专利名称：制造具有轴承瓦的连杆的方法以及具有轴承瓦的连杆的制作方法
技术领域：
该本发明涉及一种制造具有一个轴承瓦(bearing)或多个轴承瓦的连杆的方法，并且涉及一种具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆。
背景技术：
将车辆发动机的活塞和曲轴连接起来的连杆包括一个位于曲轴侧的大端部分、一个位于活塞一侧的小端部分和一个在两个端部之间的杆部。该小端部分具有一个圆形的装配孔(即一个小端孔)，一个用于连接的活塞销(a pisoton pin)可旋转地安装在其中；大端部分具有一个装配孔(即一个大端孔)，一个用于连接的曲柄销(a crankpin)可旋转地安装在其中。
一个连杆瓦(con rod bearing)与连杆的大端部分和小端部分的相反连杆相装配孔的内表面装配在一起，该轴承瓦整体为圆柱形，并且曲柄销和活塞销通过该连杆瓦在相应的装配孔中可旋转地安装以用来连接。
在传统方法中，上述连杆瓦是预先与连杆分别制造出来的，然后与两个装配孔的相应内表面装配起来。这样，连杆的大端部分和小端部分通过相应的连杆瓦分别连接到曲柄销和活塞销上。
每个连杆瓦是通过将厚度大约0.3mm的轴承瓦金属(即合金)连接到一个薄板上来制造的，该薄板也叫做衬垫金属(backmetal)，该薄板通过一个冷加工的箍制造，箍的厚度大约为1.5mm。也就是说每个连杆瓦的制造过程需要复杂的步骤，包括(1)铸造轴承瓦合金的步骤，(2)将轴承瓦合金加工到薄板中的步骤，(3)将衬垫金属和轴承瓦金属加工入一个衬里(clad)中的步骤，和(4)机加工该衬里的步骤。这样，每个连杆瓦的制造需要很多人力、时间和成本。另外，当连杆瓦与连杆装配在一起的时候，需要很高精度。这样，连杆瓦需要小心加工。
特别需要解释的是，当连杆瓦与连杆装配在一起的时候，杂质可能进入它们之间的间隙，或者间隙的精度可能出现问题。这样，连杆瓦的装配就变得困难并且需要精心。此外，还有一个问题是连杆瓦也可以由于轧住(seizer)、疲劳、与销子一起旋转、或腐蚀而损坏(即在出现很小振动的情况下，连杆瓦的外径和/或连杆装配孔的内表面都会发生磨损，并且轴承瓦也会被磨损所产生的力损坏)。
同时，要通过喷涂，在连杆的装配孔的相应内表面上要覆盖轴承瓦金属材料，从而在装配孔的相应内表面上形成轴承瓦金属层(即相应的轴承瓦)。然而，在使用喷涂工序的时候，如果连杆的材料是不合格的，就会降低轴承瓦与连杆之间的连接强度(bondingdegree)。此外，因为由喷涂形成的轴承瓦金属层没有与连杆的材料混合，所以金属层的剥离强度(peel strength)比较低。
此外，当轴承瓦金属层是由喷涂方法形成的时候，喷枪不能插入连杆小端部分的装配孔(即小端孔)中，因此就不得不沿着倾斜的方向喷涂轴承瓦金属材料，导致轴承瓦金属层的连接强度降低，甚至引起剥落或断裂。
在下面标注的专利文献1公开了一种滑动-轴承瓦结构。在所公开的发明中，一个连杆瓦是通过一个衬垫金属和一个轴承瓦金属构成的，并且衬垫金属的外圆周面要进行例如喷丸硬化(a shotpeening)以便改善其硬度并减少例如连杆瓦由于腐蚀引起的磨损。
然而，上述连杆瓦是预先与连杆分别制造出来的，然后与连杆装配起来。在这方面现有技术与本发明不同。
专利文献2公开一种制造具有轴承瓦的连杆的方法。在所公开发明中，环状轴承瓦金属安装在连接具有一个帽的连接-杆的装配孔中，然后进行烧结(sinter)以便轴承瓦合金渗透入装配中，然后切除帽部分。然而，在公开的发明中，环状轴承瓦金属预先与连杆分开制造的，然后再装配连接到连杆的装配孔中。这样，在先的发明与本发明不同。
