CN103894644A - 一种发动机连杆的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机连杆的制造方法，包括对连杆小头的小头孔中的衬套进行精镗的精镗工序，在精镗工序中，刀具在衬套中沿轴向进给，所述精镗工序包括根据刀具在衬套轴向所处位置不同控制刀具沿衬套径向移动。本发明的发动机连杆制作方法，通过在连杆小头的精镗工序中，控制刀具的镗削路径，将衬套内孔加工成非正圆的异形孔，使衬套和活塞销由原来的小面积接触变为大面积接触，使活塞销更好的适应衬套，这样可以大大降低这一对摩擦副之间的接触面压力，进而降低活塞销和衬套的磨损量，可以避免衬套出现异常磨损。

Description

一种发动机连杆的制造方法

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体地说，本发明涉及一种发动机连杆的制造方法。

背景技术

发动机连杆的作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的气体作用力传给曲轴，连杆主要承受气体压力和活塞往复惯性力所产生的交变载荷。连杆小头的小头孔内装有衬套，衬套的中心孔为正圆孔，连杆小头通过该衬套与活塞销连接，它承受巨大的燃气作用力，连杆小头的特点是：尺寸小，轴承比压高、温度较高。轴承表面相对运动速度低，且属于摆动，不易于形成承载油膜；由于连杆小头的衬套与活塞销为小面积接触，衬套和活塞销摩擦副在发动机内经过长时间的试验后，活塞销和衬套都会出现异常磨损，磨损不均匀，不同的连杆小头衬套和活塞销配合磨损量也不相同。为了保证连杆小头的磨损量保持在一个可接受范围内，对活塞销和连杆小头的衬套提出很高的要求，设计时需要考虑如何在有限的承载油膜下最大限度降低连杆小头衬套的磨损量。

为了保证连杆小头的衬套和活塞销摩擦副的磨损，以使活塞销和衬套磨损量符合设计要求。传统的连杆小头设计思路为：1）在连杆小头增加润滑油孔；2）提高连杆小头衬套的合金层的硬度；3）增加活塞销表面的热处理条件。由于活塞销和连杆小头的衬套是一对摩擦副，增加一个件的硬度势必会对另外一个件的磨损造成影响。

发明内容

本发明提供一种发动机连杆的制造方法，目的是减小连杆小头衬套的磨损量。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种发动机连杆的制造方法，包括对连杆小头的小头孔中的衬套进行精镗的精镗工序，在精镗工序中，刀具在衬套中沿轴向进给，所述精镗工序包括根据刀具在衬套轴向所处位置不同控制刀具沿衬套径向移动。

在精镗工序中，所述刀具在所述衬套轴向所处位置X为刀具与连杆小头上作为基准面的一个端面之间的距离，设刀具在衬套径向上的位置变化量为δR；当X＜X1时，δR=K*（X-X1）²，当X1≤X≤X2时，δR=0；当X＞X2时，δR=K*（X-X2）²。

所述X1等于7。

所述X2等于15。

所述K等于0.0003。

所述刀具在衬套径向上的位置变化量δR的计算公式是通过试验手段构建。

本发明的发动机连杆制作方法，通过在连杆小头的精镗工序中，控制刀具的镗削路径，将衬套内孔加工成非正圆的异形孔，使衬套和活塞销由原来的小面积接触变为大面积接触，使活塞销更好的适应衬套，这样可以大大降低这一对摩擦副之间的接触面压力，进而降低活塞销和衬套的磨损量，可以避免衬套出现异常磨损。

附图说明

图1为连杆的剖视图；

图2为根据表1中的数据制作的曲线图；

图3为根据表1中的数据制作的曲线图；

上述图中的标记均为：1、连杆小头；2、衬套；3、基准面。

具体实施方式

本发明一种发动机连杆的制造方法，制造的连杆结构如图1所示，本制造方法包括对连杆小头1的小头孔中的衬套2进行精镗的精镗工序，在精镗工序中，刀具在衬套2中沿轴向进给，精镗工序包括根据刀具在衬套2轴向所处位置不同控制刀具沿衬套2径向移动，以改变刀具的路径，使精镗后的衬套2内孔为异形孔。

具体地说，取连杆小头1一侧的端面作为基准面3，设从基准面3开始沿衬套2的轴向方向朝向连杆小头1另一端面延伸作为X轴方向，设刀具在衬套2内所处位置距基准面3之间的距离为X，设刀具在衬套2径向上的位置变化量为δR。在精镗工序中，当X＜X1时，δR=K*（X-X1）²，X1为设定值，其等于7mm，即当刀具距基准面3的距离在7mm之内时，刀具沿径向的位置是按照δR=K*（X-X1）²进行调整；随着刀具逐渐朝向衬套2内部移动，当X＞X2时，δR=K*（X-X2）²，X1为设定值，其等于15mm，即当刀具距基准面3的距离在超过15mm时，刀具沿径向的位置是按照δR=K*（X-X2）²进行调整；当X1≤X≤X2时，δR=0，即当刀具距基准面3的距离在7-15mm之间时，刀具在沿衬套2径向方向上保持不动。

