连杆超声辅助裂解加工方法及其加工装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106944737A(43)申请公布日2017.07.14(21)申请号201710192574.7(22)申请日2017.03.28(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人姜银方沙德利康志强王科委姜文帆(51)Int.Cl.B23K20/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称连杆超声辅助裂解加工方法及其加工装置(57)摘要本发明公开了连杆超声辅助裂解加工方法及其加工装置，涉及连杆加工领域，包括机架、定块、滑块和滑块座、垂直锁紧油缸、楔形拉杆、调整块体等，该方法及其装置扩大了裂解连杆使用材料的范围；减小了连杆裂解时所需的裂解力、断裂面的变形、裂解过程中产生的掉渣、连杆大头孔失圆等情况的产生；提高了连杆与盖接合面的啮合精度和连杆装配质量。CN106944737ACN106944737A权利要求书1/2页1.连杆超声辅助裂解加工方法，其特征在于，在常规的裂解加工装置上设置超声振动，通过控制超声振动的振幅、频率和振动模态，使连杆裂解区域材料处于超声振动之中，对裂纹尖端的塑性区和残余应力实施控制，改善裂解质量；把裂解分离后形成的裂解面合上，重新调整超声振动的振幅、频率和振动模态，在超声振动的作用下使裂解断面以低振幅高频率相互磨合，减少连杆裂解断面上倒勾、尖锐棱角，使裂解面达到要求的吻合度，提高裂解连杆的装配质量；包括如下步骤：步骤S1：将机架(4)安装在实验台上，在待裂解的连杆(10)的大头孔开设裂解槽，将待裂解的连杆(10)的小头端安装在小头定位块(9)上，将连杆(10)的大头端安装在裂解定套(11)与裂解动套(16)上；步骤S2：调试丝杠螺母机构(7)从而带动小头定位块(9)使得连杆(10)的小头端有一定的压紧力，调整水平压紧油缸(20)从而带动压紧块(18)使得连杆(10)的大头端有的压紧力，同时调试垂直锁紧油缸(20)从而使得压紧块(18)的压紧稳定，连杆两侧压紧力约为裂解力的步骤S3：调整变幅杆(13)、换能器(14)和超声电源(15)系统中的超声振动的振幅、频率和振动模式，启动超声电源(15)，从而使得楔形拉杆(12)在一定的振幅、频率和振动模态上振动；步骤S4：启动裂解液压缸(1)，从而带动楔形拉杆(12)以一定的速率下移，使得分离的连杆(10)的大头端形成裂解裂纹面后关闭超声电源(15)；步骤S5：重新调整超声振动的频率、振幅和振动模态，或使用原超声振动参数，启动超声电源(15)，重新启动裂解液压缸(1)，使得楔形拉杆(12)上移，从而使得楔形拉杆(12)再次与裂解定套(11)和裂解动套(16)在超声振动环境下紧密结合；从而分离的连杆(10)的大头端重新合上，此时，关闭裂解液压缸(1)使其停止工作；步骤S6：根据连杆(10)大头端上的刻度标记(31)，利用激光测距装置(32)检测裂解面吻合度，使啮合精度达到使用要求，关闭超声电源(15)；装配螺栓，完成裂解工作。2.根据权利要求1所述的连杆超声辅助裂解加工方法，其特征在于，超声振动辅助加工可以用其它的振动方式代替。3.根据权利要求1所述的连杆超声辅助裂解加工方法，其特征在于，连杆裂解时超声波发生器(15)频率的调节范围15KHz-60KHz；超声波振幅范围为100μm-200μm；超声波在裂解过程采用的振动模式为轴向振动或径向振动，振动方向与楔形拉杆(12)的运动方向相同。4.根据权利要求1所述的连杆超声辅助裂解加工方法，其特征在调节裂解液压缸对楔形拉杆(12)的拉力Q与水平作用在连杆上的裂解力N之间的关系为：其中：α为楔形块楔角，为楔形块与定套之间的摩擦角，为楔形块与动套之间的摩擦角。5.根据权利要求1所述的连杆超声辅助裂解加工方法，其特征在于，连杆裂解后啮合过程，频率调节范围为20KHz-60KHz，超声波振幅范围为20μm-150μm，超声波在裂解过程采用的振动模式为轴向振动或径向振动。6.根据权利要求1所述的基于连杆超声辅助裂解加工方法的加工装置，其特征在于，包2CN106944737A权利要求书2/2页括连杆小头孔压紧机构、连杆大头孔裂解机构、连杆盖压紧机构、滑块机构、激光测距系统以及超声振动系统组成，其特征在于在常规的裂解加工装置上设置超声振动，通过控制超声振动的振幅、频率和振动模式，使连杆裂解区域材料处于超声振动之中，控制材料的微观裂解形貌，减少裂解时的塑性变形，在楔形拉杆力与超声振动的合力作用下完成裂解分离，然后重新调整超声振动的频率和振幅，或使用原超声振动参数，使裂解分离后形成的裂解面在此超声振动条件下进行合装，在超声振动的作用下使裂解面达到要求的吻合度；所述连杆小头孔压紧机构包括丝杠螺母机构(7)向