传统连杆加工工艺

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1、分析传统连杆加工工艺的优缺点By(林的论文)1.3传统连杆加工技术简介1.3.1连杆毛坯制备方法连杆在工作中承受多种交变载荷的作用，要求其具有很高的强度和刚度，因此连杆的材料一般都采用高强度的碳钢和合金钢。如45号钢、55号钢、40Cr、40MnB、40MnVB等。传统连杆生产方法通常有铸造和锻造，由于铸铁连杆件质量不稳定力学性能差而渐渐被淘汰。锻造工艺很好的解决了这方面的问题，因此，一般连杆在大批量生产时多采用模锻法制造毛坯。目前，国内外连杆毛坯主要有两种类型，即整体式和体盖分开式。其中，整体式因有

2、节材节能，以及节省锻造模具等特点被广泛采用[11]。另外，在小头平面也有两种类型:①小头采用平面结构②小头采用锲形结构。由于锲形结构可以直接减少材料、加工余量等优点，许多发动机连杆厂已由原来的平面改为锲形，但要注意锲形结构的小头毛坯，在粗加工时要解决好单边切削问题[11]。另外，在国内有些生产的连杆的工厂，采用了连杆辊锻加工工艺。辊锻法生产的连杆锻件，其表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，适于实现机械化、自功化，适于在大批大量生

3、产中应用。辊锻需经多次逐渐成形[12]。如一汽无锡柴油机厂用自动辊锻机做专用制坯设备，生产效率高、坯料精度好，已成功地用于热模锻压力机等多种连杆的锻造生产线，使用效果良好。但成形辊锻也有其工艺局限性，它只适用于长轴类和板片中的部分锻件[13]。粉末冶金生产连杆是新发展起来的一种工艺，主要包括粉末锻造工艺和粉末冶金工艺(一次烧结法)。粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结合而发展起来的一项颇具市场竞争力的少、无削金属加工方法。以金属粉末为原料，经过预成形压制。在保护气氛中进行加热烧结及作为锻造

4、毛坯，然后在压力机上一次锻造成形和实现无飞边精密模锻[14-15]。由于粉末锻造工艺技术制造的零件具有材料利用率高、力学性能好、锻件尺寸精度高、质量轻、质量偏差很小、切屑加工余量少等特点，因而于20世纪70年代，在许多国家掀起了粉末锻造热潮。80年代以来,在美、日等国达到了工业规模生产与大量装车应用阶段[16]。今年来在国内粉末冶金锻造工业虽然有了一定的发展，但要提供大批量和高质量的粉末冶金锻件还不成熟。粉末烧结法主要是鉴于粉锻连杆的生产成本相对较高，从而激发了人们去继续研究开发在技术上更先进与经济上

5、更合理的新工艺、新材料。但是烧结连杆疲劳性能与现在生产使用的最好的铸造连杆相同[17]。此外，德国Aachen工业大学塑料研究中心曾和德国大众汽车公司合作用碳纤维强化制造塑料连杆(CFRP)，试验和试车结果表明，这种塑料连杆能显著轻量化[18]。但目前仍未获得令人满意的疲劳强度，由于纤维材料的价格昂贵、布放纤维的工艺复杂及生产成本居高不下，至今未能改变传统工艺生产方法的价格与利润之比，因而在近期尚难以大量应用。1.3.2传统连杆制造工艺规程与要求传统的连杆制造工艺中，主要有两种方法：（1）整体式；即连

6、杆体和连杆盖整体铸造或锻造。（2）体盖分开式；即连杆体和连杆盖分别铸造或锻造。其中整体整体式因有节材节能，以及节省锻造模具等特点被广泛采用。另外，在小头平面也有两种类型:①小头采用平面结构②小头采用锲形结构[19]。虽然整体法优越与分体法，但是其工艺路线还是非常的繁琐，而其为了定位准确，装夹牢靠，还必须设计专用的组合夹具。其加工的具体工艺路线是：先划线，然后立铣，再划线，在立铣，接着是对毛坯进行热处理，之后划线，立铣，再划线，再在卧式铣床铣削，之后在加工中心进行后续加工。因此可以看出其加工工艺路线非常

7、繁琐，一般情况下其加工工艺具体过程如下：粗磨连杆体两侧面→拉削连杆体的分离面、大小定位点→拉削连杆体与盖半圆、侧定位点、螺栓座面、分离面→清洗→粗加工连杆小头孔→粗、半精、精加工螺栓孔、铣连杆体和盖的锁瓦槽→磨分离面→压衬套并精整→倒角并铣平小头衬套→钻油道孔→清洗→装配连杆→精磨两侧面→半精、精镗大小头孔→终检。采用上述传统加工方法有以下几个缺点：1)需要分别锻造连杆盖和连杆体，或者整体锻造连杆，再用铣刀将留有切断余量的连杆锻件大头孔分离成连杆盖和连杆体；2）连杆盖和连杆体的结合面需要精加工，精度要

8、求很高，需要粗磨、精磨等多道加工工序；3）连杆盖和连杆体之间需要定位元件，需要用专用螺栓、插销等特定元件来保证连杆盖和连杆体的可靠定位；4）连接螺栓孔结构复杂，表面加工精度要求高，而且螺栓孔的加工要与结合面保持很高的垂直度。因此根据上述的加工缺点，在传统的加工工艺中必须要满足以下几点要求：1）连杆毛坯件大头孔要制成椭圆形，并要留有足够的加工余量，大头孔厚度要大于杆体和小头孔3-4mm；2）连杆体和连杆盖拉削分离时，两断面要保持相对平行，不能偏差太大；1）