CN101648362B - 连杆大头孔光整工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连杆大头孔的光整工艺。该发明连杆大头孔光整工艺，在光整前需构造加工通道，该加工通道构建构件主要包括连杆的大头孔和密闭连接在连杆大头两端面的、与所述大头孔同轴线的第一孔道、第二孔道，且所述加工通道的第一孔道、第二孔道内各置有一活塞；并在所述加工通道构建过程中在加工通道内填充有与光整相匹配的微细颗粒磨料，之后驱动所述两活塞在5-10MPa的压强下同步的往复运动进行大头孔光整步骤，直至达到所需的表面粗糙度。本发明提供一种加工效率高、更好的保持连杆大头孔的表面质量和形位公差的连杆大头孔光整工艺。

Description

连杆大头孔光整工艺

(一)技术领域

本发明涉及一种连杆大头孔的光整工艺，即一种通过光整提高连杆大头孔的表面质量，细化表面粗糙度，提高和改善零件表面质量，保持连杆大头孔形位公差的加工工艺。

(二)背景技术

连杆内孔加工目前普遍采用珩磨工艺，珩磨是用油石条进行孔加工的一种光整加工方法，该方法需要在磨削或精镗的基础上进行。珩磨是低速大面积接触的磨削加工，与磨削原理基本相同。珩磨所用的磨具是由几根粒度很细的油石条组成的珩磨头。珩磨时，珩磨头的油石有三种运动：旋转运动、往复直线运动和施加压力的径向运动，旋转和往复直线运动的组合式珩磨的主要运动形式，该工艺使油石上的磨粒在孔的内表面上的切削轨迹成交叉而不重复的网纹，径向加压运动是油石的进给运动，施加压力愈大，进给量就愈大。不过由于珩磨油石采用金刚石和立方氮化硼等磨料，加工中油石磨损很小，即油石受工件修整量很小。因此，孔的精度在一定程度上取决于珩磨头上油石的原始精度。所以在用金刚石和立方氮化硼油石时，珩磨前油石修整质量的好坏直接影响孔的精度。并且珩磨过程中珩磨头的运动形式复杂，对珩磨床的要求较高。

另，中国第2008100799875号发明专利申请公开了一种利用超声技术进行光整加工的工艺，适用于孔，尤其是具有复杂腔体的孔的光整加工，但其加工效率偏低，并且因超声加工过程中，超生能量也会作用于工具自身，工具自身的损耗比较严重。

目前孔类光整加工中亦有机械电解复合加工的工艺，将粗、精加工合为一道工序，然而由于光整加工属于精密加工，利用其进行磨削加工本身往往需要多次进刀，效率偏低。

(三)发明内容

因此，本发明的发明目的在于提供一种加工效率高、更好的保持连杆大头孔的表面质量和形位公差的连杆大头孔光整工艺，进而保证连杆大头孔与连杆轴瓦更好的贴合，提高发动机使用性能。

本发明采用以下技术方案：

该发明连杆大头孔光整工艺，在光整前需构造加工通道，该加工通道构建构件主要包括连杆的大头孔和密闭连接在连杆大头两端面的、与所述大头孔同轴线的第一孔道、第二孔道，且所述加工通道的第一孔道、第二孔道内各置有一活塞；并在所述加工通道构建过程中在加工通道内填充有与光整相匹配的微细颗粒磨料，之后驱动所述两活塞在5-10MPa的压强下同步的往复运动进行大头孔光整步骤，直至达到所需的表面粗糙度。

基于本发明技术方案的连杆大头孔光整工艺，通过构建加工通道，并在该加工通道内填充磨料，进而通过驱动磨料往复运动而对连杆大头孔进行光整的方式，首先构建所说的加工通道比较容易，连杆作为工件可周期的进行加工，第一孔道和第二孔道其一可固定设置，另一与其相对的进行位置浮动，以便于工件的定位，其装夹过程简单，所耗工时短。而所采用的磨料则根据光整相匹配的微细颗粒磨料，其粒度容易选择，也容易控制，便于获得较高的加工精度。而其运动方式是磨料来回往复运动，磨料把较大的推压力所压实，加工方便，易于保证加工精度。另一方面，磨料具有一定的流体性能，加工面均匀受力，均衡的磨擦，加工精度高，可以很容易获得表面粗糙度值R0.4以上的表面质量。

