CN114962429A - 一种连杆加工方法及胀断连杆 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械加工技术领域，公开了一种连杆加工方法及胀断连杆，该连杆加工方法包括粗加工大头端面，并控制大头端面的平面度和粗糙度，以大头端面作为大头孔加工的端面定位基准，可保证大头孔对连杆大头端面的垂直度，防止连杆胀断时大头孔受力集中到一点，造成胀开面偏斜，精加工大头孔，并控制大头孔的粗糙度和圆柱度，使得大头孔的加工精度高，可防止大头孔的内侧壁微观不平的凹谷处的起裂、胀断时连杆盖和连杆体贴合不均匀影响连杆胀断受力不均而造成的胀开面偏斜。

Description

一种连杆加工方法及胀断连杆

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种连杆加工方法及胀断连杆。

背景技术

在发动机的曲柄连杆机构中，由于胀断连杆的性能和加工成本相较于平切连杆有显著的优势，所以国内各大发动机企业大力推广和使用胀断连杆，其中，胀开面的偏斜是考核连杆质量的关键特性指标。但是由于连杆存在形状结构、材料及生产工艺的差异，会导致连杆胀开后胀开面相较于大头孔中心线的偏斜差异很大。

为了解决这个问题，通过在胀断设备工装上控制大头孔与胀头、小头孔与定位销的间隙是否合理，大孔间隙一般控制在0.05～0.06mm较为适宜，小孔间隙一般控制在0.08～0.10mm，有利于胀开面不产生偏斜。但是，间隙过大容易产生胀开面上翘的现象，间隙过小还是会引起胀开面的偏斜，增大掉渣的几率，通过该方法仍无法有效地解决胀开面的偏斜问题，从而导致连杆因偏斜而不合格率高达10％左右。

因此，亟需一种连杆加工方法及胀断连杆，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连杆加工方法，用于对连杆胀断前进行加工，有效解决连杆胀开面的偏斜问题，从而降低胀开面偏斜废品率。

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种连杆加工方法，用于加工连杆，所述连杆包括连杆体和连杆盖，所述连杆体具有小头孔，所述连杆体和所述连杆盖的结合面为胀断形成的胀开面，所述连杆盖连接于所述连杆体以形成大头孔，所述连杆沿所述大头孔的轴线方向间隔设置有两个大头端面，所述连杆加工方法包括：

粗加工所述大头端面，并控制所述大头端面的平面度和粗糙度；

以所述大头端面作为所述大头孔的定位基准面，精加工所述大头孔，并控制所述大头孔的粗糙度和圆柱度。

优选地，所述大头孔的中轴线垂直于所述大头端面。

优选地，所述大头端面的平面度控制在0～0.05mm之间，所述大头端面的粗糙度控制在0～10μm之间。

优选地，所述精加工包括：

半精加工所述大头孔和精加工所述大头孔；

当半精加工所述大头孔时，所述大头孔的粗糙度控制在0～25μm之间，所述大头孔的圆柱度控制在0～0.02mm之间；

当精加工所述大头孔时，所述大头孔的粗糙度控制在0～10μm之间，所述大头孔的圆柱度控制在0～0.01mm之间。

优选地，当半精加工所述大头孔时，在所述大头孔的内部平行于高精度尺寸要求方向的两侧设置基准直边，以所述基准直边作为加工基准对所述大头孔设置半精加工单边余量，对所述大头孔进行半精加工得到半精加工孔。

优选地，所述半精加工单边余量的范围在0.5～0.6mm之间。

优选地，当精加工所述大头孔时，对所述大头孔设置精加工单边余量，对所述大头孔进行精加工得到精加工孔。

优选地，所述精加工单边余量的范围在0.15～0.20mm之间。

优选地，所述连杆加工方法还包括：

设定沿第一方向的直线为所述大头孔的中心线，测量所述胀开面与所述大头孔的中心线的偏移距离，基于测量的所述偏移距离来判断所述胀开面的偏斜程度，所述偏移距离的范围在-2.5～2.5mm之间。

为达到上述目的，本发明还提供了一种胀断连杆，具备通过上述的连杆加工方法加工形成的连杆。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种连杆加工方法，粗加工大头端面，并控制大头端面的平面度和粗糙度，以大头端面作为大头孔加工的端面定位基准，可保证大头孔对连杆大头端面的垂直度，防止连杆胀断时大头孔受力集中到一点，造成胀开面偏斜。精加工大头孔，并控制大头孔的粗糙度和圆柱度，使得大头孔的加工精度高，可防止大头孔的内侧壁微观不平的凹谷处的起裂、胀断时连杆盖和连杆体贴合不均匀影响连杆胀断受力不均而造成胀开面偏斜。

