用於使連杆斷裂的方法和裝置的製作方法

2023-07-18 11:23:46 3

專利名稱：用於使連杆斷裂的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使作為車輛發動機部件的連杆斷裂的方法和裝置，尤其是涉及一種用於使具有較大端和較小端的單件連杆斷裂以便使得該較大端斷開成帽體和杆的方法和裝置。
背景技術：
迄今為止，使活塞銷和曲柄銷相互連接的連杆廣泛用於車輛發動機中。各連杆有與曲柄銷連接的較大端以及與活塞銷連接的較小端。為了製造連杆，通常製造具有較大端和較小端的單件連杆，然後將該較大端斷開成帽體和杆。
下面將介紹一種斷開連杆的普通方法。
如附圖8所示，單件連杆5包括具有較小端2和較大端3的柄1，該較大端3有與它形成一體的帽體4。連杆5由相互固定的一對夾具6、7保持，同時較大端和帽體4保持在該對夾具中。增壓軟管8插入限定於較大端3中的較大端部孔3a中，並在壓力下供給增壓液體，以便向較大端部孔3a的整個內表面施加恆定靜壓。在施加的壓力下，較大端3從確定於較大端部孔3a的內表面中的斷裂狹槽9開始斷開。該較大端3在沒有受到不適當應變的情況下斷開成帽體4和柄1。當多個連杆5和多組夾具6、7布置在增壓軟管8上時，很多連杆5可以同時斷裂。詳細情況例如可以參考日本公開專利No.11-245122。
不過，根據所述方法，因為多個連杆5和多組夾具6、7布置在增壓軟管8上，用於使連杆5斷裂的整個裝置需要在連杆5和夾具6、7的排列方向上具有較大尺寸。該裝置還很複雜，因為需要輔助設備來供給和排出增壓液體。因此，該裝置的製造必然很昂貴。
在上述文獻中公開的斷裂方法可以同時處理多個連杆。不過，在連杆5斷裂之前，必須將增壓軟管8插入連杆5的較大端部孔3a中。當要處理的連杆5的數目增加時，將增壓軟管8穿過連杆5的較大端部孔3a而插入的操作變得更冗長和浪費時間，從而導致使連杆5斷裂的生產效率降低。

發明內容
本發明的總體目的是提供一種用於使連杆斷裂的方法和裝置，同時整個裝置的結構簡化和便宜，並能增加製造效率。
通過下面的說明並結合附圖，將更清楚本發明的上述和其它目的、特徵和優點，附圖中，通過示例實例表示了本發明的優選實施例。


圖1A是連杆的透視圖，本發明將用於該連杆；圖1B是連杆在斷裂成帽體和杆時的透視圖；圖2是本發明實施例的斷裂裝置的局部剖正視圖；圖3是斷裂裝置的放大局部平面圖；圖4是斷裂裝置的工件保持機構的透視圖；圖5A是斷裂裝置的斷開機構的放大局部平面圖；圖5B是斷開機構的放大局部剖視圖；圖6是表示通過斷裂裝置的預負載機構對斷開機構進行預負載的方式的局部剖放大正視圖；圖7是表示通過預負載機構對斷開機構施加衝擊負載的方式的局部剖放大正視圖；以及圖8是表示斷開連杆的普通方法的剖視圖。
具體實施例方式
圖1A表示了連杆30的透視圖，該連杆30作為一個工件，本發明將用於該工件；而圖1B表示了連杆30在斷開成帽體32和杆34時的透視圖。
如圖1A和1B所示，連杆30具有較大端38，該較大端38包括帽體32和杆34的整體結構，且它們之間確定有基本圓形的接頭孔36；以及較小端40，該較小端40的位置遠離較大端38。連杆30可以通過鑄造、鍛造等來整體製造。
較大端38有一對螺栓孔42a、42b，該對螺栓孔42a、42b通過鑽孔裝置例如鑽頭等而確定於該較大端38的相對側。在裝配發動機的處理中，螺栓(未示出)從帽體32擰入各螺栓孔42a、42b中，從而將帽體32固定在杆34上。因此，將斷開的帽體32固定在杆34上，以便使連杆30的較大端38與發動機的曲柄銷連接。
