一种粉锻连杆的胀断预应力槽制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粉锻连杆的胀断预应力槽制备方法，主要用于在制作粉锻连杆毛坯阶段时就完成胀断预应力槽的加工，免除后续的切槽工序。其主要技术方案：该方法包含工序a粉体材料混合、b压制预制坯及V形槽、c预制坯热处理、d预制坯锻造及V形槽表面贴合、e胀断前机加工、f胀断、g装配加工。本发明专利技术通过试用证明：从根本上克服了原方法存在的生产效率低，成本高的现象，达到有效的简化工序，提高效率，降低成本，满足粉锻连杆的开发和生产需求。

The preparation method of a bulging prestress slot for a powder forging connecting rod

The invention discloses a method for preparing the prestressing slot of the powder forging connecting rod, which is mainly used for processing the expanding prestressed grooves during the production of the powder forging connecting rod blank stage, and eliminates subsequent grooving procedures. The main technical solutions include: process a powder material mixing, B pressing preform and V groove, C preform heat treatment, D preform forging and V groove surface bonding, e expansion and break before machining, f expansion and G assembly process. The invention proves that it fundamentally overcomes the phenomenon of low production efficiency and high cost existing in the original method, and achieves effective simplification process, efficiency and cost reduction, and meets the development and production demand of the powder forging connecting rod.

【技术实现步骤摘要】
一种粉锻连杆的胀断预应力槽制备方法
本专利技术涉及一种连杆的加工方法，主要用于在制作粉锻连杆毛坯阶段时就完成胀断预应力槽的加工，免除后续的切槽工序，从而代替采用激光、拉削或线切割等方式来加工胀断预应力槽的工艺。
技术介绍
连杆是发动机的关键部件之一，它连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。粉锻连杆（见图1），由连杆体1、连杆盖3、连杆螺栓4构成，而连杆体、连杆盖的胀断裂解工序是粉锻连杆产品在生产制造中的重要环节，它的装配质量直接影响到发动机的使用寿命和安全性，为保证连杆胀断面2可以完全啮合，需要在连杆加工过程中将连杆预制坯胀断分离为连杆体和连杆盖，最后将连杆体和连杆盖通过连杆螺栓装配在发动机上。粉锻胀断式连杆通常在机加工过程中，首先根据连杆大头孔轴线和大头孔加工余量，用激光或拉削或线切割等方式在连杆大头孔内加工出对称的两个V形预应力槽（见图2、3、4），预应力槽的V形角α为60—100°，槽深L为1.5—2mm。然后利用胀断工艺及装备将连杆进行裂解胀断。现有的粉锻连杆的加工工艺流程包含：粉体材料混合、压制预制坯、预制坯热处理、预制坯锻造、胀断前机加工、加工胀断预应力槽、胀断、装配加工。流程中专门安排了一道加工胀断预应力槽工序，这道工序增加了整个流程的制造环节，需进行设备、人员及能耗的投入，同时为控制预应力槽的深浅和角度的一致性，需要在加工过程中增加质量控制环节，对操作和过程检测人员的要求也都较高，使得连杆制造效率偏低，成本居高不下。因此，须寻求一种简便可靠的方法，对粉锻连杆的胀断预应力槽进行加工，以便提高生产效率，降低成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的主要技术问题和目的是：根据现有的粉锻连杆胀断预应力槽制备方法存在的缺陷，在其基础上进行改进，设计一种新的方法，直接在粉锻连杆毛坯上增加胀断预应力槽，去除专门加工胀断预应力槽的工序，从根本上克服原方法存在的生产效率低，成本高的现象，达到有效的简化工序，提高效率，降低成本，满足粉锻连杆的开发和生产需求。