锑玛R钻：连杆断裂解决方案

【编者按】锑玛工具针对柴油发动机连杆断裂开发出一种特殊钻头，成功解决螺纹底孔底部应力集中的问题。

锑玛工具针对柴油发动机连杆断裂开发出一种特殊钻头，成功解决螺纹底孔底部应力集中的问题。

连杆断裂分析

连杆是发动机动力传递的主要部件之一，发动机事故中多数出现了连杆断裂导致紧急停车和发动机捣缸现象。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图一

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图二

从图一中看出连杆大端与杆身呈45°角，柴油机承受的冲击载荷大部分都会传递到连杆上。通过对图二中连杆断裂部位的检测，发现撕裂部位是连杆螺纹孔底部。这是局部过载疲劳断裂，是零件在交变应力反复作用下造成的。如果连杆断裂在图一中的红线区域，则可以判断疲劳开裂是从螺纹孔底部开始的，此处严重应力集中，促使裂纹逐渐扩展，零件截面不断削弱。当裂纹扩展到一定程度，在偶然的超载冲击下，连杆就会沿削弱了的截面发生突然的脆性断裂。因此，连杆的疲劳断裂不仅取决于材质自身性能和材料内部的不均匀性，而且与零件的形状、尺寸、表面状态、使用条件、外界环境、加工精度紧密相关。

传统改进方案

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图三

连杆发动机往复运动内部机构应力的表现区别如图三所示。减少应力集中的出现必须要改善底部结构，在螺纹底孔底部增加过渡圆角。部分连杆生产厂家现在采用这种改进措施，即加工R型螺纹底孔（见图四、图五），但是一般加工工序分为3步完成：1. 钻孔（留孔径尺寸余量）；2. 粗加工（清钻头顶尖余量）；3.R型精铰刀（完成要求）。这种方案确实解决了问题，但效率低，成本高。

锑玛改进方案

锑玛工具经过研发，针对上述情况设计生产出一款R型内冷钻头，一把刀将螺纹底孔加工到位，替代上述三支刀具（见下图）。该钻头刀尖采用专门设计的R过渡，既能保证高效切削，又能实现稳定寿命，重要的是解决了螺纹底孔部位的应力集中问题。同时采用双棱边的设计，使得钻头的稳定性大幅提高，底孔的表面粗糙度也得到改善。

具体应用案例：

连杆材料：C70（另有C60,40Cr，45#钢）

钻头直径：D10.50

加工参数：Vc=80m  Fn=0.2mm/r

加工寿命：50m

失效形式：反复修磨直径变小

加工优势：提高效率，降低成本，提高工件质量。

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