柴油機(jī)連桿文獻(xiàn)綜述

1、文獻(xiàn)綜述一.柴油機(jī)連桿加工工藝分析主要說的是關(guān)于傳統(tǒng)工藝連桿加工中影響其精度的主要參數(shù)和連桿加工工藝路線，連桿加工工藝的分析和改進(jìn)，以及連桿加工工藝設(shè)計中應(yīng)該注意的問題反映連桿精度的參數(shù)主要有五個：（1）.連桿大端中心面和小端中心面相對于連桿身中心面的對稱（2）.連桿大小頭孔中心距尺寸精度（3）.連桿大小頭孔平行度;（4）.連桿大小頭孔的尺寸精度、形狀精度;（5）.連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。傳統(tǒng)加工路線：El工藝路線比較原加工王序。毛坯鍛造一一粗曆端面鉆小頭孔一鉆大頭d-一車大頭外圓一粗撞小頭孔一整鏈大頭孔-半精饉小頭孔一半精毬大頭孔一鐵切連桿大頭分開面*租銃連桿蓋接合而一-4鉆擴(kuò)較螺栓

2、孔一精銃接合而-*精購揣而一一壓入銅套一精憧大頭孔一亠精鋰銅套孔-一曆大頭孔大頭銃綾。改進(jìn)后加工工序r毛坯鍛適一亠翹詵兩端而一甘序工排設(shè)計注意問題：den一JIm-Tb-_i_兇qran亠業(yè)Jjslfam亠.1E#1連桿加工工序安排應(yīng)注意兩個能響攜度的因素:連桿本身的剛度比較低，在外力作用下容易變錘;連苻是模鍛件，孔的加工余量大,切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此亦連桿加工工藝中各主要表而的粗精加工工序一定叢分開C定位基準(zhǔn)：糟基醴：氐桿身對稱面定位便于保證對稱度的要求，麗且采用刼面詵可使部分切削力抵消口統(tǒng)一精基哇：以大小頭端而、小頭孔、大頭孔一側(cè)外閥而定位，因為端而的而積大，走位穩(wěn)定可霸；用夾

3、具使用應(yīng)典備適EC両-孔一凸臺的統(tǒng)一精星淮“而大小頭扎壘一次裝夾中淫出，故堿考慮“自為基準(zhǔn)情況這時小頭定位銷應(yīng)做成活動的，當(dāng)連桿定位夾緊后*再抽出定位銷，進(jìn)行加工。亠亠才、卄丄丁宀1八+、+二發(fā)動機(jī)連桿的粉末鍛造主要介紹粉末鍛造工藝的技術(shù)特點、制造工藝流程、主要制造工藝參數(shù)、主要生產(chǎn)工序及工藝參數(shù)等；國外采用連桿脹斷工藝的公司有哪些1特點：粉末冶金燒結(jié)件作鍛造毛坯可一次鍛造成形，無飛邊，節(jié)省加工工時和設(shè)備。具有粉末冶金和機(jī)械精鍛的優(yōu)點。粉末鍛造可實現(xiàn)燒結(jié)材料的高密度化，是材料具有高強(qiáng)度和無明顯各向異性。a.避免不必要的機(jī)械加工，如模鍛連桿早熱處理前需要經(jīng)過幾到機(jī)加工，而粉鍛連桿僅需一道機(jī)加工。

4、b.質(zhì)量偏差小，模鍛3%-5%，粉鍛連桿僅0.5%。c.疲勞輕度高d.零件致密、輕量，密度$7.8g/cm3，形狀及尺寸經(jīng)一次性鍛造即可達(dá)到最終產(chǎn)品要求。e.節(jié)約能源50%，節(jié)約材料40%，有利于環(huán)境保護(hù)。2制造工藝流程：預(yù)合金鋼粉一配料機(jī)混料一壓制成預(yù)制坯一燒結(jié)成鍛坯一快速送入預(yù)熱的鍛模一致密化閉模鍛造一鍛件脫模一在可控氣氛中冷至室溫一熱處理一噴丸強(qiáng)化原料參數(shù):德國寶馬生產(chǎn)V發(fā)動機(jī)連桿所用預(yù)合金鋼粉成分為w(Mn)=0.3%0.4%、w(Cr)=0.1%0.25%、w(Ni)=0.2%0.3%、w(Mo)=0.25%0.35、w(C)=0.6%,其余為Fe.主要工藝參數(shù):配料及混料經(jīng)配料計算

