CN113953980A - 一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，包括如下步骤：(1)使用吊具将连杆正挂，连杆悬挂高度为135mm，进行第一次喷丸2.5‑3.5分钟；(2)使用吊具将连杆倒挂，连杆悬挂高度为135mm，进行第二次喷丸2.5‑3.5分钟即成。本发明所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺突破连杆杆身喷丸表面质量差、残余应力分布不均匀的技术难点，使连杆喷丸表面形成均匀、稳定、的残余压应力，达到进口连杆喷丸实物的表面质量，提高连杆抗疲劳强度，避免连杆在高的爆发压力和长期高的交变载荷作用下，在连杆表面产生疲劳裂纹，使连杆发生断裂现象的发生，提高连杆使用的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于连杆喷丸强化领域，尤其是涉及一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺。
背景技术
大功率柴油机曲柄连杆机构，多采用并列连杆结构方式，在工作过程中，由于连杆杆身要承受高的爆发压力和长期交变载荷，对杆身的抗疲劳性能有较高要求，采用喷丸的方法达到抗疲劳性能提高的目的。
某型号连杆材料为42CrMo，硬度为HB261-304。原使用的喷丸工艺方法，喷丸加工后杆身由于覆盖率不足，造成喷丸表面质量较差、残余应力分布不均匀，喷丸表面质量与进口连杆相比存在较大差距，因此在高的爆发压力和长期高的交变载荷作用下，极易产生疲劳裂纹，使连杆发生断裂。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，包括如下步骤：
(1)使用吊具将连杆正挂，连杆悬挂高度为130-135mm，进行第一次喷丸2.5-3.5分钟；
(2)使用吊具将连杆倒挂，连杆悬挂高度为130-135mm，进行第二次喷丸2.5-3.5分钟即成。
进一步，所述的步骤(1)中的正挂为连杆的大头朝上；所述的步骤(2)中的倒挂为连杆的小头朝上。
所述的连杆悬挂高度为吊钩的连接部的中心点与连杆悬挂头的孔壁最高点之间的距离。
进一步，所述的第一次喷丸步骤的流量为22-23公斤/分；所述的第二次喷丸步骤的流量为22-23公斤/分。
进一步，所述的第一次喷丸步骤的喷丸介质为碳素弹簧钢丝丸；所述的第二次喷丸步骤的喷丸介质为碳素弹簧钢丝丸。
进一步，所述的碳素弹簧钢丝丸的规格为Φ1.2×1.2mm。
进一步，所述的第一次喷丸步骤的表面覆盖率为100％；所述的第二次喷丸步骤的表面覆盖率为100％。
一种吊具，包括吊钩，所述的吊钩的下部为弯折部，上部为连接部，所述的弯折部的尾端套设有衬套，所述的连接部的外侧设置有护盖。
进一步，所述的护盖与所述的连接部进行螺纹连接。
进一步，所述的弯折部的位于设置有螺帽，所述的螺帽位于所述的衬套的外侧，所述的螺帽与衬套之间设置有垫圈。
进一步，连杆套于所述的衬套的外侧，并通过衬套与螺帽进行限位；所述的衬套为带肩衬套。
所述的吊钩呈S型结构；所述的吊钩的材质为45钢。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺突破连杆杆身喷丸表面质量差、残余应力分布不均匀的技术难点，使连杆喷丸表面形成均匀、稳定、的残余压应力，达到进口连杆喷丸实物的表面质量，提高连杆抗疲劳强度，避免连杆在高的爆发压力和长期高的交变载荷作用下，在连杆表面产生疲劳裂纹，使连杆发生断裂现象的发生，提高连杆使用的可靠性。
本发明所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺利用工厂现有设备，通过简单、易于操作的工艺方法，使连杆喷丸表面满足图样设计的同时，形成了均匀、稳定的残余压应力，应力值在-360M--600MPa之间，达到了进口连杆喷丸表面实物质量，极大提高了其抗疲劳强度和连杆可靠性。
本发明所述的吊具的吊钩采用S型吊钩模式设计，材料采用优选45钢，受抛丸器喷抛射方向和角度影响，为保证充分满足连杆喷丸覆盖率的准确性，控制连杆吊装高度，使吊钩中心到连杆孔壁距离为130-135mm之间；同时在吊钩顶部设计防护盖，以防止喷丸流量过大，造成连杆装夹装置松动，对喷丸机和吊具造成损坏。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的吊具的示意图；
