1、分析傳統連桿加工工藝的優缺點By(林的論文)1.3 傳統連桿加工技術簡介1.3.1連桿毛坯制備方法連桿在工作中承受多種交變載荷的作用，要求其具有很高的強度和剛度，因此連桿的材料一般都采用高強度的碳鋼和合金鋼。如45號鋼、55號鋼、40Cr、40MnB、40MnVB等。傳統連桿生產方法通常有鑄造和鍛造，由于鑄鐵連桿件質量不穩定力學性能差而漸漸被淘汰。鍛造工藝很好的解決了這方面的問題，因此，一般連桿在大批量生產時多采用模鍛法制造毛坯。目前，國內外連桿毛坯主要有兩種類型，即整體式和體蓋分開式。其中，整體式因有節材節能，以及節省鍛造模具等特點被廣泛采用11。另外，在小頭平面也有兩種類型:小頭采用平面結

2、構小頭采用鍥形結構。由于鍥形結構可以直接減少材料、加工余量等優點，許多發動機連桿廠已由原來的平面改為鍥形，但要注意鍥形結構的小頭毛坯，在粗加工時要解決好單邊切削問題11。另外，在國內有些生產的連桿的工廠，采用了連桿輥鍛加工工藝。輥鍛法生產的連桿鍛件，其表面質量、內部金屬組織、金屬纖維方向以及機械強度等方面都可達到模鍛水平，并且設備簡單，勞動條件好，生產率較高，適于實現機械化、自功化，適于在大批大量生產中應用。輥鍛需經多次逐漸成形12。如一汽無錫柴油機廠用自動輥鍛機做專用制坯設備，生產效率高、坯料精度好，已成功地用于熱模鍛壓力機等多種連桿的鍛造生產線，使用效果良好。但成形輥鍛也有其工藝局限性，它

3、只適用于長軸類和板片中的部分鍛件13。粉末冶金生產連桿是新發展起來的一種工藝，主要包括粉末鍛造工藝和粉末冶金工藝(一次燒結法)。粉末鍛造技術是常規的粉末冶金工藝和精密鍛造有機結合而發展起來的一項頗具市場競爭力的少、無削金屬加工方法。以金屬粉末為原料，經過預成形壓制。在保護氣氛中進行加熱燒結及作為鍛造毛坯，然后在壓力機上一次鍛造成形和實現無飛邊精密模鍛14-15。由于粉末鍛造工藝技術制造的零件具有材料利用率高、力學性能好、鍛件尺寸精度高、質量輕、質量偏差很小、切屑加工余量少等特點，因而于20世紀70年代，在許多國家掀起了粉末鍛造熱潮。80年代以來,在美、日等國達到了工業規模生產與大量裝車應用階段

4、16。 今年來在國內粉末冶金鍛造工業雖然有了一定的發展，但要提供大批量和高質量的粉末冶金鍛件還不成熟。粉末燒結法主要是鑒于粉鍛連桿的生產成本相對較高，從而激發了人們去繼續研究開發在技術上更先進與經濟上更合理的新工藝、新材料。但是燒結連桿疲勞性能與現在生產使用的最好的鑄造連桿相同17。此外，德國 Aachen 工業大學塑料研究中心曾和德國大眾汽車公司合作用碳纖維強化制造塑料連桿(CFRP)，試驗和試車結果表明，這種塑料連桿能顯著輕量化18。但目前仍未獲得令人滿意的疲勞強度，由于纖維材料的價格昂貴、布放纖維的工藝復雜及生產成本居高不下，至今未能改變傳統工藝生產方法的價格與利潤之比，因而在近期尚難以

5、大量應用。1.3.2 傳統連桿制造工藝規程與要求傳統的連桿制造工藝中，主要有兩種方法：（1）整體式；即連桿體和連桿蓋整體鑄造或鍛造。（2）體蓋分開式；即連桿體和連桿蓋分別鑄造或鍛造。其中整體整體式因有節材節能，以及節省鍛造模具等特點被廣泛采用。另外，在小頭平面也有兩種類型:小頭采用平面結構小頭采用鍥形結構19。雖然整體法優越與分體法，但是其工藝路線還是非常的繁瑣，而其為了定位準確，裝夾牢靠，還必須設計專用的組合夾具。其加工的具體工藝路線是：先劃線，然后立銑，再劃線，在立銑，接著是對毛坯進行熱處理，之后劃線，立銑，再劃線，再在臥式銑床銑削，之后在加工中心進行后續加工。因此可以看出其加工工藝路線非

