專利名稱：連桿用斷裂槽的加工方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連桿用斷裂槽的加工方法及裝置，該連桿用斷裂槽的加工方法及裝置例如在構(gòu)成車輛用發(fā)動機的連桿一體成形后，在上述連桿的大端孔的內(nèi)周面上形成用于將該連桿剖分成蓋部和桿部的斷裂槽。
背景技術(shù)：
以往，將車輛用發(fā)動機的曲柄軸和活塞通過連接桿(以下簡稱為連桿)連接起來，將上述曲柄軸的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給活塞。
該連桿在其一端部側(cè)的大端部形成的大端孔的內(nèi)周面上安裝有軸承，樞軸支撐上述曲柄軸的軸頸，并且在另一端部側(cè)的小端部上形成的小端孔中，借助于另外的軸承而插入有貫穿活塞的活塞銷。
而且，一般上述連桿是通過鍛造成形而形成的，并已知有下面的兩種方法其一是預先分別制造作為連桿主體的軸部(桿部)和蓋部的方法，另一種方法是一體地制造上述連桿后將上述連桿分成上述軸部(桿部)與上述蓋部的連桿斷裂制造方法。
例如，在將一體制造成的連桿分成上述軸部和蓋部的情況下，首先是在大端部上形成的大端孔內(nèi)周面中的軸部與蓋部交界位置處，相對地形成一對促進斷裂用的槽。該槽在連桿的成形階段或者成形之后通過加工用切削工具進行拉削加工或者進行激光加工而形成預定深度。
這種加工裝置中，在工具(jig)的外周面上沿軸線方向形成有拉削刃，將上述工具插入連桿的大端孔中，拉削刃一邊與該大端孔的內(nèi)周面抵接一邊進行移位。由此沿軸線方向在大端孔的內(nèi)周面上形成了拉削槽(例如，參照日本特許第3012510號公報)。
然而，當通過上述日本特許第3012510號公報中公開的連桿的加工裝置，在該連桿的大端孔中進行拉削加工時，為了讓該軸部和蓋部均等及平順地剖分，要求形成于上述大端孔的內(nèi)周面上的促進斷裂用的槽的位置及深度等大致均等，換句話說，要求形成于上述大端孔上的一對槽要形成為相互對稱的形狀。
在通過拉削加工來形成上述促進斷裂用的槽時，拉削加工中使用的工具的拉削刃由于其截面形狀形成大致為V字形，通過上述工具形成的槽的形狀大致為V字形。然而，關(guān)于上述工具的拉削刃，由于難以將促進斷裂用的槽形成為銳角的大致V字形，因此必須加大在通過上述促進斷裂用的槽將連桿分成軸部和蓋部時的沖擊負荷，并且難以有效地將上述連桿可靠且均等地進行剖分。
此外，在用不重磨刀片等進行的切削加工方法中，由于通過多個刀片對連桿的大端孔的內(nèi)周面間歇地進行的切削，上述多個刀片的切削刃的頂部磨損，因而在開槽的過程中難以將槽角度加工成銳角，斷裂時的應(yīng)力集中程度變低。
另外，在通過激光加工來形成促進斷裂用的槽的情況下，則需要大型的加工裝置，并且上述加工裝置所需的投資成本巨大。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一般目的是提供一種可以可靠且低成本地在連桿的大端孔的內(nèi)周面上形成一對斷裂槽的連桿用斷裂槽的加工裝置。
本發(fā)明的主要目的是提供一種可以對連桿的大端孔的內(nèi)周面形成由最適于促進斷裂用的槽形狀構(gòu)成的一對斷裂槽的連桿用斷裂槽的加工方法。
圖1是本發(fā)明的實施方式的連桿用斷裂槽的加工裝置的主要部分的立體圖。
圖2是圖1的加工裝置的縱剖面圖。
圖3是表示圖2的槽加工部中從主軸卸下金工鋸、襯墊及緊固螺母的狀態(tài)下的部分剖面分解立體圖。
圖4是圖2的加工裝置的縱剖面圖。
圖5是圖2的加工裝置的槽加工部的橫剖面圖。
圖6是表示使上述槽加工部插入于連桿的大端孔的內(nèi)部，在上述大端孔的內(nèi)周面一側(cè)加工第一槽的狀態(tài)的部分省略縱剖面圖。
圖7是表示圖6所示槽加工部在上述大端孔上形成第一槽之后，貫穿上述大端孔向下方進行移位的狀態(tài)的部分省略縱剖面圖。
圖8是表示圖7的槽加工部從大端孔的下方朝內(nèi)部進行移位，在上述大端孔的內(nèi)周面中的與第一槽對稱的位置上加工第二槽的狀態(tài)的部分省略縱剖面圖。
圖9是通過圖5的加工裝置的槽加工部而形成的第一槽或者第二槽附近的部分放大俯視圖。
圖10A是形成有第一槽及第二槽的連桿的立體圖，圖10B是表示上述連桿被剖分為蓋部和桿部的狀態(tài)的立體圖。
圖11A是表示斷裂槽中的一組錐面之間的傾斜角度與通過上述斷裂槽剖分的連桿的剖分特性之間的關(guān)系的圖，圖11B是表示斷裂槽的圓弧部的曲率半徑與通過上述斷裂槽剖分的連桿的剖分特性之間的關(guān)系的圖。
圖12是切削加工斷裂槽的金工鋸的部分省略俯視圖。
