FR2769530A1 - METHOD FOR MANUFACTURING A CONNECTING ROD - Google Patents
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Abstract
Un pied de bielle doit être muni d'une bague pourvue d'un ou plusieurs creux de graissage coïncidant avec des évidements de graissage de oeil de bielle.Le procédé comprend la fabrication par déformation à froid ou à chaud d'une ébauche dont l'ouverture a un plus petit diamètre que la cote nominale de l'alésage de bague (9), avec formation dans la surface latérale de l'ouverture de creux de graissage (6) et création d'une face périphérique extérieure à surépaisseur; l'usinage de la face extérieure à la cote nominale; la mise en place de l'ébauche à ajustement serré dans l'alésage (3) de la bielle (1), avec positionnement des creux de graissage (6) d'après les évidements de graissage (8) de oeil (2), et l'usinage de l'ouverture de bague à la cote nominale.Applicable à la fabrication des bielles d'un moteur à combustion interne.A connecting rod foot must be provided with a ring provided with one or more lubrication recesses coinciding with lubrication recesses of the connecting rod eye. The method comprises the production by cold or hot deformation of a blank whose opening has a smaller diameter than the nominal dimension of the ring bore (9), with formation in the lateral surface of the lubrication recess opening (6) and creation of an external peripheral surface with excess thickness; the machining of the external face at the nominal dimension; the fitting of the tight fitting blank in the bore (3) of the connecting rod (1), with positioning of the lubrication recesses (6) according to the lubrication recesses (8) of eye (2), and the machining of the ring opening at nominal dimension. Applicable to the manufacture of connecting rods of an internal combustion engine.
Description
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une bielle, en particulier d'un moteur à combustion interne, possédant une bague de pied de bielle qui est mise en place à ajustement serré dans un alésage d'un oeil de la bielle, la bague présentant, dans la face périphérique intérieure - de révolution - de son alésage de bague, un ou plusieurs creux de graissage qui s'étendent sur la longueur axiale de la bague et dans lesquels débouchent des perçages de graissage radialement traversants, qui coincident avec des évidements de graissage, également traversants, formés dans oeil de la bielle. The invention relates to a method of manufacturing a connecting rod, in particular an internal combustion engine, having a connecting rod foot ring which is fitted in a tight fit in a bore of an eye of the connecting rod, the ring having, in the inner peripheral face - of revolution - of its ring bore, one or more lubrication recesses which extend over the axial length of the ring and into which radially through lubrication holes open, which coincide with lubrication recesses, also through, formed in the eye of the connecting rod.
I1 est connu, pour de telles bielles, de fabriquer la bague avec un alésage cylindrique correspondant à la cote nominale et de former ensuite les creux de graissage par alésage ou fraisage dans la face périphérique intérieure, de révolution. Ce processus de formation des creux de graissage est très coûteux. De plus, il n'est pas possible, sans problèmes, de donner toute forme désirée à la section droite des creux de graissage. It is known, for such connecting rods, to manufacture the ring with a cylindrical bore corresponding to the nominal dimension and then to form the lubrication recesses by boring or milling in the inner peripheral face, of revolution. This process of forming the lubrication pits is very expensive. In addition, it is not possible, without problems, to give any desired shape to the cross section of the lubrication pits.
Le document DE 195 32 953 Al décrit un procédé et un dispositif pour fabriquer des tubes obtenus par fluotournage et présentant des épaississements de paroi intérieurs. Pour fabriquer de tels tubes, ce document propose d'utiliser un mandrin de fluotournage composé d'un premier mandrin fixé côté broche de la machine et d'un second mandrin fixé côté contre-pointe, les deux mandrins étant reliés de façon détachable au point de liaison. A ce point de liaison, les deux mandrins présentent une conicité correspondant à l'épaississement intérieur désiré du tube fini. Dans une première passe, les galets de fluotournage s'enfoncent au point de liaison dans la matière, jusqu'au diamètre extérieur désiré du tube fini, et agissent ensuite en direction de la broche de la machine ou en direction de la contre-pointe. Dans une deuxième passe, les galets sont ramenés en arrière vers le point de liaison en travaillant en sens inverse. Après cela, les deux mandrins sont séparés, de sorte que le tube fini peut être retiré. Document DE 195 32 953 A1 describes a method and a device for manufacturing tubes obtained by flow spinning and having internal wall thickenings. To manufacture such tubes, this document proposes to use a flow-forming mandrel composed of a first mandrel fixed on the spindle side of the machine and a second mandrel fixed on the tailstock side, the two mandrels being detachably connected at the point link. At this connection point, the two mandrels have a taper corresponding to the desired internal thickening of the finished tube. In a first pass, the spinning rollers sink at the point of connection in the material, up to the desired external diameter of the finished tube, and then act in the direction of the machine spindle or in the direction of the tailstock. In a second pass, the rollers are brought back to the connection point, working in reverse. After that, the two mandrels are separated, so that the finished tube can be removed.
