CN101444884A - 一种发动机连杆的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机连杆的加工工艺，包括有如下步骤：锻压制坯、切削加工，原材料采用高碳非调质钢；锻压制坯主要工序：下料、加热、制坯、预锻、终锻、切边、冲孔、整形后正火，用强冷方式进行强冷，使锻件在10分钟内温度降至600℃以下；然后经过探伤、强力抛丸后进行切削加工；切削加工主要工序：粗磨或铣两端面、粗镗大小头孔、钻攻螺栓孔，使用裂解槽加工设备在连杆大头孔上切割加工裂解槽；然后送入裂解设备对连杆进行胀断，并装配螺栓；最后再精磨连杆侧面，精镗大小头孔，清洗，校验。采用了上述技术方案，可节约耗时，减少加工工序，并且提高连杆装配精度。

Description

一种发动机连杆的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种内燃机连杆的加工工艺，特别涉及一种汽车发动机连杆的加工工艺。

背景技术

发动机连杆是由连杆体和连杆盖以螺栓连接而成；传统的连杆加工方法包括下列操作：对毛坯进行粗磨或铣两端面、粗镗大小头孔、并使大头曲轴孔呈椭圆形，钻攻螺栓孔，用锯或铣削来切割大头曲轴孔分离连杆，然后对接合面进行加工，一般用拉削或铣削成牙装或槽状，然后再用螺栓来重新组装连杆盖和连杆体，再进行精加工。

上述加工方法存在一定的缺点，比如接合面的加工非常耗时，并且由于锯切、磨削精度所限，致使由连杆盖和连杆体接合而成的连杆受螺栓拉力扭矩的影响，以及盖体结合面形状一至容易造成互换，存在较大的装配误差，影响连杆的质量和使用。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供了一种可节约耗时，减少加工工序，并且提高连杆装配精度的连杆的加工工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机连杆的加工工艺，包括有如下步骤：锻压制坯、切削加工，原材料采用高碳非调质钢；

锻压制坯主要工序：下料、加热、制坯、预锻、终锻、切边、冲孔、整形后正火，用强冷方式进行强冷，使锻件在10分钟内温度降至600℃以下；然后经过探伤、强力抛丸后进行切削加工；

切削加工主要工序：粗磨或铣两端面、粗镗大小头孔、钻攻螺栓孔，使用裂解槽加工设备在连杆大头孔上切割加工裂解槽；然后送入裂解设备对连杆进行胀断，并装配螺栓；最后再精磨连杆侧面，精镗大小头孔，清洗，校验。

作为优选，所述的裂解槽加工设备为激光器。

作为优选，在加工裂解槽步骤中激光器的聚焦直径Df＝60μm，脉冲持续时间Th＝0.22ms。

作为优选，所述的裂解设备包括有裂解主机及定扭矩螺栓装配主机。

采用了上述技术方案的本发明具有的优点是：本发明采用激光器加工裂解槽，所以精度大大提高；然后使用裂解设备进行胀裂，使胀裂由裂解槽处分开，分离成连杆体和连杆盖，胀裂处形成具有犬牙交错形态的断裂面作为接合面，能精确相接啮合，可省去连杆体和连杆盖接合面的拉削、磨削加工步骤，节省了工序；此外接合面作为连杆体和连杆盖的定位基准，具有极高的定位精度，有效防止精加工后的连杆和连杆体互换引起的曲轴孔精度误差情况的发生。

附图说明

图1为本发明所用高碳非调质钢的过冷奥氏体等温转变曲线图；

图2为圆状马氏体区域的切口形状图；

图3为针状马氏体区域的切口形状图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如下：

一种发动机连杆的加工工艺，其包括有如下步骤：锻压制坯、切削加工，原材料采用高碳非调质钢C70S6；锻压制坯主要工序：下料；加热，加热温度为1150℃，温控±50℃；制坯；预锻、终锻，预锻压温度为1100℃，终止锻压温度≥930℃；切边、冲孔、整形后正火，用强冷方式进行强冷，使锻件在10分钟内温度降至600℃以下；然后经过探伤、强力抛丸后进行切削加工。