圖13是圖12所示金工鋸的部分放大俯視圖。
圖14是表示通過圖5的加工裝置而形成的第一槽或者第二槽的變形例子的部分放大俯視圖。
具體實施例方式
在圖1～圖4中，參考符號10表示本發(fā)明的實施方式的連桿用斷裂槽的加工裝置(以下，簡稱為加工裝置10)。
該加工裝置10包括機體14，其通過未圖示的螺栓等連接在工業(yè)用多關(guān)節(jié)型自動機械12(例如數(shù)控機械)的端部；驅(qū)動部16，其連接在上述機體14上，并設(shè)置有被未圖示的驅(qū)動器輸出的控制信號(電信號)所驅(qū)動控制的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(后述)；槽加工部24，其連接在上述機體14的下端部上，在連接桿18(以下簡稱為連桿18)的大端孔20的內(nèi)周面上形成斷裂槽22(參照圖5)；以及驅(qū)動力傳遞機構(gòu)26，其將上述驅(qū)動部16的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給上述槽加工部24。
另外，在該加工裝置10的下方配置有用以載置連桿18的載置臺28。
這樣，通過上述自動機械12的動作，可使與上述自動機械12連接成一體的加工裝置10移動到包含XYZ三個軸的任意位置上，并可將加工裝置10設(shè)定在任意方向上。
如圖2～圖4所示，在機體14的大致中央部上，在與配置于機體14內(nèi)部的驅(qū)動帶輪72(后述)相對的位置上形成有開口部30。該呈大致圓形形狀的開口部30形成為比上述驅(qū)動帶輪72的直徑大，因而能夠經(jīng)由開口部30將上述驅(qū)動帶輪72取出到外部。
而且，在機體14的下面突出設(shè)置有支撐部32(參照圖4)，該支撐部32保持著可自由旋轉(zhuǎn)的上述槽加工部24。
如圖3及圖4所示，槽加工部24包括主軸(旋轉(zhuǎn)軸)34，其可自由旋轉(zhuǎn)并被保持在上述支撐部32上；金工鋸36，其被上述主軸34插通并與該主軸34一體地進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；以及襯墊38，該襯墊38和主軸34將上述金工鋸36夾在中間。
如圖4所示，該主軸34包括軸部44，其可自由旋轉(zhuǎn)并被配置于支撐部32內(nèi)部的第一及第二軸承40、42保持；凸緣部46，其自上述軸部44朝半徑方向外側(cè)擴大；以及保持部48，其直徑比上述凸緣部46小，并保持上述金工鋸36。
此外，在軸部44的端部上通過支撐螺栓50而一體連接有驅(qū)動力傳遞機構(gòu)26的后述的從動帶輪74。
如圖3所示，在上述凸緣部46上通過安裝槽而安裝有截面大致為矩形形狀的鍵部52。該鍵部52按如下進行設(shè)置自上述凸緣部46的端面向保持部48側(cè)突出預定長度，并且自保持部48的外周面朝半徑方向外側(cè)突出。
另一方面，金工鋸36例如由金屬材料形成為薄壁的圓盤狀，在上述金工鋸36的外周上，以等間隔連續(xù)地設(shè)置有呈波紋狀的多個刃部54。另外，在該金工鋸36上，其刃部54最好采用沿著周緣部以大致相等角度形成的等角銑刀。此外，還可以采用未圖示的銑刀來代替上述金工鋸36。
另外，如圖9所示，金工鋸36的刃部54的截面形狀形成為，朝半徑方向外側(cè)逐漸變細的銳角形狀，并且在其前端形成有由預定半徑構(gòu)成的圓弧狀的R部56。這樣，為了加工斷裂槽22而在槽加工部24中采用金工鋸36，從而可使上述R部56的曲率半徑變小。
而且，金工鋸36的外徑形成得比主軸34的凸緣部46以及襯墊38的外徑要大，并且如圖2所示，上述金工鋸36的外徑A形成得比連桿18大端孔20的直徑B要小(A＜B)。
如圖3所示，在金工鋸36的大致中央部上形成有插通孔58，該插通孔58沿主軸34的保持部48外周面而插通在保持部48上，上述插通孔58包括供形成為圓柱狀的保持部48插通的圓形形狀的孔部60，以及自上述孔部60向半徑方向外側(cè)以截面大致為矩形形狀進行凹入的鍵槽部62。即，當金工鋸36插通在主軸34的保持部48上時，孔部60沿保持部48外周面插到其上，并且鍵槽部62插通到自上述保持部48的外周面而突出的鍵部52上。