专利文献1日本专利申请公开文本9-222117
专利文献2日本专利申请公开文本9-137202发明内容发明要解决的问题 在上述背景下，才产生出本发明，因此本发明的一个目的是提供一种制造具有轴承瓦的连杆的方法，以及一种具有轴承瓦的连杆，其中，它们都不需要将轴承瓦与连杆分开制造的步骤或将轴承瓦与连杆装配在一起的步骤，以便减少制造具有轴承瓦的连杆所需的工序、劳动力、和成本，并解决上述将轴承瓦与连杆分开制造所产生的各种问题。
技术方案 权利要求1涉及一种制造具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆的方法，其特征在于预先用轴承瓦金属材料制造一个圆柱形成型体，其形状为圆柱形，横截面形状与连杆的大端部分和/或小端部分的圆形的装配孔的圆形内表面对应，圆柱形成型体作为内部构件插入并安装在装配孔的内表面内侧，在该装配孔的内表面上，通过旋转的冲压工具的盘状旋转冲压部分的端部的外圆周表面形成一个大致锥形表面，其可沿着冲压工具的轴向和移动方向可以看到，该锥形表面外径小于装配孔的内径，大于被冲压的圆柱形成型体的内径，该锥形表面在旋转的同时，被冲压到圆柱形成型体的端面上以便通过摩擦加热并软化圆柱形成型体，并且该旋转冲压部分是沿着轴向移动，同时该旋转冲压部分旋转并且该旋转冲压工具除了旋转冲压部分之外的其它部分不与圆柱形成型体接触，使得由轴承瓦金属材料制成的圆柱体塑性地流入(plastically flow)与轴向相同的方向以及径向向外的方向，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在装配孔的内表面上。
权利要求2从属于权利要求1，其特征在于，多个所述连杆层叠在一起，因此它们对应的装配孔的相应的轴线彼此重合，由轴承瓦金属材料制成的圆柱体的长度等于相应的装配孔轴向长度的总和，圆柱体插入连杆的每一个相应的装配孔中，以便位于上述每个装配孔中，该旋转冲压工具在旋转的同时也沿着轴向移动，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在连杆相应的装配孔的对应内表面上，并随后连杆彼此分离。
权利要求3涉及具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆，其特征在于在连杆的大端部分和/或小端部分的一个圆形装配孔的内表面上，通过摩擦生热和施加一定压力使得轴承瓦金属材料塑性地流动从而直接连接并形成一个圆柱形轴承瓦金属层。
发明的运行与优点 根据权利要求1，用轴承瓦金属材料制造的圆柱形体，作为内部构件被插入并安装在连杆的圆形装配孔的内表面内侧，旋转冲压工具的盘状旋转冲压部分，更准确地说是，作为盘状旋转冲压部分在轴向和移动方向上的外圆周表面的锥形表面在旋转的同时被轴向压到轴承瓦金属材料的圆柱形成型体的端面上，以便通过摩擦对圆柱形成型体的冲压部分进行加热和软化，旋转冲压部分在旋转的同时沿着轴向移动，而除了旋转冲压部分之外的旋转冲压工具的其它部分没有与圆柱形成型体接触，使得圆柱形成型体沿着与轴向相同的方向以及径向向外的方向塑性地流动，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在连杆的装配孔的内表面上。
