脉冲光纤激光切割连杆裂解槽工艺参量优化

为了获得36MnVS4连杆裂解槽最优的切割质量,采用正交实验法对裂解槽进行了激光切割理论分析和实验验证,通过激光共聚焦显微镜测量裂解槽的深度、宽度、张角及曲率半径等几何尺寸,同时采用扫描电镜观测裂解槽底部微观形貌及热影响区的厚度,采用极差分析法得到了峰值功率、脉冲宽度、切割速率和脉冲频率对裂解槽几何尺寸的影响,并获得了最优实验参量组合。结果表明,裂解槽热影响区厚度皆小于100μm且裂解槽底部存在微裂纹及气孔,各参量组合对裂解槽宽度、张角及曲率半径的影响较小,对裂解槽深度的影响较大;脉冲宽度和峰值功率对槽深的影响较大,脉冲频率和切割速率对槽深的影响较小;优化后切割速率为1.0m/min,峰值功率为700W,脉冲频率为1000Hz,脉冲宽度为50μs。这一结果对实际生产具有重要意义。

脉冲光纤激光加工36MnVS4连杆裂解槽的研究

为了获得新材料36 MnVS4连杆裂解槽的最优切割质量,采用光纤激光器对36 MnVS4连杆进行了裂解槽激光加工的工艺研究,分析了离焦量、峰值功率、脉冲宽度、切割速度和脉冲频率对裂解槽几何尺寸的影响,通过激光共聚焦显微镜测量对比,研究不同激光工艺参数下裂解槽几何尺寸的变化规律。结果表明:负离焦能加工出质量更好的裂解槽;峰值功率、脉冲宽度、脉冲频率和切割速度对槽深和张角的影响较大,对槽宽和曲率半径的影响较小,但在裂解槽深度为0.5~0.6 mm时,张角在10°~25°的较小范围内变化。

连杆裂断机床的研制

连杆裂断技术是在连杆大头孔内表面预加工出两条应力槽,然后在孔内施加自内向外的裂断力将连杆剖分为杆体和杆盖两部分,通过自然形成的粗糙耦合面实现杆盖和杆体的精确啮合。裂断机床是发动机连杆裂断加工的核心设备,直接影响连杆的整体性能。介绍一种最新自行研制、结构简洁的连杆裂断设备,包括机床总体方案、结构特点、控制系统设计。经实验验证,机床完全达到设计要求。

斜切口连杆裂解工艺开发及应用

研究开发了斜切口连杆裂解加工工艺:先对粗加工后的连杆整体断裂剖分,再利用断裂面的啮合特性实现连杆体/盖结合面的全方位定位;采用C70S6非调质钢楔横轧制坯、热模锻压机成型,锻后强风+空冷处理,得到珠光体加少量铁素体组织;采用国产CSE—400型裂解机床进行定向裂解,调整"背压"保证断裂面质量并减小大头孔残余变形。实践表明,采用该项新工艺可节约设备投入、减少加工工序、提高生产效率、降低制造成本,产品制造精度高,重复定位精准。

发动机连杆应力槽加工新技术

对发动机连杆应力槽加工方法与设备、国内外研究现状进行了阐述;针对连杆应力槽加工难题,提出一种应力槽双向同步线切割新技术。开发的切槽装置具有柔性化程度高、加工成本低等特点,在连杆批量生产中得到了成功应用。

46MnVS5连杆裂解槽在机器视觉的几何尺寸检测研究

在传统汽车连杆的裂解槽加工中,对于裂解槽几何尺寸只能靠肉眼观察,没有高效精准的检测方式。介绍了将机器视觉应用到连杆裂解槽加工过程中,用机器视觉代替人眼,把46MnVS5连杆胀断的裂解槽参数作为检测标准,实现对连杆裂解槽几何尺寸的实时检测,判断裂解槽是否满足胀断要求,提高加工效率。机器视觉检测系统主要包含CMOS相机、镜头、同轴光源、工业计算机以及可编程逻辑控制器(PLC)。该系统与激光切槽装备进行集成,连杆裂解槽加工完成后,通过可编程逻辑控制器控制转盘将连杆移至镜头下方,相机采集图片,对采集的图像进行预处理、模板匹配及深度处理,得到完整的裂解槽轮廓线,采用HALCON算子分别测量裂解槽的槽深h、张角α及曲率半径r。最后,采用HALCON算子和C#语言进行联合编程,创建人机交互界面,可以实现槽深在0.3~0.7 mm,张角在15°~35°,曲率半径在0.1~0.3 mm时的连杆裂解槽参数的实时检测。

46MnVS5连杆裂解槽脉冲激光加工数值模拟研究

分析了激光切割连杆裂解槽的温度场特性及对工件材料的热影响,建立了脉冲激光热源加工裂解槽温度场模型,分析了数值模拟中材料的初始条件、网格划分和热物理特性。通过数值模拟不同激光加工参数(脉冲功率、脉冲频率、脉冲宽度和切割速度)的温度场分布,得出激光参数对46MnVS5连杆裂解槽几何尺寸(槽深、槽宽和张角)的影响规律,为激光加工参数对连杆裂解槽质量参数影响的实验研究提供理论参考依据。

汽车发动机胀断连杆用中碳非调质钢46MnVS5的应用现状与发展

简述了胀断连杆的发展现状及对材料的要求,对比了中碳非调质钢36MnVS4和46MnVS5金相组织及合金元素的差异,探讨了36MnVS4连杆断口不齐等缺陷的原因,并分析了各合金元素含量对新型胀断连杆材料46MnVS5性能的影响。结果表明:46MnVS5微观组织结构成分分布更均匀,在屈服强度、抗拉强度和硬度等方面具有更好的综合机械性能。最后对胀断连杆未来锻造技术的发展趋势提出了建议。

