连杆激光涨断工艺简析
作者：胡劲松蓝星刘静
摘要：连杆是发动机的五大件之一，其质量直接影响着发动机的性能和安全。连杆属于典型的不规则件且精度要求相对较高，因此加工工艺复杂。本文主要研究发动机连杆涨断工艺，详细分析了有关连杆涨断所涉及的材料、设备、加工工艺等，希望激光涨断工艺在连杆的发展中的先进性得到更广泛认识。 前言
一直以来无法精确地加工零件分离后的表面并组合一直是人们难以克服的问题，直到发明了涨断这种工艺方法，使得精确吻合及螺栓拧紧两断裂面成为可能。1995年，应用于连杆加工的革命性的激光涨断技术开始应用于欧洲市场。精确的激光刻痕及涨断力，使得精细的断裂面能够完美的组装到一起。涨断技术极大的降低了成本并减少了50%的加工工序，与传统方法相比：机床投资低，材料成本低（仅1个毛坯），整个工艺的加工准备时间短。激光最大的优点在于不需接触材料表面即可进行加工，与拉削相比，激光不必接触工件就能为涨断工艺刻出所需的断裂线，因此没有任何道具的磨损。生产工艺的重复性和稳定性非常高。另外，激光非常灵活，从而使用同一个激光器即能对各种各样的连杆进行最佳的切口加工。拉刀的寿命大约为400件，而激光光学透镜的寿命可高达1000000件。
连杆的材料及加工工艺
目前，国外用于裂解加工的材料主要有：粉末冶金、高碳钢、球墨铸铁和可锻铸铁等，本文主要采用C70S6BY高碳微合金非调质钢为连杆材料。锻钢连杆尺寸精度高、组织结构与力学性能好，尤其适用于大负荷、高转速的发动机，以及对连杆具有高疲劳强度和高可靠性要求的场合。
材料硬度：HB269-302；
金相组织：铁素体＋珠光体（铁素体≤10%）； 机械性能：抗拉强度 900-1050N/mm； 屈服强度：≥520N/mm； 延伸率：≥10%
断面收缩率：20%-40%；
化学成分（按重量百分比%）见图１NSE连杆的加工工艺流程：
NSE连杆生产线占地约1000m2，共有7道工序，现有设备6台，其中包括：德国Alfing多工位专机3台，德货Diskus卧式双面磨磨床1台，德国MTM清洗机1台，意大利MARPOSS综合测量机1台，生产线的工序间的自动输送链由德国的AMT公司制造。目前已形成一期产能100万件/年，二期规划产能将达到168万件/年（见图2）。
连杆生产线采用了激光切割涨断工艺，节省了连杆盖和连杆体结合面的加工，保证了连杆盖和连杆体在装配时的重复定位精度；采用了双面磨工艺连杆在加工时，不再需要翻面而进行二次装夹，生产效率高；半精镗、精镗连杆的大小头孔时，机床上除了配置了主动测量系统，还配置了镗孔尺寸的自动补偿系统，保证了加工尺寸的精度；综合测量机除了能100%地全尺寸检查成品连杆，还兼有自动称重和分组功能；生产线上大量的采用了德国的MAPAL公司的复合刀具，优化了加工工艺，提高了生产节拍；生产线上的在线检具均有德国的HOMMEL公司制造，使用方便，测量精度高，测量结果及时上传与数据库连接并及时更新，并能对关键尺寸进行SPC控制。
涨断装配专机
设备制造商：ALFING（图3）
涨断工序的各工位照片（图4）
１、激光割槽工位介绍（图5）：
涨断轴插入连杆的大头孔内，液压缸带动斜铁向上移动，推动涨断套径向涨开，连杆盖和连杆体瞬间被涨开，在涨开的同时有两个动作：1，压缩空气打开，吹在涨断面上；2，大头外侧始终受到外部给予的背压力，使得涨开的连杆盖和连杆体被迅速对齐。
2、涨断工位介绍（图6）：涨断轴插入连杆的大头孔内，液压缸带动斜铁向上移动，推动涨断套径向涨开，连杆盖和连杆体瞬间被涨开，在涨开的同时有两个动作：1，压缩空气打开，吹在涨断面上；2，大头外侧始终受到外部给予的背压力，使得涨开的连杆盖和连杆体被迅速对齐。
3、预拧紧工位介绍（图7）：
螺栓预拧紧工位主要由气动螺栓输入装置、Bosch拧紧枪、螺栓孔吹气装置、小头孔定位装置等组成。工作过程是：1，气动输入螺栓；2，拧入螺栓（扭矩：7NM）；3，拧紧螺栓（扭矩：12NM ）。