这样，在目前的制造方法中，旋转冲压工具、特别是其盘状旋转冲压部分的锥形表面在旋转的同时被压到插入装配孔内表面内侧的轴承瓦金属材料上，以便通过摩擦加热并软化金属材料，从而引起同样的塑性流动，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在装配孔的内表面上。因此，就不必单独制造由衬垫金属和轴承瓦金属构成的连杆瓦，而在传统方法中包括许多步骤。另外，也不需要将连杆瓦与连杆装配起来。这样，就可以简化制造具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆的方法的步骤，并减少制造连杆所需的成本。
另外，这样形成的轴承瓦金属层牢固地结合在装配孔的内表面上，并不会产生在传统方法中，由于连杆瓦和连杆单独制造之后再装配起来而产生的上述问题。
此外，在本制造方法中，旋转冲压工具与轴承瓦金属材料接触的外圆周面的面积可以最小化。因此，可以避免在接触面积上发生例如轧住的问题。另外，轴承瓦金属层可以形成在装配孔的内表面上，因此金属层的厚度在轴向是一致的。
另外，本方法不需要在传统方法中使用的、厚度从1mm到1.5mm的衬垫金属。因此，连杆整体尺寸和重量都可以减少，有助于提高汽车发动机的输出功率和减少燃料消耗量。此外，因为不需要衬垫金属，所以连杆的传热性和散热能力提高，更有助于提高发动机的输出功率。
根据权利要求2，若干个上述连杆层叠在一起，因此它们对应的装配孔的相应的轴线彼此重合，由轴承瓦金属材料制成的圆柱体的长度等于相应的装配孔轴向长度的总和，圆柱体插入连杆的每一个相应的装配孔中，以便位于上述每个装配孔中，旋转冲压工具在旋转的同时也沿着轴向移动，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在连杆相应的装配孔的对应内表面上，并随后连杆彼此分离。在本制造方法中，轴承瓦金属层有效地连接并形成在多个连杆的相应的装配孔的对应内表面上。
因此，本制造方法特别适合大量制造连杆。
权利要求3涉及具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆，其中在连杆的大端部分和/或小端部分的该圆形装配孔的内表面上，通过摩擦生热和压力的作用使得轴承瓦金属材料塑性地流动从而直接连接并形成该圆柱形轴承瓦金属层。这样，具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆不包括衬垫金属。因此，连杆整体尺寸和重量都该减少，因此有助于提高汽车发动机的输出功率和燃料消耗量。此外，因为不使用衬垫金属，所以可以提高连杆的热传导率，并因此提高其散热能力。
因为轴承瓦金属层在摩擦产生热量和所承受压力的作用下牢固地连接到装配孔的内表面上，因此金属层不会发生从装配孔的内表面脱落的问题。
图1是根据本发明一个实施例的、具有轴承瓦(即，轴承瓦金属层)的连杆的视图。
图2是根据本发明的一个实施例、用于说明在图1中所示的轴承瓦金属层的制造方法的相应步骤。
图3是用于说明轴承瓦金属层制造方法的一个视图。
图4是用于说明轴承瓦金属层制造方法中所使用的拔模斜度(draft)的一个视图。
图5是用于在轴承瓦金属层制造方法中所使用的、由轴承瓦金属材料制成的圆柱体的实施例的视图。
图6是说明在轴承瓦金属层制造方法中所使用的控制方法的视图。
图7是用于说明在轴承瓦金属层已经形成后制造连杆的步骤的视图。
图8是说明制造本发明另一个实施例的轴承瓦金属层的视图。
图9是用于说明将本发明的每个实施例进行比较的比较实施例的视图。
附图标记说明10连杆 12大端部分 14小端部分 18大端孔(装配孔)20小端孔(装配孔) 22，24轴承瓦金属层(轴承瓦)26旋转冲压工具 28旋转冲压部分 30锥形表面38圆柱形成型体
具体实施例方式下面，将参照附图详细介绍本发明的实施例。
