一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆的製作方法

2024-01-18 00:09:15 1

專利名稱：一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆。
背景技術：
現代發動機中連杆和活塞銷多數是鋼件，在活塞銷與連杆小頭之間採用全浮式連 接時，通常在連杆小頭孔內以一定的過盈量壓入減磨青銅襯套或鐵基粉末冶金襯套，用以減小磨損和提高使用壽命。由於裝有連杆襯套，在維修時，只需更換磨損的襯套即可，既經濟又簡便。目前，國內以傳統的銅基合金、高錫鋁基合金軸承(AlSn20Cu)廣泛應用於高速、重載的發動機軸承中。其中，錫青銅材料因其在高承載時不易產生破裂等優點，而較多的被研究及應用。一些學者通過研究分析測試後得知，錫青銅具有較好的塑性變形能力，而通過旋壓這種表面強化工藝方法加工後，強度有了大幅度的提高。通過控制退火溫度可獲得良好的綜合力學性能，並有較高的表面硬度，完全能滿足高速柴油機對連杆襯套的要求。隨著汽車發動機向著高轉速、高負荷的方向發展，國內外已開始採用雙金屬銅基卷制襯套，因為具有較高的強度和剛性的鋼作為襯背，內層採用具有良好耐磨性的錫青銅做襯層，從而大大提高了連杆襯套的抗衝擊能力、承載能力以及耐高溫能力、耐磨性和工作壽命。連杆襯套裝配技術目前較常用的過盈裝配方法有常溫裝配法和變溫裝配法，具體介紹如I. I、常溫裝配法常溫裝配法是在常溫下利用外力將被包容零件裝配進包容零件內，一般分為動壓力法和靜壓力法。(I)錘擊法(動壓力法)利用錘頭的衝擊壓力將襯套打入殼體，且無需專用設備，簡單靈活。缺點是工件受力不均勻，工作粗暴，容易造成局部塑性變形甚至破壞，在配合過盈較大時無法保證裝配質量。(2)靜壓力法利用液體或螺旋的靜壓力將襯套緩緩壓入殼體。例如利用油壓機，螺杆壓力機壓裝襯套。其特點是受力均勻，工作平穩，裝配質量較好，但為了獲得較高的壓力，必須製造費用昂貴的設備。過去一般採用常溫裝配法，但在實際情況下，零件的表面是不可能絕對光滑的，總有不同大小的微觀不平度。如果對襯套進行常溫壓配時，其表面粗糙度的峰值會被擠壓掉，使接觸表面發生表面損傷，即有一部分過盈量要被刮削掉，使壓配後的過盈量小於未裝配時的過盈量，這樣，實際過盈量就發生了變化。同時，當襯套壓入連杆內孔後，其外圓柱面和連杆小頭孔之間存在著很大的徑向壓力，襯套由於受壓，內孔將產生收縮變形，造成襯套內孔與活塞銷的配合間隙發生變化，改變了原來間隙的配合性質，甚至造成裝配困難。所以，一般需要較大過盈量裝配時，應避免採用常溫裝配法，而採用變溫裝配法。I. 2、變溫裝配法變溫裝配法是將孔加熱或將軸冷卻法。直徑較大或過盈量較大時，如果在常溫下裝配可能會引起零件損壞，在這種情況下應採用加熱包容零件或冷卻被包容零件的方法進行裝配，使過盈量在短時間內減少或形成間隙，方便零件的裝配。當零件恢復常溫後，產生設計的過盈量，其緊固程度比常溫下壓入的要高。⑴加熱法利用金屬材料受熱膨脹和遇冷收縮且線膨脹係數較大的特點，將連杆小頭加熱至 一定溫度後裝入襯套，裝入時為間隙配合狀況，無須加壓，待殼體冷卻收縮後變為過盈配合狀態。常用的加熱方法有油煮、烘房加熱以及電加熱等。(2)冷卻法在殼體加熱困難而襯套尺寸較小時，可以採用將襯套冷凍收縮後裝入的方法。常用的製冷劑有固態二氧化碳(_75°C )，液氨(_120°C )，液態氮氣(_180°C )。目前連杆襯套裝配技術主要應用液氮冷裝技術，即在液氮冷卻下進行裝配。冷裝使襯套組織細化，應力重新分布且變的更為均勻，還中和掉了加工時殘留的拉伸應力，使其壽命增加。