在圖1A中，參考標號44表示在較大端38上的斷裂區域，其定位成帽體32和杆34之間的邊界區域。斷裂區域44位於較大端38的、沿直徑方向穿過接頭孔36的相對側中。
圖2至4表示了根據本發明實施例用於使連杆30斷裂的斷裂裝置50。斷裂裝置50包括工件保持機構52，用於將連杆30設置在它上面，並保持該連杆30；斷開機構54，用於使連杆30的較大端38斷開；預負載機構56，用於使斷開機構54進行預負載；以及加載機構58，用於通過下落重量(重物)57而向斷開機構54施加衝擊負載。
如圖3和4所示，工件保持機構52包括支承基座60，用於在上面支承連杆30；固定銷62，用於在連杆的較小端40處定位和固定該連杆30；以及一對滑動銷64，該對滑動銷64朝著螺栓孔42a、42b，用於在連杆30的較大端38處沿由圖3中箭頭X所示的方向而橫向地保持該連杆30。
滑動銷64通過滑動板66而與液壓缸68a連接。液壓缸68a用於在連杆30的較大端38處可靠保持該連杆30，還可靠防止從較大端38上斷開的帽體32四處散開。在本實施例中，液壓缸68a例如向連杆30施加一個可在從大約0至490牛頓範圍內調節的負載。
如圖3所示，工件保持機構52可以有一對按壓器70、72，用於沿箭頭Y所示方向從較大端38的相對側來按壓該較大端38的斷裂區域44。按壓器70、72在它們的端部分別具有尖銳的抵靠邊緣70a、72a。按壓器70、72的相對端與遠離抵靠邊緣70a、72a的相應液壓缸68b、68c連接。
斷開機構54有一對分離器74、76，該對分離器74、76設置在較大端38的接頭孔36中；以及楔塊78，該楔塊78在分離器74、76之間壓入，以便使分離器74、76彼此分開。
如圖5A和5B所示，在平面圖中，分離器74、76分別為基本半圓形形狀，並分別有弓形部分74a、76a和平直部分74b、76b。弓形部分74a、76a的曲率基本與接頭孔36的內表面的曲率相同，並基本能夠壓靠接頭孔36的內表面。平直部分74b、76b分別有限定於其中心的凹口74c、76c，以便在其中接收楔塊78。這些凹口74c、76c中的凹口74c有壁74d，該壁74d基本形成為豎直壁，而另一凹口76c有壁76d，該壁76d形成為傾斜壁，該傾斜壁沿向上方向逐漸向外傾斜(見圖5B)。
楔塊78在其一側有傾斜表面78b，該傾斜表面78b沿向上方向朝著該楔塊78的上端78a逐漸向外傾斜。楔塊78安裝在凹口74c、76c中，這樣，傾斜表面78b保持與分離器76的傾斜壁76d滑動接觸。當向下推壓(拉動)楔塊78時，傾斜表面78b抵靠傾斜壁76d而滑動，從而迫使分離器76離開另一分離器74。
如圖2所示，預負載機構56有液壓缸82，用於產生要施加給楔塊78的預負載。液壓缸82包括活塞杆(負載傳遞器)80，該活塞杆80通過接頭79(例如接頭銷等)而與楔塊78的下端78c連接；以及活塞84，該活塞84有臺階部分84a，該臺階部分84a與活塞杆80的環形臺階表面80a接合。
活塞杆80從中心穿過活塞84延伸，並可相對於活塞84滑動。液壓缸82的活塞84可沿按壓楔塊78的方向(即向下拉動楔塊的方向)與活塞杆80一起移動。活塞84還可以沿與壓入楔塊78的方向相反的方向相對於活塞杆80運動。換句話說，液壓缸82使得活塞84隻沿活塞杆80的一個縱向方向而向斷開機構54施加預負載。施加給楔塊78的預負載例如可在從大約0至49kN的範圍內進行調節。
