發(fā)動機(jī)連桿如何加工？
發(fā)布時間：2018-05-25
連桿的結(jié)構(gòu)及作用
連桿是較細(xì)長的變截面非圓形桿件，其桿身截面從大頭到小頭逐步變小，以適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動載荷。它是由連桿大頭、桿身和連桿小頭三部分組成，連桿大頭是分開的，一半與桿身為一體，一半為連桿蓋，連桿蓋用螺栓和螺母與曲軸主軸頸裝配在一起。
連桿是連接活塞和曲軸，并將活塞所受作用力傳給曲軸，將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運動。它是汽車發(fā)動機(jī)主要的傳動構(gòu)件之一，它是把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍S的回轉(zhuǎn)運動，以輸出功率。
工件材料和毛坯
連桿的材料大多采用高強(qiáng)度的精選45鋼、40Dr鋼等，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以改善切削性能和提高抗沖擊能力，硬度要求45鋼為HB217～293，40Dr為HB223～280。也有采用球墨鑄鐵和粉末冶金技術(shù)的，可降低毛坯成本。
鋼制連桿的毛坯一般都是鍛造生產(chǎn)，其毛坯形式有兩種：一種是體、蓋分開鍛造；另一種是將體、蓋鍛成一體，在加工過程中再切開或采用脹斷工藝將其脹斷。另外為避免毛坯出現(xiàn)缺陷，要求對其進(jìn)行100%的硬度測量和探傷。
連桿加工工藝過程
1、定位及夾緊
1)粗基準(zhǔn)的正確選擇和初定位夾具的合理設(shè)計是加工工藝中至關(guān)重要的問題。在拉連桿大小頭側(cè)定位面時，采用連桿的基準(zhǔn)端面及小頭毛坯外圓三點和大頭毛坯外圓二點粗基準(zhǔn)定位方式。這樣保證了大小頭孔和蓋上各加工面加工余量均勻，保證了連桿大頭稱重去重均勻，保證了零件總成最終形狀及位置。
2)在連桿桿和總成的加工中，采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式。在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中，采用了以其端面、螺栓兩座面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復(fù)定位精度高且穩(wěn)定可靠的定位、夾緊方法，可使零件變形小，操作方便，能通用于從粗加工到精加工中的各道工序。由于定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，使各工序中定位點的大小及位置也保持相同。這些都為穩(wěn)定工藝、保證加工精度提供了良好的條件。
2、加工順序的安排和加工階段的劃分
連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度的要求都很高，但剛度又較差，容易產(chǎn)生變形。連桿的主要加工表面為大小頭孔、兩端面、連桿蓋與連桿體的接合面和螺栓等。次要表面為油孔、鎖口槽等。還有稱重去重、檢驗、清洗和去毛刺等工序。連桿是模鍛件，孔的加工余量較大，切削加工時易產(chǎn)生殘余應(yīng)力。因此，在安排工藝過程時，應(yīng)把各主要表面的粗、精加工工序分開。這樣，粗加工產(chǎn)生的變形就可以在半精加工中得到修正。半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中得到修正，最后達(dá)到零件的技術(shù)要求同時在工序安排上先加工定位基準(zhǔn)。
連桿工藝過程可分為以下階段：
1)粗加工階段
粗加工階段也是連桿體和蓋合并前的加工階段：主要是基準(zhǔn)面的加工，包括輔助基準(zhǔn)面加工，準(zhǔn)備連桿體及蓋合并所進(jìn)行的加工，如兩者對口面的銑、磨等。
2)半精加工階段
半精加工階段也是連桿體和蓋合并后的加工，如精磨兩平面，半精樓大頭孔及孔口倒角等。總之，是為精加工大、小頭孔作準(zhǔn)備的階段。
3)精加工階段
精加工階段主要是最終保證連桿主要表面上大、小孔全部達(dá)到圖紙要求的階段，如珩磨大頭孔、精鏜小頭軸承孔等。
4)連桿加工的工藝流程表
什么樣的連桿是好連桿？
連桿的小頭通過活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸的軸頸連接，大、小頭尺寸取決于承壓面積。連桿的工作溫度為90～100℃，運轉(zhuǎn)速度為3000～5000r/min。為保證連桿鍛件順利進(jìn)入自動化精密機(jī)加工生產(chǎn)線和加工后的成品零件在發(fā)動機(jī)中的裝配精度，同時，為了保持高速運轉(zhuǎn)時其能承受頻率極高的拉壓交變應(yīng)力，使曲軸始終處于平衡狀態(tài)，要求連桿鍛件具有高的強(qiáng)度和抗疲勞壽命。
連桿是汽油發(fā)動機(jī)和柴油發(fā)動機(jī)上極為關(guān)鍵的零部件，品種繁多，數(shù)量需求巨大，其中汽車發(fā)動機(jī)需求量最多。
連桿鍛件在滿足圖紙尺寸精度的前提下還應(yīng)滿足如下技術(shù)和質(zhì)量要求：
未注模鍛斜度在3°～5°之間，未注圓角半徑R在2～5mm之間。
非加工表面應(yīng)光潔，不允許有裂紋、折疊、結(jié)疤、氧化皮（深度>1mm的凹坑）等缺陷。
分模面殘留飛邊寬度≤0.8mm。
縱剖面金屬纖維方向應(yīng)沿中心線方向并與外形相符，不得有紊亂和間斷，不允許有氣孔、裂紋、折疊和非金屬夾雜物等缺陷。
調(diào)質(zhì)處理硬度在220～270HB之間。
應(yīng)對鍛件作探傷檢查。
鍛件上的缺陷不允許補(bǔ)焊。
每批鍛件的質(zhì)量偏差≤3%。