图2为本发明实施例所述的吊钩的示意图；
图3为本发明实施例1所述的弧高值与喷丸时间关系图。
附图标记说明：
1、螺帽；2、垫圈；3、衬套；4、吊钩；5、护盖；6、螺钉。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
连杆结构较为复杂，总长度约为480mm，大头宽度约200mm、小头宽度约为86mm。要求喷丸表面覆盖率100％。喷丸强化工艺的检测标准是检测试片的弧高值，并产生残余压应力，以提高连杆的疲劳强度。喷丸试片采用A型ALmen，试片材料：SAE1010冷轧弹簧钢，均匀淬火至HRC44-50。图纸要求弧高值0.5-0.6mm，同时，喷丸表面形成稳定的残余压应力，数值为-300--600MPa。
一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，包括如下步骤：
(1)杆生产线喷丸机，型号Q3158，选择规格为Φ1.2×1.2mm的碳素弹簧钢丝丸；
(2)使用吊具将连杆正挂在喷丸机内，连杆悬挂高度为135mm，喷丸流量为23公斤/分，进行第一次喷丸3分钟；
(3)使用吊具将连杆倒挂在喷丸机内，连杆悬挂高度为135mm，喷丸流量为23公斤/分，进行第二次喷丸3分钟即成；
(4)采用X射线衍射残余应力检测机进行表面残余压应力检测。
一种吊具，包括吊钩，所述的吊钩的下部为弯折部，上部为连接部，所述的弯折部的尾端套设有衬套，所述的连接部的外侧设置有护盖。所述的护盖与所述的连接部进行螺纹连接。所述的弯折部的位于设置有螺帽，所述的螺帽位于所述的衬套的外侧，所述的螺帽与衬套之间设置有垫圈。连杆套于所述的衬套的外侧，并通过衬套与螺帽进行限位；所述的衬套为带肩衬套。
同时，分别对一批连杆按不同的喷丸时间进行喷丸加工。喷丸完成后，进行弧高值检测，其喷丸时间与喷丸强度(弧高值)的关系曲线如图3所示，由弧高值与喷丸时间关系图可以看出，喷丸时间在6分钟左右，试片弧高值已达到0.6mm左右，再延长喷丸时间，试片弧高值增大幅度已减小，曲线趋于平缓，所以可以认为喷丸6分钟所对应的弧高值为喷丸强度。
经连杆疲劳试验、1000小时整机台架考核试验，连杆喷丸面未发现有疲劳裂纹产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)使用吊具将连杆正挂，连杆悬挂高度为130-135mm，进行第一次喷丸2.5-3.5分钟；
(2)使用吊具将连杆倒挂，连杆悬挂高度为130-135mm，进行第二次喷丸2.5-3.5分钟即成。
2.根据权利要求1所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：所述的步骤(1)中的正挂为连杆的大头朝上；所述的步骤(2)中的倒挂为连杆的小头朝上。
3.根据权利要求1所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：所述的第一次喷丸步骤的流量为22-23公斤/分；所述的第二次喷丸步骤的流量为22-23公斤/分。
4.根据权利要求1所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：所述的第一次喷丸步骤的喷丸介质为碳素弹簧钢丝丸；所述的第二次喷丸步骤的喷丸介质为碳素弹簧钢丝丸。
5.根据权利要求4所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：所述的碳素弹簧钢丝丸的规格为Φ1.2×1.2mm。
6.根据权利要求1所述的高载高负荷连杆表面喷丸强化的加工工艺，其特征在于：所述的第一次喷丸步骤的表面覆盖率为100％；所述的第二次喷丸步骤的表面覆盖率为100％。
7.一种吊具，其特征在于：包括吊钩，所述的吊钩的下部为弯折部，上部为连接部，所述的弯折部的尾端套设有衬套，所述的连接部的外侧设置有护盖。
8.根据权利要求7所述的吊具，其特征在于：所述的护盖与所述的连接部进行螺纹连接。
9.根据权利要求7所述的吊具，其特征在于：所述的弯折部的位于设置有螺帽，所述的螺帽位于所述的衬套的外侧，所述的螺帽与衬套之间设置有垫圈。
10.根据权利要求7所述的吊具，其特征在于：连杆套于所述的衬套的外侧，并通过衬套与螺帽进行限位；所述的衬套为带肩衬套。
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