CN101680484A - 粉末金属轴承盖的通气窗 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种PM主轴承盖及其前体的压坯，其带有在压实过程中形成的凹进部通气窗。通过在压实过程中形成凹进部，本发明不再需要二次加工操作来形成轴承盖中的凹进部结构。

Description

粉末金属轴承盖的通气窗
相关申请的交叉引用
本申请要求对2007年3月23日提交的美国临时专利申请序列号60/896,551的优先权益，本文以引用方式全部包含其内容。
关于联邦资助研发的申明
不适用。
技术领域
本发明涉及生产带有“通气窗”的粉末金属(PM)轴承盖，具体来说，涉及生产用于内燃机中的粉末金属主轴承盖中的通气窗。
背景技术
用于内燃机中的曲轴主轴承盖可在发动机隔室之间形成堵塞，这导致穿过曲轴箱的油运动减少并增加曲轴箱局部压力。隔室之间减少的油运动会在活塞下方造成超压并抢夺发动机的马力。
目前的解决方案是在主轴承盖坯料(不管是粉末金属制造还是铸铁制造)内加工出凹进部(undercut)的通气窗。凹进部特征或通气窗有助于油发动机内从一个隔室到另一隔室的通气或运动，由此，降低发动机内压力并提高马力。然而，加工该特征既费时又费钱。
发明内容
本发明用于生产带有在压实过程中形成的凹进部通气窗的PM主轴承盖及其前体压坯。通过在压实过程中形成凹进部，本发明不需要二次加工操作来形成轴承盖中的凹进部特征。
下面的详细描述将显现出本发明前述的和其它的目的和优点。在描述中，可参照示出本发明一优选实施例的附图。
附图说明
图1是形成有通气窗的本发明PM主轴承盖的立体图；
图2是图1轴承盖的前视平面图；
图3是模具组的剖视图，该模具组压挤粉末金属来制造图1和2的轴承盖压坯；以及
图4是类似于图3的视图，其中，上冲头已撤回而外冲头伸出，压坯准备从外冲头的腿部之间滑出。
具体实施方式
图1示出一主轴承盖10，其具有一顶表面11、一底表面13、侧表面15和端表面17。底表面13具有一半圆柱形表面12，其形成发动机曲轴轴颈的半个轴承孔。主轴承盖10在表面12上方具有一桥形部14，并具有位于表面12和桥形部14的相对侧上的腿部16和18。内螺栓孔20和外螺栓孔22延伸穿过腿部16和18，螺栓可延伸穿过这些孔以将盖10固定到发动机组。还可在盖10的端表面17内设置一对侧面螺栓孔24。盖10的端表面17还各具有槽或凹进部26，其提供如上所述的通气窗。
U形的凹进部26具有一侧表面30，其从盖10端部的面向端部的表面32和34沉陷、凹入或向内偏置。面向内的上表面36和面向内的下表面38连接相应的侧表面30与面向端部的表面32和34。
主轴承盖10可使用例如CNC控制的压实机进行生产，该压机带有用于工具构件每个层次的至少四个压板，包括芯杆。该生产方法是使用冲头来生产如图1和2所示的盖10。参照图3和4，PM粉末或压实件10’形状对应于盖10，并在压实和烧结之后变成盖10，该PM粉末或压实件10’在上冲头40和下冲头42和44之间进行压挤，并用芯杆46、48、50和52来形成孔20和22。
由于凹进部特征26不能从模具中脱出，所以凹进部26无法用实心模具结构来实现。因此，使用一外冲头58来形成凹进部26。所有的冲头和芯杆在模具60中可呈矩形的模具腔内移动。
为了生产压实件，冲头40、42和44用作形成带有凹进部的卡配宽度的“模具”。一旦实施压实，则这样进行移动：从下冲头42和44及上冲头40同时进行压实。这确保形成凹进部的外冲头58周围有均匀的密度。没有从顶部和底部的同时压实，就冲头很可能会断裂。当压实完成时，将压坯10’从模具内脱出。
在脱出步骤中，形成凹进部26的外冲头58与压坯10’一起脱出。该冲头脱出使压坯10’越过模具60的上表面，使得压坯10’可沿平行于压坯10’厚度的方向(即，在图3和4中，进入或离开纸面的方向)在外冲头58的两个腿部之间横向地或侧向地滑出。这与冲头仍在模具内的传统压实过程不同。将外冲头58脱出的原因是使压坯10’可从工具中取出。取出压坯10’有两种方法：用分线箱从外冲头58的两个腿部之间侧向地推移该压坯，或使用诸如机器人那样的自动化装置。取出之后，外冲头58移回到如图3所示的压实位置，以便进行下一个装料和压实循环并制造下一压坯10’。
压实之后，可烧结压坯10’以形成盖10。因为压坯10’在压实步骤中具有形成在其中的凹进部特征，所以，在烧结之后不再需要将凹进部特征加工到盖10内。这减少制造盖10所需的成本和时间。
至此已经相当详细地描述了本发明的优选实施例。本技术领域内的技术人员将会明白对于所描述的优选实施例可作出许多修改和变化。因此，本发明不应局限于所述的实施例。