6、常繁瑣，一般情況下其加工工藝具體過程如下：粗磨連桿體兩側面拉削連桿體的分離面、大小定位點拉削連桿體與蓋半圓、側定位點、螺栓座面、分離面清洗粗加工連桿小頭孔粗、半精、精加工螺栓孔、銑連桿體和蓋的鎖瓦槽磨分離面壓襯套并精整倒角并銑平小頭襯套鉆油道孔清洗裝配連桿精磨兩側面半精、精鏜大小頭孔終檢。采用上述傳統加工方法有以下幾個缺點： 1)需要分別鍛造連桿蓋和連桿體，或者整體鍛造連桿，再用銑刀將留有切斷余量的連桿鍛件大頭孔分離成連桿蓋和連桿體；2）連桿蓋和連桿體的結合面需要精加工，精度要求很高，需要粗磨、精磨等多道加工工序；3）連桿蓋和連桿體之間需要定位元件，需要用專用螺栓、插銷等特定元件來保證連桿蓋和

7、連桿體的可靠定位；4）連接螺栓孔結構復雜，表面加工精度要求高，而且螺栓孔的加工要與結合面保持很高的垂直度。因此根據上述的加工缺點，在傳統的加工工藝中必須要滿足以下幾點要求：1） 連桿毛坯件大頭孔要制成橢圓形，并要留有足夠的加工余量，大頭孔厚度要大于桿體和小頭孔3-4mm；2） 連桿體和連桿蓋拉削分離時，兩斷面要保持相對平行，不能偏差太大；3） 在加工螺栓孔時，保證定位精準；4） 為防止加工后零件變形導致尺寸超差，應不間斷隨機抽查零件尺寸，以保證尺寸及形位公差要求。-傳統的鑄造和模鍛仍占主導地位By發動機連桿生產工藝的進展曲軸連桿廠的連桿加工屬于大批量生產, 而連桿剛性差, 因此工藝路線多為工序

8、分散, 大部分工序用高生產率的組合機床和專用機床, 并廣泛地使用氣動、液動夾具, 以提高生產率。我們在車間首先看到的是連桿毛坯件, 它的大頭孔是橢圓的, 沿橢圓短軸銑分開面, 去掉加工余量, 正好是一個圓與曲軸相配合, 毛坯鍛造后要進行磁場探傷, 檢驗裂紋, 并校直保證直線度。在車間, 我們看到過程卡把工序排為40 多個, 主要分為粗加工, 半精加工和精加工三個階段。首先進行兩端面加工。連桿的兩端面是連桿加工過程中最主要的定位基準面, 而且在許多工序中使用, 所以應先加工它, 且隨著工藝過程的進行要逐漸精化其基準, 以提高其定位精度。我們在車間看到銑兩端時, 為保證兩端面對稱于桿身軸線, 以桿

9、身定位, 在專用銑床上裝兩把硬質合金端銑刀盤, 工件裝夾在回轉工作臺上作低速回轉進給運動, 加工完一個面, 轉過180°再加工另一端面。然后采用雙端面磨床進行磨削, 以保證兩端面的平行度和高的生產率。·····By連桿加工工藝.pdf-舊加工工藝，缺點指出，By淺談連桿加工工藝中的一些新的技術.pdf國內工藝進展、加工情況國外的進展情況機加工由于連桿具有剛性差、夾緊難、不易定位和加工精度高等特點, 給機加工帶來了不少的困難。特別是在對連桿的需求量急劇增加的情況下, 傳統的工藝已不能適應大規模的生產, 從而新穎的工藝不斷涌出。現就連桿關

10、鍵部位的傳統加工工藝與新穎工藝相比較連桿兩平面的加工連桿兩平面是連桿加工過程中的主要定位面,其精度要求較高。傳統的加工工藝有粗銑精銑。精磨或拉削、精磨或銑削斗精車或粗磨一精磨等方式。目前上柴連桿加工工藝是采用粗銑、粗磨、鋸開。精磨體精銑蓋, 體蓋不等厚。連桿毛坯余量較大, 公差為一一飛, 且有的最大彎曲度。故先采用兩邊銑削去除大部分余量, 修正彎曲缺陷。再用粗、精磨保證平面各項要求。此種工藝至少需要六臺機床兩臺粗銑床、兩臺磨床、一臺鋸床、一臺精銑床和六個操作工人。因要去除大量余量, 必將造成人力、物力和能源的浪費, 且連桿的對稱度很難控制。最近, 國外和國內部分小連桿轎車用廠家用臥式雙端面磨床

