一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法及加工工装与流程

1.本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法及加工工装。


背景技术：

2.现有技术中，十字头销与连杆体为分离式结构，连杆体和十字头销为各自分开加工，然后再通过螺钉连接为一体。其中，十字头销的外圆通过外圆磨床加工，即可使得精度满足产品质量要求。然而，随着技术的进步，将十字头销与连杆体锻造成一个整体的结构，材料为42crmoa，如此，对十字头销外圆精度要求提高，现有磨床对一体结构的十字头销的外圆进行加工，很难达到精度要求。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法及加工工装，以满足对连杆体和十字头销为一体化结构的加工精度要求。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法，包括以下步骤：s1、调质：对连杆体与十字头销集成结构的模锻毛坯进行淬火处理和回火处理，使得模锻毛坯的硬度为hbw 320-350；s2、一次铣端面：分别铣削连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
±
0.02mm；s3、切锯：将连杆体与连杆盖锯开；s4、车削：精车连杆体的外形轮廓；s5、镗削：粗镗十字头销的内孔，并留第一预设余量；s6、铣磨：铣削十字头销的外圆，并留第二预设余量，粗磨十字头销的外圆，并留第三预设余量；s7、离子渗氮：对十字头销的外圆进行渗氮，使得渗氮层深度大于0.3mm；s8、装配：将连杆盖和连杆体组装在一起，并在十字头销的内孔中装入衬套；s9、二次铣端面：分别精铣连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm；s10、镗磨：精镗连杆体的连杆大头孔和十字头销的内孔，精磨十字头销的外圆。
5.优选的，所述s1中，模锻毛坯的材质为42crmoa，调质处理使得模锻毛坯的硬度为hbw 320~350。
6.其中，42crmoa属于超高强度钢，具有高强度和韧性，淬透性也较好，无明显的回火脆性，调质处理后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好。该钢适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。合金结构钢简称，42crmoa 是合结钢的其中一种。
7.优选的，所述s5中，第一预设余量为0.2mm；所述s6中，第二预设余量为0.3mm，第三预设余量为0.06mm。
8.优选的，所述s7中，具体包括：对十字头销的外圆进行离子渗氮处理，使得渗氮层的深度大于0.3mm，表面硬度≥580hv，渗氮层厚度大于0.3mm。
9.优选的，所述s9中，具体包括：分别精铣连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得各个端面的平行度小于或等于0.02mm，连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm。
10.优选的，所述s10中，精磨十字头销的外圆采用轴向分段磨削，磨削用的砂轮外径为150mm，砂轮厚度为50mm，砂轮转速为2000转/分。
11.优选的，精磨十字头销的外圆采用轴向分段磨削；第一段：第一次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度40mm；第二次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度80mm；第三次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度120mm；第四次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度155mm；砂轮每次下沉后的走刀路线为从十字头销的上端面开始沿十字头销的外圆旋转至十字头销的下端面，每次磨削量为0.02mm；第二段：精修砂轮，砂轮吃刀量为0.005mm，重复第一段操作；第三段：砂轮吃刀量为0，空走刀重复第一段操作。
12.本发明还提供一种用于本发明所述加工方法的加工工装，包括定位板、方形垫块、压板、双头螺柱、支撑部件和同心圆垫块，所述定位板上靠近一端的板面上设有方形垫块，靠近另一端的板面上设有同心圆垫块，所述定位板的板面上通过双头螺柱连接所述压板，所述定位板与所述压板之间还设有支撑部件；在对连杆体与十字头销集成结构进行加工时，使连杆体与十字头销集成结构的连杆体端位于方形垫块和压板之间，十字头销端位于同心圆垫块和压板之间，通过双头螺柱上位于压板侧的台阶螺母将连杆体与十字头销集成结构压紧在定位板上。