由此，在主軸34進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，由于該主軸34的鍵部52與金工鋸36的鍵槽部62相卡合，從而限制了上述主軸34和金工鋸36的相對的旋轉(zhuǎn)移位。換句話說，通過主軸34的鍵部52與金工鋸36的鍵槽部62相卡合，使得上述鍵部52起到防止金工鋸36相對于主軸34轉(zhuǎn)動的功能，在上述主軸34旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，金工鋸36與主軸34一體地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
因而，在金工鋸36這樣插通到主軸34的保持部48上時，環(huán)狀的襯墊38插通到上述保持部48上。該襯墊38通過形成于其大致中央部的孔部38a而插通到主軸34的保持部48上。
另外，在保持部48的端面上設(shè)置有自上述凸緣部46朝離開的方向突出的緊固部64，在外周面上刻有螺紋的緊固部64上，通過墊圈65而旋合有緊固螺母66。即，通過旋合緊固螺母66，使該緊固螺母66朝著襯墊38側(cè)旋進，從而以上述緊固螺母66的端面經(jīng)由墊圈65將襯墊3 8向金工鋸36側(cè)進行按壓，由此使該金工鋸36固定于其被夾在襯墊38與主軸34的凸緣部46之間的狀態(tài)下。從而，金工鋸36及襯墊38成為一體地固定在主軸34上的狀態(tài)，并且在上述主軸34的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動下一體地進行旋轉(zhuǎn)。
驅(qū)動部16由連接在機體14的大致中央部上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68(例如電動機)構(gòu)成，通過從未圖示的電源和驅(qū)動器供給來的電信號，使驅(qū)動軸70沿逆時針方向(圖2中的箭頭C1方向)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
如圖4所示，上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68連接在機體14的面對開口部30的側(cè)面上，上述驅(qū)動軸70插入到機體14的內(nèi)部。
驅(qū)動力傳遞機構(gòu)26包括安裝在上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動軸70上的驅(qū)動帶輪72；與槽加工部24連接為一體的從動帶輪74；以及驅(qū)動力傳遞皮帶76，其例如由正時皮帶等構(gòu)成，架設(shè)在上述驅(qū)動帶輪72與從動帶輪74之間。
在機體14內(nèi)部，驅(qū)動帶輪72經(jīng)由連接螺母78而一體地安裝在驅(qū)動軸70上，并在上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動下，驅(qū)動帶輪72和驅(qū)動軸70一體地進行旋轉(zhuǎn)。另一方面，從動帶輪74設(shè)置在支撐部32側(cè)面，與保持在該支撐部32上的主軸34的軸部44相連接。
如圖2所示，驅(qū)動力傳遞皮帶76配置成架設(shè)在驅(qū)動帶輪72與從動帶輪74之間，并且插通機體14的內(nèi)部。
另外，在驅(qū)動力傳遞皮帶76的內(nèi)周面上，以預定的間隔形成有多個平行齒80，通過這些平行齒80與驅(qū)動帶輪72和從動帶輪74相嚙合，而使驅(qū)動力傳遞皮帶76回轉(zhuǎn)。因而，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動軸70旋轉(zhuǎn)驅(qū)動作用下，驅(qū)動帶輪72的驅(qū)動力通過驅(qū)動力傳遞皮帶76傳遞給從動帶輪74，從而使得槽加工部24與上述從動帶輪74一體地旋轉(zhuǎn)。
配置于加工裝置10下方的載置臺28設(shè)置在未圖示的臺面等上，其上表面形成為大致水平狀。連桿18以其軸線D(參照圖2)與載置臺28的上表面大致平行的方式載置在載置臺28的上表面上，并通過固定部件82(參照圖1)而一體地固定在載置臺28的大致中央部。
如圖10A所示，連桿18由在一端部側(cè)形成為寬度較大的大端部84，以及在另一端側(cè)形成為寬度較窄的小端部86構(gòu)成的，在上述大端部84上形成有供未圖示的曲柄軸的軸頸插通的大端孔20。
此外，上述驅(qū)動力傳遞機構(gòu)26并不限定于由驅(qū)動力傳遞皮帶76、驅(qū)動帶輪72及從動帶輪74構(gòu)成的情況，還可以在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動軸70上設(shè)置了帶有多個齒輪齒的第一齒輪(未圖示)，與此相對，在主軸34的端部設(shè)置了帶有多個齒輪齒的第二齒輪(未圖示)，在上述第一齒輪與第二齒輪之間架設(shè)鏈條，從而使上述主軸34進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