本发明提供的一种胀断连杆，具备通过上述的连杆加工方法形成的连杆，胀断连杆通过连杆加工方法的实施，有效降低了胀断连杆胀开面偏斜程度，从而降低胀开面的偏斜废品率。

附图说明

图1为本发明实施例中连杆的结构示意图；

图2为本发明实施例中连杆加工方法的流程图一；

图3为本发明实施例中连杆加工方法的流程图二。

附图标记：

1、连杆体；

2、连杆盖；

3、小头孔；

4、大头孔；

5、胀开面；

6、大头端面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

现有技术中通过在胀断设备工装上控制大头孔与胀头、小头孔与定位销的间隙是否合理，大孔间隙一般控制在0.05～0.06mm较为适宜，小孔间隙一般控制在0.08～0.10mm，有利于胀开面不产生偏斜。但是，间隙过大容易产生胀开面上翘的现象，间隙过小还是会引起胀开面的偏斜，增大掉渣的几率，通过该方法仍无法有效地解决胀开面的偏斜问题，从而导致连杆因偏斜而不合格率高达10％左右。对此，本实施例提供了一种连杆加工方法，用于对连杆胀断前进行加工，有效解决连杆胀开面的偏斜问题，从而降低胀开面偏斜废品率。

如图1-图3所示，在本实施例中，一种连杆加工方法用于加工连杆，连杆包括连杆体1和连杆盖2，连杆体1具有小头孔3，连杆体1和连杆盖2的结合面为胀断形成的胀开面5，连杆盖2连接于连杆体1以形成大头孔4，连杆沿大头孔4的轴线方向间隔设置有两个大头端面，在连杆断胀前按照实际工艺条件完成连杆体1、连杆盖2、倒角、连接螺栓、螺栓座以及螺栓孔等特征的加工。胀开面5偏斜与连杆的结构设计、毛坯材料选用以及加工工艺上的不同有着直接的关系，因此，本发明提供的连杆加工方法包括以下步骤。

S100：粗加工大头端面，并控制大头端面的平面度和粗糙度。

在连杆胀断之前，通过平面铣削或平面磨削对大头端面进行粗加工，机械加工中从连杆的毛坯上切去较多加工余量的过程，所能达到的连杆加工精度较低，加工表面粗糙，可选地，还可以通过双端面铣削或双端面磨削对连杆进行粗加工。

控制大头端面的平面度和粗糙度，具体为，采用双端面磨床湿式加工时，选用一大一小的双环砂轮，其中，双环砂轮的进给速度控制在6～7mm/min，mm为毫米，min为分钟，双环砂轮的转速控制在445～450r/min，r为砂轮单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数。而采用数控铣床干式平面铣削时，选用修光刃铣刀盘，刀盘的转速控制在900～1000r/min，刀盘的进给量控制在0.1～0.12mm/z，z为刀盘的齿数，优选地，大头端面的粗糙度控制在Rz10以内，即0～10μm之间，粗糙度是大头端面的待加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，粗糙度越小，则大头端面越光滑，粗糙度测量可选用便携式粗糙度仪或轮廓仪。对于大头端面的平面度，平面度是大头端面相对理想平面的偏差，是限制实际平面对其理想平面变动量的一项指标，用来控制被测实际平面的形状误差，采用平板或三坐标对大头端面的平面度进行测量，优选地，大头端面的平面度控制在5道以内，即0～0.05mm之间。

S110：以大头端面作为大头孔4的定位基准面，精加工大头孔4，并控制大头孔4的粗糙度和圆柱度。

大头端面粗加工完成后，以大头端面作为大头孔4加工的端面定位基准，可保证大头孔4对连杆大头端面的垂直度，防止连杆胀断时大头孔4受力集中到一点，造成胀开面5偏斜，其中，大头孔4的垂直度是限制实际要素对基准在垂直方向上变动量的指标，以大头端面为基准，被评价的是大头孔4的中心线时，垂直度是垂直于大头端面和中心线的方向，且距离最远的两个包含大头孔4的中心线上的点的平面之间的距离，大头孔4对大头端面的垂直度控制在0～10道以内，即0～0.1mm之间。优选地，大头孔4的中轴线垂直于大头端面，即垂直度为0，使连杆胀断时受力点分散，有效降低胀断连杆的偏斜。

通过加工中心或者专用机械进行镗削，以完成对大头孔4的精加工，其中，精加工包括半精加工和精加工，具体为：

S1101：大头孔4采用半精加工成型时，在大头孔4的内部平行于高精度尺寸要求方向的两侧设置基准直边，以基准直边作为加工基准对大头孔4设置半精加工单边余量，对大头孔4进行半精加工得到半精加工孔，优选地，半精加工单边余量的范围在0.5～0.6mm之间，其中，在对连杆半精加工和精加工的过程中，将连杆待加工表面的多余金属通过机械加工的方法除掉，获得符合设计要求的加工表面，在连杆表面预留的金属层的厚度称为加工余量，由于本实施例中的连杆为胀断连杆，从图1中可以看出该连杆为非对称结构，其待加工的表面为非对称表面，因此，非对称结构的非对称表面的加工余量为单边余量，即为本实施例中的连杆的加工单边余量。大头孔4的粗糙度控制在Rz25以内，即0～25μm之间，大头孔4的圆柱度控制在2道以内，即0～0.02mm之间，圆柱度是大头孔4的内侧壁对其理想圆柱面的变动量，通过偏摆仪、百分表或者数据采集仪对大头孔4进行圆柱度测量。

