专利名称：金属制部件的断裂开始部形成方法
技术领域：
本发明涉及形成例如汽车的连接杆(以下，仅表示为“连杆”)等金属制部件的断裂开始部的金属制部件的断裂开始部形成方法。
背景技术：
以往，公知如下述技术在例如汽车的连杆等的大端部的内周面，在沿厚度方向相互对置的位置，形成由槽状或隔开微小的间隔而连成直线状的凹部构成的断裂开始部(例如，参照专利文献1)。在形成这样的断裂开始部时，专利文献1中使用了激光装置。为了利用激光装置形成正确的断裂开始部，必须导入并设置数千万元那样昂贵的装置。因此，也存在下述情况代替该激光装置而使用专用的拉床来以形成构成为V字槽的断裂开始部。此外，还存在下述情况代替使用这样的激光装置或拉床，经由专用的锯齿()二有U刃)并通过机械加工来形成隔开预定间隔的许多凹部，而不形成槽部(例如，参照专利文献2)。在先技术文献专利文献专利文献1 日本特开2005-144467号公报(段落(0002) (0003)，图1、图3 图6)专利文献2 日本特开2008-36706号公报
发明内容
发明要解决的课题作为上述那样的激光装置，一般使用YAG激光装置(钇铝石榴石激光装置)。对在使用该YAG激光装置的情况下形成金属制部件的断裂开始部的问题点进行说明。在使用 YAG激光装置的情况下，一般必须定期更换用来激发激光的闪光灯，由此花费的营运成本增高。此外，一旦YAG激光装置发生故障，通常的维护保养人员无法应对，因此，担心会随着激光故障时引起长时间的停线。这样长时间的停线也会诱发其后的后工序中的停线，导致整个生产线停线，从而对生产计划产生很大的混乱。此外，考虑到金属制部件根据其制造方法通过锻造或烧结而形成。并且，当作为金属制部件的一个例子举出连杆时，则不管是通过锻造而形成的连杆还是通过烧结而形成的连杆，在连杆上形成有仅由V字槽构成的断裂开始部的情况下，就会产生以下共同的问题。具体而言，当在通过锻造或烧结的任何一方形成的连杆中都通过拉削(broach) 加工形成有V字槽的情况下，在其拉刀较新的情况下，V字槽的槽底部的R变小，在通过心棒(mandrel)使连杆大端部断裂的情况下，能够得到允许范围内的断裂面。然而，在拉刀因长时间使用而磨损了的情况下，存在下述情况由于V字槽的槽底部的R变大，因此，在通过心棒将连杆大端部扩开的情况下无法得到均勻的断裂面。此外，在使用磨损了的拉刀开槽加工出V字槽的情况下，连杆断裂时的拉伸力变大，相应地也需要连杆断裂装置的动力，从而违反了节能的要求。此外，在通过经由心棒扩开大端部而使作为断裂开始部仅机械加工出V字槽的、 通过锻造形成的连杆断裂的情况下，由于锻造连杆的材料强度高，因此，断裂时的曲柄孔变形超过每个断裂的产品所规定的变形允许值的可能性增高。在通过这样的断裂工序产生的断裂面中，可能会在断裂面上形成韧窝(dimple)(在金属断面的显微镜观察中使用的学术用语，带韧性破坏特征的破坏组织)。通常，在连杆断裂工序的后工序中通过镗孔加工将槽部除去，但是所述韧窝会残留在通过镗孔加工没有去除干净的范围内。这样的韧窝是在连杆断裂时连杆断裂面发生塑性变形而产生的，如果勉强地将残留着这样韧窝的连杆断裂面彼此配合，则该部分的应力变高，并在最终产品阶段成为问题。本发明的目的在于提供一种以低成本形成能够在断裂后得到稳定的断裂面的金属制部件的断裂开始部的方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本发明的技术方案1的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于，具有第1步骤，通过机械加工在金属制部件的与断裂开始部相对应的部分形成槽部；以及第2步骤，在所述槽部的底的部分相互隔开预定间隔地形成多个凹部。根据本发明的技术方案1的金属制部件的断裂开始部形成方法，能够解决在使用 YAG激光装置来形成金属制部件的断裂开始部的情况下产生的课题。具体而言，不需要因激光激发用的闪光灯的定期更换所导致的高昂的营运成本。