本發(fā)明的實施方式的連桿用斷裂槽的加工裝置10基本上是由上述那樣構(gòu)成的，下面對其動作以及作用效果進行說明。而且，如圖1所示，對下面的內(nèi)容進行說明將要形成斷裂槽22的連桿18通過固定部件82而固定到載置臺28的上表面上，并且加工裝置10在上述連桿18的上方處于待機狀態(tài)，將該位置作為初始位置。
如圖5所示，基線E與連桿18的軸線D大致正交并且通過大端孔20的中心，在連桿18的大端孔20的內(nèi)周面上且在與基線E交叉的位置上，分別形成有一對作為斷裂槽22的第一槽88和第二槽90。
首先，將連桿18的小端部86作為載置臺28上表面的下側(cè)，將大端部84作為載置臺28上表面的上側(cè)，當在相對于上述連桿18的軸線D為左側(cè)的大端孔20內(nèi)周面上形成第一槽88時，在自動機械12的控制下使在上述連桿18上方待機的加工裝置10進行移動，使得槽加工部24位于連桿18的大端孔20上方。于是，加工裝置10進行移動，使得槽加工部24的中心偏斜到連桿18的軸線D的左側(cè)，并且槽加工部24的金工鋸36的外周面自大端孔20的內(nèi)徑朝半徑方向外側(cè)重疊了預定重疊量F1(參照圖5)。
換句話說，相對于上述連桿18的大端孔20朝半徑方向外側(cè)重疊的重疊量F1為，通過槽加工部24的金工鋸36所形成的第一槽88的深度H1(參照圖7)(F1＝H1)。
接著，如圖2所示，在加工裝置10定位于連桿18的大端孔20的上方的狀態(tài)下，通過未圖示的電源向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68供給電信號，通過上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動軸70沿逆時針方向(箭頭C1方向)進行旋轉(zhuǎn)，使得驅(qū)動帶輪72一體地沿逆時針方向進行旋轉(zhuǎn)。于是，在上述驅(qū)動帶輪72的旋轉(zhuǎn)作用下，從動帶輪74經(jīng)由驅(qū)動力傳遞皮帶76而沿逆時針方向(箭頭C2方向)進行旋轉(zhuǎn)，上述驅(qū)動帶輪72與從動帶輪74成為以相同方向且相同轉(zhuǎn)速進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
由此，與上述從動帶輪74連接為一體的槽加工部24便以支撐螺栓50為中心沿逆時針方向(箭頭C2方向)進行旋轉(zhuǎn)。
接著，在該槽加工部24進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，經(jīng)由自動機械12使加工裝置10沿垂直方向朝下(箭頭X1方向)進行移位。
這樣，通過使加工裝置10緩慢地沿垂直方向朝下(箭頭X1方向)進行移位，從而槽加工部24緩慢地插入到大端孔20的內(nèi)部(參照圖6)。這時，由于槽加工部24的金工鋸36的外徑相對于連桿18的大端孔20的內(nèi)周面向半徑方向外側(cè)重疊了預定量F1，因而在上述槽加工部24的旋轉(zhuǎn)作用下，金工鋸36在對大端孔20的內(nèi)周面接觸并進行切削的同時向下進行移位。詳細地說，上述金工鋸36的外周部位在切削上述大端部84的內(nèi)周面的同時緩慢地向下進行移位(參照圖7)。
由此，上述金工鋸36進行旋轉(zhuǎn)的同時相對于上述載置臺28的上表面大致沿垂直方向朝下(箭頭X1方向)進行移位，從而在連桿18的大端孔20內(nèi)周面上形成具有大致均勻深度的第一槽88。該第一槽88作為一對斷裂槽22中的一個發(fā)揮功能，形成為與連桿18的軸線D大致正交的方向上的一條直線形狀，其槽形狀根據(jù)由截面為銳角形的形狀而構(gòu)成的金工鋸36的刃部54而形成為截面大致V字形(參照圖9)。
接著，當在連桿18的大端孔20的內(nèi)周面上形成第一槽88之后，上述槽加工部24插通在大端孔20及載置臺28的大致中央部所形成的退刀孔92的內(nèi)部，從而成為上述槽加工部24處于連桿18的下方的狀態(tài)(參照圖7)。此外，由于上述退刀孔92的直徑形成得比大端孔20的直徑大，因而當上述槽加工部24插通退刀孔92的內(nèi)部時，金工鋸36不會與載置臺28接觸。
