一种发动机涨断连杆及其加工方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种发动机涨断连杆及其加工方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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:粗磨两平面一写配对号一钻小头孔一小头孔倒角一铣一侧面一铣第二侧面一粗铣连杆盖螺栓凸台一钜断一铣体结合面一铣盖结合面一磨体结合面一磨盖结合面一去毛刺一检验一铣连杆体螺栓凸台一铣连杆盖螺栓凸台一粗车大头孔一铣体卡瓦槽一铣盖卡瓦槽一钻大头油孔一去毛刺、配对一钻、扩、铰螺栓孔一扩口倒角一扩连杆体、盖螺栓过孔、体盖螺栓孔口倒角一半成品检验一钳工研磨结合面、清洗、压装螺栓、装配一钳工修锉过缸尺寸一磁粉探伤一精磨两平面一半精镗大头孔、精镗大小孔、卡瓦槽倒角一大头孔倒角一小头孔倒角一钻小头油孔一去毛刺一珩磨大头孔一珩磨小头孔一清洗一校平扭一总成检验一成品交库。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。
[0003]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】
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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，能提闻发动机的性能。
[0011]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。
[0012]本发明具有如下效果:(I)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。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明中发动机涨断连杆的结构示意图。
[0014]图2为图1的左视图。
[0015]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。
[0016]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】[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]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I和连杆盖2，连杆体I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IOmm (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0.6_ (正负偏差0.2_)，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I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Imm);连杆体I上的连杆小头为楔形结构。
[0019]如图3、图4所示，加工上述发动机涨断连杆的方法，包括:
O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:粗磨连杆两端面一钻扩小头孔一再粗镗大小头孔、半精镗小头孔一铣螺栓凸台一钻、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。
[0020]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I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I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。
[0021]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—精磨两侧面一半精镗、精镗大小头孔一珩磨连杆大小头孔一探伤、清洗，再称重、分组、打号一检验得到成品一成品交库；这些加工工序，本领域普通技术人员知道怎样实现。
【权利要求】
1.一种发动机涨断连杆，包括连杆体(I)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 ?2.1mnin
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(I)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(I)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(I)和连杆盖(2)的材料采用C70S6高碳微合金非调质钢。
7.—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。
【文档编号】F16C7/02GK103939454SQ201310021032
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年1月21日 优先权日:2013年1月21日
【发明者】肖欣, 徐勇, 徐丽茹, 姚如山, 张菁, 王亚鹏 申请人:重庆长安汽车股份有限公司