Claims (16)

1.一种粉末金属主轴承盖，所述粉末金属主轴承盖具有顶表面、形成圆柱形表面的一部分的底表面、介于所述顶表面和所述底表面之间的侧表面、以及介于所述侧表面之间及所述顶表面和所述底表面之间的端表面，所述粉末金属主轴承盖包括具有所述圆柱形表面的所述部分并从第一腿部延伸到第二腿部的桥形部，所述端表面形成所述腿部的表面，并具有在将粉末金属压实成所述轴承盖的形状过程中形成在至少一个所述端表面内的凹进部，所述凹进部通过粉末金属压实形成在所述粉末金属主轴承盖的所述端表面内，以使所述凹进部从到所述凹进部下方的所述端表面的部分向内偏置。
2.如权利要求1所述的粉末金属主轴承盖，其特征在于，还包括在所述压实过程中在另一端表面内形成另一凹进部。
3.如权利要求1所述的粉末金属主轴承盖，其特征在于，所述凹进部向内从所述凹进部上方的所述端表面的部分向内偏置。
4.如权利要求1所述的粉末金属主轴承盖，其特征在于，还包括延伸穿过所述第一腿部和所述第二腿部中至少一个的螺栓孔。
5.一种粉末金属主轴承盖压坯，所述粉末金属主轴承盖压坯具有顶表面、形成圆柱形表面的一部分的底表面、介于所述顶表面和所述底表面之间的侧表面、以及介于所述侧表面之间及所述顶表面和所述底表面之间的端表面，所述粉末金属主轴承盖压坯包括具有所述圆柱形表面的所述部分并从第一腿部延伸到第二腿部的桥形部，所述端表面形成所述腿部的表面，并具有在将粉末金属压实成所述轴承盖压坯的形状过程中形成在至少一个所述端表面内的凹进部，所述凹进部通过粉末金属压实形成在所述粉末金属主轴承盖压坯的所述端表面内，以使所述凹进部从所述凹进部下方的所述端表面的部分向内偏置。
6.如权利要求5所述的粉末金属主轴承盖压坯，其特征在于，还包括在所述压实过程中在另一端表面内形成的另一凹进部。
7.如权利要求5所述的粉末金属主轴承盖压坯，其特征在于，所述凹进部还从所述凹进部上方的所述端表面的部分向内偏置。
8.如权利要求5所述的粉末金属主轴承盖压坯，其特征在于，还包括延伸穿过所述第一腿部和所述第二腿部中至少一个的螺栓孔。
9.一种形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，所述粉末金属主轴承盖压坯具有顶表面、形成圆柱形表面的一部分的底表面、介于所述顶表面和所述底表面之间的侧表面、以及介于所述侧表面之间及所述顶表面和所述底表面之间的端表面，所述方法包括：
提供上冲头、下冲头、外冲头以及模具；
将粉末金属压实成压坯，其中使用所述上冲头来形成所述压坯的所述顶表面，使用所述下冲头来形成所述压坯的底表面，以及使用所述外冲头来形成具有凹进部的所述压坯的所述端表面，所述上冲头和所述下冲头中的每一个朝向彼此移动，并沿压实方向朝向所述凹进部移动；
在所述压坯已经形成之后，缩回所述上冲头；以及
通过相对于所述模具升高所述外冲头，以使所述压坯的所述底表面越过所述模具的上表面，从而脱出所述压坯。
10.如权利要求9所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，还包括进一步脱出所述压坯的步骤，所述步骤通过侧向地和沿垂直于所述压实方向的方向移动所述压坯，以使所述压坯从所述外冲头脱出来进行。
11.如权利要求9所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，所述外冲头具有两个腿部，并且在所述压实步骤中，所述压坯形成在所述两个腿部之间。
12.如权利要求11所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，所述外冲头的所述两个腿部中的每个腿都具有突出部，所述突出部形成各个所述端表面内的所述相应凹进部。
13.如权利要求9所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，还包括：
提供芯杆；
将所述粉末金属压实成所述压坯，其中使用所述芯杆来形成所述压坯内的螺栓孔；
在所述压坯已经形成之后，缩回所述芯杆。
14.如权利要求9所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，具有所述凹进部的所述压坯的所述至少一个端表面包括面向端部的上表面和面向端部的下表面，所述凹进部位于所述面向端部的上表面和所述面向端部的下表面之间，并从所述面向端部的上表面和所述面向端部的下表面向内偏置。
15.如权利要求14所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，所述面向端部的上表面和所述面向端部的下表面沿着不同的平面设置。
16.如权利要求9所述的形成粉末金属主轴承盖压坯的方法，其特征在于，在所述压实步骤中，所述上冲头和所述下冲头同时朝向彼此移动。
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