L'invention vise donc à créer un procédé de fabrication d'une bielle au moyen duquel les creux de graissage soient réalisables de manière simple avec un contour, en section droite, dont la forme puisse être choisie librement, tout au moins dans une large mesure. The invention therefore aims to create a method of manufacturing a connecting rod by means of which the lubrication hollows can be produced in a simple manner with a contour, in cross section, the shape of which can be freely chosen, at least to a large extent. .
Conformément à l'invention, partant d'un procédé comme défini au début, on obtient ce résultat par le fait que le procédé comprend les opérations successives suivantes
- fabrication, par déformation à froid ou à chaud, d'une ébauche de bague dont l'ouverture de bague présente un plus petit diamètre que la cote nominale de l'alésage de bague, avec formation, dans la face périphérique de l'ouverture de bague, de creux formant les creux de graissage et création d'une face latérale radialement extérieure à surépaisseur,
- usinage de la face latérale radialement extérieure de l'ébauche de bague à la cote nominale,
- mise en place de l'ébauche de bague à ajustement serré dans l'alésage de la bielle, avec positionnement des creux de graissage d'après les évidements de graissage de oeil, et
- réalisation de l'alésage de bague par usinage de l'ouverture de bague à la cote nominale.According to the invention, starting from a process as defined at the start, this result is obtained by the fact that the process comprises the following successive operations
- Manufacturing, by cold or hot deformation, of a ring blank whose ring opening has a smaller diameter than the nominal dimension of the ring bore, with formation, in the peripheral face of the opening ring, recesses forming the lubrication recesses and creation of a radially outer lateral face with additional thickness,
- machining of the radially outer lateral face of the ring blank at the nominal dimension,
- fitting of the tight fitting ring blank in the bore of the connecting rod, with positioning of the lubrication recesses according to the eye lubrication recesses, and
- realization of the ring bore by machining the ring opening at the nominal dimension.
Avec ce procédé, la déformation à froid ou à chaud permet, dans une large mesure, de choisir librement la forme de la section droite des creux de graissage, tandis que l'amenée séparée de l'alésage de la bague à sa cote nominale permet une fabrication de haute précision et l'obtention d'une haute qualité de surface de la paroi de cet alésage. With this process, the cold or hot deformation allows, to a large extent, to freely choose the shape of the cross section of the lubrication hollows, while the separate supply of the bore of the ring to its nominal dimension allows high precision manufacturing and obtaining a high surface quality of the wall of this bore.
Au cas où l'ébauche de bague est fabriquée par déformation à froid au moyen d'un étirage-formage et l'ouverture de bague est produite en particulier par déformation à froid au moyen d'un étirage-formage sur mandrin, les propriétés de résistance de la bague de bielle sont en outre améliorées, ce qui conduit à un accroissement de la tenue à l'usure. In the case where the ring blank is produced by cold deformation by means of stretch-forming and the ring opening is produced in particular by cold deformation by means of stretch-forming on a mandrel, the properties of resistance of the connecting rod ring are further improved, which leads to an increase in wear resistance.
Surtout au cas où les creux de graissage doivent être relativement profonds, il est avantageux de fabriquer l'ébauche de bague par déformation à chaud au moyen d'une extrusion. Especially in the case where the lubrication hollows must be relatively deep, it is advantageous to produce the ring blank by hot deformation by means of an extrusion.
L'ouverture de bague peut même être produite éventuellement en une seule opération au cas où l'étirage-formage ou l'extrusion s'effectue à l'aide d'un mandrin de l'extrudeuse ou d'un mandrin court de l'outil d'étirage, mandrin dont la section droite correspond à la section droite de l'ouverture de bague et d'où dépassent des parties radiales en relief correspondant aux sections droites des creux de graissage. Les parties en relief peuvent pratiquement avoir toute section droite désirée et en particulier aussi une section droite asymétrique. The ring opening can even be produced possibly in a single operation in the case where the stretch-forming or the extrusion is carried out using a mandrel of the extruder or a short mandrel of the drawing tool, mandrel whose cross section corresponds to the cross section of the ring opening and from which protrude radial parts corresponding to the straight sections of the lubrication recesses. The raised parts can have practically any desired cross section and in particular also an asymmetrical cross section.
