CN103939454A - 一种发动机涨断连杆及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机涨断连杆及其加工方法，所述发动机涨断连杆包括连杆体和连杆盖，所述连杆体与连杆盖通过连接螺栓在连杆大头的涨断处连接，在连杆大头的涨断处开设有相对于涨断面对称的U形槽，在连杆大头的大头孔内边缘对应于所述涨断处开设有V形裂解槽，该V形裂解槽相对于所述涨断面对称。其加工方法包括：将锻造后具有两个相互对称的U形槽的连杆毛坯进行粗加工的步骤；将连杆涨断为连杆体和连杆盖的步骤；精加工涨断后的连杆，形成涨断连杆成品的步骤。本发明能降低涨断难度，保证涨断效果，同时减少生产工序、提高涨断后的复位精度，保证连杆的整体性能。

Description

一种发动机涨断连杆及其加工方法

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种发动机涨断连杆及其加工方法。

背景技术

发动机是汽车的心脏，连杆作为发动机的重要零部件，在工作过程中承受着很高的周期性冲击力、惯性力和弯曲力。连杆的制造质量直接影响到发动机的性能和可靠性，这就要求连杆应具有高的强度、韧性和耐疲劳性能。随着汽车制造技术的发展，发动机趋于轻量化、结构简单化，连杆制造技术和工艺也随之发生了很大的变化

传统的平切口连杆采用分体加工工艺，具体工序为：粗磨两平面→写配对号→钻小头孔→小头孔倒角→铣一侧面→铣第二侧面→粗铣连杆盖螺栓凸台→钜断→铣体结合面→铣盖结合面→磨体结合面→磨盖结合面→去毛刺→检验→铣连杆体螺栓凸台→铣连杆盖螺栓凸台→粗车大头孔→铣体卡瓦槽→铣盖卡瓦槽→钻大头油孔→去毛刺、配对→钻、扩、铰螺栓孔→扩口倒角→扩连杆体、盖螺栓过孔、体盖螺栓孔口倒角→半成品检验→钳工研磨结合面、清洗、压装螺栓、装配→钳工修锉过缸尺寸→磁粉探伤→精磨两平面→半精镗大头孔、精镗大小孔、卡瓦槽倒角→大头孔倒角→小头孔倒角→钻小头油孔→去毛刺→珩磨大头孔→珩磨小头孔→清洗→校平扭→总成检验→成品交库。平切口连杆依靠加工精密的连杆螺栓与螺栓孔来实现定位，连杆大头孔复位精度不高，且需要对大头分离面进行拉削与磨削处理，连杆螺栓孔的结构设计和整体加工工艺复杂，螺栓孔的加工精度要求高，同时繁多的工序也会导致机床设备投资高，生产成本高。

为了提高产品的竞争力，各大汽车制造商都非常重视高强度、轻量化、低成本的连杆材料及制造技术的研究和开发；同时，连杆涨断加工技术(也称连杆裂解)作为一项制造新工艺，于二十纪九十年代在汽车下业发达国家发展起来，并逐渐应用于大规模生产领域，以新颖的构思从根本上改变了传统连杆加工方法；但是现有的涨断连杆的加工方法比较复杂、工序也较多，且加工后的涨断连杆的大头孔容易变形，从而使连杆承载能力、抗剪能力及装配质量较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机涨断连杆及其加工方法，以降低涨断难度，保证涨断效果，同时减少生产工序、提高涨断后的复位精度，并保证连杆的整体性能。

本发明所述的发动机涨断连杆，包括连杆体和连杆盖，所述连杆体与连杆盖通过连接螺栓在连杆大头的涨断处连接，在连杆大头的涨断处开设有相对于涨断面对称的U形槽，在连杆大头的大头孔内边缘对应于所述涨断处开设有V形裂解槽，该V形裂解槽相对于所述涨断面对称，V形裂解槽在涨断加工时形成初始断裂源。

进一步，所述U形槽的槽宽为9.5mm～10.5mm，槽深为1.5mm～2.1mm；这种尺寸的U形槽既不会影响连杆大头的强度，又能优化涨断面，减小涨断面积、降低涨断难度，保证涨断效果。

进一步，所述V形裂解槽的张角为55°～60°，槽深为0.4mm～0.8mm，这种尺寸的V形裂解槽形成的初始断裂源能降低涨断难度，保证涨断效果。

进一步，在连杆体上设置有凸台，该凸台位于连杆大头的大头孔外边缘，凸台靠近涨断面的边缘与涨断面的距离为4mm～6mm，大大增加了大头孔的强度，减少了涨断连杆在工作时大头孔断裂的现象。