在图1中，附图标记10表示一个连杆，其包括一个大端部分12、一个小端部分14，和位于两个端部12、14之间的杆部分16。
大端部分12具有一个大端孔18(即装配孔)，一个曲柄销安装在该孔18中，小端部分14具有一个小端孔20(即装配孔)，一个活塞销安装在孔20中。这样，曲柄销连接到大端部分12上以使得曲柄销可旋转地安装在大端孔18中，活塞销连接到小端部分14上以使得活塞销可旋转地安装在小端孔20中。
在大端孔18的内表面上，直接连接并形成有一个轴承瓦金属层22，其具有对应截面形状且为圆柱形，厚壁很小；在小端孔20的内表面上，直接连接并形成有一个轴承瓦金属层24，其具有对应截面形状且为圆柱形，厚壁很小。这样，曲柄销通过轴承瓦金属层22连接到大端部分12上，从而使得曲柄销可旋转地安装在大端孔18中，活塞销通过轴承瓦金属层24连接到小端部分14上，从而使得活塞销可旋转地安装在小端孔20中。
大端部分12是通过两半部分构成的，它们通过螺钉和螺母彼此固定在一起。
图2和3表示了在大端孔18的内表面上形成轴承瓦金属层22的方法。
因为在小端部分14一侧形成轴承瓦金属层24的方法与形成轴承瓦金属层22的方法基本相同，因此以下说明书仅仅涉及在大端部分12一侧形成轴承瓦金属层22的方法。
在图2中，附图标记26表示一个旋转冲压工具，其包括一个作为主要部分的盘状旋转冲压部分28。
旋转冲压部分28具有一个锥形表面30，其由端部的外圆周面沿着轴向和移动方向形成(即图中的向下方向)。
旋转冲压工具26，即其盘状旋转冲压部分28的锥形表面30通过摩擦加热下述由轴承瓦金属材料制成的圆柱形成型体38(其壁厚度为大约1mm到大约5mm)，并沿着图中向下方向和径向向外方向压迫成型体38以便轴承瓦金属材料塑性流动。
盘状旋转冲压部分28在如图所示的锥形表面30的上面还具有一个内径确定表面32，其与锥形表面30相连，并在轴向平行笔直延伸很小的尺寸(即很小的长度)。
内径确定表面32限定了轴承瓦金属层22的内径，下面将详细描述。然而，可以根据情况省略该笔直的、内径确定表面32。
盘状旋转冲压部分28的直径D和厚度T之间的关系为T/D≤0.3。
附图标记34表示旋转冲压工具26的连接部分，将盘状旋转冲压部分28和一个旋转冲压装置连接起来。连接部分34没有构成一个工作部分。因此，连接部分34的外径要足够小，以保证当旋转冲压工具26操作圆柱形成型体38的时候，连接部分34不与成型体38接触。
附图标记30表示一个备用部件。
在本实施例中，如图3(I)所示，作为圆柱形成型体38的轴承瓦金属材料作为内部构件插入并安装在大端孔18的内表面内侧。
接着，如图3(II)所示，连接到旋转冲压装置上的旋转冲压工具26的盘状旋转冲压部分28，更准确地说是旋转冲压部分28的锥形表面30在旋转的同时被压到圆柱形成型体38的上端面上，如图所示，以便圆柱形成型体38，即轴承瓦金属材料被表面30和成型体38之间的摩擦所产生的热量加热并软化。
盘状旋转冲压部分28的外径小于大端孔18的内径，且大于圆柱形成型体38的内径。
在本实施例中，旋转冲压工具26，即盘状旋转冲压部分28在轴向即图中向下方向被压动，同时冲压部分28旋转且备用部件36沿着相同方向移动，以便轴承瓦金属材料沿着作为移动方向的轴向和径向向外方向塑性流动。
这样，圆柱形轴承瓦金属层22直接且牢固地形成并连接到大端孔18的圆形内表面上。
最好，圆柱形成型体38被旋转冲压部分28操作的拔模斜度(draft)不小于7％。
这些拔模斜度被定义为(t1/t0)×100(％)，其中t0是圆柱形成型体38的壁的最初厚度，t1是成型体38加工后的厚度，如图4所示。
