涨断连杆工艺

连杆分离面的涨断工艺(CRACKING TECHNOLOGY)是把连杆盖从连杆本体上断裂而分离开来。它不是用铣、锯或拉这类传统切削加工方法，而是对连杆大头孔的断裂线处先加工出两条应力集中槽子（或在毛坯时就做出沟槽），然後带楔形的压头往下移动进入连杆大头孔，连杆大头孔与压头之间还有一对半圆套筒。当压头往下移动时对连杆大头孔产生径向力，这样就使其在槽子处出现裂缝，在径向力的继续作用下，裂缝也继续扩大，最终把连杆盖从连杆本体上涨断而分离出来。

连杆涨断工艺的实用性取决於其分离面的可装配性。最理想的连杆及连杆盖涨断後的分离面，是不带任何塑性变形的脆性断裂，使其可装配性达致最佳。影响其脆性断裂的因素很多，如断裂速度及材料等。至於连杆采用涨断工艺时对其材料的要求，据德国KREBSOEGE公司的研究结果，烧结粉末金属连杆的可涨断性较好，也是连杆涨断工艺首先在粉末金属连杆上推行的原因。铸铁连杆最适宜的材料是GTS65-70，锻钢连杆的材料是70号钢。但是，70号钢锻造连杆在涨裂时，不带塑性变形的脆性断裂以及70号钢的切削加工，将是该工艺的难点。

连杆分离面涨断工艺的几个工艺问题

* 断裂槽的加工工艺

连杆断裂槽加工有两种工艺：拉削加工和激光加工）。

采用拉削方法加工连杆大头孔的两条槽子，由於拉刀随着加工时间长而磨损，被拉削的槽子形状也随之而变化。槽子形状的变化又影响连杆大头孔在涨断後的变形。由於被拉削的两个断裂槽形状不一样，在连杆分离面断裂时会出现一个分离面已断开，而另一个分离面尚未完全断开的现象。

采用激光加工连杆大头孔的两条槽子，可保持形状一致，也就保证了连杆大头孔在涨断後的变形也是一致。同时，激光加工的柔性好，加工运行的费用也小。所以，现在很多汽车公司如上海大众汽车公司等，都倾向采用激光加工连杆断裂槽。

* 断裂槽的槽深

德国ALFING机床公司的研究表明，连杆大头孔在涨断後的圆度和楔力，与大头孔预加工的槽子深度有关。由图可知断裂槽的深度大，则连杆大头孔在涨断後的变形小及涨断时的楔力小。但是，断裂槽深度不能太深，否则在最後精镗大头孔时会镗不掉，建议为0.50mm左右。

* 采用涨断工艺後连杆的装配工艺

当连杆分离面断开之後，在分离面上有些金属粉粒未脱落，需要先吹净分离面才装配连杆与连杆盖，装配完毕再松开并第二次吹净其分离面，然後再装配连杆与连杆盖。所以，采用涨断工艺後的连杆装配工

艺比传统工艺要复杂。

* 连杆涨断工艺流程

连杆采用涨断工艺之後，其机械加工的工艺流程与传统工艺流程有了明显的变化。

连杆分离面涨断工艺的优点

* 简化了连杆及连杆盖的设计要求

连杆分离面采用涨断工艺後，连杆与连杆盖的分离面完全啮合，这就改善了连杆盖与连杆分离面的结合质量，所以它们的分离面不需进行机械加工，省掉了分离面的拉削加工和磨削加工。

由於分离面完全啮合，连杆与连杆盖装配一起时，也不需增加额外的精确定位，如螺栓孔定位（或定位环孔），只要两枚螺栓拉紧即可。这样可省掉螺栓孔的精加工（铰或镗）。

* 改善连杆总成的大头孔变形

采用传统的连杆加工工艺，在装配前需要把连杆与连杆盖的分离面磨削加工一次，以及螺栓孔作为定位用，所以螺栓孔与其分离面的垂直度和两螺栓孔的中心距尺寸都有严格的要求。虽然以上的技术要求很高，但总有一定误差，所以连杆与连杆盖装配後有残余应力留在连杆

总成。连杆总成的两侧面和大小头孔精加工完毕後，要送到发动机装配线上与曲轴装配，这时要拆开连杆盖与连杆，释放残余应力，产生连杆大头孔变形的现象。当连杆盖与连杆再次装到发动机的曲轴上，严重的变形就引致装不上去的质量问题。

连杆大头采用涨断工艺後，它们的分离面是最完全的啮合。所以，没有分离面及螺栓孔加工误差等影响，而这些加工误差以0.01mm单位来计算。采用涨断工艺时连杆大头孔亦有变形，但是比较小，其误差以0.001mm单位来计算。例如德国ALFING公司的Volker Ohrnberger和Michael Haehnel两位工程师的研究指出：在粗加工後连杆大头孔不圆度大约在12痠左右，在涨断後大约在40痠左右，变形约为28痠。美国Giddings & Lewis Co.的研究指出：连杆大头孔的平均直径在涨断前後的平均变形仅为23痠(0.0009in)。

* 经济效益

据德国ALFING机床公司介绍，连杆分离面采用涨断工艺後的经济效益如下：

** 减少设备投资达25%以上；

** 缩短连杆生产线的长度，减少设备占地面积达30%以上；

** 节约能耗40%以上；

** 节约刀具费用35%以上；

** 明显地减少设备、刀具等的维护费用。

国内外汽车公司连杆采用涨断工艺的情况

国内外连杆采用涨断工艺的汽车厂及设备制造厂包括：

1991年美国FORD汽车公司的ROMEO发动机厂的4.6升V8发动机的粉末锻造连杆（由美国TRI-WAY机床公司提供设备）；

1991年德国BMW汽车公司的4升V8发动机的粉末锻造连杆（由德国EX-CELL-O机床公司提供设备）；

1992年美国CHRYSLER汽车公司的TRENTON发动机厂的2升L-4发动机的粉末锻造连杆（由加拿大ARVID公司提供设备）；

1992年美国FORD汽车公司Cleveland第二发动机厂的2.5升V-6发动机的粉末锻造连杆（由美国LAMB机床公司提供设备）；

1995年中国一汽大众的五气门发动机的70号钢锻造连杆（由德国Ex-Cell-O机床公司提供设备）；

1997年德国大众的Audi汽车公司的五气门发动机的70号钢锻造连杆（由德国ALFING机床公司提供设备）；

1999年中国上海大众的五气门发动机的70号钢锻造连杆（由德国ALFING机床公司提供设备）。

由於连杆分离面采用涨断工艺要比传统工艺具有更多的优点，所以它是符合精益生产原则的精益制造工艺，更是连杆制造工艺的发展方向。目前，国外连杆分离面的涨断工艺正在迅速且大量地进入连杆生