5、和準(zhǔn)確稱取粉重后置于混料機(jī)混合2030分鐘至分布均勻；壓制預(yù)制坯要對預(yù)制坯的設(shè)計應(yīng)合理，對其密度、質(zhì)量、質(zhì)量變化和尺寸要求精確控制，避免過負(fù)荷損壞模具；燒結(jié)預(yù)制坯在通有還原保護(hù)氣體的專用燒結(jié)爐中進(jìn)行，燒結(jié)溫度11201130C,至完全合金化，后移至無氧化性氣體的溫飽爐中于1000C左右保溫;鍛造有兩種：利用燒結(jié)體預(yù)熱保溫至鍛造溫度時立即進(jìn)行鍛造，以節(jié)省能源。二是在燒結(jié)體冷卻至室溫后，經(jīng)高頻或真空加熱進(jìn)行鍛造，其消耗能源較大。燒結(jié)體在1000r時，迅速送入預(yù)熱至300C的鍛模中進(jìn)行致密化封閉鍛造，可將80%理論密度的燒結(jié)體至100%理論密度。燒結(jié)坯在出爐時應(yīng)盡量縮短停留時間，立即送入鍛造工序，若

6、鍛造溫度過低，在連桿表層殘留微孔隙增多，使連桿密度下降；若停留時間過長連桿內(nèi)部易被氧化，均會導(dǎo)致連桿沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度下降。在熱處理時在惰性氣體（如氬等）中加熱至淬火溫度B70C時，立即在油中淬火，后進(jìn)行570C回火。三.連桿大頭脹斷工藝：本文主要什么是脹斷工藝、脹斷工藝的特點、優(yōu)點、采用的材料、熱擴(kuò)散工藝TD）及TD處理的使用現(xiàn)狀，脹斷工藝處理工藝流程等。脹斷工藝概念:對連桿大頭孔的斷裂線處預(yù)先加工出兩條V型應(yīng)力集中槽或在毛坯加工時就做出溝槽（圖1）,然后對其側(cè)面施加徑向力（圖2），使其在槽處出現(xiàn)裂縫，在徑向力的繼續(xù)作用之下，裂縫繼續(xù)擴(kuò)散，最終達(dá)到連桿蓋從連桿體上分離下來。圖1據(jù)德國Kreb

7、soege公司研究結(jié)果，燒結(jié)粉末金屬連桿的可脹斷性較好，鑄鐵連桿材料最宜使用GTS65-70，鍛鋼連桿材料是70號鋼，但70號鋼鍛造連桿在脹斷時如何保證不帶塑性變形的脆性斷裂以及其切削加工是該工藝的難點。脹斷工藝的優(yōu)點：2.1.簡化了連桿及連桿蓋的設(shè)計要求，2.1.1.采用連桿脹斷工藝后，連桿與連桿蓋的分離面是最完全的嚙合，所以其無需再進(jìn)行機(jī)加工，省略了分離面的磨削加工；2.1.2.連桿體與連桿蓋裝配時無需額外的精確定位，如螺栓孔定位（或定位環(huán)孔），只需螺栓拉緊即可，這樣省去了螺栓孔的精加工（鉸或鏜）。改善了連桿總成的大頭孔變形，為采用前分離面以及螺栓孔加工誤差以0.01mm單位來計算；而采用

