一种发动机连杆涨断加工方法与流程

文档序号:12365118阅读:563来源:国知局

本发明属于金属加工领域,具体涉及一种发动机连杆的加工方法。



背景技术:

在传统的连杆加工工艺中,对连杆毛坯大头孔进行粗加工,使之呈椭圆形.然后用锯或磨削来分离连杆和盖,螺栓孔作为定位用,螺栓孔与连杆大头分离面的垂直度和两螺栓孔之间中心距都有严格要求。所以连杆和连杆盖装配后总有残余应力留在连杆中,到发动机装配线上与曲轴装配时.要拆开连杆和连杆盖.此时.残余应力造成连杆大头孔变形。此外连杆和连杆盖接台加工包括拉削和磨削.非常耗时且要用螺栓重新组装连杆部件。然后再对连杆大头孔进行精加工,所以,传统的连杆大头加工工艺非常复杂。

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,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。

用大功率的固体激光器进行涨断,如何兼顾精度和效率,是本领域技术人员面临的一道难题。



技术实现要素:

针对现有技术存在的不足之处,本发明的目的是提出一种用激光进行发动机连杆涨断的加工方法。

实现本发明上述目的的技术方案为:

一种发动机连杆涨断加工方法,包括步骤:

S1、激光加工涨断槽:输出激光导光系统聚焦到大头孔壁表面,激光切割速度以15mm/s~25mm/s移动。

S2、连杆涨断:涨断轴插入连杆的大头孔内,液压缸带动斜铁向上移动,推动涨断套径向涨开,连杆盖和连杆体瞬间被涨开,

在涨开的同时有两个动作:1,压缩空气打开,吹在涨断面上;2,大头外侧始终受到外部给予的背压力,使得涨开的连杆盖和连杆体被迅速对齐。

S3、预拧紧:采用气动螺栓输入,螺栓预拧紧工序采用有扭矩测试功能的拧紧枪拧紧,

工位主要由气动螺栓输入装置、Bosch拧紧枪、螺栓孔吹气装置、小头孔定位装置等组成。

S4、终拧紧:螺栓终拧紧用有扭矩测试功能的拧紧枪,转动-1140°角度松螺栓,然后分离连杆体和连杆盖,振动铁屑,最后定值扭矩拧紧螺栓,扭矩为12~15NM。

工位主要由Bosch拧紧枪、连杆体和连杆盖的分离装置、震屑装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是:1,松螺栓(角度:-1140°);2,分离连杆体和连杆盖;3,振动铁屑;4,定值扭矩拧紧螺栓(扭矩:14NM);5,定值角度拧紧螺栓(80°)

其中,所述发动机连杆的材质为铸铁或粉末合金。

其中,激光加工所用激光器为Nd:YAG脉冲固体激光器,功率范围2.0~3.5KW,脉冲频率为40~60HZ,激光入射角度在10~50度,所述入射角度为激光和加工表面法线的夹角。

其中,步骤S1激光聚焦到大头孔壁表面,金属开始熔化蒸发,形成激光割槽,控制涨断槽宽为0.10mm~0.20mm,深度为0.45~0.6mm。

其中,步骤S3中,拧入螺栓的扭矩为5~8NM,拧紧螺栓的扭矩为10~15NM。

其中,步骤S4中,拧紧螺栓的定值角度为80°。

本发明的有益效果在于:

本发明提出的加工方法,

1、节省了连杆盖与连杆体的结合面的加工;

2、节省了螺栓定位孔的加工;

3、节省了连杆盖的单独输送;

4、凹凸不平的涨断面增大了连杆盖与连杆体的结合面的面积,这样增强了连杆总成在装机后的承载能力和抗剪切能力;

5、连杆体和连杆盖通过自然形成的涨断面组合装配,不但重复精度和定位精度好,连杆大头孔的形状公差的精度(圆度、圆柱度)也保持得好

6、通过统计和计算:与传统连杆加工方法相比,激光涨断技术可减少机加工工序50%-60%,降低生产成本5%-20%。

具体实施方式

现以以下最佳实施例来说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1:

发动机连杆的材质为铸铁,涨断操作为:

1、激光加工涨断槽,输出激光导光系统聚焦到大头孔壁表面,激光切割速度以15mm/s移动。

所用激光器为Nd:YAG脉冲固体激光器,功率范围2.5KW,脉冲频率为50HZ.

