摘 要:對(duì)PX連桿的加工工藝進(jìn)行改進(jìn).通過(guò)應(yīng)用裂解工藝省去了連桿結(jié)合面的加工. 應(yīng)用疊珩工藝縮短單個(gè)連桿的加工時(shí)間.先進(jìn)的R242型臥式雙端面磨床有效的縮短了連桿端面的加工時(shí)間.通過(guò)工藝改進(jìn)和先進(jìn)設(shè)備的使用，減少了連桿加工生產(chǎn)中的加工工序，節(jié)省了加工設(shè)備，降低生產(chǎn)成本，縮短了工時(shí)，極大的提高了生產(chǎn)效率.

關(guān)鍵詞:連桿;工藝;裂解技術(shù);雙端面磨床;疊珩

中圖分類號(hào):TH162+.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):16717953(2009)04009803

New Technologies、New Equipment in the Application of Connecting rod's Machining Technics

ZHAO Peifeng LI Chunbo2

(School of Mechanical Engineer，DaLian Jiao Tong University，DaLian Liaoning 116028，China)

Abstract: The PX connecting rod's machining technics are improved. Fracture Splitting Process leave out processing of combination of surface. Honing technics shortened the processing time of a single-link. The advanced R242 double ends grinding machine can shortened the processing time of connecting rod . Through the use of technology and advanced equipment to improve reduce the manufacturing procedure of connecting-rod in the production processes， save the processing equipment， redue the cost， shorting the man-hour， greatly improving the productivity.

Key words: connecting rod;technics;fracture splitting process;double ends grinding machine;honing

連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，是發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞動(dòng)力的主要運(yùn)動(dòng)件。連桿在機(jī)體中做復(fù)雜的平面運(yùn)動(dòng)。連桿小頭隨活塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng);連桿大頭隨曲軸作高速回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);連桿桿身在大、小頭孔運(yùn)動(dòng)的合成下作復(fù)雜的擺動(dòng)。連桿在承受往復(fù)的慣性力之外，還要承受高壓氣體的壓力。在氣體的壓力和慣性力合成下形成交變載荷，這就要求連桿具有耐疲勞、抗沖擊，并具備足夠的強(qiáng)度、剛度和較好的韌性。在今天隨著汽車工業(yè)的高速發(fā)展，“小體積、大功率、低油耗” 的高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)連桿提出更新、更高的要求:1) 作為高速運(yùn)動(dòng)件重量要輕，減小慣性力，降低能耗和噪聲;2)強(qiáng)度、剛度要高，并具有較高的韌性;3)連桿比要大，連桿要短。這也就意味著對(duì)連桿的設(shè)計(jì)和加工有更高的要求^[1]。

1 PX連桿加工工藝的改進(jìn)及分析

PX連桿是某汽車廠年產(chǎn)24萬(wàn)件以上并具有高質(zhì)量要求的產(chǎn)品。這就要求連桿的生產(chǎn)在提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上還要保證高質(zhì)量的產(chǎn)品。

1.1 加工工藝路線

1)原有加工工序:粗磨兩端面→拉削大孔和結(jié)合面→連桿體小端鉆孔→連桿體小端鉸孔倒角→反面加工→反面加工→桿體鉆孔→桿蓋鉆孔→桿體精加工→桿蓋精加工→桿體攻絲→銑槽→裝配→大小孔倒角→螺栓最終扭矩檢查→精研兩端面→小端精鏜→壓銅套→鉆注油孔→大端精鏜→小端精鏜→清洗→內(nèi)徑、重量選別、刻印

2)改進(jìn)后的加工工序:粗磨兩端面→小端鉆孔→精磨兩端面→粗精鏜大小孔→大小孔倒角→加工螺栓孔→大孔裂解→擰螺栓→壓銅套→鉆油孔→珩磨大小頭孔→內(nèi)徑、重量選別、刻印