13.本发明的有益效果：本发明的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，通过一次性精镗连杆体的连杆大头孔和十字头销的内孔，保证了连杆大头孔和内孔的精度和形位公差，通过砂轮将十字头销的外圆精磨成形，保证了十字头销的外圆的圆柱度和全跳动要求，提高了连杆的加工质量，通过本发明的加工方法，提高了连杆生产能力，在机械加工技术领域，具有推广应用价值。
附图说明
14.图1为本发明的连杆体与十字头销集成结构的结构示意图；图2为本发明的连杆体与十字头销集成结构的断面图；图3为图1中沿a1-a1处的剖视图；图4为图2中沿a2向与砂轮配合的局部视图；图5为本发明的连杆体与十字头销集成结构与加工工装装配的结构示意图；图6为本发明的连杆体与十字头销集成结构与加工工装装配的另一结构示意图；其中，01-连杆体，011-连杆大头孔，02-十字头销，021-内孔，022-外圆，03-连杆盖，04-衬套，05-砂轮；
1-定位板，11-台阶孔，12-起吊螺孔，2-方形垫块，3-压板，4-双头螺柱，5-支撑部件，6-同心圆垫块，7-台阶螺母。
具体实施方式
15.以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
16.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
17.实施例1如图1至图4所示，一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法，包括以下步骤：s1、调质：对连杆体01与十字头销02集成结构的模锻毛坯进行淬火处理和回火处理，具体包括：对连杆体01与十字头销02集成结构的模锻毛坯进行淬火处理和回火处理，使得模锻毛坯的硬度控制在hbw320~350之间；其中，模锻毛坯的材质为42crmoa；s2、一次铣端面：分别铣削连杆体01的两端面和十字头销02的两端面，使得连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
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0.02mm，具体包括：通过划线均匀分配余量后，分别铣削连杆体01的两端面和十字头销02的两端面，即粗铣连杆体01的大端压紧面m和大端定位面p，以及十字头销02的小端压紧面n和小端定位面q，使得连杆体01与十字头销02在同一边的端面的高度差为22.4
±
0.02mm，即使得连杆体01的大端压紧面m与十字头销02的小端压紧面n的高度差为22.4
±
0.02mm，连杆体01的大端定位面p与十字头销02的小端定位面q的高度差为22.4
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0.02mm；s3、切锯：将连杆体01与连杆盖03锯开，具体包括：用锯床将连杆体01与连杆盖03锯开；s4、车削：精车连杆体01的外形轮廓，具体包括：先在两端中心钻a5中心孔，然后在卧式数控车床精车连杆体01的外形轮廓；s5、镗削：粗镗十字头销02的内孔021，并留第一预设余量，具体包括：采用数控立式铣床，粗镗十字头销02的内孔021，并单边留0.3mm余量用于精镗；s6、铣磨：铣削十字头销02的外圆022，并留第二预设余量，粗磨十字头销02的外圆022，并留第三预设余量，具体包括：采用数控立式铣床，铣削十字头销02的外圆022，并单边留0.2mm余量，再粗磨十字头销02的外圆022，并单边留0.06mm余量，以便于十字头销02的外圆022的渗氮处理；s7、离子渗氮：对十字头销02的外圆022进行渗氮，具体包括：对十字头销02的外圆022进行离子渗氮处理，使得渗氮层深度大于0.3mm，表面硬
度≥580hv，渗氮层厚度大于0.3mm；s8、装配：将连杆盖03和连杆体01组装在一起，连杆体01与十字头销02为整体式，并在十字头销02的内孔021中装入衬套04，具体包括：将连杆盖03和连杆体01装配在一起，精铣两面，便于后序定位加工，并在十字头销02的内孔021中装入衬套04；s9、二次铣端面：分别精铣连杆体01的两端面和十字头销02的两端面，使得各个端面的平行度小于或等于0.02mm，同时，使得连杆体01与十字头销02在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm，具体包括：如图1所示，分别精铣连杆体01的两端面和十字头销02的两端面，即精铣连杆体01的大端压紧面m和大端定位面p，以及十字头销02的小端压紧面n和小端定位面q，使得大端压紧面m、大端定位面p、小端压紧面n和小端定位面q的平行度均小于或等于0.02mm，同时使得连杆体01与十字头销02在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm，即使得连杆体01的大端压紧面m与十字头销02的小端压紧面n的高度差为22.4
