[发明专利]一种剖分式连杆大端的激光起爆的爆轰裂解加工工艺

说明书

技术领域

本发明属于连杆裂解加工技术领域，具体涉及一种剖分式连杆大端的激光起爆的爆轰裂解加工工艺。

背景技术

传统的连杆制造工艺主要有分体式和整体式两种，在两种工艺中，都需对连杆体和连杆盖的结合面进行拉、磨等多道机加工工序，加工成本高，定位精度低，同时连杆盖的定位销孔要求较高的加工精度。

连杆裂解工艺是连杆加工的一种新工艺，利用断裂力学理论，首先在连杆大头孔内侧预制裂解槽，形成初始裂纹，然后通过裂解加工设备对大头孔内侧面施加径向力，使裂纹由内孔向外不断扩展，直至完全裂解，最后将连杆体和端盖在断裂面处完全啮合，穿入螺栓并拧紧至要求扭矩。由于是整体加工，大大减少了加工工序，同时适合连杆裂解工艺的材料多为微合金非调制碳钢、粉末冶金、球墨铸铁等脆性材料，脆断后断裂结合面犬牙交错，啮合质量好，抗剪切承载能力较高，省去了螺栓孔的铰或镗的精加工，降低了加工成本。

目前连杆裂解专利主要有以下几类，包括热处理或冷冻脆断(U.S.Pat.No.4,768,694)，施加静态或脉冲载荷(U.S.Pat.No.4,860,419)，以及采用膨胀芯轴和楔形块裂解装置(U.S.Pat.No.5,503,317)等。现有的裂解方法往往对设备和加工条件要求较高、同时只能对单个连杆进行加工，导致加工成本高、裂解效率低、操作复杂等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种剖分式连杆大端的激光起爆的爆轰裂解加工工艺，具有裂解效率高，断裂结合面犬牙交错、抗剪切承载能力强的优点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种剖分式连杆大端的激光起爆的爆轰裂解加工工艺，包括以下步骤：

步骤一、在连杆8的大头孔内侧由拉刀或激光加工两道裂解槽19，裂解槽19呈尖角深槽状，深0.4-0.6mm，张角0-90°，尖角曲率半径0.1-0.3mm；

步骤二、将两个以上的连杆8层叠装入底板箱2中，在连杆8的大端孔内安放爆轰主体4及膨胀介质7，通过压装盖板1进行压紧，并通过螺栓11及螺母12紧固；

步骤三、通过激光器14触发高压球隙开关18合闸，对贯穿爆轰主体4的铜丝13施加30～100KA的脉冲大电流，引爆爆轰主体4产生瞬态的高能高压冲击波，对连杆8的大端孔内壁施加动载，促使裂解槽19的裂纹尖端失稳扩展形成整个断裂剪切面。

所述工艺采用的装置包括底板箱2和压装盖板1，底板箱2和压装盖板1之间层叠压装有两个以上的连杆8，连杆8的小端孔由定位销10定位，大端孔装卡在定位凸台3上，连杆8的大端孔内装填爆轰主体4及膨胀介质7，通过压装盖板1压盖连杆8及膨胀介质7，并通过螺栓11及螺母12进行紧固,铜丝13贯穿底板箱2、爆轰主体4及压装盖板1，并接入激光起爆系统的电路中。

所述的爆轰主体4包括外壳5及药柱6，药柱6采用工业用膨化硝铵炸药，装药密度在0.90-1.30g/cm³，药柱6直径大于14mm的稳定爆轰直径。

所述的膨胀介质7为不可压缩的软质填充物，包括聚氨酯、尼龙。

所述的激光起爆系统包括激光器14和高压放电回路，激光器14产生激光脉冲17，经聚焦透镜15聚焦后由连接在高压球隙开关18的窗口16射入高压球隙开关18。

所述的高压放电回路包括高压球隙开关18，高压球隙开关18连接铜丝13的一端，铜丝13的另一端连接储能电容C一端、高压电源E一端，高压电源E另一端和限流电阻R一端连接，限流电阻R另一端和储能电容C另一端连接后和高压球隙开关18连接，高压电源E为20～90KV，储能电容C为12uf，限流电阻R的电阻为5～20Ω。

所述的激光器14采用Nd:YAG固体激光器。

所述的铜丝13直径0.2mm，长度由连杆8叠落高度决定。

本发明的优点为，通过爆炸产生的高能高压对预制裂解槽的连杆大端孔内壁加载，可一次性实现两个以上连杆的同时裂解，裂解效率高，断裂结合面犬牙交错、抗剪切承载能力强，同时有效节省了加工设备，降低了加工成本。

附图说明

图1本发明预制裂解槽19的连杆8的示意图。

图2为本发明激光起爆的爆轰裂解装置示意图。

图3为本发明爆轰裂解装置的装配结构剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

一种剖分式连杆大端的激光起爆的爆轰裂解加工工艺，包括以下步骤：