發動機連桿如何加工？
發布時間：2018-05-25
連桿的結構及作用
連桿是較細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，將活塞的往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。它是汽車發動機主要的傳動構件之一，它是把作用于活塞頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復直線運動變為曲軸的回轉運動，以輸出功率。
工件材料和毛坯
連桿的材料大多采用高強度的精選45鋼、40Dr鋼等，并經調質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的，可降低毛坯成本。
鋼制連桿的毛坯一般都是鍛造生產，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缺陷，要求對其進行100%的硬度測量和探傷。
連桿加工工藝過程
1、定位及夾緊
1)粗基準的正確選擇和初定位夾具的合理設計是加工工藝中至關重要的問題。在拉連桿大小頭側定位面時，采用連桿的基準端面及小頭毛坯外圓三點和大頭毛坯外圓二點粗基準定位方式。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、小頭頂面和側面、大頭側面的加工定位方式。在螺栓孔至止口斜結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、一螺栓座面的側面的加工定位方法。這種重復定位精度高且穩定可靠的定位、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。由于定位基準統一，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，切削加工時易產生殘余應力。因此，在安排工藝過程時，應把各主要表面的粗、精加工工序分開。這樣，粗加工產生的變形就可以在半精加工中得到修正。半精加工中產生的變形可以在精加工中得到修正，最后達到零件的技術要求同時在工序安排上先加工定位基準。
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：主要是基準面的加工，包括輔助基準面加工，準備連桿體及蓋合并所進行的加工，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℃，運轉速度為3000～5000r/min。為保證連桿鍛件順利進入自動化精密機加工生產線和加工后的成品零件在發動機中的裝配精度，同時，為了保持高速運轉時其能承受頻率極高的拉壓交變應力，使曲軸始終處于平衡狀態，要求連桿鍛件具有高的強度和抗疲勞壽命。
連桿是汽油發動機和柴油發動機上極為關鍵的零部件，品種繁多，數量需求巨大，其中汽車發動機需求量最多。
連桿鍛件在滿足圖紙尺寸精度的前提下還應滿足如下技術和質量要求：
未注模鍛斜度在3°～5°之間，未注圓角半徑R在2～5mm之間。
非加工表面應光潔，不允許有裂紋、折疊、結疤、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。
調質處理硬度在220～270HB之間。
應對鍛件作探傷檢查。
鍛件上的缺陷不允許補焊。
每批鍛件的質量偏差≤3%。