預負載機構56和加載機構58有公共的負載傳遞軸(負載傳遞器)81，該負載傳遞軸81通過活塞杆80與楔塊78連接。軸81的一端與活塞杆80在臺階表面80a處形成一體。軸81的另一端有凸緣81a，該凸緣81a的位置可沿軸81的軸向進行調節。
加載機構58有活動板88，該活動板上支承重物57，用於在活動板88向下撞在凸緣81a上時產生要通過軸81施加給楔塊78的衝擊負載；以及一對引導軸92，該對引導軸92穿過活動板88延伸，該活動板88通過引導襯套90而可滑動地支承在引導軸92上。在本實施例中，施加給楔塊78的衝擊負載例如可在從大約49至186kN的範圍內進行調節。
加載機構58還有一對止動器94，用於調節活動板88的向下運動的衝程的下部極限；一對皮帶-皮帶輪機構96，用於使已經落下的活動板88返回到上部備用位置；以及馬達98(見圖3)，用於驅動皮帶-皮帶輪機構96。止動器94包括彈簧、氣墊等，用於在活動板88落在凸緣81a上時減小施加在活動板88上的衝擊。
如圖2所示，斷裂裝置50的上述部件裝入殼體100中。軸81通過安裝在下端板100a和上端板100b中的襯套102而可軸向滑動地被支承，並限制其徑向運動。
殼體100上支承有控制/顯示控制臺104，用於使操作人員能夠操作斷裂裝置50並輸入合適數據，還用於顯示斷裂裝置50的工作狀態和輸入的數據。控制/顯示控制臺104與控制板106連接，該控制板106總體控制該斷裂裝置50。
本發明的斷裂裝置50的基本結構如上所述。下面將介紹斷裂裝置50在用於執行根據本發明使連杆斷裂的方法時進行的操作。
首先，單件連杆30設置在工件保持機構52的支承基座60上(見圖4)。這時，連杆30通過固定銷62而定位在較小端40處，同時分離器74、76安裝在較大端38的接頭孔36中。
然後，驅動液壓缸82以便使活塞84向下運動，從而導致與臺階部分84a接合的臺階表面80a使得活塞杆80向下運動(見圖6)。同時，與活塞杆80連接的楔塊78被向下推壓，並因此進行預負載。這時楔塊78壓在分離器74、76的凹口74c、76c中。當壁76d抵靠楔塊78的傾斜表面78b而滑動時，分離器76離開分離器74向外移開。分離器74、76壓靠較大端38的接頭孔36的內表面。
施加在楔塊78上的預負載在上述範圍(從大約0至49kN)內調節至這樣的程度，也就是，即使分離器74、76壓靠接頭孔36的內表面，該較大端38也不會斷開，即可彈性變形。較大端38和分離器74、76並不進行擺動，但是連杆30通過分離器74、76而可靠保持就位。
然後，驅動液壓缸68b、68c，以便使按壓器70、72的尖銳的抵靠邊緣70a、72a從較大端38的相對側沿圖3中箭頭Y所示方向在斷裂區域44處與該較大端38接合併按壓該較大端38。當尖銳的抵靠邊緣70a、72a按壓較大端38時，應力集中在斷裂區域44上。同時，驅動液壓缸68a，以便將滑動銷64插入各個螺栓孔42a、42b中，從而沿圖3中箭頭X所示的方向從較大端38一側橫向地保持連杆30。
然後，上面支承有重物57的活動板88在由引導軸92引導時跌落，並撞在軸81的凸緣81a上，該凸緣81a向下移動以便將衝擊負載施加在楔塊78上(見圖7)。這時，因為液壓缸82的活塞84相對於軸81而沿與壓入楔塊78的方向相反的方向運動，即沿將衝擊負載施加給楔塊78的方向相反的方向運動，衝擊負載可靠地施加在楔塊78上，同時不由液壓缸82減弱。