新加工工序與原有加工工序最大的不同在于有“大孔裂解”的工序，有了此道工序省去了對(duì)結(jié)合面的加工，減少了工序，節(jié)省了工時(shí)，提高了生產(chǎn)效率。

1.2 加工工藝改進(jìn)的關(guān)鍵部分

通過(guò)從連桿毛坯、材料、加工設(shè)備，新工藝的應(yīng)用四方面，闡述新加工工藝的特點(diǎn)。

1.2.1 連桿毛坯

傳統(tǒng)的連桿毛坯有整體式和桿蓋分開式兩種。原加工工序采用的是桿蓋分開式的毛坯。桿蓋分開式比整體式多了一套模具，增加了成本。整體式因節(jié)省材料、少一套鍛造模具等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)該用。傳統(tǒng)連桿毛坯的整體式要求大頭為橢圓形而且要進(jìn)行切斷和結(jié)合面的加工。通過(guò)裂解工藝的應(yīng)用，使連桿毛坯的大頭從橢圓形改為圓形，不僅節(jié)省了材料和模具費(fèi)，而且省去了結(jié)合面加工的工序，節(jié)省了刀具費(fèi)。

裂解工藝是通過(guò)在連桿大頭孔中心處設(shè)計(jì)并預(yù)制缺口(預(yù)制裂紋槽)，形成應(yīng)力集中，再主動(dòng)施加垂直預(yù)定斷裂面的載荷進(jìn)行引裂，在幾乎不發(fā)生變形的情況下，在缺口處規(guī)則斷裂，實(shí)現(xiàn)連桿體與連桿蓋的無(wú)屑斷裂剖分。

1.2.2 材料的選擇

裂解技術(shù)會(huì)對(duì)大孔造成塑性變形，因此要選擇合適的材料，使變形減少到對(duì)精加工基本上沒有影響。本文選擇牌號(hào)為C70S6(德國(guó)牌號(hào))的裂解連桿用鋼。20世紀(jì)70年代，德國(guó)開始采用C70S6鋼裂解連桿，當(dāng)時(shí)有19種發(fā)動(dòng)機(jī)連桿采用此鋼，到目前為止有60多種不同的發(fā)動(dòng)機(jī)采用。這種鋼制造連桿不受尺寸限制，從摩托車連桿到重型載貨車連桿均可使用。歐洲目前大量采用C70S6鋼生產(chǎn)連桿，一汽大眾的捷達(dá)轎車連桿采用這種鋼生產(chǎn)，奇瑞的多款發(fā)動(dòng)機(jī)也采用這種鋼生產(chǎn)^[2]。C70S6鋼的各種性能都達(dá)到了PX連桿的設(shè)計(jì)要求，可以取代原有的S35VCS(日本牌號(hào))鋼。

1.2.3 新設(shè)備在端面加工加工中的應(yīng)用

連桿的加工從大、小頭兩端面開始，大、小頭端面是整個(gè)機(jī)加工過(guò)程中的主要的定位基準(zhǔn)面，并對(duì)大、小頭孔都有著位置精度要求?，F(xiàn)有的MZ7650A臥式雙端面磨床雖然加工精度可以達(dá)到工藝要求但效率很低，可以引進(jìn)意大利Giustina公司生產(chǎn)的型號(hào)為R242的臥式雙端面磨床，該設(shè)備采用旋轉(zhuǎn)式進(jìn)給盤，可以有三個(gè)位置，加工三種不同厚度、不同長(zhǎng)短的連桿，連桿的長(zhǎng)度差可以達(dá)30mm。每次裝料前，砂輪自動(dòng)張開0.8mm，以免裝料后零件與砂輪相撞。每一個(gè)加工循環(huán)包括:零件進(jìn)入送料盤座→小頭在前進(jìn)入砂輪→砂輪進(jìn)給，進(jìn)行切入磨→停止進(jìn)給，進(jìn)行光磨→零件隨進(jìn)給盤轉(zhuǎn)出工件。R242的臥式雙端面磨床自動(dòng)上料、卸料，不需要夾緊定位，節(jié)省了很多工時(shí)，對(duì)砂輪磨損自動(dòng)測(cè)量，及時(shí)對(duì)砂輪進(jìn)行修補(bǔ)，保證了加工的精度。 R242臥式雙端面磨床加工時(shí)間短、加工質(zhì)量高。