另外，即使在這種情況下，上述槽加工部24處于在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的驅(qū)動作用下沿逆時針方向(箭頭C2方向)進行旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
接著，在連桿18的形成了第一槽88的大端孔20上，在相對于該連桿18的軸線D(參照圖5)與第一槽88位置對稱的位置上形成第二槽90。
在這種情況下，首先如圖7所示，讓已移位到連桿18下方的加工裝置10在自動機械12的控制下沿大致水平方向(箭頭Y方向)進行移動，使得槽加工部24的金工鋸36朝著上述大端孔20中的與第一槽88對置的右側(cè)面。這樣，上述金工鋸36移動到，其外周面相對于上述大端孔20的內(nèi)周面中的與第一槽88對置的右側(cè)面向半徑方向外側(cè)重疊了預定的重疊量F2(參照圖8)的位置。
換句話說，相對于上述連桿18的大端孔20朝半徑方向外側(cè)重疊的上述重疊量F2為，通過金工鋸36而形成的第二槽90的深度H2(參照圖8及圖9)。即，使上述重疊量F2成為與形成第一槽88時的金工鋸36相對于大端孔20的左側(cè)面的重疊量F1大致均等的值(F1F2)。其結(jié)果是，可以讓大端孔20中的第一槽88與第二槽90的深度大致均等(H1H2)。
另外，如圖7所示，關(guān)于上述加工裝置10，當其為形成第一槽88而向連桿18的下方進行移位之后，只讓上述加工裝置10沿大致水平方向(箭頭Y方向)進行移動。換句話說，由于上述槽加工部24沿著大端孔20的基線E(參照圖5)進行移位，因而加工裝置10移動到了使其相對于連桿18的軸線D處于與上述第一槽88對置的位置的狀態(tài)。
然后，如上所述，在加工裝置10定位于連桿18的大端孔20的下方的狀態(tài)下，通過自動機械12的控制作用下使加工裝置10緩慢地沿垂直方向朝上(箭頭X2方向)進行移位，槽加工部24便緩慢地從大端孔20的下方向內(nèi)部插入。于是，在上述槽加工部24的旋轉(zhuǎn)作用下，金工鋸36在對大端孔20的內(nèi)周面接觸并進行切削的同時向上進行移位。詳細地說，上述金工鋸36的外周部位在切削上述大端部84的內(nèi)周面的同時緩慢地向上進行移位(參照圖8)。
由此，上述金工鋸36進行旋轉(zhuǎn)的同時大致沿垂直方向朝上(箭頭X2方向)進行移位，從而在連桿18的大端孔20內(nèi)周面上形成具有與第一槽88大致均等的深度的第二槽90。
如圖5所示，該第二槽90形成于，在大端孔20的內(nèi)周面中與上述第一槽88相對于連桿18的軸線D對稱的位置上，并且形成為與上述第一槽88大致均等的深度(H1H2)(參照圖8)。另外，第二槽90作為一對斷裂槽22中的另一個發(fā)揮功能，形成為與連桿18的軸線D大致正交的方向上的一條直線形狀，其槽形狀根據(jù)由截面為銳角形的形狀構(gòu)成的金工鋸36的刃部54而形成為截面大致V字形(參照圖9)。
詳細地說，如圖9所示，斷裂槽22的槽形狀由如下部分構(gòu)成一組直線部93，該一組直線部93沿大端孔20的內(nèi)周面從開口了的部位向大端孔20的半徑方向外側(cè)大致平行地延伸預定長度；一組錐面94a、94b，該一組錐面94a、94b與上述直線部93連續(xù)且朝相互接近的方向傾斜預定角度；以及圓弧部96，該圓弧部96形成為將上述錐面94a、94b交叉的部位連接起來。
上述一組錐面94a、94b形成為，相對于斷裂槽22的中心線分別以大致相同角度傾斜。而且，還可以是如圖14所示那樣，不具有上述直線部93，而是直接形成錐面94a、94b，上述錐面94a、94b沿大端孔20的內(nèi)周面從開口了的部位向大端孔20的半徑方向外側(cè)朝相互接近的方向傾斜預定角度。
換句話說，上述的斷裂槽22的槽形狀是這樣形成的該斷裂槽22的開口了的部位的寬度尺寸W(參照圖9)是根據(jù)金工鋸36中的刃部54的厚度尺寸而形成，并且上述圓弧部96的曲率半徑R(參照圖9)是根據(jù)刃部54的R部56曲率半徑而形成的。
作為上述斷裂槽22的形狀，由于形成了直線部93，因而槽的深度可以設(shè)定得較大，并且可以抑制切削阻力，而且還能夠在斷裂時使應(yīng)力集中。
最后，在槽加工部24從下向上插入到大端孔20的內(nèi)部后，再次處于返回到位于連桿18上方的初始位置的狀態(tài)(參照圖2)。其結(jié)果是，在固定于載置臺28的上表面的連桿18大端孔20的內(nèi)周面上，形成了由第一槽88及第二槽90構(gòu)成的斷裂槽22，該斷裂槽22形成為相對于連桿18的軸線D其位置及深度等大致均等的對稱形狀。
