专利名称：连杆的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种发动机的连杆的机加工方法。
通常，在制造连杆时，先通过锻造或铸造法做出粗略的形状，然后时与其他零件配合的表面进行机加工，以获得所需形状。下面通过图17-20来说明连杆的一般加工方法。在图17-20中，粗线表示的部分就是每道工序加工的部分。首先，在图17表示的第一道工序中，对工件1(连杆)的小径孔2进行铣削加工(图17A)并对小径孔2的边缘进行倒角(参看图17B)。然后，在图18所示的第二道工序中，再对小径孔2的内壁进行铣削加工，并去掉在倒角时所产生的毛刺，以便用小径孔2作为加工基准孔。再后，在图19所示的第三道工序中，对工件1的大端或小端的侧面进行切削加工，使之变为一个相同的平面，并使之可用作一个基准平面。另外，在图20所示的第四道工序中，应用上述的加工基准孔和加工基准面确定工件的正确定位，并同时加工小径孔2和大径孔11(参看图11)，以获得可满足所需位置和公差的大径孔和小径孔。顺便说一下，上面所说的位置和公差，意思是指一个范围(公差范围)，在此范围内，允许与有关例如一个点、一条线和一个平面确定出的正确理论位置有一定的偏离。例如，如果平行度、孔距和粗糙度相对于理论上正确的位置彼此的差值分别处于0.05/100(mm/mm)、±0.05(mm)和0.005(mm)范围内，就可以说小径孔2和大径孔11(图12)满足所需的位置和公差。
在上述的加工过程中，加工基准面是通过将大端12的侧面(图11)规定为一个与小端同等的平面而形成的，从而保证连杆的大径孔和小径孔的位置和公差以及尺寸精度。因此，大端12和小端3(参看图11)便变成自动表示同一宽度的端部。但是，如图12所示，如果小端3的宽度B1能够比大端12的宽度B2小，便可增加设计的自由度而获得各种好处。因此，按照下述的加工工艺，通常提出将小端3和大端12做成具有不同的宽度。
具体说来，作为第一种加工方法，就是在上述的第三道工序中将小端3的侧面切削至所要求的宽度(B1)并在将小径孔2的端部倒角后，进行第四道工序。而作为另一种加工方法，则考虑如下情况，即在进行了第一至第四道工序的加工后，在图21所示的第五道工序中切削小端3的侧面并对小径孔端部进行倒角。
然而，上述的用来制造带有不同宽度的大端和小端的连杆的加工工艺有如下的问题。首先，当在第三道工序将小端3切削至所需宽度时，连杆的大、小端侧面的形状呈台阶形，所以，必需采用带有与上述台阶形相对应的台阶面的夹具作为同时加工大、小径孔用的加工夹具。但是，由于加工精度的偏差，容易使加工夹具的台阶面与连杆的台阶形之间产生缝隙，所以不可能保证大、小径孔的位置和公差。其次，由于在第三道工序中，大端和小端的宽度变成不一样，所以在第四道工序中必须选用不同于加工大小端宽度相同的设备，结果，就不可能将大、小端宽度相同的连杆组和大、小端宽度不同的连杆组任意投入到同一条生产线上，这就提高了成本。
再者，虽然在将小端3切削成所需宽度的第五道工序中，通过将连杆的大端和小端加工至同一平面而形成一个加工基准面，故可以加工出满足所需的位置和公差的大径孔和小径孔，但是，在第五道工序中，当切削小端的侧面后对小径孔进行倒角时，在倒角的部分2a与小径孔2的相交处会产生毛刺13而降低小径孔2的尺寸精度。
根据上述问题提出了本发明，本发明的目的在于提供一种可方便地制造一种可满足所需的大、小径孔的位置和公差值及其尺寸精度并具有不同宽度的大、小端部的连杆的方法。
为实现本发明的目的，在本发明的解决上述问题的加工连杆的方法中，对小径孔及其侧面进行一道临时加工，形成一个加工基准孔和一个加工基准面，然后，应用该加工基准孔和加工基准面进行随后的加工，并将大径孔、小径孔以及大端和小端的不同宽度加工至所需值，上述加工工艺的特征在于，在精加工上述小径孔之前进行的预加工中，在小径孔上形成一个倒角部分，并且在精加工工序中，将小端切削至所需宽度。
在本发明中，在精加工小径孔之前进行的一道预加工中，对小径孔进行倒角加工，而倒角加工中产生的毛刺可在精加工小径孔时去掉。而且，由于将小端切削至所需宽度的加工是在最后一道工序中进行的，所以，直到最后一道工序之前的那道工序，连杆的大端和小端的侧面都保持在同一平面上，故可用作一个加工基准面。