8、脹斷工藝之后其誤差是以0.001mm單位來計算的.德國Alfing公司3的VolkerOhrnberger和MichaelHaehnel兩位工程師的研究確定：在粗加工后連桿大頭孔不圓都約在12m左右，在脹斷后約在40m左右，其變形量約為28pm。又據(jù)美國Gidding&LewisCo.的研究：測試50個零件的分析結(jié)果，；連桿大頭孔的平均直徑在脹斷前與后的平均變形僅為23m。減少了連桿生產(chǎn)的設(shè)備、生產(chǎn)面積以及制造費用，3.1.省掉連桿蓋與連桿分離面的磨削加工和螺栓孔經(jīng)加工的設(shè)備投資和這些機(jī)床占地面積以及制造費用3.2.在傳統(tǒng)工藝中切斷后的連桿蓋需要單獨自動運輸裝配，而采用脹斷工藝后可立即裝配。熱

9、擴(kuò)散涂層可提高工具的使用壽命熱擴(kuò)散工藝可顯著硬化材料表面，其硬化層厚度為0.02-0.2mm，該層十分緊密地與基體結(jié)成一體，可顯著地延長工具的使用壽命，如落料模、沖模、鍛模、拉伸模、冷徹模、折彎模和沖頭模等。其處理是把零件浸入鹽浴里，加熱到899-1056C，加熱1-8小時。4脹斷加工工藝路線：美國H提供美raFoid汽車公司采用漲斷工藝的連桿工藝流程安排如下：10粗磨連桿兩側(cè)面；20ffl、半精鏡大、小頭孔及拉大頭孔二條槽；30加工螺栓孔并攻纟幺；40清洗；50漲斷連桿大頭孔，裝配螺栓孔和壓銅套拉小頭；60精磨連杼兩側(cè)面；70銃鎖口槽和精饉大小頭孔；四漲斷連桿爆口原因分析：90精加工大、小頭

10、孔；本文就連桿漲斷后爆口這一最大問題從激光脹斷加工工藝、材料試驗等角度進(jìn)行了詳細(xì)地分磁彳桿爆口產(chǎn)生的原因，得出S含量低于材料標(biāo)準(zhǔn)要求是產(chǎn)生爆口的關(guān)鍵因素。脹斷加工過程中存在的主要問題：影響脆性斷裂的因素主要有斷裂速度、預(yù)加工應(yīng)力槽及材料。影響爆口的重要參數(shù)是應(yīng)力槽的幾何形狀和深度。應(yīng)力槽加工有兩種方法，拉刀拉削或激光割削，從原理上看，激光割削避免了拉刀變鈍導(dǎo)致應(yīng)力槽形狀不符的要求，因此激光加工應(yīng)力槽是省時省錢的現(xiàn)代化加工方式。但當(dāng)激光調(diào)焦不精確的話應(yīng)力槽也會邊淺，應(yīng)力槽作用減小，脹斷時的速度及引起斷裂的沖擊力也變小。因此脹斷工藝的材料、應(yīng)力槽深度、脹斷速度、壓力等是脹斷后連桿大頭變形和爆口的主

11、要原因。經(jīng)過相關(guān)試驗分析（有分析數(shù)據(jù)和圖解）：S含量低，材料脆性增強(qiáng)，長生爆口的傾向增大。最后得出總的結(jié)論：（1）連桿大頭變形和爆口是脹斷工藝中的主要問題，為確保正常使用，連桿大頭變形必須在允許的范圍內(nèi)，并使爆口異常盡可能的少。（2）爆口異常主要原因可能是應(yīng)力槽深度過淺，材料過脆。（3）對比現(xiàn)實生產(chǎn)情況可知，爆口工廢率出現(xiàn)異常的可能原因為連桿材料問題，其中毛坯的S含量低于材料標(biāo)準(zhǔn)要求導(dǎo)致材料脆性增大是產(chǎn)生爆口的關(guān)鍵因素。（4）鍛鋼件的熱處理工藝也是影響零件機(jī)械加工性能的原因之一，對于連桿毛坯采取確當(dāng)?shù)墓に嚪椒ㄟM(jìn)行熱處理，可有效的改善連桿的性能。五用常規(guī)粉末冶金工藝制造汽車連桿本文從連桿造價與重