从加工效率上面来考虑，其加工工时约在5分钟左右，相比于现有的连杆大头孔的加工工艺，效率明显提高。

上述连杆大头孔光整工艺，所述大头孔光整步骤所需时间为3～5分钟。

所述微细颗粒磨料主要由金刚砂和匹配量的具有粘弹性、柔软性和切割性的半固态载体组成。

上述连杆大头孔光整工艺，所述半固态载体采用无机硅胶，且所用金刚砂的粒度在0.005～1.5mm。

所述加工通道竖直设置，所述活塞为液压缸所驱动。

上述连杆大头孔光整工艺，在所述步骤构建加工通道前还包括连杆的定位步骤，其定位装置包括对连杆小头孔进行径向限位的装置，以及对杆体绕所述小头孔轴线转动自由度的限位装置。

上述连杆大头孔光整工艺，构建所述第二孔道的构件固定设置，所述径向限位装置和对杆体限位的装置安装在一可沿所述第二孔道径向移动的大底板上，该大底板在连杆定位步骤时滑开使连杆大头偏离开构建所述第一孔道和第二孔道的构件，并在加工通道构建过程中滑向所述第二孔道上部，使所述大头孔与第二孔道轴线恰好重合。

上述连杆大头孔光整工艺，所述第一孔道靠近大头孔的端部为第一固定座，并通过一内孔直径大于大头孔倒圆直径的转接法兰安装有一用于探入大头孔并与其同轴的补芯，该补芯位于大头孔的部分具有圆柱面轮廓，并与大头孔之间留有2.5～3.5mm的间隙，且两端设有锥头。

所述径向限位装置包括一固定安装在所述大底板上的定位柱和套接在该定位柱上的、用于匹配不同直径小头孔小端定位套；绕所述小头孔轴线转动自由度的限位装置包括固定安装在连杆杆体两侧的固定块和以固定块为基座的端部顶持在所述杆体侧面的定位螺栓。

上述连杆大头孔光整工艺，所述大底板采用沿加工通道径向方向的滑轨机构用于完成连杆定位时的状态和构建加工通道时状态的转换，并在两种状态下可通过连接大底板及其轨道的导轨板的螺栓紧固；且所述大底板位于大头孔的位置设有一支撑在连杆大头下侧具有轴线与大头孔相同的孔的第二固定座，大底板上也相应开有孔。

(四)附图说明

下面结合说明书附图来具体说明一下本发明的技术方案，使本领域技术人员更好的理解本发明，其中：

图1为本发明实施例中连杆大头孔光整设备的结构示意图。

图2为连杆大头孔处于加工状态的结构示意图。

图3为连杆大头孔构建加工通道时的俯视结构示意图。

图中：1、活塞，2、活塞缸体，3、第一固定座，4、转接法兰，5、补芯，6、大头孔，7、固定块，8、杆体，9、小头孔，10、定位块，11、小端定位套，12、导轨板，13、导轨，14、支撑杆，15、第二液压缸，16、底板孔，17、第二固定座，18、转接法兰内孔，19、连杆，20、定位螺栓，21、套孔，22、大底板，23、内孔。

(五)具体实施方式

下面对本发明的技术方案的做示例性说明

参照说明书附图1至3，其中说明书附图1示出了连杆19在定位状态下，大底板22的状态。基于本发明的技术方案，本实施例一种连杆大头孔光整工艺，在光整前需构造加工通道，该加工通道构建构件主要包括连杆19的大头孔6和密闭连接在连杆大头两端面的、与所述大头孔同轴线的第一孔道、第二孔道，且所述加工通道的第一孔道、第二孔道内各置有一活塞1；并在所述加工通道构建过程中在加工通道内填充有与光整相匹配的微细颗粒磨料，之后驱动所述两活塞在5-10MPa的压强下同步的往复运动进行大头孔光整步骤，直至达到所需的表面粗糙度。