下面结合
本发明，附图中图1A示出在本发明的实施例中加工连杆的第一道工序，即对小径孔进行铣削加工；图1B示出在第一道工序中倒角加工的方法；图2示出在本发明的实施例中加工连杆的第二道工序；图3示出在本发明的实施例中加工连杆的第三道工序；图4示出在本发明的实施例中加工连杆的第四道工序；图5A示出在本发明的实施例中加工连杆的最后工序，对连杆的一个侧面进行切削加工；图5B示出在本发明的实施例中加工连杆的最后工序，对连杆的另一侧面进行切削加工；图6示出在图1所示的加工连杆的第一道工序中进行铣削和倒角所用的刀具的侧面以及连杆小端的剖视图；图7是图6所示的铣刀的前视图；图8是对连杆的小径孔进行图1所示的第一道机加工时的剖视图；图9是按照上述的加工连杆的方法在图5所示的最后一道工序中所用切削刀具的侧面和连杆的剖视图；图10是图9所示切削刀具的前视图；图11是按照本发明的实施例加工的连杆的前视图；图12是图11所示连杆的剖视图；图13A是普通连杆的小端的前视图；图13B是普通连杆的小端的侧视图；图14A是按本发明的实施例加工的连杆的小端的前视图；图14B是按照本发明的实施例加工的连杆的小端的侧视图；图15示出按照普通的加工方法小端的宽度切短前后小径孔直线度的变化；图16示出按照本发明的加工方法小端的宽度切短前、后小径孔的直线度的变化；图17A示出按照普通方法加工连杆的第一道工序中，对小径孔进行铣削；图17B示出按照普通方法加工连杆的第一道工序中，进行倒角加工；图18示出普通的加工连杆的方法的第二道工序；图19示出普通的加工连杆的方法的第三道工序；图20示出普通的加工连杆的方法的第四道工序；图21A示出在进行图20所示的加工连杆的第四道工序后按照第五道工序对小端的一个侧面进行加工；图21B示出在进行图20所示的加工连杆的第四道工序后按第五道工序对小端的另一个侧面进行加工；图22示出在进行图21A、图21B所示的第五道工序中加工侧面后进行倒角时产生的毛刺。
下面根据附图来说明本发明的最佳实施例。在附图中，凡与常规技术相同的或相应的部分用相同的标号表示，并且不作详细说明。
图1-5示出一个连杆的加工过程。图中粗线表示每道工序加工的部分。首先，在图1所示的第一道工序中，对工件(连杆)1的小径孔2进行铣削(参看图1A)。而且，在第一道工序中，用图6和7所示的铣刀4在小径孔2(图1B)上加工出一个深锪孔5(如图8所示)。该深锪孔5由环形锥面7与具有一定直径的直线部分6的末端形成，并且与小径孔2的内壁相邻接。带有头部401的铣刀4(见图6和7)相对于其转动中心是偏心的，并且在其头部401上装上一个台阶状端部8。当在小径孔2内插入铣刀以便进行加工时，为了避免台阶状端部8的刀刃与小径孔2的内壁相接触，可移动支承铣刀4的转轴头部(未示出)，使头部401的轴线与小径孔的轴线相重合。当铣削真正开始时，便移动头部401，使台阶状端部8与小径孔之内壁相接触，并在小径孔的两端同时做出深锪孔5，并完全确保两个轴向锥面的相对位置。
然后，在图2所示的第二道工序中，再对小径孔进行铣削，即进行一种加工来清除在加工深锪孔5时在小径孔2的内壁上所产生的任何毛刺，以便可将小径孔用作加工基准孔。并且在图3所示的第三道工序中，对工件1的侧面进行切削，以便使连杆的大端和小端处在同样的平面上，并可用作加工基准平面。继之，在图4所示的第四道工序中，根据加工的基准孔和基准面进行校正定位，对小径孔2和大径孔11(见图11)同时进行加工，并且对小径孔2和大径孔11的内壁进行精加工，使之满足所需的位置和配合公差。
然后，在图5所示的第五道工序(最后工序)中，对小端3的两个侧面进行切削，去掉在第一道工序中形成的深锪孔5的直线部分6，以便在小端3的侧面上露出锥面7，也就是说，在此时锥面7变成为小径孔2两端的倒角部分。上述最后工序中所用的刀具是如图9和10所示的切刀9。切刀9的头部装有刀片10，每个刀片10朝向切刀9的转动方向。当切刀9转动，并且压在小端3的侧面时，就由其刀片10沿小端的圆柱形侧面切去一部分，也就是说，由于刀片10不是沿着容易产生毛刺的横向切削的，所以可抑制毛刺的产生。