本专利技术的主要技术方案：本专利技术包含工序a粉体材料混合、b压制预制坯及V形槽、c预制坯热处理、d预制坯锻造及V形槽表面贴合、e胀断前机加工、f胀断、g装配加工，具体操作如下：a、粉体材料混合，将压制粉锻连杆所需的各种粉体材料放入自动搅拌机内，进行恒温搅拌混合，时间20~30分钟；b、压制预制坯及V形槽，按要求的重量将混合后的粉体材料装入压制模具的凹模的型腔内，上凸模在压力机作用下向下施加一定压力，使粉锻连杆预制坯压制成形，同时连杆的大头孔通过大头孔芯轴上的V形结构也挤压成形出两个V形槽，即预应力槽，预制坯密度为6.2~6.8g/cm³，然后通过压力机下部的顶出机构将下小头凸模、下杆部凸模、下大头凸模同时向上顶，使预制坯脱离凹模的型腔和大头孔芯轴及小头孔芯轴，此时完成预制坯的压制；c、预制坯热处理，将预制坯放入烧结脱脂炉网带上，将温度升到460℃，而后脱脂炉采用逐区升温方式，每区升温约122℃，最后升至950±20℃，控制网带以每分钟80cm的速度从一区进入到950±20℃的四区，再进入到空冷区自然冷却，完成脱脂烧结，此过程中使V形槽两表面已形成氧化层，在下道工序高温锻造中V形槽表面不产生熔合；d、预制坯锻造及V形槽表面贴合，将完成热处理的预制坯放入转体炉内，加热到1200±20℃，再通过锻造压力机在闭式模锻模具中完成锻造，同时将预先压制出的V形槽的两V形面锻造贴合在一起，此时预制坯密度由6.2~6.8g/cm³增加到7.8g/cm³以上；e、胀断前机加工，对锻造后的预制坯进行上下两平面的铣削加工和大小头孔的粗加工；f、胀断，采用25T的压力机和胀断夹具对锻造后的预制坯进行胀断，将预制坯裂解为连杆体和连杆盖；g、装配加工，将胀断后的连杆体和连杆盖的断面进行啮合，并通过两颗连杆螺栓装配为一体；所述的工序b的压制模具，具体结构为：凹模装入应力圈内，应力圈通过长螺栓连接到下工作台上，下小头凸模、下杆部凸模、下大头凸模通过固定板连接到顶出机构上，大头孔芯轴通过固定螺栓连接到顶出机构的左固定杆上，小头孔芯轴通过固定螺栓连接到顶出机构的右固定杆上，上凸模通过上凸模固定板、螺栓与上工作台连接；所述的压制模具的大头孔芯轴，采用在芯轴上部，设计两个与粉锻连杆大头孔中心轴线对称的V形凸条，两个凸条的V形角为60—100°，高为1.5—2mm。本专利技术通过实际试用证明：完全达到研制目的，直接在胀断连杆毛坯上增加胀断预应力槽的结构，去除专门加工胀断预应力槽的工序，克服了原工艺流程环节多、成本投入大及过程质量控制要求高的现象，从节约设备、人员、专用工装及能耗来看，至少降低成本百分之三十以上，在保证粉锻连杆胀断质量的前提下提高生产效率一倍以上，工人劳动环境条件也有所改善，完全适应粉锻连杆的开发和生产需求。附图说明图1，是粉锻连杆的装配示意图。图2，是粉锻连杆的示意图，主要表示预应力槽I的形状结构。图3，是图2的A-A向剖视图。图4，是图2的预应力槽I的放大图。图5，是本专利技术的工艺流程图。图6，是本专利技术压制粉锻连杆预制坯的模具主视图。图7，是本专利技术模具的大孔芯轴12的主视图。图8，是图7的俯视图。具体实施方式参照图5、6，对本专利技术的技术方案进行说明：本专利技术包含工序a粉体材料混合、b压制预制坯及V形槽、c预制坯热处理、d预制坯锻造及V形槽表面贴合、e胀断前机加工、f胀断、g装配加工，具体操作如下：a、粉体材料混合，将压制粉锻连杆所需的各种粉体材料（企业标准XY-FTC2055，如铁、碳、铜等材料）放入自动搅拌机内，进行（摄氏22度）恒温搅拌混合，时间20~30分钟；b、压制预制坯及V形槽，按要求的重量将混合后的粉体材料装入压制模具（见图6）的凹模15的型腔内（下大头凸模11退下后留下的空间），上凸模17在压力机（800吨的粉末压力机）作用下向下施加一定压力，使粉锻连杆预制坯压制成形，同时连杆的大头孔通过大头孔芯轴12上的V形结构也挤压成形出两个V形槽，即预应力槽，预制坯密度为6.2~6.8g/cm³（用密度天平0~600g/0.01测量)，然后通过压力机下部的顶出机构6将下小头凸模8、下杆部凸模9、下大头凸模11同时向上顶，使预制坯16脱离凹模15的型腔和大头孔芯轴12及小头孔芯轴10，此时完成预制坯的压制；c、预制坯热处理，将预制坯放入烧结脱脂炉（普通热处理炉）网带上，将温度升到460℃，而后脱脂炉采用逐区升温方式，每区升温约122℃，最后升至950±20℃，控制网带以每分钟80cm的速度从一区进入到950±20℃的四区，再进入到空冷区自然冷却，完成脱脂烧结，此过程中使V形槽两表面已形成氧化层，在下道工序高温锻造中V形槽表面不产生熔合；d、预制坯锻造及V形槽表面贴合，将完成热处理的预制坯放入转体炉（普通热处理炉）内，加热到1200±20