此外，也能够避免因在YAG激光装置发生故障时维护保养人员无法应对而引起的长期停线。由此，能够按照预先决定的生产计划生产断裂产品。此外，能够解决在由锻造件构成的金属制部件上形成仅由槽部构成的金属制部件的断裂开始部的情况下的课题。具体而言，能够防止在使下述这样的金属制部件断裂时所产生的那样的韧窝的出现，所述金属制部件通过锻造形成且形成有仅由槽部构成的断裂开始部。由此，当将断裂后的金属制部件的断裂面彼此重新配合时，不会出现应力局部升高的区域，从而能够得到品质稳定的最终产品。此外，本发明的技术方案2的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于在技术方案1所述的金属制部件的断裂开始部形成方法中，在所述第1步骤中，通过拉削加工形成所述槽部。此外，根据本发明的技术方案2的金属制部件的断裂开始部形成方法，能够解决在利用拉削加工来形成金属制部件的断裂开始部的槽部的情况下的课题。具体而言，即使金属制部件通过锻造或烧结中的任何一种方法形成，在使用磨损了的拉刀形成槽部后发生断裂时，由于在槽部的底部隔开预定间隔地形成有凹部，因此能够得到稳定的断裂面。此外，本发明的技术方案3的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于在技术方案1或技术方案2所述的金属制部件的断裂开始部形成方法中，在所述第1步骤中， 利用锯齿来形成所述槽部。此外，根据本发明的技术方案3的金属制部件的断裂开始部形成方法，能够解决在利用锯齿来形成金属制部件的断裂开始部的槽部的情况下的课题。具体而言，即使金属制部件通过锻造或烧结中的任何一种方法形成，在使用磨损了的锯齿形成槽部后发生断裂时，由于在槽部的底部隔开预定间隔地形成有凹部，因此能够得到稳定的断裂面。此外，本发明的技术方案4的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于在技术方案1至技术方案3中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法中，所述凹部的开口部的形状是圆或椭圆中的任何一种。即使凹部的开口部是圆或椭圆中的任何一种形状，只要在槽部的底部隔开预定间隔地形成凹部，就能够充分发挥本发明的作用。此外，本发明的技术方案5的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于在技术方案1至技术方案3中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法中，所述凹部的开口部的形状是2(n+l)边形(η是正整数)，一方的对置的一对顶点的排列方向与所述槽部的延伸方向一致。通过使凹部的开口部具有这样的形状，金属制部件的断裂从开口部的一方的对置的一对顶点开始，并沿槽部的延伸方向扩展，因此，能够形成没有偏差的均勻的断裂面。此外，本发明的技术方案6的金属制部件的断裂开始部形成方法的特征在于在技术方案1至技术方案5中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法中，当设所述凹部的间距为P，设所述凹部的开口部的长度方向的长度为dm，设飞边率为Rt = (p-dm) /p时，飞边率Rt比0大且不足1。根据本发明的技术方案6的金属制部件的断裂开始部形成方法，通过飞边率Rt接近1，在槽部两端部附近分别形成各一个凹部，通过飞边率Rt接近0，凹部形成为以凹部的开口部的长度方向端部互不连接而略微分离的状态并排形成多个凹部。对于这样的任何情况、或者即使以其中间的凹部的排列情况等的各种排列情况在槽部的底部形成凹部，也能够发挥本发明的作用。此外，根据本发明的技术方案7的连杆的制造方法，其特征在于，所述连杆的制造方法具有第1步骤，所述金属制部件由连杆构成，准备没有形成断裂开始部的连杆；第2 步骤，应用所述技术方案1至技术方案6中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，在所述连杆的大端部的内周面的对置的位置上形成断裂开始部；以及第3步骤，用心棒将所述连杆的大端部的形成有断裂开始部的内周面扩开，由此使连杆断裂。根据所述连杆的制造方法，与以往相比，能够以非常小的冲击能量制造具有均勻断裂面的连杆，并能够在响应节能要求的同时获得高品质的连杆。发明效果根据本发明，能够提供一种以低成本形成能够在断裂后得到稳定的断裂面的金属制部件的断裂开始部的方法。