S1102：大头孔4采用精加工成型时，在大头孔4的内部平行于高精度尺寸要求方向的两侧设置基准直边，以基准直边作为加工基准对大头孔4设置精加工单边余量，对大头孔4进行精加工得到精加工孔，优选地，精加工单边余量的范围在0.15～0.20mm之间。大头孔4的粗糙度控制在Rz10以内，即0～10μm之间，大头孔4的圆柱度控制在1道以内，即0～0.01mm之间。精加工大头孔4加工精度高，可防止大头孔4的内侧壁微观不平的凹谷处的起裂、胀断时连杆盖2和连杆体1贴合不均匀影响连杆胀断受力不均而造成胀开面5偏斜。

优选地，连杆加工方法还包括：设定沿第一方向的直线为大头孔4的中心线，测量胀开面5与大头孔4的中心线的偏移距离，基于测量的偏移距离来判断胀开面5的偏斜程度，偏移距离的范围在-2.5～2.5mm之间。具体地，设定第一方向为A方向，大头孔4的中心线与第一方向平行，该中心线作为判断胀开面5偏斜程度的基准，通过测量仪器测量胀开面5相对于大头孔4的中心线的偏移距离，如果偏移距离在-2.5～2.5mm之间，则说明通过连杆加工方法解决了胀开面5偏斜的问题，降低了连杆偏斜而变废的概率。

本实施例还提供了一种胀断连杆，具备通过上述的连杆加工方法形成的连杆，涉及机械加工技术领域，胀断连杆通过连杆加工方法的实施，有效降低了胀断连杆胀开面5偏斜程度，从而降低胀开面5的偏斜废品率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种连杆加工方法，用于加工连杆，所述连杆包括连杆体和连杆盖，所述连杆体具有小头孔，所述连杆体和所述连杆盖的结合面为胀断形成的胀开面，所述连杆盖连接于所述连杆体以形成大头孔，所述连杆沿所述大头孔的轴线方向间隔设置有两个大头端面，其特征在于，所述连杆加工方法包括：

粗加工所述大头端面，并控制所述大头端面的平面度和粗糙度；

以所述大头端面作为所述大头孔的定位基准面，精加工所述大头孔，并控制所述大头孔的粗糙度和圆柱度。

2.根据权利要求1所述的连杆加工方法，其特征在于，所述大头孔的中轴线垂直于所述大头端面。

3.根据权利要求1所述的连杆加工方法，其特征在于，所述大头端面的平面度控制在0～0.05mm之间，所述大头端面的粗糙度控制在0～10μm之间。

4.根据权利要求1所述的连杆加工方法，其特征在于，所述精加工包括：

半精加工所述大头孔和精加工所述大头孔；

当半精加工所述大头孔时，所述大头孔的粗糙度控制在0～25μm之间，所述大头孔的圆柱度控制在0～0.02mm之间；

当精加工所述大头孔时，所述大头孔的粗糙度控制在0～10μm之间，所述大头孔的圆柱度控制在0～0.01mm之间。

5.根据权利要求4所述的连杆加工方法，其特征在于，当半精加工所述大头孔时，在所述大头孔的内部平行于高精度尺寸要求方向的两侧设置基准直边，以所述基准直边作为加工基准对所述大头孔设置半精加工单边余量，对所述大头孔进行半精加工得到半精加工孔。

6.根据权利要求5所述的连杆加工方法，其特征在于，所述半精加工单边余量的范围在0.5～0.6mm之间。

7.根据权利要求1所述的连杆加工方法，其特征在于，当精加工所述大头孔时，对所述大头孔设置精加工单边余量，对所述大头孔进行精加工得到精加工孔。

8.根据权利要求7所述的连杆加工方法，其特征在于，所述精加工单边余量的范围在0.15～0.20mm之间。

9.根据权利要求1所述的连杆加工方法，其特征在于，所述连杆加工方法还包括：

设定沿第一方向的直线为所述大头孔的中心线，测量所述胀开面与所述大头孔的中心线的偏移距离，基于测量的所述偏移距离来判断所述胀开面的偏斜程度，所述偏移距离的范围在-2.5～2.5mm之间。

10.一种胀断连杆，其特征在于，具备通过权利要求1-9任一项所述的连杆加工方法加工形成的连杆。

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