在這樣形成的最佳的促進斷裂用的斷裂槽22中，如圖9所示，沿著大端孔20的內(nèi)周面開口了的部位的寬度尺寸W形成在0.05-1mm的范圍內(nèi)(0.05≤W≤1)，從上述開口了的部位到圓弧部96的槽深H1、H2形成在0.1～2mm的范圍內(nèi)(0.1≤H1、H2≤2)。
而且，在上述寬度尺寸W超過1mm(W＞1)的情況下，就不能使足夠的讓連桿18從上述斷裂槽22分離時所需的應(yīng)力集中，從而使得連桿18以上述斷裂槽22為起點的剖分性變差。另外，與此相對，在上述尺寸W小于0.05mm(W＜0.05)的情況下，精加工大端孔20的內(nèi)周面時產(chǎn)生的毛刺等就會進入到上述斷裂槽22的內(nèi)部，而難以除去上述毛刺。
另一方面，在上述的槽深H1、H2不足0.1mm(H1、H2＜0.1)的情況下，由于剖分連桿18時的斷裂面的表面粗糙度變大(粗)，因此使得將剖分后的桿部20a與蓋部20b再次結(jié)合為一體變得困難。另外，由于連桿18制造上的局限，上述槽的深度H1、H2不能超過2mm(H1、H2＞2)。
另外，通過一側(cè)錐面94a與另一側(cè)錐面94b之間分開的角度而設(shè)定的傾斜角度S(參照圖9)，形成為20～45°范圍內(nèi)(20°≤S≤45°)，上述圓弧部96的曲率半徑可以形成為小于等于0.4mm(R≤0.4)。
即，隨著圖11A所示的一組錐面94a、94b之間的傾斜角度S的變化，使得連桿18以斷裂槽22為起點進行分離時的剖分性產(chǎn)生變化。詳細地講，在上述傾斜角度S超過60°(S＞60)的情況下，連桿18以截面大致為V字形的斷裂槽22為起點的剖分性變差(參照圖11A中的×標記)，通過將上述傾斜角度S設(shè)定在小于等于60°(S≤60)，從而使得斷裂槽22的前端部呈銳角形狀，能夠在使連桿18剖分時集中應(yīng)力，因此上述連桿18的剖分性變好(參照圖11A中的○標記)。而且，進而通過將上述傾斜角度S設(shè)定在小于等于45°(S≤45)，從而連桿18的剖分性達到最佳(參照圖11A中的◎標記)。另外，上述傾斜角度S小于20°(S＜20)，例如傾斜角度S為10°，則在切削工具的制造上存在問題，在剖分性方面是不合適的。
另外，隨著圖11B所示的斷裂槽22中的圓弧部96的曲率半徑R的變化，連桿18以斷裂槽22為起點進行分離時的剖分性產(chǎn)生了變化。
詳細地講，在上述曲率半徑R超過0.4mm(R＞0.4)的情況下，由于在斷裂槽22前端部形成的圓弧部96變大，因此連桿18進行分離時，在該圓弧部96不會集中足夠的應(yīng)力，連桿18以上述斷裂槽22為起點的剖分性變差，從而是不合適的(參照圖11B中的×標記)。另一方面，通過使上述圓弧部96的曲率半徑R為小于等于0.4mm(R≤0.4)，上述斷裂槽22的前端部就能夠為銳角形狀，上述連桿18的剖分性變好(參照圖11B中的○標記)。另外，通過將上述曲率半徑R設(shè)為小于0.4mm(R＜0.4)，從而可以使連桿18的剖分性達到最佳(參照圖11A中的◎標記)。
這樣，將從大端孔20的開口了的部位向半徑方向外側(cè)大致平行地延伸的槽的寬度尺寸W，設(shè)定在0.05～1mm的范圍內(nèi)；將從大致平行延伸的部位向半徑方向外側(cè)相互接近地傾斜的一組錐面之間的傾斜角度S，設(shè)定在20～45°的范圍；并且，將自上述大端孔20的槽深H1、H2，設(shè)定在0.1～2mm的范圍內(nèi)；而且，將跨在上述一組錐面94a、94b上而形成的圓弧部96的曲率半徑R，設(shè)定為小于等于0.4mm，綜上所述，能夠得到最佳的促進斷裂用的斷裂槽22。
如上所述，在本實施方式中，使在連桿18的大端孔20內(nèi)周面上形成第一槽88及第二槽90的槽加工部24，在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源68的旋轉(zhuǎn)作用下，通過驅(qū)動力傳遞皮帶76而進行旋轉(zhuǎn)。然后，使上述槽加工部24的金工鋸36插入到連桿18大端孔20的內(nèi)周面中，能夠通過上述金工鋸36的刃部54在上述內(nèi)周面中形成一對第一槽88和第二槽90，上述一對第一槽88和第二槽90成為最佳的促進斷裂用的截面大致為V字形的斷裂槽22。
為此，例如讓未圖示的剖分用工具等插入到已形成有第一槽88及第二槽90的連桿18大端孔20中，對上述大端孔20的內(nèi)周面向半徑方向外側(cè)施加壓力，從而能夠以第一槽88及第二槽90為斷裂起點來可靠地控制上述連桿18，并且能夠?qū)U部20a和蓋部20b可靠且高精度斷裂并分離(參照圖10B)。這時，通過上述剖分用工具以比以往小的加壓力將連桿18從斷裂槽22可靠且高精度地進行分離是可能的。