Il est particulièrement économique de fabriquer un tube par la déformation à froid ou à chaud et de produire une pluralité de bagues de bielle par la coupe à longueur de ce tube. Cette coupe à longueur assure en même temps la longueur exacte de chaque bague. It is particularly economical to manufacture a tube by cold or hot deformation and to produce a plurality of connecting rod rings by cutting the length of this tube. This cut to length ensures at the same time the exact length of each ring.
Afin d'obtenir une bonne répartition du film lubrifiant, il est préférable de former plusieurs creux de graissage uniformément répartis autour de la face périphérique intérieure, de révolution, de l'alésage de la bague. In order to obtain a good distribution of the lubricating film, it is preferable to form several lubrication recesses uniformly distributed around the inner peripheral face, of revolution, of the bore of the ring.
Pour que, après la mise en place de la bague dans l'alésage du pied de bielle, les perçages de graissage de la bague soient parfaitement alignés avec les évidements de graissage formés dans oeil de la bielle, les perçages et/ou les évidements de graissage peuvent être réalisés après la mise en place de la bague dans l'alésage de la bielle. So that, after the installation of the ring in the bore of the connecting rod, the lubrication holes of the ring are perfectly aligned with the lubrication recesses formed in the eye of the connecting rod, the holes and / or the recesses of lubrication can be performed after the installation of the ring in the bore of the connecting rod.
Une autre possibilité consiste à réaliser les perçages et/ou les évidements de graissage avant la mise en place de la bague dans l'alésage de la bielle. Another possibility consists in making the holes and / or the lubrication recesses before the positioning of the ring in the bore of the connecting rod.
La bague peut déjà être pourvue de sa face périphérique extérieure finie, de révolution, par la déformation à froid ou à chaud, notamment par étirageformage. Au cas où cette face périphérique doit être réalisée avec des tolérances particulièrement serrées, on peut fabriquer la bague, par la déformation à froid ou à chaud, avec un diamètre extérieur qui dépasse le diamètre nominal et amener ensuite la face périphérique extérieure par usinage au diamètre extérieur nominal. The ring can already be provided with its finished outer peripheral face, of revolution, by cold or hot deformation, in particular by stretch-forming. If this peripheral face must be produced with particularly tight tolerances, the ring can be manufactured, by cold or hot deformation, with an external diameter which exceeds the nominal diameter and then bring the external peripheral face by machining to the diameter nominal exterior.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels
- la Figure 1 est une vue de côté d'un pied de bielle contenant une bague
- la Figure 2 est une coupe axiale du pied de bielle selon la Figure i
- la Figure 3 est une vue de dessus du pied de bielle selon la Figure 1 ;
- la Figure 4 est une coupe axiale de la bague visible sur la Figure i
- la Figure 5 est une coupe transversale de la bague selon la Figure 4
- la Figure 6 est une vue de dessus de la bague selon la Figure 4
- la Figure 7 est une coupe axiale d'un outil d'étirage ; et
- la Figure 8 est une vue en bout à plus grande échelle du mandrin court de l'outil d'étirage selon la
Figure 7.Other characteristics and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows of several nonlimiting exemplary embodiments, as well as from the appended drawings, in which
- Figure 1 is a side view of a connecting rod foot containing a ring
- Figure 2 is an axial section of the big end according to Figure i
- Figure 3 is a top view of the big end according to Figure 1;
- Figure 4 is an axial section of the ring visible in Figure i
- Figure 5 is a cross section of the ring according to Figure 4
- Figure 6 is a top view of the ring according to Figure 4
- Figure 7 is an axial section of a drawing tool; and
- Figure 8 is an end view on a larger scale of the short mandrel of the drawing tool according to the
Figure 7.
La bielle 1 représentée partiellement sur les
Figures 1 à 3 possède à une extrémité un élargissement pourvu d'un alésage traversant 3, formant un oeil 2. Une bague 4 a été mise en place à ajustement serré dans l'alésage 3. Deux creux de graissage 6, uniformément répartis sur la périphérie, sont formés dans la face périphérique intérieure 5, de révolution, de l'alésage 9 de la bague 4 et s'étendent sur une partie ou, comme dans cet exemple, sur la totalité de la longueur axiale de celle-ci.The connecting rod 1 partially shown on the
Figures 1 to 3 has at one end a widening provided with a through bore 3, forming an eye 2. A ring 4 has been fitted tightly in the bore 3. Two lubrication depressions 6, uniformly distributed over the periphery, are formed in the inner peripheral face 5, of revolution, of the bore 9 of the ring 4 and extend over a part or, as in this example, over the entire axial length thereof.