11、粗、精加工兩平面。此加工方式十分適合大規模生產, 具有高效率、高精度、自動化程度高的優點, 但一次性投資大。在國外對于大連桿加工技術已很完善, 可以提供此類設備有德國公司、意大利的公司、美國的公司可以磨削體蓋不等厚的連桿。但國內還沒有完全掌握這一技術, 目前僅有杭州機床廠和上海機床廠研制這種設備, 國內大型連桿生產廠家還沒有使用此類的國內設備。圖是意大利公司生產的設備, 其一個加工循環為零件進人送料盤。小頭面進入砂輪斗砂輪進給, 進行切入磨升進給停止, 進行光磨。連桿隨進給盤轉出。主要的加工數據如表分離面加工為了保證連桿分離面能夠精確的吻合對分離面的加工要求比較高。對于體蓋分開式的傳統加工工藝

12、有拉削粗銑。精銑或拉削、磨削銑削。磨削對整體式的加工工藝則是再增加鋸開或銑開或拉開工序。連桿加工工藝一例：鋸開、半精銑、精拉包括螺栓支承面。在用鋸床鋸開體蓋時, 體蓋分離面的平面度很差鋸到500根之后, 平面度定規則性, 蓋向下凹主要項目粗磨精磨主要項目粗磨精磨, 且分離面形狀呈一體向上凸, 如圖所示。當采用體體、蓋蓋合幢大頭孔時（采用這種合鏜方式是為了體上大頭孔有倒角而蓋上沒有倒角）,就會產生分離面接觸不好, 如圖所示。這對定位、夾緊, 鏜孔都有影響, 所以增加半精銑工序, 修正分離面。此工藝方式至少需要三臺機床一臺鋸床、一臺銑床、一臺拉床, 三個操作工人, 費材費能, 且效率低, 不適合大

13、規模生產。6 毛病大、小頭孔加工大、小頭孔是連桿加工中對尺寸精度、形位精度要求最高的, 對大、小頭孔的精加工則更是重中之重。目前國內傳統工藝為：鉆、膛（或鉆、拉,鉆、擴、鉸）小頭孔-升切開連桿體蓋-擴或粗鏜大頭孔-半精鏜-精鎖洐磨, 國外大多采用鉆、精銼小頭孔。粗銼大頭孔、切開連桿體蓋、半精鏗、精鏗。國內連桿生產廠家采用精銼后再琦磨以保證各項精度要求, 而國外已取消形磨, 直接利用精密機床對大、小頭孔精加工, 此設備帶有自動檢測,自動補償系統, 可以一次性保證各項精度, 比琦磨具有效率高, 廢品率低等優點。上柴公司在結合自身的條件下, 引進新技術, 現新工藝為擴、鑊小頭孔一鋸開連桿體、蓋。荒銼

14、大頭孔。粗、精撞大頭孔。半精鑊大頭孔, 精銼小頭孔弓精鍵。此工藝建立的原因在粗加方面, 由于毛坯內孔質量差,余量多, 增加荒鑊工序在精加工方面, 取消琦磨, 引進國外先進的精密鑊床正在操作中。目前, 能提供這種精密鑊床的廠家有德國的消入、, 日本的等公司。檢測隨著連桿精度要求的不斷提高, 檢測技術也在不斷的發展。對工件的檢測已由原來的定性測量塞規、卡規等逐漸發展為定量測量電子塞規,電子卡規等。目前國內部分生產廠家已利用了在線檢測和系統, 并且引進了先進的、高精度的、高效率的連桿綜合檢測儀。能提供這套檢測儀的廠家有意大利的公司, 美國的AIRGAGE公司等。小結由上可見, 國內的傳統工藝與先進的工藝還有一定的差距。目前為了適應大規模生產的需要, 國內的連桿制造制造水平已逐步向世界先進水平靠近, 特別是通過對先進技術和先進設備的引進, 國內的制造水平和產品質量得到了提高。表是國內大型發動機廠連桿生產線設備引進情況。By淺談連桿加工工藝中的一些新的技術.pdf2005汽車發動機工藝與裝備_第十二屆_國際研討會系列_二_連桿漲斷工藝.caj在傳統的連桿加工工藝