另外，通過采用例如數(shù)控機械作為移動加工裝置10的自動機械12，從而可以通過編程而高精度地控制上述加工裝置10的移動位置，因此能夠很簡便且高精度地設(shè)定并形成上述大端孔20的第一槽88和第二槽90的位置和深度等。其結(jié)果是，在大端孔20上，能夠使第一槽88和第二槽90形成在相對于連桿18的軸線D對稱的位置上，并且形成為大致均勻的深度。
再有，為了在大端孔20上形成斷裂槽22，而在槽加工部24上設(shè)置金工鋸36。這樣，通過在槽加工部24上采用金工鋸36，可以使在該金工鋸36的刃部54的前端部上形成的R部56形成得較小。由此，可使由上述刃部54的R部56切削出的斷裂槽22的圓弧部96形成得較小，隨之，能夠提高連桿18以斷裂槽22為起點進行分離時的剖分性。
還有，如圖12及圖13所示，上述金工鋸36最好采用在外周緣部以等間隔形成有多個刃部54(例如刃數(shù)為78)的等角銑刀，并且在多個刃部54之間帶有切屑排出間隙53，當上述刃部54與大端孔20的內(nèi)周面接觸并進行切削時，可以使該刃部54與內(nèi)周面連續(xù)地接觸。
由此，與斷續(xù)地形成切削刃部的現(xiàn)有技術(shù)中的刨削加工相比，可以減輕施加給主軸34的沖擊、振動等，隨之，能夠提高支撐上述主軸34的上述第一軸承40以及第二軸承42的耐久性。另外，通過采用上述等角銑刀，從而可以將斷裂槽22圓弧部96的曲率半徑R設(shè)定得較小。在這種情況下，若將包括刀尖的等角銑刀的外徑(最大外徑)定為A，則上述等角銑刀的刃數(shù)可以設(shè)定成滿足A/10≤刃數(shù)≤2A的關(guān)系。在上述關(guān)系式中，A/10表示的是刃部(刀尖)連續(xù)接觸的界限，而2A是等角銑刀普遍在制造上的界限。
再有，與以往的通過拉削加工或者激光加工而在大端孔20上形成槽的情況相比，本發(fā)明能夠降低設(shè)備的成本。
根據(jù)本實施方式，通過形成最佳的促進斷裂用的斷裂槽22，從而能夠減小在將連桿18剖分成蓋部20b與桿部20a時的斷裂負荷，而且還能從最佳的部位進行具有最佳的斷裂面的斷裂。因此，它能夠在后續(xù)工序中可靠地進行將剖分后的蓋部20b與桿部20a進行臨時的再接合。
此外，通過使用金工鋸36形成斷裂槽22，從而能夠以廉價的加工設(shè)備來進行對應(yīng)，加工出的槽的形狀也可加工成與激光加工相同的水平。其結(jié)果是，在本實施方式中，能夠高精度地進行斷裂槽22的槽形狀的控制，從而能夠容易地獲得最佳的促進斷裂用的槽形狀。
權(quán)利要求
1.一種連桿用斷裂槽的加工裝置，該一體成形的連桿(18)具有大端部(84)和小端部(86)，將上述連桿(18)在上述大端部(84)的大端孔(20)的內(nèi)周面中的相對的位置上形成一對斷裂槽(22)，用以使桿部(20a)和蓋部(20b)斷開，該連桿用斷裂槽的加工裝置的特征在于，該連桿用斷裂槽的加工裝置包括機體(14)；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)，其與上述機體(14)連接；槽加工部(24)，其具有沿著周向呈波紋狀連續(xù)地形成有多個刃部(54)的金工鋸(36)，該多個刃部(54)在周緣部上朝半徑方向外側(cè)呈銳角形狀，并且該槽加工部(24)設(shè)置有自由旋轉(zhuǎn)地樞軸支撐著上述金工鋸(36)的旋轉(zhuǎn)切削機構(gòu)；以及驅(qū)動力傳遞機構(gòu)(26)，其將上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力傳遞給上述旋轉(zhuǎn)切削機構(gòu)，在上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)的驅(qū)動作用下，經(jīng)由上述驅(qū)動力傳遞機構(gòu)(26)來驅(qū)動上述旋轉(zhuǎn)切削機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，通過使上述旋轉(zhuǎn)切削機構(gòu)朝上述大端孔(20)進行移位，從而利用上述旋轉(zhuǎn)切削機構(gòu)的上述金工鋸(36)在上述連桿(18)的大端孔(20)內(nèi)周面上，形成截面凹成大致V字形的一對斷裂槽(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的連桿用斷裂槽的加工裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)的驅(qū)動軸(70)和自由旋轉(zhuǎn)地樞軸支撐著上述金工鋸(36)的旋轉(zhuǎn)軸，分別設(shè)置成與上述連桿(18)的軸線大致平行。