正火的目的是使锻件获得均匀分布的片状珠光体和百分比不超过10％的铁素体，即在断裂面上用显微镜放大100倍，所看到的区域面积上有不超过10％的白色铁素体，晶粒度在5—8级；正火时的加热温度为850-870℃，本实施方式是在850℃温度下进行正火，正火设备设置了可调式强冷正火输送带，沿正火输送带均匀设置了若干台风机，将连杆放在输送带上，风机发出强力风带走锻件的热量，使连杆锻件在10分钟内温度降至600℃以下。控制冷却速度和冷却温度以达到为提高连杆抗拉强度和耐冲击性能的金相组织和晶粒度，本发明正火时使锻件在10分钟内温度降至600℃以下，使锻件基体组织获得粗细均匀或较细组织的珠光体和百分比不超过10％的铁素体，从而可使得连杆的抗拉强度和耐冲击性能大大提高。

珠光体的层间距离主要决定于珠光体的形成温度。如图1所示，冷却速度越大，形成温度越低，层间距离越小。在高温转变的珠光体比较粗，在低温转变的珠光体比较细，在一个组织里同时存在粗细不同的珠光体组织时，不利于切削加工，所以经过上述工艺过程可获得粗细均匀或较细组织的珠光体，并使得连杆的抗拉强度和耐冲击性能较同类连杆有较大提升。

切削加工主要工序：粗磨或铣两端面；粗镗大小头孔；钻攻螺栓孔；使用裂解槽加工设备在连杆大头孔上切割加工裂解槽，所述的裂解槽加工设备为激光器；刻痕的好坏对于连杆的涨断质量具有非常重要的作用，激光最大的优点在于不需接触材料表面即可进行加工。与传统的切削裂痕的方法相比，激光不必接触工件就能为胀断工艺刻出所需的断裂线，因此没有任何刀具的磨损，生产工艺的重复性和稳定性非常高。另外，激光非常灵活，从而使用同一个激光器即能对各种各样的连杆进行最佳的切口加工；切好裂解槽后送入裂解设备对连杆沿裂解槽处进行胀断，并装配螺栓，所述的裂解设备包括有裂解主机及定扭矩螺栓装配主机，裂解主机通过应力槽对连杆进行胀断，定扭矩螺栓装配主机用以装配螺栓；最后再精磨连杆侧面，精镗大小头孔，清洗，校验。

采用显微镜可对断裂面评估切口的几何形状或材料的变形度(马氏体区域)，应力集中系数受到切口几何形状和马氏体区域的影响。图2所示为一个激光聚焦直径Df＝100μm，脉冲持续时间Th＝0.2ms的激光刻痕切口，在端部可见一个很大的马氏体区域，形成圆状马氏体区，约有50μm；图3所示为一个激光聚焦直径Df＝60μm，脉冲持续时间Th＝0.22ms的激光刻痕切口，该端部成形切口的马氏体区域相当薄，约仅有10μm，形成针状马氏体区。

在断裂过程中，圆状马氏体区的切口形状和针状马氏体区的切口形状都达到了预定的良好结果。但是，对于带大面积圆状马氏体区的切口进行精加工时，将面临刀具的寿命问题，其主要原因是马氏体区的表面相当硬，对刀具磨损十分严重。如果不完全除去，其松散的马氏体颗粒将影响发动机的寿命。而针状马氏体区却能克服这一弱点。所以本实施例中，在激光聚焦直径Df＝60μm，脉冲持续时间Th＝0.22ms的条件下进行激光切口，精确的刻痕及胀断力，使得精细的断裂面能够完美地组装到一起。

Claims (4)

1、一种发动机连杆的加工工艺，其特征是包括有如下步骤：锻压制坯、切削加工，原材料采用高碳非调质钢；

锻压制坯主要工序：下料、加热、制坯、预锻、终锻、切边、冲孔、整形后正火，用强冷方式进行强冷，使锻件在10分钟内温度降至600℃以下；然后经过探伤、强力抛丸后进行切削加工；

切削加工主要工序：粗磨或铣两端面、粗镗大小头孔、钻攻螺栓孔，使用裂解槽加工设备在连杆大头孔上切割加工裂解槽；然后送入裂解设备对连杆进行胀断，并装配螺栓；最后再精磨连杆侧面，精镗大小头孔，清洗，校验。

2、根据权利要求1所述的一种发动机连杆的加工工艺，其特征是：所述的裂解槽加工设备采用激光器。

3、根据权利要求2所述的一种发动机连杆的加工工艺，其特征是：在加工裂解槽步骤中激光器的聚焦直径Df＝60μm，脉冲持续时间Th＝0.22ms。

4、根据权利要求1所述的一种发动机连杆的加工工艺，其特征是：所述的裂解设备包括有裂解主机及定扭矩螺栓装配主机。

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