Ainsi que cela ressort des Figures 4 à 6, montrant la bague 4 séparément, l'un des creux de graissage 6 s'étend, à partir d'un perçage de graissage 7, en sens contraire à celui des aiguilles d'une montre, tandis que l'autre creux de graissage 6 s'étend, à partir d'un autre perçage de graissage 7, dans le sens des aiguilles d'une montre. Les creux 6 possèdent leur plus grande profondeur dans la zone des perçages 7, leur profondeur diminuant régulièrement vers l'autre extrémité du creux. As is apparent from FIGS. 4 to 6, showing the ring 4 separately, one of the lubrication hollows 6 extends, from a lubrication bore 7, in a direction opposite to that of the needles of a watch, while the other lubrication recess 6 extends, from another lubrication bore 7, clockwise. The recesses 6 have their greatest depth in the area of the holes 7, their depth decreasing regularly towards the other end of the recess.
Comme le montre la Figure 1, oeil 2 de la bielle 1 est pourvu, en alignement avec les perçages de graissage traversants 7 de la bague 4, orientés radialement, d'évidements de graissage 8 qui sont également traversants et par lesquels l'huile de graissage peut être amenée aux creux 6. As shown in Figure 1, eye 2 of the rod 1 is provided, in alignment with the through lubrication holes 7 of the ring 4, oriented radially, of lubrication recesses 8 which are also through and through which the oil of lubrication can be brought to the recesses 6.
Les Figures 4 et 5 montrent en trait continu la bague 4 dans son état définitif, tandis que l'ébauche de bague obtenue après une opération d'étirage-formage est indiquée en trait interrompu. On peut voir sur ces
Figures que la zone des creux de graissage 6 a déjà reçu son contour définitif, produit par une opération d'étirage, tandis que la zone de l'ouverture 14 de la bague et sa face périphérique extérieure 11 possèdent encore une surépaisseur et doivent être amenées à la cote nominale par usinage.Figures 4 and 5 show in solid line the ring 4 in its final state, while the ring blank obtained after a stretching-forming operation is indicated in broken lines. We can see on these
Figures that the area of the lubrication hollows 6 has already received its final contour, produced by a drawing operation, while the area of the opening 14 of the ring and its outer peripheral face 11 still have an additional thickness and must be brought at nominal dimension by machining.
La Figure 7 montre comment une ébauche de bague tubulaire est amenée, par étirage dans un outil d'étirage 12 comprenant un court mandrin 10, à des diamètres intérieur et extérieur plus faibles, avec formage de l'ouverture 14 de la bague à une section droite correspondant à la section droite, représentée sur la Figure 8, du mandrin 10. Figure 7 shows how a tubular ring blank is brought, by drawing in a drawing tool 12 comprising a short mandrel 10, to smaller inside and outside diameters, with forming of the opening 14 of the ring to a section straight line corresponding to the straight section, represented in FIG. 8, of the mandrel 10.
Ce court mandrin 10 présente, à sa périphérie extérieure, des parties en relief 15 qui font saillie radialement et par lesquelles sont créés les creux de graissage et est définie la forme de ces creux de graissage 6. Après qu'un tube 16 ait été fabriqué lors de l'opération d'étirage, ce tube est divisé en bagues séparées ayant la longueur nominale désirée. La surface latérale extérieure 11 est amenée ensuite par usinage à la cote nominale puis la bague est mise en place à ajustement serré dans l'alésage 3 de la bielle 1. Cette mise en place s'effectue avec positionnement des creux de graissage 6 d'après les évidements de graissage 8 déjà réalisés. C'est à travers ces évidements 8 que sont percés les trous de graissage 7, de sorte qu'ils sont alignés exactement avec les creux 6 de la bague 4. This short mandrel 10 has, at its outer periphery, raised portions 15 which project radially and through which the lubrication hollows are created and the shape of these lubrication hollows 6 is defined. After a tube 16 has been manufactured during the stretching operation, this tube is divided into separate rings having the desired nominal length. The outer lateral surface 11 is then brought by machining to the nominal dimension then the ring is fitted with a tight fit in the bore 3 of the connecting rod 1. This fitting is carried out with positioning of the lubrication recesses 6 of after the lubrication recesses 8 already made. It is through these recesses 8 that the lubrication holes 7 are drilled, so that they are exactly aligned with the recesses 6 of the ring 4.
L'alésage 9 de la bague est amené ensuite par usinage à la cote nominale et les faces frontales opposées de oeil 2 de la bielle 1 sont pourvues de biseaux partiels 13. The bore 9 of the ring is then brought by machining to the nominal dimension and the opposite end faces of the eye 2 of the connecting rod 1 are provided with partial bevels 13.
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