因此，楔塊78進一步被壓入分離器74、76中的凹口74c、74c中。當壁76d抵靠楔塊78的傾斜表面78b而滑動時，分離器76進一步向外離開分離器74。這時，較大端38受到的應力大於它的彈性變形極限，因此在斷裂區域44處(應力通過按壓器70、72而集中在該斷裂區域上)斷開成帽體32和杆34(見圖1B)。這時，將防止所斷開的帽體32四處散開，因為它通過由液壓缸68推壓的滑動銷64而保持(見圖3)。
如上所述，根據本發明的實施例，通過用於使連杆30斷裂的斷裂裝置以及使連杆30斷裂的方法，楔塊78通過預負載機構56而預負載，以便將分離器74、76壓靠在連杆30的較大端38中的接頭孔36的內表面上。因為較大端38由分離器74、76可靠地保持就位，並防止其進行擺動，因此，較大端38在斷開時受到的應變將儘可能減小，且由該較大端38分離成的帽體32和杆34在組合時能可靠地成為圓形。
為了斷開該較大端38，上面布置有重物58的活動板88通過加載機構58而落下，以便沿壓入楔塊78的方向向楔塊78施加衝擊負載。與普通斷裂裝置相比，該加載機構58能夠有效簡化斷裂裝置50的結構，並降低斷裂裝置50的成本。因為較大端38通過將連杆30設置在分離器74、76上然後使上面布置有重物58的活動板88落下而斷開，因此並不象普通情況那樣需要冗長和費時的斷裂處理。因此，間隔時間即製造循環時間縮短，從而可以更高效地製造連杆30。
預負載機構56和加載機構58有公共軸81，該公共軸81通過活塞杆80而與楔塊78連接。因為通過預負載機構56產生的預負載以及由加載機構58產生的衝擊負載通過公共軸81傳遞給楔塊78，預負載和衝擊負載可以通過簡單結構而很容易和可靠地施加給楔塊78，該簡單結構使得斷裂裝置50的結構簡單。
作為較大端38的帽體32和杆34之間的邊界區域的斷裂區域44由按壓器70、72來按壓。因此，較大端38可以在不需要狹槽、凹槽等的情況下可靠地在斷裂區域44處斷開，否則在普通情況下將使用該狹槽、凹槽等。因此，不需要在較大端38中形成該狹槽、凹槽等的處理，因此，可以提高使連杆30斷裂的生產效率。
在上述實施例中，預負載機構56包括液壓缸82。不過，預負載機構56可以採用比重物57更輕的重物或者彈性部件例如彈簧，以便產生預負載。
儘管已經詳細表示和說明了本發明的特定優選實施例，但是本領域技術人員應當知道，在不脫離附加權利要求的範圍的情況下，可以進行各種變化和改變。
權利要求
1.一種裝置，用於通過將限定在較大端(38)中的較大端部孔(36)設置在一對分離器(74、76)上，並將楔塊(78)壓入所述分離器(74、76)之間以便使分離器(74、76)彼此離開而使具有較大端(38)和較小端(40)的單件連杆(30)斷裂，從而使所述較大端斷開成帽體(32)和杆(34)，該裝置包括預負載機構(56)，用於沿壓入所述楔塊(78)的方向向所述楔塊(78)施加預負載，以便使所述分離器(74、76)壓靠在所述較大端(38)的所述較大端部孔(36)的內表面上；以及加載機構(58)，用於通過使重物(57)落下而沿壓入所述楔塊(78)的方向向所述楔塊(78)施加衝擊負載，以便使所述較大端(38)斷開。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述預負載機構(56)和所述加載機構(58)有與所述楔塊連接的公共負載傳遞器。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述負載傳遞器包括軸(81)，該軸有凸緣(81a)，通過使所述重物落下而將所述衝擊負載施加給該凸緣(81a)；所述預負載機構(56)包括缸(82)，該缸(82)有用於將所述衝擊負載傳遞給所述楔塊的活塞杆(80)，所述軸(81)與所述活塞杆(80)形成一體。