图1是应用本发明的金属制部件的断裂开始部形成方法的连杆的大端部的立体图。图2是局部放大示出图1所示的连杆的断裂开始部的立体图。图3是从与图1不同的方向示出的连杆的大端部的立体图。图4是在整个长度方向的范围内示出图3所示的连杆的断裂开始部的放大立体图。图5是局部示出图1所示的连杆的断裂开始部的第1变形例的立体图。图6是局部示出图1所示的连杆的断裂开始部的第2变形例的立体图。图7是示出应用本发明的一个实施方式的金属制部件的断裂开始部形成方法的连杆断裂装置的侧视图。 图8是对本发明的第1评价试验中的比较例的断裂面进行了摄影的显微镜照片的副本。图9是对本发明的第1评价试验中的本实施例的断裂面进行了摄影的显微镜照片的副本。图10是示出在本发明的第2评价试验中的比较例与本实施例A C中使用了摆锤式冲击试验机来断裂时的吸收能的特性图。图11是示出本发明的第3评价试验结果的比较例的飞边率与摆锤冲击值的关系的特性图。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的一个实施方式所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法进行说明。本发明的一个实施方式所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法是，在由锻造件构成的汽车的连杆的大端部的内周面、在沿厚度方向相互对置的位置上形成断裂开始部的方法。本实施方式所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法具有第1步骤，在与作为金属制部件的连杆的断裂开始部相对应的部分形成槽部；和第2步骤，在槽部的底的部分相互隔开预定间隔地形成多个凹部。并且，在本实施方式的第1步骤中，将拉刀设置于拉削加工装置，并在连杆大端部的内周面的相互对置的位置通过拉削加工而形成V字槽。并且，利用拉刀形成的槽部也可以如后述那样是U字槽或半圆状的槽而代替V字槽。此外，在第2步骤中，准备凹部形成用的刀具，使用该刀具在V字槽的底的部分相互隔开预定间隔地形成多个凹部。以下，对这些步骤的具体内容与作用一起更详细地进行说明。图1是应用本发明所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法的连杆的大端部部分的立体图。此外，图2是局部放大示出图1所示的连杆的断裂开始部的立体图。此外，图3是从与图1不同的方向示出的连杆的大端部的立体图。此外，图4是在槽部的整个长度方向的范围内示出图3所示的连杆的断裂开始部的放大立体图。在第1步骤中，在连杆1的作为断裂开始部的大端部10的内周面10a，形成沿其厚度(进深)方向互相对置的V字槽11。此时，如果设例如连杆1的大端部10的内径为 50mm，设大端部内周壁的厚度方向的长度为20mm，则在该连杆大端部10的内周面IOa的沿直径方向相互对置的位置上，从连杆大端部10的一端开口部开始遍及至另一端开口部地形成V字槽11。在此，V字槽11的深度作为一个例子为1mm，开口角度为60度。并且，在形成该V字槽11时使用拉床的拉刀。并且，V字槽11的底部的R根据拉刀的使用程度而变化，在为刚刚更换后的拉刀的情况下，R = O. 2mm，在使用更换后经过相当长的时间而发生了一定程度的磨损的拉刀来形成V字槽11的情况下，R = 0. 4mm左右。