涨断连杆工艺

论述涨断连杆与切开连杆的工艺比较

连杆分离面的涨断工艺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。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

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。

* 经济效益

** 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。

与传统工艺的区别

以整体锻件毛坯加工为例，我厂采用的连杆涨断新工艺与传统工艺相比有很多区别。 1、大头孔的粗力口工传统工艺要在切断后对大头孔进行粗拉，或者在切断前将它加工成椭圆形（或者毛坯为椭圆形），所以要在2个工位上.进行粗加工，而且因为是断续加工，振动大、刀具磨损快、刀具消耗大。而涨断工艺将大头孔加工成圆形，所以可在1个工位上加工。涨断工艺的生产设备只需要1个主轴，而传统工艺的生产设备则需要2个主轴。

2、连杆体、盖分离方法传统工艺采用拉断（或铣断、锯断）法，而涨断工艺是在螺栓孔加工之后涨断。采用涨断工艺后，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，所以分离面不需要进行拉削加工和磨削加工。由于分离面完全啮合，将连杆与连杆盖装配时，也不需要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，这样可省去螺栓孔的精加工（铰或镗）。

3、结合面的加工传统工艺是在拉断后还要磨削结合面，且连杆体/盖的装配定位靠两个螺栓孔中的定位孔和螺栓的定位部分配合来定位，所以对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。尺寸误差导致连杆与连杆盖装配后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后，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，这会造成连杆大头孔变形。当连杆盖与连杆被再次安装到发动机曲轴上时，变形严重的可导致无法安装

4、螺栓孔加工涨断工艺加工的连杆体/盖的装配定位是以涨断断面作定位，而传统工艺加土的连杆体/盖的装配定位靠两个螺栓孔中的定位孔和螺栓的定位部分配合来定位，所以对螺栓孔和螺栓的精度要求都很高。以两个螺栓孔孔距为例：传统工艺加工时公差要求为士0.05mm，而采用涨断工艺加工时为±0.1 mm。采用涨断工艺加工连杆时，两个螺栓孔可不同时加工，这样为多品种加工创造了便利条件。连杆大头孔采用涨断工艺后，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。采用涨断工艺加工的连杆螺栓孔结构简单，精度要求低，使用6工位自动线就可以完成螺栓孔加工；而传统工艺加工连杆螺栓孔则需要14个工位，而且需要分别定位夹紧连杆体/盖，夹具复杂，设备工装投资很大。

二连杆加工的工艺流程

连杆加工的工艺流程是：拉大小头两端面——粗磨大小头两端面→拉连杆大小头侧定位面→拉连杆盖两端面及杆两端面倒角→拉小头两斜面→粗拉螺栓座面，拉配对打字面、去重凸台面及盖定位侧面→粗镗杆身下半圆、倒角及小头孔→粗镗杆身上半圆、小头孔及大小头孔