连杆裂解工艺

M Pa 、工作节拍 13 s ,但由于长时间工作必然
裂解的变形量如果太大将影响精镗
造成磨损和塑性变形 (如表 2) , 当单边塑性 大头孔的圆度和工艺性乃至产品质量 。根据
变形量达到 0. 25 mm 后涨套就无法使用
了 4
。连杆裂解变形及对产品质量的影响
美国 Giddings &Lewis 公司的研究结果 , 裂 解前后直径平均变化量为 0. 023 mm ; 而根 据德国 AL F IN G 公司的 Volker Ohrnber g2
e. 减少刀具种类 ,降低刀具成本 ;
C70S6B Y ,其成分如表 1 。
1998 年第 9 期
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表1
C
Si
Mn
P
S
Al
Cr
Mo Ni
V
0. 67～0. 73 0. 15～0. 25 0. 45～0. 55 ≤0. 045 0. 060～0. 070 ≤0. 01 0. 10～0. 20 ≤0. 03 ≤0. 02 0. 03～0. 04
b. 用结合面装配 , 使结合面积增大 , 承 载能力提高 ,尤其使抗剪切能力大幅提高 。
c. 由于结合面加工不采用螺栓孔定位 , 就不存在由于机械加工结合面产生的螺栓孔 与结合面之间应力 ; 也不会象机械加工结合
1998 年第 9 期
面连杆出现的由于应力释放使结合面变形 影响装配的情况 。
d. 采用结合面啮合的定位方式 ,定位精 度和重复定位精度都很高 , 消除了由光孔与 螺栓定位面配合产生的 0. 004～0. 006 mm 间隙 ,有效减小装配时产生的圆度变形 。
3. 1. 3 裂解的辅助工艺 在裂解前 , 楔铁从 0 加速到一定速度是
空行程 ,裂解过程是一个匀速过程 。涨开后 , 压缩空气工位清理涨断口 ;楔铁再次工进 ,以 确认连杆是否完全裂开 。 3. 2 影响裂解质量的几个要素 3. 2. 1 裂解槽
裂解槽的形状与深度 , 直接影响连杆裂 解的裂解压力从而影响变形 ,如图 5 所示 。
1998 - 06 - 14 收稿 (责任编辑 陈 逍)
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汽车工艺与材料
运动精度高 ,夹具使分离面完全啮合 。
c . 裂解的成功率 。
3. 2. 3 涨套与楔铁
所以 , 影响裂解质量的因素主要有连杆
涨套与楔铁的尺寸直接影响裂解压力与 的材料及其金相组织 、裂解机构及夹具 、裂解
工作行程 。当机床调整 、涨套与楔铁尺寸都 槽质量等 。
很好时 , 裂解缺陷很少 , 此时裂解压力 9～10 4. 2 连杆的变形量
连杆的材料及其金相组织不仅影响连杆
30 % ;
的产品性能和切削性 , 而且决定可裂开性和
c . 取消连杆孔内的定位套或简化螺栓 , 断面质量 , 对裂解工艺起决定作用 。裂解连
降低外协件费用 ,降低单件成本 ;
杆要求其材料塑性变形小 、强度较好 、脆性适
d. 节省量辅具费用 30 % ;
中 、工 艺 性 好 , 058105411B 连 杆 材 料 为
图4
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图5
由此可见 ,裂解槽深时裂解压力小 ,相应 变量小 , 但半精镗 、精镗 、珩磨单边余量之和 仅为 0. 72 mm , 珩磨后裂解槽残留不能大于 0. 1 mm ,同时由于拉裂解槽的夹具与刀具定 位误差为 0. 1 mm , 所以裂解槽深限定在 0. 57 ～0. 4 mm 。同时裂解槽的形状对于裂 解质量影响很大 , 当拉刀刀片的刀尖角磨损 后 ,裂解槽的 R 变大 ,应力集中受影响 。
掉渣 掉渣 、单边裂解 掉渣 (大) 、单边裂解涨不开
缺陷率 0. 18 % 0. 82 % 2. 5 % 约6 %
缺陷原因 裂解槽形误差 、裂解槽不对称 由于变形造成压力不足 、有撕裂 由于变形造成压力不足行程不够 变形量太大 ,已无法正常使用
表 3 精镗和铰珩后工件的圆度值
μm
精镗后 5. 2 2. 9 4. 7 3. 5 4. 1 4. 3 5. 1 3. 9 3. 4 2. 8 3. 4 2. 7
裂解工艺流程 :
粗镗大小头孔 粗磨连杆两侧面 →半精镗小头孔
→钻 、攻螺栓孔 → 钻油道孔
→ 清洗
拉裂解槽 、裂解 、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 → 铰珩连杆大小头孔 →清洗 → 称重分组 、终检
图2