拔模斜度与通过例如滚压所制造的平板材料的拔模斜度类似。
当圆柱形成型体38是按照至少7％的拔模斜度工作的时候，轴承瓦金属层22可以很好地压在并连接在大端孔18的内表面上。
在本实施例中，最好使用一个圆柱体来作为圆柱形成型体38，如图5(A)所示，为圆柱形，即在它被插入大端孔18的内表面内侧之前沿圆周方向是无缝连续(seamlessly continuous)的。
沿圆周方向无缝连续的圆柱形成型体38可以由任何加工方法制成，例如铸造、拉伸或模压。
或者，也可以使用一个如图5(B)所示的圆柱体作为圆柱形成型体38，用一块板弯成圆柱形。
即使在后者中，当圆柱形成型体38是通过旋转冲压工具26制造的时候，轴承瓦金属层22也要制成上述沿圆周方向无缝连续的圆柱形。
在这里，作为轴承瓦金属材料的可以是铸件、烧结粉末、机械合金、轧制材料、发泡材料等。
特别是当烧结粉末或铸件具有特定功能的成分的时候，其脆性可能导致例如在其后工序中发生断裂。然而，在本方法中，摩擦加热引起塑性流动，因此不会发生断裂或脱离。
此外，本方法会带来很高的晶粒细化(grain-refining)效果。
作为轴承瓦金属材料最好采用铝基合金或铜基合金。
铝基合金可以是铝锡合金或铝铋合金。
另一方面，铜基合金可以是铜锡合金。
连杆10本身可以是通过任何不同的方法制造出来的，例如铸造、锻造、或烧结。
制造连杆10的一种较好的材料是碳钢例如S55C、铬钼钢(即机械或结构钢)例如SCM435、钛合金(例如Ti-6Al-4V)、或铝合金。
旋转冲压工具26，特别是旋转冲压部分28是熔点比轴承瓦金属材料高的材料制成的，旋转冲压部分28的最大外径小于大端孔18的内径，如上所述。
连接并形成在大端孔18内表面的轴承瓦金属层22的厚度取决于大端孔18的内径与旋转冲压部分28的外径之差。轴承瓦金属层22的厚度可以通过改变旋转冲压部分28的外径而变化。
轴承瓦金属层22的厚度最好是大约0.5mm至大约1.5mm。
当形成轴承瓦金属层22的时候，最好能控制温度使得连杆10被预热来提高金属层22与杆10的连接强度，或使得当产生大量热的时候金属层22被水冷却。
旋转冲压工具26特别是旋转冲压部分28的耐用性通过将工具钢进行表面处理而有效增加，表面处理可以是例如淬火或退火热处理、等离子粉末包覆焊接(a plasma powder cladding welding)、或金属喷镀。
另外，当旋转冲压工具26被流经工具的冷却水冷却的时候，其耐用性可以有效地增加。
在本实施例中，旋转冲压部分28和轴承瓦金属材料接触面的适当温度为轴承瓦金属材料的熔点到比熔点低大约100℃的范围内。但是，如果从金相图上判断材料固相和液相的温度差异很大，则部分熔化不会出现问题。
当大端孔18的内径大约为50mm的时候，旋转冲压部分28在不大于大约1500rpm的速度旋转就会得到很好效果。随着端孔18的尺寸减小，冲压部分28的转速也可以变为更大范围。
旋转冲压部分28的锥形表面30可以不是一个精确的锥形表面，只要表面30的直径从移动方向上观察在(即图中向上向上)从其前端向后端的方向逐渐增加就可以。例如，锥形表面30可以是稍微弯曲的表面。
如图6所示，旋转冲压工具26可以通过摩擦来加热圆柱形成型体38从而使得成型体38塑性流动，采用的方式是首先旋转冲压部分28的锥形表面30以很小的压力压在圆柱形成型体38的上端面上，以便通过摩擦加热成型体38，然后一个很大的推力在轴向被施加到冲压部分28上，以使得成型体38塑性流动。
在图6中，横轴表示时间，纵轴表示从旋转冲压部分28施加到圆柱形成型体38上的压力。