光纤激光垂直加工连杆裂解槽装备设计

设计安装了一台激光加工连杆裂解槽设备,提出了一种脉冲光纤激光加工胀断连杆裂解槽的新方法,采用上料与加工同步的双工位工作台,激光头360°旋转以0°入射角对叠加放置的多个连杆大头孔内壁同时进行裂解槽加工,提高了加工质量和效率又保障了安全生产。

46MnVS5连杆脉冲激光切割裂解槽实验研究

分析总结了不同脉冲光纤激光加工参数(脉冲功率、脉冲频率、脉冲宽度和切割速度)对新型胀断连杆材料46MnVS5裂解槽几何尺寸的影响规律。结果显示:随着脉冲功率、脉冲频率和脉冲宽度的增大,裂解槽的深度和宽度都有不同程度的增加,其中脉冲功率对张角的影响较大,脉冲频率和脉冲宽度对张角的变化不明显;槽深和槽宽随着切槽速度的增加均减小,张角则在一定尺寸范围内变化。当加工出来的槽深在450~700μm、槽宽在150~200μm时,张角在15°~20°范围内变化,可满足加工要求。

挤压螺纹工艺在裂解连杆加工中的应用和研究

内螺纹的加工工艺有多种,裂解连杆螺纹的加工方法以丝锥攻丝为主。为了提高螺纹各方面的性能,结合挤压螺纹的特点,实现挤压螺纹工艺在裂解连杆加工中的应用。通过对挤压螺纹加工工艺的研究,并结合机加生产线特定的条件,确定各项工艺参数;通过对比切削螺纹和挤压螺纹的性能,得出通过挤压丝锥加工的螺纹具有强度高、表面粗糙度低、精度高等特点。挤压螺纹工艺具有丝锥寿命长、刀具成本低、加工效率高、加工过程无切屑等优点。

发动机连杆的裂解加工技术

裂解连杆技术是通过在连杆大头孔内施加向外的定向张力和在孔外施加定向压力使连杆体和盖定向断开，由断裂表面的三维曲面自然形成连杆体、盖的结合面的一种新工艺。作为发动机关键零部件连杆的加工，在连杆体和盖的结合处采用何种形式将直接影响到连杆大头孔的质量，影响到连杆产品的整体性能。如何做到最佳的产品性能和最经济的加工成本是人们追求的目标。于是，连杆体与盖结合面采用三维立体结合的方式被人们提出来了，而裂解技术可以做到这一点。

YC4110连杆体锻体锻造工艺的改进及模具设计

YC4110连杆是我公司近年来根据广西玉柴机器集团发展规划而开发的新产品，历经试制交样、小批量生产及批量生产三个阶段。在此期间，连杆体锻件的锻造工艺也经历了由“手工制坯的一模一件”、“楔横轧制坯的一模一件”到“楔横轧制坯的一模两件”的锻造工艺。现在已大批量投产，取得了明显的经济效益。

激光微加工对Ti6Al4V表面形貌及润湿性影响的研究

为了在Ti6Al4V表面加工不同的微结构,改变其润湿性,使其表面具有超疏水性,采用纳秒光纤脉冲激光对Ti6Al4V表面进行了微加工,研究了脉冲能量密度和扫描间距对点阵、线阵及网格3种微结构的表面形貌及润湿性的影响,建立了接触角与表面特征参量Sa,Sd的关系。结果表明,脉冲能量和扫描间距对点阵、线阵及网格结构的表面形貌参量Sa,Sd均有所影响,且对网格结构的Sa和Sd的影响程度最大,线阵结构次之,点阵结构最小;激光加工Ti6Al4V后,其表面皆会发生从超亲水到疏水甚至超疏水的自发转变,不同的脉冲能量、扫描间距加工的微结构均对表面润湿性有不同程度的改善,其中网格结构对表面湿润性的改善最好,线阵次之,点阵最差;网格、线阵、点阵结构的最大及最小接触角分别为165°,160.5°,142.4°;132.9°,97°,94.6°,具有最大接触角的表面参量Sa,Sd分别为0.97μm,1.38;1.62μm,1.04;4.14μm,2.39。该研究对改善Ti6Al4V表面润湿性具有一定参考意义。

光纤激光加工对Ti6Al4V粘接强度影响的研究

为了在Ti6Al4V表面加工不同的微结构,改变其表面形貌,从而提高其粘接接头的强度,采用纳秒光纤脉冲激光对Ti6Al4V表面进行了微加工,研究了脉冲能量和扫描间距对线阵及网格2种微结构的表面形貌及粘接接头强度的影响。结果表明:当脉冲能量和扫描间距相同时,网格结构比线阵结构能获得更大的粗糙度及表面积;激光加工能有效提高Ti6Al4V粘接接头的强度,线阵结构和网格结构分别在λ=50%、ψ=100%,λ=0%、ψ=100%时,接头有最大剪切强度,分别为25.2 MPa、 27.2 MPa,与未经激光处理的粘接接头相比,其强度分别提高50.5%,62.5%;当脉冲能量和扫描间距相同时,网格结构相比线阵结构更有利于提高接头的强度。该研究对改善Ti6Al4V粘接接头强度具有一定参考意义。

卷制异型衬套压装工艺及装备

研究开发了卷制异型衬套压装工艺及装备。采用连杆小头孔加热膨胀的方法减小过盈量;采用内外导向定位夹具,保证衬套压装过程中不发生歪斜、拉边和损坏衬套钢背等现象,确保衬套与连杆小头孔的贴合度指标达标。