12、量方面的改進(jìn)、連桿設(shè)計、材料的選擇分析、研制鐵基粉末冶金材料的生產(chǎn)參數(shù)、應(yīng)力分析、回火溫度與耐久極限及切削加工性能的關(guān)系、疲勞試驗、鑄造與燒結(jié)連桿重量的比較等方面進(jìn)行分析和總結(jié)。采用脹斷工藝有如下優(yōu)點：1.簡化了連桿及連桿蓋的設(shè)計要求，2采用連桿脹斷工藝后，連桿與連桿蓋的分離面是最完全的嚙合，所以其無需再進(jìn)行機(jī)加工，省略了分離面的磨削加工；3連桿體與連桿蓋裝配時無需額外的精確定位，如螺栓孔定位（或定位環(huán)孔），只需螺栓拉緊即可，這樣省去了螺栓孔的精加工（鉸或鏜）。所以與傳統(tǒng)連桿加工方法相比，脹斷工藝具有很大的優(yōu)勢，其減少了加工工序、節(jié)省精加工設(shè)備、節(jié)省刀具磨損、節(jié)材料和能源、降低生產(chǎn)成本等，連桿

13、脹斷加工技術(shù)還可提高連桿承載能力、抗剪能力、桿和蓋的定位精度及裝配質(zhì)量，對提高發(fā)動機(jī)生產(chǎn)技術(shù)水平和整機(jī)性能具有很重要作用。五.發(fā)動機(jī)連桿裂解制造工藝及設(shè)備裂解連桿要求其材料塑性變形小、強(qiáng)度好、脆性適中、工藝性好，即在保證連桿強(qiáng)韌綜合性能指標(biāo)的前提下，限制連桿的韌性指標(biāo)，使斷口呈現(xiàn)脆性斷裂特征。用于裂解連桿的主要材料為粉末燒結(jié)材料、高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼、球墨鑄鐵及可鍛鑄鐵，其中C70S6高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼連桿和粉末燒結(jié)鍛造連桿應(yīng)用最廣。C70S6高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼的金相組織為珠光體斷續(xù)的鐵素體，其成分特點是：低硅、低錳、添加微量合金元素釩及易切削元素硫，合金元素的范圍較窄，具有較好的切削加工性能。

14、C70S6裂解連桿鍛件在鍛造過程中無特殊要求，應(yīng)在1150攝氏度鍛造后采取強(qiáng)風(fēng)冷卻。裂解連桿鍛造毛坯形狀和尺寸與普通連桿毛坯無太大區(qū)別，但為減少裂解過程中的裂解力及裂解時的大頭孔變形，在不影響斷裂面嚙合的情況下，應(yīng)盡量減少大頭孔中心處斷裂截面積。此外，斷裂剖分的結(jié)合面凸凹不平，大大提高了接觸面積，可使連桿承載能力、抗剪能力、連桿桿身和連桿蓋的定位精度、裝配質(zhì)量大幅度提高。采用裂解技術(shù)加工連桿的核心工序為加工裂解槽及有控裂解、定扭矩裝配螺栓合理設(shè)計裂解槽，可有效提高缺口效應(yīng)與應(yīng)力集中系數(shù)、降低裂解力、提高斷裂效率與質(zhì)量。裂解槽形狀與尺寸由張角、曲率半徑、槽深、槽長等4個參數(shù)決定。國內(nèi)常用的裂解槽加工方法有機(jī)械拉削、線切割，美國RAYCON、德國ALFING和MAUSER等公司采用水刀和激光加工YAG固體激光器加工裂解槽具有切縫窄、速度快、無刀具磨損、易裂解、重復(fù)精度高的特點，可降低裂解力、減少大頭孔裂解變形。但由于激光器的輸出功率與模式、重復(fù)頻率與脈寬、切割速度、光斑直徑與焦點位置、光束入射角、輔助氣體壓力等加工參數(shù)，以及熔點、沸點、導(dǎo)熱性和對激光的吸收等材料特性，均對槽寬均勻性、槽深一致性以及槽面質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，因此激光器的選擇、加工參數(shù)的調(diào)整非常重要。載荷施加方式、大小、速度對斷裂有重要影響。試驗表明，采用“背壓”裂解方