图6(A)表示在压力保持不变的时候执行工序的曲线；图6(B)表示在旋转冲压部分28的位移保持不变的时候执行工序的曲线；图6(C)表示在冲压部分28的压力和位移以混合方式受控的时候执行工序的曲线。
在轴承瓦金属层22和轴承瓦金属层24分别以上述方式(图7(I))已经形成在大端孔18的内表面上和小端孔20的内表面上之后，大端部分12被分成两半部分，如图7(II)所示。当曲柄销与大端部分12装配在一起的时候，两半部分通过螺栓和螺母彼此固定，这样两半部分形成一个整体。
这样，在本制造方法中，旋转冲压工具26、特别是盘状旋转冲压部分28的锥形表面30在旋转的同时被压到插入大端孔18内表面内侧的圆柱形成型体38上，以便通过摩擦加热并软化成型体，从而引起成型体38塑性流动，由此轴承瓦金属层22直接连接并形成在大端孔18的内表面上。因此，就不必单独制造由衬垫金属和轴承瓦金属构成的连杆瓦，在传统方法中包括许多步骤。另外，也不需要将连杆瓦与连杆10装配起来。这样，就可以简化制造具有轴承瓦的连杆的方法所采用的步骤，并减少制造具有轴承瓦的连杆所需成本。
另外，与连杆瓦和连杆单独制造之后再装配起来的情况相比，这样形成的轴承瓦金属层22更牢固地结合在大端孔18的内表面上。
此外，在本制造方法中，旋转冲压工具26与轴承瓦金属材料接触的外圆周面的面积可以最小化。因此，可以避免在接触面积上发生例如轧住的问题。另外，轴承瓦金属层22可以形成在大端孔18的内表面上，这样金属层22在端孔18的轴向上的厚度不变。
另外，本方法不需要在传统方法中用于连杆瓦上的、厚度从大约1mm到大约1.5mm的衬垫金属。因此，连杆10整体尺寸和重量都可以减少，有助于提高汽车发动机的输出功率和减少燃料消耗量。此外，因为不需要衬垫金属，所以连杆10的传热性和散热能力提高，更有助于提高发动机的输出功率。
图8表示本发明的另一个实施例。
在该实施例中，多个连杆10彼此叠加使得各个大端孔18的轴线彼此重合，一个由轴承瓦金属材料制成、从轴向上测量长度等于各个大端孔18长度总和的圆柱体38插入每个大端孔18中以便位于每个大端孔18中。这时，旋转冲压工具26在旋转的同时沿着其轴向移动，以便轴承瓦金属层22直接且连续地连接并形成在连杆10的每个大端孔18的内表面上，连杆10彼此分离，使得它们都具有各自的轴承瓦金属层22。
在本制造方法中，轴承瓦金属层22有效地连接并形成在多个连杆10的相应的大端孔18的对应内表面上。
因此，本制造方法特别适合大量制造连杆10。
图9表示与本发明的上述实施例不同的实施例。
图9(A)表示的实施例中，轴承瓦金属层22形成在单个连杆10的大端孔18的内表面上；图9(B)表示的实施例中，轴承瓦金属层22连续地形成在多个彼此叠加的连杆10的各个大端孔18的对应内表面上。
在这些比较实施例中，块状轴承瓦金属材料38A位于大端孔18内部空间的底部，圆柱形冲压杆40A在旋转的同时插入大端孔18中。圆柱形冲压杆40A在图中向下方向上的前进运动导致给轴承瓦金属材料38A施加压力，冲压杆40A的旋转通过摩擦加热并软化金属材料38A，从而金属材料38A塑性流动并在图中的向上方向上被从底部压入冲压杆40A的外圆周面和大端孔18的内表面之间的很小间隙中。这样，轴承瓦金属层22就形成在大端孔18的内表面上。
然而，在比较实施例中，当轴承瓦金属材料38A受热并软化，并塑性向上流入冲压杆40A的外表面和端孔18的内表面之间很小间隙的时候，金属材料38A不能沿着小间隙顺利地向上流动，因为例如，冲压杆40A的外表面或端孔18的内表面或表面摩擦所产生阻力的作用。另外，因为金属材料38A的温度逐渐降低，作用在金属材料38A上的阻力就增大。这样，可能很难形成具有足够高度的轴承瓦金属层22(即，在轴向上具有足够长度)。此外，可能出现的另一个问题是轴承瓦金属层22的下部会很厚，上部很薄，即金属层22厚度不是足够一致。