激光入射角度在15度。金属开始熔化蒸发,形成激光割槽,涨断槽宽为0.12mm,深度为0.45mm。肉眼观察为清晰的V形槽(V形上面的开口宽为0.12mm)。

2、连杆涨断,涨断轴插入连杆的大头孔内,液压缸带动斜铁向上移动,推动涨断套径向涨开,连杆盖和连杆体瞬间被涨开,在涨开的同时有两个动作:1,压缩空气打开,吹在涨断面上;2,大头外侧始终受到外部给予的背压力,使得涨开的连杆盖和连杆体被迅速对齐。

3、预拧紧,螺栓预拧紧工位主要由气动螺栓输入装置、Bosch拧紧枪、螺栓孔吹气装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是:1,气动输入螺栓;2,拧入螺栓(扭矩:7NM);3,拧紧螺栓(扭矩:12NM)。

4、终拧紧工位介绍:螺栓终拧紧工位主要由Bosch拧紧枪、连杆体和连杆盖的分离装置、震屑装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是:1,松螺栓(角度:-1140°);2,分离连杆体和连杆盖;3,振动铁屑;4,定值扭矩拧紧螺栓(扭矩:14NM);5,定值角度拧紧螺栓(80°)

加工完成的发动机连杆检测应力,其抗拉强度达900MPa,大头孔的加工精度为±0.1mm(大头孔直径变化需控制在0.05mm以下)

实施例2

发动机连杆的材质为铸铁。涨断操作如下:

1、激光加工涨断槽,输出激光导光系统聚焦到大头孔壁表面,激光切割速度以15mm/s移动。

所用激光器为Nd:YAG脉冲固体激光器,功率范围3KW,脉冲频率为50HZ.

激光入射角度在15度。金属开始熔化蒸发,形成激光割槽,涨断槽宽为0.12mm,深度为0.5mm。肉眼观察为清晰的V形槽。

2、连杆涨断,涨断轴插入连杆的大头孔内,液压缸带动斜铁向上移动,推动涨断套径向涨开,连杆盖和连杆体瞬间被涨开,在涨开的同时有两个动作:一、压缩空气打开,吹在涨断面上;二,大头外侧始终受到外部给予的背压力,使得涨开的连杆盖和连杆体被迅速对齐。

3、预拧紧,螺栓预拧紧工位主要由气动螺栓输入装置、Bosch拧紧枪、螺栓孔吹气装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是:1,气动输入螺栓;2,拧入螺栓(扭矩:7NM);3,拧紧螺栓(扭矩:12NM)。

4、终拧紧工位介绍:螺栓终拧紧工位主要由Bosch拧紧枪、连杆体和连杆盖的分离装置、震屑装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是:1,松螺栓(角度:-1140°);2,分离连杆体和连杆盖;3,振动铁屑;4,定值扭矩拧紧螺栓(扭矩:14NM);5,定值角度拧紧螺栓(80°)

加工完成的发动机连杆检测应力其抗拉强度达900MPa,大头孔的加工精度为±0.1mm(大头孔直径变化需控制在0.05mm以下)。

对比例1:

发动机连杆的材质为铸铁。涨断操作如下:

1、激光加工涨断槽,输出激光导光系统聚焦到大头孔壁表面,激光切割速度以15mm/s移动。

所用激光器为Nd:YAG脉冲固体激光器,功率范围3.1KW,脉冲频率为50HZ。

激光入射角度在15度。金属开始熔化蒸发,形成激光割槽,涨断槽宽为0.12mm,深度为0.45mm。肉眼观察为U形槽,不能获得规整的V型槽。

对比例2:

发动机连杆的材质为铸铁。涨断操作如下:

1、激光加工涨断槽,输出激光导光系统聚焦到大头孔壁表面,激光切割速度以15mm/s移动。

所用激光器为Nd:YAG脉冲固体激光器,功率范围1.8KW,脉冲频率为50HZ。

激光入射角度在15度。金属开始熔化蒸发,形成激光割槽,得到的涨断槽宽为0.12mm,深度为0.35mm。不能达到涨断需要的深度。

以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

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