3.如權(quán)利要求1所述的連桿用斷裂槽的加工裝置，其特征在于，上述驅(qū)動力傳遞機構(gòu)(26)具有與上述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)的驅(qū)動軸(70)相連接的驅(qū)動帶輪(72)；與上述驅(qū)動帶輪(72)隔開預定距離并且與上述槽加工部(24)相連接的從動帶輪(74)；以及架設(shè)在上述驅(qū)動帶輪(72)與上述從動帶輪(74)之間的皮帶(76)。
4.如權(quán)利要求1所述的連桿用斷裂槽的加工裝置，其特征在于，上述槽加工部(24)包括連接在上述機體(14)上的支撐部(32)；自由旋轉(zhuǎn)地保持在上述支撐部(32)上的主軸(34)；貫穿在上述主軸(34)上并且與該主軸(34)一體地進行旋轉(zhuǎn)的上述金工鋸(36)；以及將上述金工鋸(36)夾在上述主軸(34)上的襯墊(38)和螺母(66)。
5.如權(quán)利要求1所述的連桿用斷裂槽的加工裝置，其特征在于，上述金工鋸(36)是在外周緣部以等間隔形成有多個刃部(54)的等角銑刀構(gòu)成的，并且在刃部54之間帶有切屑排出間隙(53)。
6.如權(quán)利要求5所述的連桿用斷裂槽的加工裝置，其特征在于，若將包括刀尖的等角銑刀的最大外徑定設(shè)為A，則上述等角銑刀的刃數(shù)被設(shè)定成滿足下面的關(guān)系式A/10≤刃數(shù)≤2A。
7.一種連桿用斷裂槽的加工方法，該一體成形的連桿(18)具有大端部(84)和小端部(86)，將上述連桿(18)在上述大端部(84)的大端孔(20)的內(nèi)周面中的相對的位置上形成一對斷裂槽(22)，用以使桿部(20a)和蓋部(20b)斷開，該連桿用斷裂槽的加工方法的特征在于，上述斷裂槽(22)從上述大端孔(20)的開口了的部位向半徑方向外側(cè)大致平行地延伸而形成槽(88、90)，上述槽(88、90)的寬度尺寸(W)設(shè)定在0.05～1mm的范圍內(nèi)；從大致平行地延伸的部位向半徑方向外側(cè)以相互接近的方式傾斜地形成一組錐面(94a、94b)，上述一組錐面(94a、94b)之間的傾斜角度(S)設(shè)定在20～45°的范圍內(nèi)；并且自上述大端孔(20)起的槽深(H1、H2)設(shè)定在0.1～2mm的范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的連桿用斷裂槽的加工方法，其特征在于，上述斷裂槽(22)具有以跨越上述一組錐面(94a、94b)的方式形成的圓弧部(96)，上述圓弧部(96)的曲率半徑(R)設(shè)定在小于等于0.4mm。
全文摘要
本發(fā)明提供一種連桿用斷裂槽的加工方法和裝置。驅(qū)動帶輪(72)在設(shè)置于機體(14)上的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源(68)的驅(qū)動作用下進行旋轉(zhuǎn)，將驅(qū)動帶輪(72)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力通過驅(qū)動力傳遞皮帶(76)傳遞給從動帶輪(74)，從而使得與上述從動帶輪(74)連接為一體的槽加工部(24)進行旋轉(zhuǎn)。上述槽加工部(24)將與從動帶輪(74)連接為一體的主軸(34)可旋轉(zhuǎn)支撐在支撐部(32)上，在上述主軸(34)的保持部(48)上設(shè)置有外周面具有多個刃部(54)的金工鋸(36)。于是，通過將上述金工鋸(36)插入到連桿(18)的大端孔(20)的內(nèi)部中，在上述大端孔(20)上形成截面大致為V字形的第一槽(88)，并且在相對于連桿(18)的軸線與上述第一槽(88)相對的位置上，形成與上述第一槽(88)對稱的形狀的截面大致為V字形的第二槽(90)。
文檔編號B23P13/00GK101018635SQ20058003079
公開日2007年8月15日 申請日期2005年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者奧村秀樹, 小口嗣夫 申請人:本田技研工業(yè)株式會社