进一步，连杆体上的连杆小头采用楔形结构，增加了连杆小头承受爆发压力的能力。

进一步，连杆体和连杆盖的材料采用C70S6高碳微合金非调质钢，增加了涨断连杆的使用寿命，能提高发动机的性能。 

一种加工上述发动机涨断连杆的方法，包括：

1）将锻造后具有两个相互对称的U形槽的连杆毛坯进行粗加工的步骤：先粗磨连杆两端面，再钻扩小头孔，再粗镗大小头孔、半精镗小头孔、再铣螺栓凸台、再钻、攻螺栓孔去毛刺；

2）将连杆涨断为连杆体和连杆盖的步骤：首先，在连杆大头的大头孔内边缘对应于涨断处，采用直径为0.12mm的线切割丝，线切割两个相互对称且张角为55°～60°、槽深为0.4mm～0.8mm的V形裂解槽，每个V形裂解槽关于涨断线对称，形成初始断裂源；其次，通过转台将连杆输送到裂解工位，抬起装置将连杆抬起，使两块与双向楔块相匹配的半圆动套进入大头孔内，菱形销进入小头孔内；再次，菱形销在滑台带动下移动，使大头孔远离小头孔的一侧紧靠在裂解轴上，弹性压板将连杆压紧；然后，液压缸带动双向楔块向下移动压入半圆动套中，推动半圆动套作用于大头孔内壁，大头孔瞬间被涨断，连杆盖与连杆体分离，同时打开压缩空气吹净涨断后的碎屑；最后，液压缸带动双向楔块向上移动，离开所述半圆动套，滑台带动菱形销回到原位，使裂开的连杆盖和连杆体迅速对齐精确复位；

3）精加工涨断后的连杆，形成涨断连杆成品的步骤：先装配、压衬套、精整衬套、倒角，再精磨两侧面，再半精镗、精镗大小头孔，再珩磨连杆大小头孔，再探伤、清洗，再称重、分组、打号，最后检验得到成品。

    本发明具有如下效果：（1）采用“上压入式”方案，加工工序较少，减少了机床设备的使用，降低了成本；（2）涨断加工使裂解的连杆盖与连杆体具有完全啮合的交错结构，改善了接合面的质量；（3）简化了连杆螺栓孔的结构设计和整体加工工艺，降低了螺栓孔的加工精度要求；（4）减少了涨断连杆的大头孔的变形，使连杆承载能力、抗剪切能力与装配质量大幅度提高；（5）复位精度与断裂前相同，且在反复拆、装的情况下不会因螺杆的磨损而使复位精度变差。

附图说明

图1为本发明中发动机涨断连杆的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为本发明中双向楔块压入半圆动套并作用于大头孔的示意图。

图4为本发明中连杆大头的涨断过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示的发动机涨断连杆，其材料为C70S6高碳微合金非调质钢，包括连杆体1和连杆盖2，连杆体1与连杆盖2通过连接螺栓3在连杆大头的涨断处连接，在连杆大头的两涨断处各开设有一个相对于涨断面4对称的U形槽6，每个U形槽6的槽宽d为10mm（正负偏差0.5mm），槽深c为1.8mm（正负偏差0.3mm）；在连杆大头的大头孔10内边缘对应于两涨断处各开设有一个V形裂解槽7，每个V形裂解槽7的张角为60°（也可以是55°、57°、58°），槽深为0.6mm（正负偏差0.2mm），V形裂解槽7位于U形槽6内且相对于涨断面4对称；在连杆体1上设置有两个凸台5，两个凸台5位于连杆大头的大头孔10外边缘，凸台5靠近涨断面4的边缘与涨断面4的距离a为5mm（正负偏差1mm）；连杆体1上的连杆小头为楔形结构。

如图3、图4所示，加工上述发动机涨断连杆的方法，包括：

1）将锻造后具有两个相互对称的U形槽6的连杆毛坯进行粗加工的步骤：粗磨连杆两端面→钻扩小头孔→再粗镗大小头孔、半精镗小头孔→铣螺栓凸台→钻、攻螺栓孔、去毛刺；这些加工工序，本领域普通技术人员知道怎样实现。