按照上述的加工顺序，就加工出一根具有能满足所需位置、精度和公差的大径孔和小径孔并且具有不同宽度(B1，B2)的大端和小端的连杆，见图11和12。
从本发明的上述实施例可获得如下效果。在第一道工序中用铣刀4在小径孔2中加工出一个深锪孔5并且最后用该深锪孔5的锥面7作为小径孔2的倒角部分，这就是说，在小径孔精加工前的第一道工序中做出了相应于小径孔2倒角形状的锥形面7，所以在进行精加工(第四道工序)时可完全去除加工锥面7时产生的毛刺，从而防止小径孔2的尺寸精度的降低。
再者，由于在最后工序才将小端3的宽度切短至一预定值，所以，在第四道工序前，大端和小端的侧面都保持在同一平面上，并可用作加工基准面，因此，在第四道工序中可以使工件1精确定位，以便同时加工小径孔2和大径孔11(参见图11)，并使加工后的大径孔和小径孔满足给定的位置、精度和公差。再者，在第四道工序前，大端和小端的宽度相同和宽度不同的两类连杆都可任意进入同一加工生产线进行加工，并且可在不增加成本的情况下制造出形状不同的连杆。
因此，按照上述的加工工艺，可将普通连杆(图13)的小端的宽度加工至小尺寸(27-20mm)，见图14。此外，如果构成小端的材料厚度可以更薄些(从图13A的2.6mm变成图14A的1.8mm)，那么更可促进小端的小型化和轻型化。但是，这种小型化和轻型化的程度太大会使连杆的刚度降低，并且还担心在最后一道工序中切削小端时小径孔会整个地变形。然而，在上述实施例的第一道工序中已在小径孔2中加工出一个深锪孔5(见图1)，并且在最后工序中要切削掉的部位的材料厚度较薄(见图5)，所以，切削小端侧面时的切削阻力较小，从而可避免小径孔发生变形。
图15和16示出了缩短连杆小端宽度的加工前后的小径孔直线度的变化，图中比较了两种情况，一种是按常规的加工方法缩短小端宽度之后的情况(见图17-22)，另一种情况是按照上述实施例的加工方法缩短小端的宽度(见图1-5)。从示于图16的按本发明实施例加工的小径孔直线度加工前后的变化值与示于图15的按常规加工方法的变化值的比较可以明显地看出，前者比后者小。因此，按照上述实施例，有可能使形成小径孔的部位的材料厚度比常规加工方法的薄，从而可使小端达到足够的小型化和轻型化，这就提高了发动机设计的自由度。
按上述方法实施本发明，可望达到如下效果。当加工带有不同宽度的大端和小端的连杆时，在精加工小径孔之前的预加工中，对小径孔进行倒角的加工过程中产生的毛刺可在对小径孔进行最终精加工时完全去除，所以，这种毛刺没有任何影响，从而保证了小径孔的尺寸精度。而且，通过在最后工序将小端切削至给定宽度而制成连杆，也可保证小径孔和大径孔的位置和配合公差，因为在同时加工大径孔和小径孔时，已经有了一个加工基准面。而且，由于在最后一道工序之前的前加工中，大端和小端的宽度已加工成一样，所以可在不提高成本的情况下将大端和小端宽度相同和不同的连杆任意投入同一生产线上，并且可同时制造出形状不同的连杆。
权利要求
1.一种加工连杆的方法，其特征在于，通过对小径孔和连杆侧面施行临时性的加工形成一个加工基准孔和一个加工基准面，应用上述的加工基准孔和加工基准面进行随后的加工，使大径孔和小径孔以及具有不同宽度的大端和小端加工成可满足给定的位置和公差，本发明的方法包含如下步骤在精加工小径孔前的预加工中形成一个倒角的形状，然后在最后工序中将小端切削至给定的宽度。
全文摘要
通过对连杆1的小径孔2和它的一个侧面进行临时加工形成一个加工基准孔和一个加工基准面，并且应用上述加工基准孔和加工基准面同时对小径孔和大径孔进行精加工，以保证大径孔和小径孔的位置和公差。并且在进行加工使小径孔2成为加工基准孔时，形成了一个深锪孔5。在最后一道工序将小端3切削至给定宽度时，使浅表面5的一部分露出而变成小径孔2的倒角部分。并且在最后加工时，对小径孔内壁上易产生毛刺的地方的加工不会降低尺寸精度。
文档编号B23B51/10GK1155041SQ96112738
公开日1997年7月23日 申请日期1996年10月11日 优先权日1995年11月8日
发明者石井良和 申请人:丰田自动车株式会社