上述公式中，系数K等于0.0003，δR的单位为μm。

本制造方法中，刀具在衬套2径向上的位置变化量δR的计算公式是通过试验手段构建。在试验时，通过测量衬套2内孔不同截面处的直径，统计测量结果如表1所示。

表1

距A基准距离mm	0	2	3	6	7	9	12	15	18	21	22
												800小时um	14.80	7.60	5.00	0.10	0.00	0.20	0.10	0.00	1.00	10.90	15.00
500小时um	14.90	7.50	5.00	0.00	0.20	0.10	0.20	0.00	0.90	10.80	15.10
												3000次um	15.00	7.80	5.20	0.30	0.20	0.10	0.00	0.10	0.90	10.90	14.80
500小时um	14.90	7.40	5.10	0.00	0.00	0.10	0.10	0.00	0.80	10.90	15.10
												800小时um	15.10	7.60	5.10	0.00	0.10	0.00	0.10	0.20	1.10	11.00	14.90
100000公里um	14.90	7.50	5.10	0.20	0.30	0.10	0.00	0.10	1.00	10.80	14.90
												平均um	14.93	7.57	5.08	0.10	0.13	0.10	0.08	0.07	1.00	10.80	14.97
δ	0.01	0.02	0.01	0.02	0.01	0.0040	0.01	0.01	0.01	0.01	0.01
												X+/-3δ	14.93+/-0.03	7.57+/-0.06	5.08+/-0.03	0.1+/-0.06	0.13+/-0.03	0.1+/-0.012	0.08+/-0.03	0.07+/-0.03	1+/-0.03	10.80+/-0.03	14.97+/-0.03

对大量的测量结果运用数值分析法，绘制如图2和图3所示的X-Y关系曲线图，X轴表示刀具在衬套2内所处位置距基准面3之间的距离，Y轴表示刀具在衬套2径向上的位置变化量δR，得出近似方程如下：

$\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&delta;R}=0.0003*{(X-7)}^2& (X<7)\\ \mathrm{\&delta;R}=0& (7\&le;X\&le;15)\\ \mathrm{\&delta;R}=0.0003*{(X-15)}^2& (X>15)\end{array}\right.$

试验后对衬套2进行测量统计，经过验证衬套2的磨损很接近此方程，活塞销的磨损量也符合设计要求。

连杆小头1的摩擦副包括衬套2和活塞销，此摩擦副随着发动机运行发生磨损。采用本发明的制造方法，在满足强度的前提下，增加衬套2内孔异形设计，这样可以使活塞销的变形充分适应衬套2，使衬套2和活塞销由原来的小面积接触变为大面积接触，使活塞销更好的适应衬套2，这样可以大大降低这一对摩擦副之间的接触压力，进而降低活塞销和衬套2的磨损量。此方程经过和工艺部门讨论后更改了连杆小头1绗磨的程序，且不影响加工节拍。由于做了此设计，客观上对活塞销和衬套2的要求降低了，相对来说降低了生产成本。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发动机连杆的制造方法，包括对连杆小头的小头孔中的衬套进行精镗的精镗工序，在精镗工序中，刀具在衬套中沿轴向进给，其特征在于：所述精镗工序包括根据刀具在衬套轴向所处位置不同控制刀具沿衬套径向移动。

2.根据权利要求1所述的发动机连杆的制造方法，其特征在于：在精镗工序中，所述刀具在所述衬套轴向所处位置X为刀具与连杆小头上作为基准面的一个端面之间的距离，设刀具在衬套径向上的位置变化量为δR；当X＜X1时，δR=K*（X-X1）²，当X1≤X≤X2时，δR=0；当X＞X2时，δR=K*（X-X2）²。

3.根据权利要求2所述的发动机连杆的制造方法，其特征在于：所述X1等于7。

4.根据权利要求2所述的发动机连杆的制造方法，其特征在于：所述X2等于15。

5.根据权利要求2所述的发动机连杆的制造方法，其特征在于：所述K等于0.0003。

6.根据权利要求2至5任一所述的发动机连杆的制造方法，其特征在于：所述刀具在衬套径向上的位置变化量δR的计算公式是通过试验手段构建。

Images