以压强所标称的活塞1推压力适用不同直径的连杆大头孔的光整，所标称数值范围为优选的范围，大于10MPa时虽然加工时间缩短，但对设备要求较高，尤其是可能会损坏所说的加工通道，其密封性能不够。而小于5MPa则所需要的加工时间偏长，基于本方案，能够在4分钟左右完成光整步骤比较合适，因此，上述数值范围在可期的时间内即可获得比较好的光整效果。

据此，所述大头孔光整步骤所需时间为3～5分钟，所用的时间首先从可实现性方面考虑，在目前的工艺条件下，从设备状况上考虑，这个时间段是可以满足的，并据实验件标定特定连杆大头孔的光整步骤时间，便于规模化生产。

为了获得较好的光整效果，所述微细颗粒磨料主要由金刚砂和匹配量的具有粘弹性、柔软性和切割性的半固态载体组成，具有良好的粘弹性、柔软性和切割性，满足连杆大头孔材料的加工。

优选地，所述半固态载体采用无机硅胶，且所用金刚砂的粒度在0.005～1.5mm，金刚砂颗粒往往各种粒度的金刚砂的混合物，只要最大粒度不大于1.5mm，即可获得所需要的表面粗糙度，而金刚砂的粒度又不能过细，过细会影响加工效率，随着加工的进行，所述磨料的性能会下降，因此，在加工过程中，需要隔一段时间对加工件进行质检，以便于及时更换磨料。

为了便于连杆的定位，所述加工通道竖直设置，所述活塞为液压缸所驱动，因连杆大头孔和小头孔9都是柱面孔，在水平状态下，容易对其进行定位，而连杆的杆体8是左右对称结构，也便于在水平状态下进行定位。另一方面，竖直方向上也容易保证构建加工通道各构件的同轴度，且利于所述液压缸的使用。

在所述步骤构建加工通道前还包括连杆的定位步骤，其定位装置包括对连杆小头孔9进行径向限位的装置，以及对杆体8绕所述小头孔轴线转动自由度的限位装置。这样就限制了连杆转动的自由度，并且显然定位装置所安装构件可以限制连杆下行的自由度，而在构建加工通道时，其上行的自由度也被限制，从而可以可靠的对其进行加工。

为了便于连杆的定位，构建所述第二孔道的构件固定设置，所述径向限位装置和对杆体限位的装置安装在一可沿所述第二孔道径向移动的大底板22上，该大底板在连杆定位步骤时滑开使连杆大头偏离开构建所述第一孔道和第二孔道的构件，并在加工通道构建过程中滑向所述第二孔道上部，使所述大头孔与第二孔道轴线恰好重合。

为了减少磨料的使用，并起到更好的加工效果，所述第一孔道靠近大头孔的端部为第一固定座3，并通过一内孔直径大于大头孔倒圆直径的转接法兰4安装有一用于探入大头孔并与其同轴的补芯5，该补芯位于大头孔的部分具有圆柱面轮廓，并与大头孔之间留有2.5～3.5mm的间隙，且两端设有锥头，所说的间隙为实际的加工通道，即磨料直接作用于连杆大头孔的部分，这样可以大大减小工具的磨损，因磨料所述间隙的流速远大于其他部分。

为了适应不同连杆大头孔的光整加工，所述径向限位装置包括一固定安装在所述大底板上的定位柱10和套接在该定位柱上的、用于匹配不同直径小头孔小端定位套11；绕所述小头孔轴线转动自由度的限位装置包括固定安装在连杆杆体两侧的固定块7和以固定块为基座的端部顶持在所述杆体侧面的定位螺栓20。所述定位柱主要来定位大头孔和小头孔的中心距，而小端定位套可以根据小头孔直径更换，当然，机加工中，常常一类零件一个批次，调整一次可以加工一批次的零件。本领域的技术人员可以据此很容易的想到，所述定位柱可以进行位置调整，对于本方案等于是没有做出实质性的改动，仍然落入本发明的保护范围之内。