然后，在第2步骤中，准备凹部形成用的刀具，使用该刀具在V字槽11的底的部分隔开预定间隔地形成多个凹部12，所述多个凹部12的开口部形成为菱形，且其长度方向与 V字槽11的延伸方向一致(参照图2和图4)。作为该情况的凹部尺寸的一个例子，开口部的大小为，长度方向为0. 36mm，宽度方向(短手方向)为0. 24mm，深度为0. 2mm，凹部间的间隔为 0. 45mm。通过形成上述那样的连杆1的断裂开始部，能够避免在像以往那样使用YAG激光装置来形成作为金属制部件之一的连杆的断裂开始部的情况下的缺点，即，因激光激发用的闪光灯的定期更换所导致的高昂的营运成本。此外，也能够避免因YAG激光装置发生故障时维护保养人员无法应对而引起的长期停线。由此，能够按照预先决定的生产计划生产断裂产品。此外，根据本实施方式所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法，能够解决在利用拉削加工来形成仅由V字槽11构成的连杆的断裂开始部的情况下的课题。具体而言， 即使连杆通过锻造或烧结中的任何一种方法来形成，在使用磨损了的拉刀形成V字槽11后发生断裂时，由于在V字槽11的底部按预定间隔形成有凹部12，因此能够得到稳定的断裂面。这意味着，如果使用拉刀形成槽部，则能够与拉刀末端的磨损程度无关地得到均勻的断裂面，即使使槽部为U字槽或半圆状的槽而代替V字槽，本发明也能够发挥相同的作用。在此，在上述的本发明所涉及的金属制部件的断裂开始部形成方法中，当设凹部的间距为P，设凹部的开口部的长度方向的长度为dm，设飞边率为Rt = (p-dm)/p时，则飞边率Rt比0大且不足1。通过飞边率Rt接近1，在槽部两端部附近分别形成各一个凹部， 通过飞边率Rt接近0，凹部形成为以凹部的开口部的长度方向端部互不连接而略微分开的状态并排形成多个凹部。对于这样的任何情况，或者即使以其中间的凹部的排列情况等的各种排列情况在V字槽的底部形成凹部，也能够发挥本发明的作用。并且，在上述实施方式中示出了飞边率Rt接近0的情况。由此，凹部12以其开口部的长度方向端部互不连接而略微分开的状态并排形成。此外，在上述实施方式中，形成于V字槽的底部的凹部13的开口部具有菱形形状， 但是也可以为如下实施状态例如如图5所示，多个凹部13隔开预定间隔地形成于V字槽 11的底部，所述多个凹部13的开口部具有椭圆形状，且椭圆的长轴方向与V字槽的延伸方向一致，还可以如图6所示那样凹部14以在V字槽的底部隔开预定间隔的方式形成于V 字槽11的底部，所述凹部14的开口部仅是圆形。并且，对于这些凹部，本发明者对包括凹部是菱形、椭圆形、圆形的所有情况在内、 对本发明而言优选的尺寸关系如下这样进行了研究，并记述如下。作为凹部尺寸的范围，优选以下的尺寸范围。首先，对于凹陷开口部的长度方向的尺寸范围，当设dm为凹部的开口部的长度方向的长度，设L为槽的全长(包括V槽、U槽等其他所有的槽的形态)时，优选为0<dm<L/2的尺寸关系。其次，对于凹陷开口部的宽度方向的尺寸范围，当设ds为凹部的开口部的宽度方向的长度，设dm为凹部的开口部的长度方向的长度时，优选为0 < ds < dm的尺寸关系。其次，对于凹陷深度的范围，优选为0 < (凹陷深度)彡Imm的尺寸关系。
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然后，在以下基于附图对连杆断裂装置进行说明，所述连杆断裂装置用于使拉伸应力作用于连杆的两端而得到从连杆的断裂开始部形成为均勻的断裂面的连杆断裂面。如图7所示，连杆断裂装置2包括第1支承部件101与第2支撑部件102，其以能够沿着互相背离的方向移动的方式配设于载置连杆1的底座100上，并对连杆1的大端部10与杆部水平地支承；和由两个心棒半部103a、10 构成的对开型心棒103，其垂直地设置于这些支承部件101、102，且其各外周面分别与连杆大端部的开口部的内表面相抵接地嵌合。