钛合金连杆加工工艺制造技术

技术编号:14353858 阅读:150 留言:0更新日期:2017-01-07 15:59
本发明专利技术公开了一种钛合金连杆加工工艺,属于连杆加工技术领域;该工艺通过对切削参数优化,并通过对连杆大小头的两端面和连杆大小孔的加工余量分配设计,实现了钛合金连杆的加工;该工艺克服了钛合金材质的加工难题,也克服了钛合金连杆的加工难题,使得可高质、高效进行钛合金连杆加工,且加工成本得到有效控制,实现了高质量钛合金连杆的商品化供应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连杆加工工艺,尤其是一种钛合金连杆加工工艺,属于连杆加工

技术介绍
汽车,特别是赛车不仅在追求发动机的轻量化,还需功率最大化,以轻量化、高强度的材料来满足甚至超越产品设计图纸要求的高品质连杆,是市场的所需要的。在众多材料中,钛合金连杆比钢制连杆的质量可减轻30%,使连杆往复惯性大幅度降低。钛合金连杆的发动机转可速比钢制连杆发动机提高700r/min,使输出功率大幅度提高,还可显著降低发动机噪声,有利环保等优点。若将钛合金材料用于赛车发动机连杆的制作,显然可满足高性能汽车的要求。但由于钛合金的材质属性使该材料的加工性差,在加工中容易产生积屑瘤(粘刀)、材料导热性差,易产生加工糊点,而被列为难加工材料。除了钛合金材料本身的难加工特点外,钛合金连杆的加工难度还在于:连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度,控制难度相比普通材料连杆更大,另外,在连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度上,控制难度相比普通材料连杆更大。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于:针对上述存在的问题,提供一种高质、高效的可批量化生产的钛合金连杆加工工艺,以实现克服钛合金连杆的难题,实现高质量连杆的供应。本专利技术采用的技术方案如下:一种钛合金连杆加工工艺,包括对连杆大头两端面、小头两端面加工,和对连杆大孔、小孔加工;其中:对连杆大头两端面、小头两端面的加工按照粗铣-半精铣-精铣的流程进行,并将成品尺寸换算成中线值,给予正负公差,按照粗铣尺寸=半精铣尺寸+2×0.2mm、半精铣尺寸=精铣尺寸+2×0.15mm、精铣尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配,连杆端面采用硬质合金刀片进行切削加工,切削速度为125m/min,走刀量为200mm/min,其中,粗铣的切削深度为1mm~1.3mm,半精铣的切削深度为0.2mm,精铣的切削深度为0.15mm,切削过程采用低温雾化的切削液进行冷却;对连杆小孔的加工按照钻孔-精镗至衬套孔成品尺寸-装入衬套后精镗-研磨的流程进行,并按照钻孔时直径留0.4mm~0.5mm的精镗余量、精镗至衬套孔成品尺寸、装入衬套后精镗时直径留0.015mm的研磨余量、研磨至成品尺寸的方式进行余量分配;对连杆大孔的加工按照粗镗-半精镗-精镗-研磨的流程进行,并按照粗镗尺寸=半精镗尺寸-2×(0.5~0.6)mm、半精镗尺寸=精镗尺寸-2×0.2mm、精镗尺寸=研磨尺寸-2×0.025mm、研磨尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配。在连杆的加工过程中,通过连杆端面的加工过程的余量分配设计,在开发的切削加工工艺上,有效的保证了连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度要求,克服了钛合金连杆传统加工过程中对称度难以满足要求的难点。而在该切削工艺过程设计还充分兼顾钛合金材料特性,使材料导热性差,在加工中容易产生积屑瘤(粘刀)、易产生加工糊点等问题得到有效的克服,同时本专利技术在切削加工中采用低温并雾化的切削液进行润滑和冷却,有效的带走了加工中的热量,提高了散热能力。同时通过对连杆小孔、连杆大孔的加工余量分配设计,使得连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度得到有效地保证。进一步的,还包括对连杆螺栓孔的加工,螺栓孔加工过程采用硬质合金钻头,切削速度为25m/min,走刀量为60mm/min,加工过程加注低温切削液进行冷却。按此参数加工后产品表面粗糙度可达到Ra1.6的孔径粗糙度,加工尺寸精度可达IT7~IT8,刀具耐用度也较高,在一次修磨后可加工约200支连杆。进一步的,所述硬质合金刀片是具有高抗弯强度和韧性的刀片。该刀片可选择硬质合金SOMT120408PDER-G刀片。进一步的,所述精铣加工时,连杆夹紧力不应过大,尽可能的使夹紧力作用于夹具或机床支承点上,避免夹紧点与支承点不一致而使连杆产生应力。该设计效果在于避免连杆在加工中应力变形。进一步的,还包括加工完成后的连杆表面镜像处理工序,包括:先用120#砂带进行粗抛,去除表面铣刀纹理,再用400#砂带进行精抛光,去除粗抛遗留的过深痕迹,使表面平整,最后用布轮加蜡的方法进行表面的精处理。进一步的,所述连杆整体加工过程中,首先粗铣加工去以去除连杆两端面的加工余量,然后半精铣、精铣连杆的两端面,再加工出小头孔及粗镗大头工艺孔,最后以大小孔与一端面定位,加工出连杆整体外形。这种定位形式重复定位精度高,而且定位稳定可靠、夹紧简单方便,可使零件变形小,操作方便,能通用于从粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基准统一,使各工序中定位点的大小及位置也保持相同。便于加工精度的控制。进一步的,所述连杆的两端面上,毛坯至成品的单面总加工余量约1.5mm。进一步的,所述连杆大孔从毛坯至成品的直径总余量约3mm。该余量设计,使得有效的控制了整体加工工作量,并有效地结余了加工成本,提升加工效率。进一步的,所述连杆的毛坯件是连杆体、连杆体盖为一整体的锻造件。钛连杆毛坯采用整体锻造,这种锻造方式不仅可确保热处理连杆体盖淬透性一致,最终达到连杆盖体硬度一致。还可使其连杆整体外形及盖沟槽在加工中心中集成加工完成,这样可缩短加工工艺流程,保证外形美观且一致性好。当连杆体和连杆盖在夹具上配对组合定位时,在受夹紧力后,零件不会倾斜和波动,离开定位面后零件加工边距不会出现变化。综上所述,由于采用了上述技术方案,本专利技术的有益效果是:本专利技术通过对关键工序控制和设计,以及对加工过程的切削参数设计,克服了钛合金材质的加工难题,也克服了钛合金连杆的加工难题,使得可高质、高效进行钛合金连杆加工,且加工成本得到有效控制,实现了高质量钛合金连杆的商品化供应。具体实施方式本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。实施例本专利技术的钛合金连杆加工工艺,其钛合金连杆的毛坯件是件连杆体、连杆体盖为一整体的锻造件,锻造件的连杆的两端面上,毛坯件至成品的单面总加工余量约1.5mm,即整个连厚度具有约3.0mm的加工余量,连杆大孔从毛坯至成品的直径总余量约3mm。连杆的整体加工过程中,主要的工艺步骤包括:首先粗铣加工去以去除连杆两端面的加工余量,然后半精铣、精铣连杆的两端面,再加工出小头孔及粗镗大头工艺孔,最后以大小孔与一端面定位,加工出连杆整体外形。还包括后续的对连杆大孔、小孔的半精镗,精镗、研磨和压衬套、加工衬套等工序。钛合金连杆的加工难度还在于:连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度,控制难度相比普通材料连杆更大,另外,在连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度上,控制难度相比普通材料连杆更大。为了解决上面两个问题,在加工过程中还独立对对连杆大头两端面、小头两端面加工进行独立设计,和对连杆大孔、小孔的加工进行独立设计。对连杆大头两端面、小头两端面的加工按照粗铣-半精铣-精铣的流程进行,将成品尺寸换算成中线值,给予正负公差,并按照粗铣尺寸=半精铣尺寸+2×0.2mm、半精铣尺寸=精铣尺寸+2×0.15mm、精铣尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配。该余量分配中,各工序尺寸是指该工序完成以后的工件尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钛合金连杆加工工艺,其特征在于:包括对连杆大头两端面、小头两端面加工,和对连杆大孔、小孔加工;其中:对连杆大头两端面、小头两端面的加工按照粗铣‑半精铣‑精铣的流程进行,并将成品尺寸换算成中线值,给予正负公差,按照粗铣尺寸=半精铣尺寸+2×0.2mm、半精铣尺寸=精铣尺寸+2×0.15 mm、精铣尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配,连杆端面采用硬质合金刀片进行切削加工,切削速度为125m/min, 走刀量为200mm/min,其中,粗铣的切削深度为1mm~1.3mm,半精铣的切削深度为0.2mm,精铣的切削深度为0.15mm,切削过程采用低温雾化的切削液进行冷却;对连杆小孔的加工按照钻孔‑精镗至衬套孔成品尺寸‑装入衬套后精镗‑研磨的流程进行,并按照钻孔时直径留0.4mm~0.5mm的精镗余量、精镗至衬套孔成品尺寸、装入衬套后精镗时直径留0.015mm的研磨余量、研磨至成品尺寸的方式进行余量分配;对连杆大孔的加工按照粗镗‑半精镗‑精镗‑研磨的流程进行,并按照粗镗尺寸=半精镗尺寸‑2×(0.5~0.6)mm、半精镗尺寸=精镗尺寸‑2×0.2 mm、精镗尺寸=研磨尺寸‑2×0.025mm、研磨尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配。...