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0.01mm，连杆体01的大端定位面p与十字头销02的小端定位面q的高度差为22.4
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0.01mm；s10、镗磨：精镗连杆体01的连杆大头孔011和十字头销02的内孔021，精磨十字头销02的外圆022，具体包括：s101、用镗刀分别精镗连杆体01的连杆大头孔011和十字头销02的内孔021；s102、如图4所示，精磨十字头销02的外圆022采用轴向分段磨削，磨削用的砂轮05外径为φ150mm，砂轮05厚度为50mm，砂轮05转速为2000转/分，十字头销02外圆部分长度为149mm；第一段：十字头销02的外圆022部分在轴向方向分四次磨削，每次砂轮05的吃刀量为0.02mm，且三次吃刀量均不变，第一次，砂轮05从十字头销02的上端面（即小端压紧面n）下沉深度l1为40mm；第二次，砂轮05从十字头销02的上端面（即小端压紧面n）下沉深度l2为80mm；第三次，砂轮05从十字头销02的上端面（即小端压紧面n）下沉深度l3为120mm；第四次，砂轮05从十字头销02的上端面（即小端压紧面n）下沉深度l4为155mm；砂轮05每次下沉后的走刀路线为从十字头销02的上端面（即小端压紧面n）开始沿十字头销02的外圆022旋转至十字头销02的下端面（即小端定位面q），即砂轮05每次下沉后的走刀路线均从从a点起刀，经b点，到c点结束，每次磨削量为0.02mm；第二段：精修砂轮，砂轮05吃刀量为0.005mm，重复第一段操作；第三段：磨削时由于是分段磨削，此时十字头销02的外圆022精度往往达不到产品所需要的精度，为消除重叠磨削所带来的误差，在第二步完成后，砂轮05吃刀量为0，空走刀重复第一段操作，完成十字头销02的外圆022磨削；s11、磁粉探伤：对连杆体01的整体表面进行磁粉探伤检测，要求表面无任何裂纹缺陷，并作退磁处理。
18.实施例2如图5和图6所示，一种用于实施例1中连杆体与十字头销集成结构的加工方法的加工工装，包括定位板1、方形垫块2、压板3、双头螺柱4、支撑部件5、同心圆垫块6和台阶螺母7，定位板1上靠近一端的板面上设有方形垫块2，靠近另一端的板面上设有同心圆垫块6，定位板1的板面上通过双头螺柱4和台阶螺母7连接压板3，定位板1与所述压板3之间还设有
支撑部件5，其中，压板3包括四个，双头螺柱4包括四个，支撑部件5包括四个，台阶螺母7包括四个，每个压板3上对应设有一个双头螺柱4、一个支撑部件5和一个台阶螺母7，定位板1的板面上沿长度方向靠近两侧的部位设成台阶孔11，定位板1沿长度方向的两侧面上还设有起吊螺孔12；在对连杆体01与十字头销02集成结构进行s10步骤加工时，即精镗连杆体01的连杆大头孔011和十字头销02的内孔021，精磨十字头销02的外圆022时，将加工工装固定在数控工作台上，使连杆体01与十字头销02集成结构的连杆体01端位于方形垫块2和压板3之间，十字头销02端位于同心圆垫块6和压板3之间，通过双头螺柱4上位于压板3侧的台阶螺母7将连杆体01与十字头销02集成结构压紧在定位板1上。
19.综上所述，本发明的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，通过一次性精镗连杆体的连杆大头孔和十字头销的内孔，保证了连杆大头孔和内孔的精度和形位公差，通过砂轮将十字头销的外圆精磨成形，保证了十字头销的外圆的圆柱度和全跳动要求，提高了连杆的加工质量，通过本发明的加工方法，提高了连杆生产能力，在机械加工技术领域，具有推广应用价值。
20.以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、调质：对连杆体与十字头销集成结构的模锻毛坯进行淬火处理和回火处理，使得模锻毛坯的硬度为hbw 320-350；s2、一次铣端面：分别铣削连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
±