并且，还包括楔子105，其与各心棒半部103a、103b的对置的端面相抵接的表面分别形成锥面，且使各心棒半部103a、10 均勻地背离扩张；促动器106，其对楔子105施加载荷；以及未图示的控制单元，其在对促动器106施加增压载荷并经由楔子105使各心棒半部103a、103b与连杆开口部内表面抵接后，施加断裂载荷而使开口部瞬间断裂。如下这样来进行使用了具有上述结构的连杆断裂装置2的连杆断裂方法。首先， 通过弹簧将心棒103向相互面对的方向施力，使心棒收缩以进入连杆的大端部的开口。然后，压入楔子105至楔子末端的锥部与心棒103a、10 相抵接为止，在该状态下暂时停止， 经由上述控制单元使制动器106对楔子105施加动载荷，由此对连杆的上述断裂开始部施加扩张力并使之瞬间断裂。并且，在将上述心棒103向相互面对的方向施力以收缩心棒时， 也可以使用油压缸或气缸等促动器来代替弹簧。由此，根据以下的评价试验结果可知，能够以远比以往的连杆断裂所需要的断裂能量小的断裂能量、并以具有均勻的断裂面的方式使连杆断裂。实施例下面进行了证明上述实施方式所涉及的本发明的有效性的评价试验，因此对该评价试验的结果进行说明。并且，在该评价试验中，进行了从第1评价试验至第3评价试验这三种评价试验。首先，对从第1评价试验至第3评价试验中共同使用的试验片进行说明。在该从第1评价试验至第3评价试验中使用的试验片采用了基于JIS规格的试验片。此时的规格号码是“ JIS Z 2242”，规格名称是“金属材料的摆锤冲击试验方法”。并且，在实施例中使用的试验片的大小如JIS那样，但槽部的尺寸与JIS规定的尺寸不同。首先对第1评价试验进行说明。在第1评价试验中，作为比较例，通过使用YAG激光装置的以往的断裂开始部形成方法在试验片上形成了断裂开始部。另一发明，作为第1 评价试验中的本实施例，是基于本发明的断裂开始部形成方法在试验片上形成了断裂开始部。并且，实际地试着使这些比较例与本实施例的试验片断裂，并对其断裂面观察并作出评价。具体而言，在比较例中使用最大峰值输出4. 5KW的YAG激光装置，将激发脉冲 200Hz的激光照射至试验片。由此，形成了连续形成有下述凹部的试验片相邻凹部的中心间隔为0. 16謹，凹部的深度0. 6謹。此外，在本实施例中，拉削加工(机械加工)上述实施方式中的底部为R = 0. 2mm、 V字槽的开口角度(V字槽的对置斜面所形成的角度)为60度这样的V字槽，以作为试验片进行制造，并且，将具有下述断裂开始部的试验片作为与本实施例相关的试验片，所述断裂开始部在该连杆的V字槽的底部使用凹部形成用的刀具隔开预定间隔地形成有凹部，所述凹部的开口形状为椭圆形，且所述凹部的长度方向与V字槽的延伸方向一致。并且，作为与本实施例相关的试验片，使凹部的开口部的大小为长度方向是0. 27mm，宽度方向是 0. 19mm，深度是0. 2mm，且凹部之间的间隔是0. :34mm。在此，图8是示出在利用摆锤式冲击试验机将第1评价试验的比较例所形成的具有断裂开始部的试验片断裂时的断裂面的组织的显微镜照片。此外，图9是示出在利用摆锤式冲击试验机将第1评价试验的本实施例所形成的具有断裂开始部的试验片断裂时的组织的显微镜照片。根据该双方的示出断裂面的组织图可知，通过本实施例也能够得到与比较例同等稳定的断裂面。除此之外，通过本发明的金属制部件的断裂开始部形成方法，由图9的断裂面的组织可知，能够防止在由锻造件构成的金属制部件上形成有仅由V字槽构成的金属制部件的断裂开始部的情况下，即，在使形成有仅由V字槽构成的断裂开始部的、通过锻造形成的金属制部件断裂时产生的那样的韧窝的出现。由此，能够确认到在应用了本发明的情况下，当将断裂后的金属制部件的断裂面之间重新配合时，不会出现应力局部升高的区域，从而得到品质稳定的最终产品。接下来，对第2评价试验进行说明。在第2评价试验中，将通过拉削加工仅形成有 V字槽的试验片作为第2评价试验的比较例。在此，第2评价试验的本实施例由本实施例 A、本实施例B以及本实施例C这三个实施例构成。