连杆裂解夹具简介

一、激光切割及压力胀断系统简述    连杆是汽车发动机的主要部件之一，它是保证发动机运行稳定及提高机械性能关健部件。传统连杆加工是由铸造、铣削、锯断、粗车、精镗等工艺组成。随着科学技术的发展与进步，连杆的制造被注入了现代化的加工手段，即激光切割应力胀断新工艺。    连杆分离面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。    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＝虾茫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。    据德国GROB公司介绍，连杆分离面涨断工艺已有20年历史，近十年才进入汽车连杆大量生产领域，在国内刚刚兴起。    近几年，国内一汽大众，一汽奥迪、上海大众、奇瑞等厂商都采购整套原装进口生产线，配备美国、德国进口切割机及胀断机用于胀断连杆生产。二、激光切割机床YAG100C-CR    设备现场    切割头及工作台内部结构图    设备说明    所谓激光切割就是将高功率激光束聚焦到工件表面，激光在焦点具有上万度高高温使工件融化并蒸发，以达到切割的目的。激光切割具有精度高，速度快，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，大批量加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。    利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。切缝时的工艺参数(切割速度，激光器功率，气体压力等)及运动轨迹均由数控系统控制，割缝处的熔渣被一定压力的辅助气体吹除。    设备配置1、高功率高脉冲氙灯泵浦激光器或光纤激光器;2、美国进口二陆光学镜片;3、特制Fθ聚焦透镜及专用切割头;4、高精度二维自动工作平台;5、高精度循环冷水机;6、特制抽风吸尘系统;7、d业数控系统;8、辅助照明及调试系统;9、专用定位夹具    系统参数1、激光波长：1064 nm;2、激光器功率：100w;3、激光脉冲频率：1~255Hz;4、最大脉冲功率：20KW;5、切割头垂直工作行程：100mm(可定制);6、切割头工作速度：≥10 mm/sec;7、裂解槽槽宽:0.1～0.3mm;    裂解槽槽深:0.4～0.6±0.05mm;8、连杆中心距120～200mm,φ35≤大头孔直径≤100mm;9、加工节拍:10～15 sec/件;10、整机重量：2000kg;11、整机功耗：5 kw    工作流程1、把激光设置在合适的功率，调入合适的参数及保存文件2、放入连杆，按启动按钮;3、二维平台自动运动，把连杆带到切割位置。激光开始自动切割。两种切割方式，小型连杆先切割，再抬起来，激光切割头自动旋转180度，再下去切割。较大的连杆产品可以“U”切割。切割效率为8－15秒;4、切割完成，激光头自动抬起。切割好的连杆自动退/;5、取下切割好的连杆，再放入下一个待切割的连杆。开始下一个工作循环。切割完产品图片三、连杆裂解加工机床    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9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)。    胀断定位方案：    连杆的定位，用一个端面、小头孔和侧面定为凸台作为定位基准，一个端面限制X、Y方向上的转动和Z方向上的移动，一个圆柱销限制Y方向上的移动，侧面一个液压缸相当于一个定位销用于限制Z方向上的转动，限制了六个自由度，符合定位原理要求，夹紧主要靠右侧的液压缸夹紧。胀断夹具装配图使用说明    在型房桌锓湃胝投咸祝胀断套分为两半，半径与连杆大头内圆半径一样大，使其在胀断时与连杆内圆的更好接触，但其两块之间留有1mm的余地，便于安装时可直接放在连杆大头里面，然后放入楔形块，左侧液压缸在如下图所示位置，其行程已经达到最大值，一方面起到定位的作用，另一方面起到提供背压力的作用。胀断夹具示意图1——圆柱销;2——支撑板;3——楔形块;4——胀断套;5——压块;6——带螺纹圆柱体压头;7——液压缸    在胀断时采用“背压”胀断方法，并施加瞬态阶跃裂解主动载荷，用于保证裂解质量。通过控制、调整背压力与裂解主动力的大小比例关系，以高精度、高质量、快速完成裂解过程，获得性能优良的断裂面。压力机从上向下施加压力在楔形块上，楔形块向下运动，迫使胀断套往两边运动以达到胀断的目的。在胀断瞬间液压缸达到设定压力后，液压缸立即卸压，液压缸在此其压力可调，两个液压缸都必须同时动作。胀断速度≥100mm/s设备己 DTZD 400胀断连杆(直、斜切口)中心距范围 120～220mm胀断连杆角度适用范围 0o，30o～55o公称胀断力 400KN胀断速度(胀断油缸下拉速度) 100～120mm/sec胀断油缸工作行程 30mm电气容量(液压贾鞯缁功率) 18.5KW液压系统工作压力 14Mpa (可调)设备参考图