另外，在比较实施例中，冲压杆40A的整个外圆周面，即很大面积与轴承瓦金属材料38A或轴承瓦金属层22的内表面摩擦接触。因此，摩擦接触所产生的热量可能导致轧住，从而很难轻易形成形成和连接轴承瓦金属层22。
特别地，在该实施例中，如图9(B)所示，当轴承瓦金属层22是多个连杆10彼此叠加形成的时候，上述问题就很清楚地表现出来。
相反，本发明的上述实施例不会出现那些问题，保证了轴承瓦金属层22很容易地形成并连接在端孔18的大端孔内表面或表面上。
虽然已经详细介绍了本发明的实施例，但是可以理解的是本发明并不限于所述实施例的细节，而可能在不背离发明精神的基础上包含各种不同的变化。
权利要求
1.一种制造具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆的方法，其特征在于，预先用轴承瓦金属材料制造一个圆柱形成型体，其形状为圆柱形，横截面形状与连杆的大端部分和/或小端部分的圆形的装配孔的圆形内表面对应，该圆柱形成型体作为内部构件插入并安装在装配孔的内表面内侧，在该装配孔的内表面上，通过旋转的冲压工具的盘状旋转冲压部分的端部的外圆周表面形成一个大致锥形表面，其可沿着冲压工具的轴向和移动方向可以看到，该锥形表面的外径小于装配孔的内径，大于被冲压的圆柱形成型体的内径，锥形表面在旋转的同时被轴向压到圆柱形成型体的端面上，以便通过摩擦加热和软化圆柱形成型体，旋转冲压部分在轴向上移动，同时旋转冲压部分旋转，而旋转冲压工具除了旋转冲压部分之外的其它部分不与圆柱形成型体接触，使得轴承瓦金属材料形成的圆柱体沿着轴向和径向向外方向塑性流动，以使得轴承瓦金属层直接连接并形成在装配孔的内表面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于有若干个所述连杆层叠在一起，且它们对应的装配孔的相应的轴线彼此重合，由轴承瓦金属材料制成的圆柱体的长度等于相应的装配孔轴向长度的总和，圆柱体插入连杆的每一个相应的装配孔中，以便位于上述每个装配孔中，旋转冲压工具在旋转的同时也沿着轴向移动，由此轴承瓦金属层直接连接并形成在连杆相应的装配孔的对应内表面上，并随后连杆彼此分离。
3.一种具有一个轴承瓦或多个轴承瓦的连杆，其特征在于在连杆的大端部分和/或小端部分的一个圆形装配孔的内表面上，通过摩擦生热和一定压力的作用使得轴承瓦金属材料塑性流动从而直接连接并形成有一个圆柱形轴承瓦金属层。
全文摘要
一种制造具有轴承瓦的连杆的方法，其中不采用单独制造连杆和轴承瓦的制造方法和将轴承瓦装配到连杆上的方法，以减少制造连杆的工序、劳动力和成本。轴承瓦合金材料制成的一个中空的圆柱形的模子(38)作为内部构件插入和安装到一个连杆(10)的大端部分(12)的圆形大端孔(18)的内表面内侧。旋转冲压工具(26)的一个锥形表面(30)在旋转的同时被压到中空圆柱形模子(38)上，且加热和软化中空圆柱形模子(38)以使得轴承瓦金属材料制成的中空圆柱形模子(38)轴向地和径向向外流动，从而轴承瓦金属层(22)直接连接和形成在大端孔(18)的内表面上。
文档编号B23K20/12GK101065586SQ200580040859
公开日2007年10月31日 申请日期2005年11月29日 优先权日2004年11月30日
发明者村上秀树, 篠田刚, 南部圭司 申请人:独立行政法人科学技术振兴机构, 村上秀树, 篠田刚