栓座肩的凸块36和38之间进行的。

然后，致动楔形构件20或楔块20A使心轴7分开，此后楔形构件20或楔块20A退出。

然后，由凸块36和38构成的支承盖的固定被解除。

然后，通过移动滑块单元21(图2中所示)使分瓣心轴和冲头滑块组件脱离该连杆。

最后，定位器14～17在取出该两件式型坯处脱开，该两件式型坯已经用两个螺栓组装起来。

虽然已经在附图中图示并在上面描述了本发明的一个实施例，但是很明显对于本领域的技术人员来说可以在其中进行变动和修改而不脱离在所附权利要求书中提出的一发明的实质。

Claims (12)

1.一种用以把一个造形成限定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的设备，该设备包括：

一个基座构件，

一个相对于所述基座构件固定的导向构件，该导向构件限定一个沿第一方向延伸的第一导轨，

一个安装于所述导向构件的第一滑动构件，用以沿所述第一方向沿着所述第一导轨滑动，该第一滑动构件限定一个也沿所述第一方向延伸的第二导轨，

一个安装到所述第一滑动构件上的第二滑动构件，用以沿所述第一方向沿着所述第二导轨相对于所述第一滑动构件滑动，

一个心轴，该心轴分瓣以便限定一个相对于所述的第一滑动构件固定的上部和一个相对于所述基座构件固定的下部，所述上部可在一个第一位置与一个第二位置之间运动，在该第一位置它离开所述的下部，在该第二位置它紧靠着所述的下部并置以便限定一个大体上圆筒形的主体，该主体带有其大体上沿一个与所述第一方向垂直的第二方向布置的轴线，所述上部的运动与所述的第一滑动构件沿着所述的第一导轨相对于所述导向构件的运动同时，所述心轴的所述的上部和下部限定一个内部楔形的通孔，

一个楔形构件，该楔形构件适合于当所述的上部处于其第二位置时进入所述楔形通孔并迫使所述心轴两部分分开，

用来使所述楔形构件运动的传动装置，

多个由所述第二滑动构件所限定的并适合于在其圆柱孔接纳所述的分瓣心轴时接触一个整体型坯的螺栓座肩的凸块，以及

用来有选择地把所述的第二滑动构件推向所述的心轴，借此把整体形坯牢固地夹持就位的装置，

因此，所述的楔形构件可以进入所述的楔形通孔，迫使所述的心轴两部分分开并使所述的型坯断裂成一个轴承盖和一个连杆。

2.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述的基座构件被安装成大体上沿所述第二方向运动。

3.如权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述用来有选择地推靠的装置是一个凸轮装置，所述的设备还包括用来操作所述的凸轮装置的其他装置。

4.如权利要求1中所述的设备，其特征在于所述的设备还包括：

一个安装在所述第一滑动构件上并适合于接触所述型坯的打算变成轴承盖的那部分的一侧的第一静定位装置，

一个安装在所述第一滑动构件上并适合于接触所述型坯的打算变成该连杆的那部分的一侧的第二静定位装置，

一个安装在所述第一滑动构件上并适合于接触所述型坯的打算变成该轴承座的那部分的另一侧的第一动定位装置。

一个安装在所述第一滑动构件上并适合于接触所述型坯的打算变成该连杆的那部分的另一侧的第二动定位装置，

以及用来把所述的动定位装置推向各自的静定位装置的弹性装置。

5.一个用以把一个造形成限定一个圆柱孔和两个隔开的螺栓座肩的整体型坯断裂分离成一个轴承盖和一个连杆的方法，所述的方法包括：

a)把所述的型坯的圆柱孔套装于一个大体上圆柱形的心轴上，所述的心轴包括分开的上部和下部，

b)通过沿朝着所述的心轴的方向压靠诸螺栓座肩把所述的型坯夹持就位于该心轴上，以及

c)在把所述的型坯夹持就位的同时迫使所述的心轴两部分分开，借此把所述的型坯断裂成一个轴承盖和一个连杆。

6.如权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述的心轴的上部和下部限定一个内部楔形通道，而且其中所述的步骤c)通过迫使一楔形构件进入所述通孔来实现。

7。如权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述的心轴的所述上部相对于一个第一滑动构件固定，所述的第一滑动构件在一个相对于所述的心轴的该下部固定的导轨中导向，以致当所述的两部分被迫分开时所述的第一滑块沿着所述导轨运动。

8.如权利要求5中所述的方法，其特征在于，所述的步骤b)还包括利用在所述的型坯的打算变成该轴承盖的那部分的两侧的一个静定位器与一个动定位器之间的一种夹紧作用，及在所述的型坯的打算变成该连杆的那部分的两侧的另一个静定位器与另一个动定位器之间的一种夹紧作用。

9.如权利要求7中所述的工序，其特征在于，所述的步骤b)通过把一个第二滑动构件上的隔开的凸块压靠到诸螺栓座肩上来进行，所述的第二滑动构件可在设置于所述的第一滑动构件的大体上平行于所述第一导轨的另一个导轨中运动，所述推靠由一个凸轮装置来实现。

10.如权利要求6中所术的方法，其特征在于所述的心轴的所述上部相对于一个第一滑动构件固定，所述的第一滑动构件在一个相对于所述的心轴的下部固定的导轴中导向，以致当所述的两部分被迫分开时所述的第一滑动构件沿着所述导轨运动。

11.如权利要求10中所述的方法，其特征在于，所述的步骤b)还包括利用在所述的型坯的打算变成轴承盖的那部分的两侧的一个静定位器与一个动定位器之间的一种夹紧作用，及在所述的型坯的打算变成连杆的那部分的两侧的另一个静定位器与另一个动定位器之间的一种夹紧作用。

12.如权利要求11中所述的方法，其特征在于，所述的步骤b)通过把一个第二滑动构件上的隔开的凸块压靠到螺栓座肩上来进行，所述的第二滑动构件可在设置于所述的第一滑动构件的大体上平行于所述第一导轨的另一个导轨中运动，所述推靠由一个凸块装置来实现。

Images