具体而言，将如下试验片作为第2评价试验的三个本实施例在通过锻造形成的试验片上利用拉削加工形成V字槽，并在该V字槽的底部利用凹部形成刀具隔开预定间隔地形成有凹部。并且，对于与第2评价试验的这些比较例和实施例相关的V字槽的尺寸，使底部为 R = 0. 2mm和R = 0. 4mm两种，且使V字槽的开口角度(V字槽的对置斜面所形成的角度) 为60度。此外，对于本实施例中的凹部的尺寸，实施例A是隔开预定间隔地形成开口部具有圆形形状的凹部。并且，凹部的开口部的大小为，直径为0. 19mm，深度为0. 2mm，凹部间的间隔为0. 24mm。此外，实施例B是隔开预定间隔地形成开口形状为椭圆且其长轴方向与V字槽的延伸方向一致的凹部。并且，凹部的开口部的大小为，长轴直径为0.21mm，短轴直径为 0. 19_，深度为0. 2mm,凹部间的间隔为0. 265_。此外，实施例C是隔开预定间隔地形成开口形状为椭圆且其长轴方向与V字槽的延伸方向一致的凹部。并且，凹部的开口部的大小为，长轴直径为0.27mm，短轴直径为 0. 19mm，深度为0. 2mm,凹部间的间隔为0. 34mm。并且，在经由摆锤式冲击试验机使该第2评价试验的比较例与实施例A C的试验片断裂时，测量了与V字槽的底部的R的大小相对应的吸收能，并进行了图表化。并且，使 V字槽的底部为R = 0. 2mm的情况是使用了处于刚刚更换后没有磨损的状态的拉刀所形成的V字槽，R = 0. 4mm的V字槽是使用了下述状态的拉刀所形成的V字槽在更换拉刀后， 经过长时间使用而使刀尖磨损的状态。图10是示出在本发明的实施例中的比较例与本实施例中使用了摆锤式冲击试验机来断裂时的吸收能的特性图。在本实施例中，设实施例A是形成圆形的凹陷形状(直径 0. 19mm)，设实施例B是形成椭圆形的凹陷形状(长轴直径0. 21mm)，设实施例C是形成椭圆形的凹陷形状(长轴直径0.27mm)。此外，设R为V槽的底的半径(刀尖(noSe)R)。并且，图10的横轴表示各实施例与比较例的摆锤冲击值的不同，从左侧开始依次示出比较例X、本实施例中的实施例A、实施例B以及实施例C的实验结果。此外，纵轴以单位kj/m2表示这些比较例与各实施例的摆锤冲击值SP1。并且，将各实施例与比较例各自的左侧的冲击值(图中黑色的柱状图部分)作为R = O. 2mm的冲击值示出，将各自的右侧的冲击值(图中白色的柱状图部分)作为R = 0.4mm的冲击值示出。根据图10可知在比较例中，在拉刀的磨损程度小的、V字槽的底部半径R = 0. 2mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是15^α/πι2，与此相对，在拉刀的磨损程度大的、V槽的底部半径R = 0. 4mm的情况下，摆锤冲击值的平均值是23^J/m2，两者的摆锤冲击值相当大，且R = 0. 2mm的情况与R = 0. 4mm的情况下的差也相当大。另一方面，在本实施例A的情况下可知在拉刀的磨损程度小的、V槽部底部的半径R = 0. 2mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是89kJ/m2，在拉刀的磨损程度大的、V字槽底部的半径R = 0. 4mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是115kJ/m2，两者都与比较例相比， 摆锤冲击值非常小，且拉刀末端磨损前与磨损后的摆锤冲击值的差也小。另一方面，在实施例B的情况下可知在拉刀的磨损程度小的、V槽部底部的半径 R = O. 2mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是83kJ/m2，在拉刀的磨损程度大的、V字槽部底部的半径R = 0. 4mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是89kJ/m2，两者都与比较例相比，摆锤冲击值非常小，且拉刀末端磨损前与磨损后的摆锤冲击值的差也小。