为了便于连杆的定位，提高加工效率，所述大底板采用沿加工通道径向方向的滑轨机构用于完成连杆定位时的状态和构建加工通道时状态的转换，并在两种状态下可通过连接大底板及其轨道的导轨板12的螺栓紧固；且所述大底板位于大头孔的位置设有一支撑在连杆大头下侧具有轴线与大头孔相同的孔的第二固定座17，大底板上也相应开有底板孔16。

本领域的技术人员可以根据本方案做一些非实质性的改动，这些改动如果是本方案技术特征的等同替代方式或者明显变形方式也应当落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连杆大头孔光整工艺，其特征在于在光整前需构建加工通道，该加工通道构建构件主要包括连杆(19)的大头孔(6)和密闭连接在连杆大头两端面的、与所述大头孔同轴线的第一孔道、第二孔道，且所述加工通道的第一孔道、第二孔道内各置有一活塞(1)；并在所述加工通道构建过程中在加工通道内填充有与光整相匹配的微细颗粒磨料，之后驱动所述两活塞在5-10MPa的压强下同步的往复运动进行大头孔光整步骤，直至达到所需的表面粗糙度。

2.根据权利要求1所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述大头孔光整步骤所需时间为3～5分钟。

3.根据权利要求1所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述微细颗粒磨料主要由金刚砂和匹配量的具有粘弹性、柔软性和切割性的半固态载体组成。

4.根据权利要求3所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述半固态载体采用无机硅胶，且所用金刚砂的粒度在0.005～1.5mm。

5.根据权利要求1所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述加工通道竖直设置，所述活塞为液压缸所驱动。

6.根据权利要求5所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：在所述构建加工通道步骤前还包括连杆的定位步骤，定位装置包括对连杆小头孔(9)进行径向限位的装置，以及对杆体(8)绕所述小头孔轴线转动自由度的杆体限位装置。

7.根据权利要求6所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：构建所述第二孔道的构件固定设置，所述径向限位装置和对杆体限位的装置安装在一可沿所述第二孔道径向移动的大底板(22)上，该大底板在连杆定位步骤时滑开，使连杆大头偏离开构建所述第一孔道和第二孔道的加工通道构建构件，并在加工通道构建过程中滑向所述第二孔道上部，使所述大头孔与第二孔道轴线恰好重合。

8.根据权利要求7所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述第一孔道靠近大头孔的端部为第一固定座(3)，并通过一内孔直径大于大头孔倒圆直径的转接法兰(4)安装有一用于探入大头孔并与其同轴的补芯(5)，该补芯探入大头孔的部分具有圆柱面轮廓，并与大头孔之间留有2.5～3.5mm的间隙，且补芯两端设有锥头。

9.根据权利要求7所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述径向限位装置包括一固定安装在所述大底板上的定位柱(10)和套接在该定位柱上的、用于匹配不同直径小头孔的小端定位套(11)；杆体绕所述小头孔轴线转动自由度的限位装置包括固定安装在连杆杆体两侧的固定块(7)和以固定块为基座的端部顶持在所述杆体侧面的定位螺栓(20)。

10.根据权利要求9所述的连杆大头孔光整工艺，其特征在于：所述大底板采用沿加工通道径向方向的滑轨机构用于完成连杆定位时的状态和构建加工通道时状态的转换，并在两种状态下能够通过连接大底板及其轨道的导轨板(12)的螺栓紧固；且所述大底板位于大头孔的位置设有一支撑在连杆大头下侧具有轴线与大头孔相同的孔的第二固定座(17)，大底板上也相应开有底板孔(16)。

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