實用新型內容本實用新型設計了一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆，其解決的技術問題是發動機連杆與襯套現有常溫裝配法無法滿足較大過盈量裝配要求；現有加熱裝配法會發生加熱過程中可能產生的熱應力和熱變形問題；現有冷卻法存在冷裝後襯套內孔收縮等問題。為了解決上述存在的技術問題，本實用新型採用了以下方案一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆，包括連杆(I)和襯套(2)，其特徵在於連杆
(I)採用粉末冶金材料，襯套(2)採用鑄造錫青銅材料，連杆(I)和襯套(2)在高溫鍛造時結合於一體，並在後續通過脹管機進行脹緊處理。一種脹管機，該脹管機軸向依次為封頭螺帽(34)、脹杆(33)、脹殼(32)、脹深限位套(31)以及定位螺釘(36)，脹珠(35)套在脹殼(32)上。該小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆與傳統小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆相比，具有以下有益效果(I)本實用新型發動機連杆與襯套的裝配結構提高了襯套裝配的一次性成功率，裝配質量可靠，並且可以進行批量化生產，提高了生產效率，節約了生產成本等。(2)與傳統錘擊法比較，本實用新型裝配過程受力比較均勻，不會造成襯套局部變形過大甚至破壞，並且對配合過盈量較大時也適用。(3)與壓力機壓裝襯套相比，本實用新型所使用脹管機價格低，操作方便。(4)與熱裝襯套法相比，本實用新型不會發生加熱過程中可能產生的熱應力和熱變形問題，並且一次性裝配成功率高。(5)與液氮冷裝相比，本實用新型不存在冷裝後襯套內孔收縮等問題，能更好的控制襯套和活塞銷之間的配合間隙。
圖I :本實用新型小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆結構示意圖I ;圖2 :本實用新型小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆結構示意圖II ；圖3 :本實用新型脹管機的結構示意圖；圖4 :本實用新型中連杆及襯套應力應變示意圖。附圖標記說明I-連杆小頭；2-襯套；3_膨脹力；31_脹深限位套；32_脹殼；33_脹杆；34_封頭螺帽；35_脹珠；36_定位螺釘。
具體實施方式
下面結合圖I至圖4,對本實用新型做進一步說明如圖I和圖2所示，一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆，包括連杆I和襯套2，襯套2在高溫鍛造連杆I時鍛入連杆I中，連杆I採用粉末冶金材料，襯套2採用鑄造錫青銅材料，連杆I和襯套2通過脹管機進行脹緊處理。I、連杆I採用鐵基粉末冶金材料，襯套2採用鑄造錫青銅材料，其材料性能如下表I
權利要求1.一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆，包括連杆(I)和襯套(2)，其特徵在於連杆(I)採用粉末冶金材料，襯套(2)採用鑄造錫青銅材料，連杆(I)和襯套(2)在高溫鍛造時結合於一體，並在後續通過脹管機進行脹緊處理。
專利摘要本實用新型涉及一種小頭帶銅套的發動機粉鍛連杆，包括連杆(1)和襯套(2)，其特徵在於連杆(1)採用粉末冶金材料，襯套(2)採用鑄造錫青銅材料，連杆(1)和襯套(2)在高溫鍛造時結合於一體，並在後續通過脹管機進行脹緊處理。本實用新型發動機連杆與襯套的裝配結構提高了襯套裝配的一次性成功率，裝配質量可靠，並且可以進行批量化生產，提高了生產效率，節約了生產成本等。
文檔編號F16C9/04GK202673982SQ201220320998
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年7月5日
發明者劉福平 申請人:劉福平, 朱琳琳