另一方面，在实施例C的情况下可知在拉刀的磨损程度小的、V槽部底部的半径 R = O. 2mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是71kJ/m2，在拉刀的磨损程度大的、V字槽底部的半径R = 0. 4mm的情况下的摆锤冲击值的平均值是80kJ/m2，两者都与比较例相比，摆锤冲击值非常小，且拉刀末端磨损前与磨损后的摆锤冲击值的差也小。如从示出该第2评价试验结果的图10可知，对于第2比较例，就具有在拉刀的末端没有磨损的情况下形成的断裂开始部的本实施例A C而言，在摆锤冲击试验的结果中， 在断裂时并没有吸收那么大的能量地发生了断裂。另一方面，还可知就在拉刀的末端发生了磨损的状态下通过拉削加工而形成V 字槽的比较例而言，摆锤冲击试验中断裂时的能量变得相当大。S卩，在比较例中可知与拉削加工中的拉刀末端的磨损程度相对应地，试验片断裂时吸收的冲击能大，由此，使得断裂的试验片的断裂面变形而留下歪斜。另一方面，关于本实施例，根据图10的评价试验结果可知，不只是在拉刀末端是新的而没有磨损的情况想， 即使是在长期使用而发生了磨损的情况下，在利用摆锤式冲击试验机使具有断裂开始部的试验片断裂时，双方均以大致相同的不怎么大的冲击能量而发生断裂，所述断裂开始部具有使用所述拉刀而成为断裂开始部的V字槽、和形成于该槽的底部的多个凹部。S卩，可知根据本发明的金属制部件的断裂开始部形成方法，能够解决在利用拉削加工来形成仅由V字槽构成的金属制部件的断裂开始部的情况下的课题。具体而言可知， 即使金属制部件通过锻造或烧结中的任何一种方法形成，在使用磨损了的拉刀形成V字槽后发生断裂的情况下，由于在V字槽的底部隔开预定间隔地形成有凹部，因此能够得到稳定的断裂面。接下来，对第3评价试验进行说明。在第3评价试验中，使用例如日本特开2008-36706号公报所记载的那样的锯齿(切削锯)作了两个比较例(比较例P、比较例Q)， 并对在这两个比较例中通过摆锤试验机断裂时所需要的能量进行了测量。具体而言，作为比较例P，在上述试验片上直接形成深度为0. 2mm、开口部的直径为0. 19mm的圆形的凹部， 而不形成V字槽。此时，关于凹部间的间距，设置四个不同的间距，求出与各个间距相当的飞边率，并测量了各摆锤冲击值。另一方面，作为比较例Q，形成有下述四种情况以四个不同的间距将开口部具有椭圆形状的凹部隔开预定间隔。在该情况下，使凹部的开口部的长轴直径为0. 27mm,使短轴直径为0. 19mm。并且，关于凹部间的间距，与比较例P相同地设置四个不同的间距，求出与各个间距相当的飞边率，并测量出各摆锤冲击值。图11示出了在通过摆锤试验机使这些比较例与本实施例的试验片断裂时所需要的吸收能。图11的横轴表示飞边率Rt，纵轴以单位kj/m2表示摆锤冲击值SP2。并且，黑色四方形的图示(Plot)表示椭圆形的凹列，黑色菱形的图示表示圆形的凹列。并且，作为图 11中的补充说明，使椭圆形截面凹列为长轴直径0. 27mm/短轴直径0. 19mm，并使其与上述比较例Q对应。此外，使圆形截面凹列为直径0. 19mm，并使其与上述比较例P对应。并且， 在图11中，不设置V槽，形成了仅有凹列的断裂开始部。根据该图可知对于第3评价试验中的试验片，使其断裂所需要的摆锤冲击值的大小相当大，达到了第2评价试验的本实施例中的摆锤冲击值的大约5倍。根据该评价试验的事实考虑到在第3评价试验的比较例的试验片中，为了用与第2评价试验的本实施例相同的摆锤冲击值来得到两个断裂面，需要使凹部的深度比现状深5倍以上。并且可知，由于实际上在周向形成有多个锯齿的刃，因此，当利用锯齿来形成这样深的凹部时，锯齿的至少任意一个末端会立即折断，无法形成由均勻深度的凹部所构成的金属制部件的断裂开始部，其结果是，即使在使其断裂后也无法得到均勻的断裂面。