裂解工艺使连杆由分体加工变为整体加
f . 节约动能 40 % ;
传统工艺流程 :
粗磨连杆体两侧面 →拉削连杆体分离面 、大小头定位点 →拉连杆体与盖半圆 、侧定位点 、螺栓座面 、分离面 →清洗
→
粗加工连杆小头孔
粗 、半精 、精加工螺栓孔 →铣连杆体和盖的锁瓦槽
→ 磨分离面
→压衬套并精整
→倒角并铣平小头衬套 →钻油道孔
→
清洗 → 装配连杆 → 精磨两侧面 → 半精 、精镗大小头孔 →珩磨大小头孔 →清洗 → 终检
工 ,省去了分离面拉削与磨削等工艺 ,降低了
g. 简化工艺 ,使废品率明显下降 。
螺栓孔的加工精度和加工成本 , 提高了经济
可见裂解工艺的经济效益是明显的 。
效益 。据德国大众汽车公司计算 : a . 明显减少设备 ,减少机床投资 25 % ;
2 材料及其机械性能
b. 缩短生产线长度 , 减少占地面积
er 和 Michael Haehnel 工程师的研究结果 ,
裂解工艺的可行性取决于两个要素 : 一 圆度平均变化量为 0. 028 mm ; 目前一汽 —
是裂解质量 ,二是裂解时的变形量 。
大众连杆线在9～10 M Pa 压 力 下 圆 度
4. 1 裂解质量
的 平 均 变 形 值 0. 050 4 mm , 尺寸平
图3
3. 1. 2 裂解 在裂解工位上 ,为保证裂解时压力均匀 ,
必须使工件精确定位 , 由电控比例阀控制油 缸带动楔铁涨套移动 ,到达匀速运动后 ,涨套 对连杆内径产生压力 , 使其首先在裂解槽尖 角部开裂 ,到螺栓孔后向两侧延展 ,直到连杆 完全涨开 ,如图 4 所示 。
1 —连杆 ;2 —涨套 ;3 —楔铁 ;4 —夹具 5 —定位块 ;6 —定位销
拉刀刀尖角圆弧半径与裂解缺陷率的关 系如下 :
R = 0. 1 mm 时缺陷率为 0. 16 % R = 0. 4 mm 时缺陷率为 0. 41 % 注 :刀尖角圆弧半径由 ZOLL ER 公司调 刀仪上测得 采用拉削方式加工的裂解槽质量不够稳 定 , 今年美国 RA YCON 、德国 AL F IN G 和 MAU SER 等公司先后研究用激光和水刀来 加工裂解槽 ,质量非常稳定 。 3. 2. 2 裂解夹具 连杆裂解后拧紧螺栓前 , 结合面的啮合 十分重要 ,所以要求裂解工位夹紧稳定 ,往复
金相组织 :珠光体加断续的铁素体 硬度 :263～310 HB S 抗拉强度 :900 + 150 M Pa 屈服极限 :520 M Pa 最大伸长率 :10 %
3 连杆裂解工艺
3. 1 裂解工艺 3. 1. 1 拉削裂解槽
如图 3 所示 , 连杆裂解前要先在连杆大 头孔的两侧面拉削出两条对称裂解槽 , 使连 杆裂解时产生应力集中 ,以实现定位断裂 。
裂解工艺如图 1 所示 , 粗加工大小头孔
后 ,先钻攻螺栓孔 ,在连杆大头孔加工产生应 力集中的裂解槽 , 然后由楔铁向下移动推动 涨套对连杆产生压力 , 使连杆大头孔从裂解 槽处裂解 。裂解后依靠分离面啮合定位 , 装 配螺栓后精加工大 、小头孔 。传统工艺和裂 解工艺的连杆加工流程如图 2 。
1 —裂解套 ;2 —楔铁 ;3 —裂解套 图1
铰珩后 2. 6 1. 1 2. 8 1. 9 2. 7 2. 6 2. 9 2. 1 2. 2 1. 7 2. 0 1. 5
注 :以上测量结果圆度均由 Mahr 公司圆度仪测得 ,尺寸由 KOMEG量仪测得 。
4. 3 裂解工艺对产品质量的影响 a . 裂解虽是新兴工艺 , 其生产质量还是
很稳定的 。目前我公司连杆线裂解自动线的 废品率为 0. 21 % , 低于机械加工结合面的废 品率 。
连杆裂解工艺
一 汽 —大 众 汽 车 有 限 公 司 于 永 仁
随着汽车工业的发展 , 世界汽车市场的 竞争愈演愈烈 , 高质量低成本的制造技术成 为争夺市场的重要手段 。连杆裂解工艺以其 显著的经济效益而备受汽车制造公司重视 。
1 裂解工艺的经济性
传统工艺采用分体工艺 ,用铣 、锯 、拉 、磨 等方法加工连杆体和连杆盖的结合面 ,粗 、半 精加工连杆体 、连杆盖大 、小头孔 , 精加工连 杆盖的定位销孔 ,精加工连杆体螺栓孔 ,然后 装配连杆体与连杆盖 ,精加工大小头孔 。
裂解质量主要从以下方面描述 :
均变化值为 0. 092 5 mm , 小于粗镗的余量 ,
a . 断面的啮合性 ;
对镗削和铰珩的工艺性影响不大 。表 3 为精
b. 断面的质量 ;
镗和铰珩后工件的圆度值 。 Nhomakorabea表 2 裂解连杆的缺陷
涨套尺寸 m m 48. 89 48. 76 48. 72 48. 68
缺陷类型 单边裂解