0.02mm；s3、切锯：将连杆体与连杆盖锯开；s4、车削：精车连杆体的外形轮廓；s5、镗削：粗镗十字头销的内孔，并留第一预设余量；s6、铣磨：铣削十字头销的外圆，并留第二预设余量，粗磨十字头销的外圆，并留第三预设余量；s7、离子渗氮：对十字头销的外圆进行渗氮处理，使得渗氮层深度大于0.3mm；s8、装配：将连杆盖与连杆体组装在一起，并在十字头销的内孔中装入衬套；s9、二次铣端面：分别精铣连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm；s10、镗磨：精镗连杆体的连杆大头孔和十字头销的内孔，精磨十字头销的外圆。2.根据权利要求1所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，所述s1中，模锻毛坯的材质为42crmoa。3.根据权利要求1所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，所述s5中，第一预设余量为0.2mm；所述s6中，第二预设余量为0.3mm，第三预设余量为0.06mm。4.根据权利要求1所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，所述s7中，具体包括：对十字头销的外圆进行离子渗氮处理，使得渗氮层的深度大于0.3mm，表面硬度≥580hv，渗氮层厚度大于0.3mm。5.根据权利要求1所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，所述s9中，具体包括：分别精铣连杆体的两端面和十字头销的两端面，使得各个端面的平行度小于或等于0.02mm，连杆体与十字头销在同一边的端面的高度差为22.4
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0.01mm。6.根据权利要求1所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，所述s10中，精磨十字头销的外圆采用轴向分段磨削，磨削用的砂轮外径为150mm，砂轮厚度为50mm，砂轮转速为2000转/分。7.根据权利要求6所述的连杆体与十字头销集成结构的加工方法，其特征在于，精磨十字头销的外圆采用轴向分段磨削；第一段：第一次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度40mm；第二次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度80mm；第三次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度120mm；第四次，砂轮从十字头销的上端面下沉深度155mm；砂轮每次下沉后的走刀路线为从十字头销的上端面开始沿十字头销的外圆旋转至十字头销的下端面，每次磨削量为0.02mm；第二段：精修砂轮，砂轮吃刀量为0.005mm，重复第一段操作；第三段：砂轮吃刀量为0，空走刀重复第一段操作。8.一种用于权利要求1至权利要求7任一项所述加工方法的加工工装，其特征在于，包括定位板、方形垫块、压板、双头螺柱、支撑部件和同心圆垫块，所述定位板上靠近一端的板
面上设有方形垫块，靠近另一端的板面上设有同心圆垫块，所述定位板的板面上通过双头螺柱连接所述压板，所述定位板与所述压板之间还设有支撑部件；在对连杆体与十字头销集成结构进行加工时，使连杆体与十字头销集成结构的连杆体端位于方形垫块和压板之间，十字头销端位于同心圆垫块和压板之间，通过双头螺柱上位于压板侧的台阶螺母将连杆体与十字头销集成结构压紧在定位板上。

技术总结
本发明涉及一种连杆体与十字头销集成结构的加工方法及加工工装。加工方法包括：对模锻毛坯进行淬火和回火处理；铣削连杆体和十字头销的端面；将连杆体与连杆盖锯开；精车连杆体的外形轮廓；粗镗十字头销的内孔；铣削和粗磨十字头销的外圆；对十字头销的外圆进行渗氮；精铣连杆体和十字头销的两端面；精镗连杆体的连杆大头孔和十字头销的内孔，精磨十字头销的外圆。本发明还提供一种用于本发明所述加工方法的加工工装，包括定位板，定位板上靠近一端的板面上设有方形垫块，靠近另一端的板面上设有同心圆垫块，定位板的板面上通过双头螺柱连接压板，定位板与压板之间设有支撑部件。本发明满足了连杆体和十字头销为一体化结构的加工精度要求。的加工精度要求。的加工精度要求。


技术研发人员：陆卓 刘才斌 胡元琳 李强 郑石兵
受保护的技术使用者：重庆跃进机械厂有限公司
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/9/22