℃，再通过锻造压力机（常用设备）在闭式模锻模具（连杆常用的模具）中完成锻造，同时将预先压制出的V形槽的两V形面锻造贴合在一起，此时预制坯密度由6.2~6.8g/cm³增加到7.8g/cm³以上（用密度天平0~600g/0.01测量）；e、胀断前机加工，对锻造后的预制坯进行上下两平面的铣削加工和大小头孔的粗加工；f、胀断，采用25T的压力机和胀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉锻连杆的胀断预应力槽制备方法，其特征在于：包含工序a粉体材料混合、b压制预制坯及V形槽、c预制坯热处理、d预制坯锻造及V形槽表面贴合、e胀断前机加工、f胀断、g装配加工，具体操作如下：a、粉体材料混合，将压制粉锻连杆所需的各种粉体材料放入自动搅拌机内，进行恒温搅拌混合，时间20~30分钟；b、压制预制坯及V形槽，按要求的重量将混合后的粉体材料装入压制模具的凹模（15）的型腔内，上凸模（17）在压力机作用下向下施加一定压力，使粉锻连杆预制坯压制成形，同时连杆的大头孔通过大头孔芯轴（12）上的V形结构也挤压成形出两个V形槽，即预应力槽，预制坯密度为6.2~6.8g/cm³，然后通过压力机下部的顶出机构（6）将下小头凸模（8）、下杆部凸模（9）、下大头凸模（11）同时向上顶，使预制坯（16）脱离凹模（15）的型腔和大头孔芯轴（12）及小头孔芯轴（10），此时完成预制坯的压制；c、预制坯热处理，将预制坯放入烧结脱脂炉网带上，将温度升到460℃，而后脱脂炉采用逐区升温方式，每区升温约122℃，最后升至950±20℃，控制网带以每分钟80cm的速度从一区进入到950±20℃的四区，再进入到空冷区自然冷却，完成脱脂烧结，此过程中使V形槽两表面已形成氧化层，在下道工序高温锻造中V形槽表面不产生熔合；d、预制坯锻造及V形槽表面贴合，将完成热处理的预制坯放入转体炉内，加热到1200±20℃，再通过锻造压力机在闭式模锻模具中完成锻造，同时将预先压制出的V形槽的两V形面锻造贴合在一起，此时预制坯密度由6.2~6.8g/cm³增加到7.8g/cm³以上；e、胀断前机加工，对锻造后的预制坯进行上下两平面的铣削加工和大小头孔的粗加工；f、胀断，采用25T的压力机和胀断夹具对锻造后的预制坯进行胀断，将预制坯裂解为连杆体（1）和连杆盖（3）；g、装配加工，将胀断后的连杆体（1）和连杆盖（3）的断面（2）进行啮合，并通过两颗连杆螺栓（4）装配为一体；所述的工序b的压制模具，具体结构为：凹模（15）装入应力圈（14）内，应力圈通过长螺栓（20）连接到下工作台（5）上，下小头凸模（8）、下杆部凸模（9）、下大头凸模（11）通过固定板（7）连接到顶出机构（6）上，大头孔芯轴（12）通过固定螺栓（13）连接到顶出机构的左固定杆（22）上，小头孔芯轴（10）通过固定螺栓（13）连接到顶出机构的右固定杆（23）上，上凸模（17）通过上凸模固定板（18）、螺栓（21）与上工作台（19）连接；所述的压制模具的大头孔芯轴（12），采用在芯轴上部，设计两个与粉锻连杆大头孔中心轴线对称的V形凸条，两个凸条的V形角（α）为60—100°，高（L）为1.5—2mm。...

【技术特征摘要】
1.一种粉锻连杆的胀断预应力槽制备方法，其特征在于：包含工序a粉体材料混合、b压制预制坯及V形槽、c预制坯热处理、d预制坯锻造及V形槽表面贴合、e胀断前机加工、f胀断、g装配加工，具体操作如下：a、粉体材料混合，将压制粉锻连杆所需的各种粉体材料放入自动搅拌机内，进行恒温搅拌混合，时间20~30分钟；b、压制预制坯及V形槽，按要求的重量将混合后的粉体材料装入压制模具的凹模（15）的型腔内，上凸模（17）在压力机作用下向下施加一定压力，使粉锻连杆预制坯压制成形，同时连杆的大头孔通过大头孔芯轴（12）上的V形结构也挤压成形出两个V形槽，即预应力槽，预制坯密度为6.2~6.8g/cm³，然后通过压力机下部的顶出机构（6）将下小头凸模（8）、下杆部凸模（9）、下大头凸模（11）同时向上顶，使预制坯（16）脱离凹模（15）的型腔和大头孔芯轴（12）及小头孔芯轴（10），此时完成预制坯的压制；c、预制坯热处理，将预制坯放入烧结脱脂炉网带上，将温度升到460℃，而后脱脂炉采用逐区升温方式，每区升温约122℃，最后升至950±20℃，控制网带以每分钟80cm的速度从一区进入到950±20℃的四区，再进入到空冷区自然冷却，完成脱脂烧结，此过程中使V形槽两表面已形成氧化层，在下道工序高温锻造中V形槽表面不产生熔合；d、预制坯锻造及...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓伟，马新华，罗瑞佳，董绍杰，李红，管方楞，
申请(专利权)人：云南西仪工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53