4.根據權利要求1所述的裝置，其中所述預負載機構(56)包括用於施加所述預負載的缸(82)；所述缸(82)有活塞杆(80)，用於將所述衝擊負載傳遞給所述楔塊；以及活塞(84)，該活塞(84)可沿壓入所述楔塊(78)的方向與所述活塞杆(80)聯合移動，並可沿與壓入所述楔塊的方向相反的方向相對於所述活塞杆(80)運動。
5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述活塞杆(80)可在中心處通過所述活塞(84)而滑動。
6.根據權利要求3所述的裝置，還包括活動板(88)，該活動板上面支承有所述重物；其中，在由所述重物施加的重力作用下，所述活動板(88)下落而與在所述軸(81)端部的凸緣(81a)碰撞，以便產生要施加給所述楔塊的衝擊負載。
7.根據權利要求6所述的裝置，還包括引導軸(92)，所述活動板(88)可滑動地由所述引導軸(92)支承。
8.根據權利要求6所述的裝置，還包括止動器(94)，用於調節所述活動板(88)的下落運動的衝程的下部極限。
9.根據權利要求6所述的裝置，還包括皮帶-皮帶輪機構(96)，用於使已經落下的所述活動板(88)返回上部備用位置。
10.根據權利要求1所述的裝置，還包括工件保持機構(52)，用於保持所述連杆(30)；所述工件保持機構(52)包括支承基座(60)，用於在上面支承連杆；固定銷(62)，用於在所述較小端(40)處支承和固定連杆；滑動銷(64)，用於在所述較大端(38)處保持連杆；以及液壓缸(68a)，該液壓缸(68a)固定安裝在所述支承基座(60)上；所述滑動銷(64)可通過所述液壓缸(68a)而移動。
11.一種使具有較大端(38)和較小端(40)的單件連杆(30)斷裂的方法，該方法通過將限定在較大端(38)中的較大端部孔(36)設置在一對分離器(74、76)上，並將楔塊(78)壓入所述分離器(74、76)之間以便使分離器(74、76)彼此離開，從而使所述較大端斷開成帽體(32)和杆(34)，該方法包括以下步驟沿壓入所述楔塊的方向向所述楔塊施加預負載，以便使所述分離器壓靠在所述較大端的所述較大端部孔的內表面上；以及通過使重物(57)落下而沿壓入所述楔塊的方向向所述楔塊施加衝擊負載，以便使所述較大端斷開。
12.根據權利要求11所述的方法，還包括以下步驟在向所述楔塊施加衝擊負載之前，使分別具有尖銳的抵靠邊緣的一對按壓器(70、72)壓靠在斷裂區域(44)上，然後使所述較大端斷開，該斷裂區域(44)作為在所述較大端的所述帽體和所述杆之間的邊界區域。
全文摘要
通過預負載機構(56)而將預負載施加給壓入一對分離器(74、76)之間的楔塊(78)上，以便使分離器(74、76)壓靠在限定於連杆的較大端(38)中的接頭孔(36)的內表面上。當分離器(74、76)壓靠接頭孔(36)的內表面時，使得上面布置有重物(57)的活動板(88)落下而與連接著軸(81)端部的凸緣(81a)相撞。軸(81)被向下拉動，以便沿壓入楔塊(78)的方向向與軸(81)連接的楔塊(78)施加衝擊負載，從而使較大端(38)斷開成帽體(32)和杆(34)。
文檔編號B23D31/00GK1575911SQ20041007127
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月16日 優先權日2003年7月16日
發明者百瀨保雄, 太田薰雄, 山本知彥 申請人:本田技研工業株式會社