2）将连杆涨断为连杆体和连杆盖的步骤：首先，在连杆大头的大头孔10内边缘对应于涨断处，采用直径为0.12mm的线切割丝，线切割两个相互对称且张角为60°、槽深为0.6mm的V形裂解槽7，每个V形裂解槽7关于涨断线对称，形成初始断裂源；其次，通过转台将连杆输送到裂解工位，抬起装置将连杆抬起，使两块与双向楔块8相匹配的半圆动套9进入大头孔10内，菱形销进入小头孔11内；再次，菱形销在滑台带动下移动，使大头孔10远离小头孔11的一侧紧靠在裂解轴上，弹性压板将连杆压紧；然后，液压缸带动双向楔块8向下移动压入半圆动套9中，推动半圆动套9作用于大头孔10内壁，大头孔10瞬间被涨断，连杆盖2与连杆体1分离，同时打开压缩空气吹净涨断后的碎屑；最后，液压缸带动双向楔块8向上移动，离开半圆动套9，滑台带动菱形销回到原位，使裂开的连杆盖2和连杆体1迅速对齐精确复位；在连杆涨断时需要注意：涨断裂解区域应不大于4mm；涨断面必须保持清洁；复位涨断面后每条接缝最多只允许有一处掉渣,允许最大掉渣尺寸为：垂直涨断面1.5max，平行涨断面3max；大头孔内侧不允许有掉渣。

3）精加工涨断后的连杆，形成涨断连杆成品的步骤：装配、压衬套、精整衬套、倒角→精磨两侧面→半精镗、精镗大小头孔→珩磨连杆大小头孔→探伤、清洗，再称重、分组、打号→检验得到成品→成品交库；这些加工工序，本领域普通技术人员知道怎样实现。

Claims (7)

1.一种发动机涨断连杆，包括连杆体（1）和连杆盖（2），所述连杆体与连杆盖通过连接螺栓（3）在连杆大头的涨断处连接，其特征是：在连杆大头的涨断处开设有相对于涨断面（4）对称的U形槽（6），在连杆大头的大头孔（10）内边缘对应于所述涨断处开设有V形裂解槽（7），该V形裂解槽相对于所述涨断面对称。

2.根据权利要求1所述的发动机涨断连杆，其特征是：所述U形槽（6）的槽宽为9.5mm～10.5mm，槽深为1.5mm～2.1mm。

3.根据权利要求1所述的发动机涨断连杆，其特征是：所述V形裂解槽（7）的张角为55°～60°，槽深为0.4mm～0.8mm。

4.根据权利要求1所述的发动机涨断连杆，其特征是：在连杆体（1）上设置有凸台（5），该凸台位于连杆大头的大头孔（10）外边缘，凸台靠近涨断面的边缘与涨断面的距离为4mm～6mm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机涨断连杆，其特征是：连杆体（1）上的连杆小头为楔形结构。

6.根据权利要求5所述的发动机涨断连杆，其特征是：所述连杆体（1）和连杆盖（2）的材料采用C70S6高碳微合金非调质钢。

7.一种加工发动机涨断连杆的方法，包括：

1）将锻造后具有两个相互对称的U形槽（6）的连杆毛坯进行粗加工：先粗磨连杆两端面，再钻扩小头孔，再粗镗大小头孔、半精镗小头孔、再铣螺栓凸台、再钻、攻螺栓孔去毛刺；

2）将连杆涨断为连杆体和连杆盖：首先，在连杆大头的大头孔内边缘对应于涨断处，采用直径为0.12mm的线切割丝，线切割两个相互对称且张角为55°～60°、槽深为0.4mm～0.8mm的V形裂解槽（7），每个V形裂解槽关于涨断线对称，形成初始断裂源；其次，通过转台将连杆输送到裂解工位，抬起装置将连杆抬起，使两块与双向楔块（8）相匹配的半圆动套（9）进入大头孔（10）内，菱形销进入小头孔（11）内；再次，菱形销在滑台带动下移动，使大头孔远离小头孔的一侧紧靠在裂解轴上，弹性压板将连杆压紧；然后，液压缸带动双向楔块向下移动压入半圆动套（9）中，推动半圆动套作用于大头孔内壁，大头孔瞬间被涨断，连杆盖与连杆体分离，同时打开压缩空气吹净涨断后的碎屑；最后，液压缸带动双向楔块向上移动，离开所述半圆动套，滑台带动菱形销回到原位，使裂开的连杆盖和连杆体迅速对齐精确复位；

3）精加工涨断后的连杆，形成涨断连杆成品：先装配、压衬套、精整衬套、倒角，再精磨两侧面，再半精镗、精镗大小头孔，再珩磨连杆大小头孔，再探伤、清洗，再称重、分组、打号，最后检验得到成品。