即，可知，通过第3评价试验中的比较例这样的金属制部件的断裂开始部形成方法，极其难以获得与本发明相同的均勻的断裂面。并且，虽然在进行上述V字槽的机械加工时使用了拉床，但也可以代替拉床而通过放电加工形成槽部。并且，在上述实施方式中，在第1步骤中形成了 V字状的槽部。此外，将在连杆大端部的内周面上对置形成的槽部设定成了开口角度60度的V字槽。但是，并不限定于此， 开口角度不是钝角的话，就能够根据材料力学上的观点选择例如90度、45度、或者其他角度等任何开口角度。此外，槽部的形状并不特别限定，也可以是U字状的槽部或半圆状的槽部而代替V 字状的槽部。并且，本发明关于汽车的连杆的断裂开始部形成方法进行了说明，但本发明的断裂开始部形成方法并不限定于汽车的连杆，也能够广泛应用于如下这样的例如轴承或对开隔片这样的部件在一部分上具有贯穿孔，施加拉伸应力以从特定的断裂部分割成两部分来制作对开部，使该对开部的断裂面重新抵接来进行使用。标号说明1 连杆；2 连杆断裂装置；10 大端部；
11
IOa:内周面；11:V 字槽;12、13、14:凹部;100 底座；101:第1支承部件；102:第2支承部件;103 心棒；103a、103b 心棒半部；105 楔子；106 促动器。
权利要求
1.一种金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于， 所述金属制部件的断裂开始部形成方法具有第1步骤，通过机械加工在金属制部件的与断裂开始部相对应的部分形成槽部；以及第2步骤，在所述槽部的底的部分相互隔开预定间隔地形成多个凹部。
2.根据权利要求1所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于， 在所述第1步骤中，通过拉削加工形成所述槽部。
3.根据权利要求1所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于， 在所述第1步骤中，利用锯齿来形成所述槽部。
4.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于，所述凹部的开口部的形状是圆或椭圆中的任何一种。
5.根据权利要求1至权利要求3中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于，所述凹部的开口部的形状是2(n+l)边形(η是正整数)，一方的对置的一对顶点的排列方向与所述槽部的延伸方向一致。
6.根据权利要求1至权利要求5中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，其特征在于，当设所述凹部的间距为P，设所述凹部的开口部的长度方向的长度为dm，设飞边率为 Rt = (p-dm) /p时，飞边率Rt比0大且不足1。
7.一种连杆的制造方法，其特征在于， 所述连杆的制造方法具有第1步骤，所述金属制部件由连杆构成，准备没有形成断裂开始部的连杆； 第2步骤，应用所述权利要求1至权利要求6中的任意一项所述的金属制部件的断裂开始部形成方法，在所述连杆的大端部的内周面的对置的位置上形成断裂开始部；以及第3步骤，用心棒将所述连杆的大端部的形成有断裂开始部的内周面扩开，由此使连杆断裂。
全文摘要
金属制部件的断裂开始部形成方法具有第1步骤，通过机械加工在金属制部件(1)的与断裂开始部相对应的部分形成槽部(11)；和第2步骤，在槽部(11)的底的部分相互隔开预定间隔地形成多个凹部(12)，利用该金属制部件的断裂开始部形成方法，以低成本形成能够在断裂后得到稳定的断裂面的金属制部件的断裂开始部，由此，与以往相比，能够以非常小的冲击能制造具有均匀断裂面的连杆，在响应节能要求的同时获得高品质的连杆。
文档编号F16C7/02GK102427911SQ20108002152
公开日2012年4月25日 申请日期2010年6月21日 优先权日2009年6月22日
发明者长谷浩一 申请人:株式会社安永