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銻瑪R鉆:連桿斷裂解決方案
連桿斷裂分析
連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞的主要部件之一,發(fā)動(dòng)機(jī)事故中多數(shù)出現(xiàn)了連桿斷裂導(dǎo)致緊急停車和發(fā)動(dòng)機(jī)搗缸現(xiàn)象。
圖一
圖二
從圖一中看出連桿大端與桿身呈45°角,柴油機(jī)承受的沖擊載荷大部分都會(huì)傳遞到連桿上。通過對(duì)圖二中連桿斷裂部位的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)撕裂部位是連桿螺紋孔底部。這是局部過載疲勞斷裂,是零件在交變應(yīng)力反復(fù)作用下造成的。如果連桿斷裂在圖一中的紅線區(qū)域,則可以判斷疲勞開裂是從螺紋孔底部開始的,此處嚴(yán)重應(yīng)力集中,促使裂紋逐漸擴(kuò)展,零件截面不斷削弱。當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度,在偶然的超載沖擊下,連桿就會(huì)沿削弱了的截面發(fā)生突然的脆性斷裂。因此,連桿的疲勞斷裂不僅取決于材質(zhì)自身性能和材料內(nèi)部的不均勻性,而且與零件的形狀、尺寸、表面狀態(tài)、使用條件、外界環(huán)境、加工精度緊密相關(guān)。
傳統(tǒng)改進(jìn)方案
圖三
連桿發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)內(nèi)部機(jī)構(gòu)應(yīng)力的表現(xiàn)區(qū)別如圖三所示。減少應(yīng)力集中的出現(xiàn)必須要改善底部結(jié)構(gòu),在螺紋底孔底部增加過渡圓角。部分連桿生產(chǎn)廠家現(xiàn)在采用這種改進(jìn)措施,即加工R型螺紋底孔(見圖四、圖五),但是一般加工工序分為3步完成:1.鉆孔(留孔徑尺寸余量);2.粗加工(清鉆頭*余量);3.R型精鉸刀(完成要求)。這種方案確實(shí)解決了問題,但效率低,成本高。
銻瑪改進(jìn)方案
銻瑪工具經(jīng)過研發(fā),針對(duì)上述情況設(shè)計(jì)生產(chǎn)出一款R型內(nèi)冷鉆頭,一把刀將螺紋底孔加工到位,替代上述三支刀具(見下圖)。該鉆頭刀尖采用專門設(shè)計(jì)的R過渡,既能保證切削,又能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定壽命,重要的是解決了螺紋底孔部位的應(yīng)力集中問題。同時(shí)采用雙棱邊的設(shè)計(jì),使得鉆頭的穩(wěn)定性大幅提高,底孔的表面粗糙度也得到改善。
具體應(yīng)用案例:
連桿材料:C70(另有C60,40Cr,45#鋼)
鉆頭直徑:D10.50
加工參數(shù):Vc=80mFn=0.2mm/r
加工壽命:50m
失效形式:反復(fù)修磨直徑變小
加工優(yōu)勢(shì):提率,降低成本,提高工件質(zhì)量。
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