【技术特征摘要】
1.一种钛合金连杆加工工艺,其特征在于:包括对连杆大头两端面、小头两端面加工,和对连杆大孔、小孔加工;其中:对连杆大头两端面、小头两端面的加工按照粗铣-半精铣-精铣的流程进行,并将成品尺寸换算成中线值,给予正负公差,按照粗铣尺寸=半精铣尺寸+2×0.2mm、半精铣尺寸=精铣尺寸+2×0.15mm、精铣尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配,连杆端面采用硬质合金刀片进行切削加工,切削速度为125m/min,走刀量为200mm/min,其中,粗铣的切削深度为1mm~1.3mm,半精铣的切削深度为0.2mm,精铣的切削深度为0.15mm,切削过程采用低温雾化的切削液进行冷却;对连杆小孔的加工按照钻孔-精镗至衬套孔成品尺寸-装入衬套后精镗-研磨的流程进行,并按照钻孔时直径留0.4mm~0.5mm的精镗余量、精镗至衬套孔成品尺寸、装入衬套后精镗时直径留0.015mm的研磨余量、研磨至成品尺寸的方式进行余量分配;对连杆大孔的加工按照粗镗-半精镗-精镗-研磨的流程进行,并按照粗镗尺寸=半精镗尺寸-2×(0.5~0.6)mm、半精镗尺寸=精镗尺寸-2×0.2mm、精镗尺寸=研磨尺寸-2×0.025mm、研磨尺寸=成品尺寸的方式进行余量分配。2.如权利要求1所述的钛合金连杆加工工艺,其特征在于:还包括对连杆螺栓孔的加工,螺栓孔加工过程采用硬质合金钻头,切...

【专利技术属性】
技术研发人员:彭凡
申请(专利权)人:四川绵竹鑫坤机械制造有限责任公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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