1.2.4 新工藝的應(yīng)用

裂解技術(shù)的基本原理是:用激光或拉刀再連桿大頭孔的剖分面上加工一個(gè)V型凹槽，如圖1所示，用圖2所示的裝置對(duì)大頭孔施加一個(gè)撐開的力，這樣在V型凹槽處將形成應(yīng)力集中，當(dāng)滿足發(fā)生脆性斷裂的條件時(shí)，在幾乎不發(fā)生塑性變形的情況下，在缺口處規(guī)則斷裂，實(shí)現(xiàn)連桿體與連桿蓋的無(wú)屑斷裂剖分，從而將連桿體和連桿蓋撐斷^[3]。由于V型凹槽處的應(yīng)力集中，使斷裂沿槽準(zhǔn)確斷裂，斷裂面呈犬牙交錯(cuò)的自然形態(tài)，斷裂面的特性具有極高的配合精度，無(wú)需再加工。在后續(xù)的大頭孔精加工及裝配過(guò)程中以斷裂剖分的三維曲面定位，分離后的連桿蓋與連桿體在斷裂面處自然嚙合、精準(zhǔn)合裝。減少了加工工序(無(wú)結(jié)合面的銑削、磨削及拉削)，省去了結(jié)合面加工，可節(jié)省大量的刀具及模具費(fèi)，使連桿的加工變得更簡(jiǎn)單，可節(jié)省機(jī)床投資25%，節(jié)省面積30%。由于結(jié)合面的特殊形狀，使蓋的定位準(zhǔn)確，可保證連桿在使用過(guò)程中的精度，可以不必像傳統(tǒng)連桿那樣采用定位螺栓、定位銷、齒形等定位方式，大大降低成本，節(jié)省了操作人員。降低了生產(chǎn)線運(yùn)行費(fèi)用，節(jié)省能源40%，刀具消耗降低35%，并減少了維護(hù)保養(yǎng)。

通過(guò)裂解工藝的應(yīng)用，連桿體和蓋的螺栓孔的加工從原來(lái)14個(gè)工步，2次裝夾，減少到6個(gè)工步，一次裝夾(如圖3)，提高了生產(chǎn)效率，減少了生產(chǎn)設(shè)備和操作人員，防止了二次裝夾產(chǎn)生的誤差。

采用疊珩的工藝方法對(duì)連桿的大小孔進(jìn)行珩磨。用特殊的夾具，可同時(shí)裝夾4-6個(gè)連桿，每個(gè)連桿都可以在水平和垂直方向作輕微移動(dòng)，夾具上下各有一個(gè)導(dǎo)向套，當(dāng)珩磨工具下行時(shí)，零件得以定位，然后夾具自鎖，使定位精度得以保持。上線后，用氣動(dòng)量?jī)x檢查孔徑和中心距，將不合格品剔出去;大頭要經(jīng)過(guò)三次珩磨，每一個(gè)珩磨循環(huán)之后都用氣動(dòng)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果可反饋到到上下加工工位，以及時(shí)對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。小頭孔的珩磨要經(jīng)過(guò)兩次。這種工藝已經(jīng)被多家汽車制造商采用，顯著的提高了生產(chǎn)率，珩磨每個(gè)零件的單件時(shí)間只有10秒，如果兩班生產(chǎn)，每天可生產(chǎn)8000件連桿。采用剛性珩磨頭，可以糾正形狀誤差及大、小孔對(duì)端面的垂直度，可保證大、小頭孔的平行度。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)PX連桿的加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，減少了連桿的加工工序，縮短了工時(shí)，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。為企業(yè)的未來(lái)更好的發(fā)展，提供了有利的保證。

參考文獻(xiàn)

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