【正文】 長度上公差為 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在 100 mm 長度上公差為 mm。 大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：190177。 mm。 連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應不低于 IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸心線的垂直度在 100 mm 長度上公差為 mm）。 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為 IT9，表面粗糙度 Ra 不大于 , 小頭兩端面的尺寸公差等級為 IT12，表面粗糙度 Ra 不大于 。這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按 IT8 級公差等級和表面粗糙度 Ra 應不大于 加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為 mm。在連桿受動載荷時，對口面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結(jié)合面的平面度的公差為 mm。粉末鍛造技術(shù)是常規(guī)的粉末冶金工藝和精密鍛造有機結(jié)合而發(fā)展起來的一項頗具有市場、競爭力的少、無切削金屬加工方法，以金屬粉末為原料，經(jīng)過預成形壓制，在保護氣氛中進行加熱燒結(jié)及作為鍛造毛坯，然后在壓力機上一次鍛造成形和實現(xiàn)無飛邊精密模鍛，獲得了與普通模鍛件相同密度、形狀復雜的精密鍛件。它既有粉末冶金成形性能較好的優(yōu)點，又發(fā)揮鍛造變形有效地改變金屬材料組織和性能作用的特點，使粉末冶金和鍛造工藝在生產(chǎn)上取得了新的突破，特別適宜大批量生產(chǎn)高強度、形狀復雜的結(jié)構(gòu)零件，因此在各工業(yè)部門中有較大推廣應用的發(fā)展前途。汽車發(fā)動機連桿是承受強烈沖擊及動態(tài)應力最高的典型動力學負荷零件，其負荷與其自身質(zhì)量成比例，因此桿的輕量化對發(fā)動機具有特別的重要意義。如減輕發(fā)動機質(zhì)量，可導致發(fā)動機上所有擺動體質(zhì)量的減少，對發(fā)動機的運轉(zhuǎn)噪聲、震動、燃料消耗等將產(chǎn)生良好的作用。更重要的是，由于粉末鍛造采用粉末坯料的稱量法，使每根連桿得到同一重量，因此，連桿聯(lián)接曲軸旋轉(zhuǎn)時，明顯減輕了動平衡所引起的影響。粉末鍛造工藝是一種可以精減工藝、減少公害和節(jié)約資源的合乎時代要求的技術(shù)，是一項跨世紀的先進的高新技術(shù)。連桿的材料參考了德國 krebsoge 公司為寶馬公司生產(chǎn)的美洲虎發(fā)動機AJ—V8 型粉末鍛造連桿，所用預合金鋼粉的牌號為 AIS14200，其化學成分(W)為：0．25％ ～0．35％ Mn、0．25％ ～0．45％ Mo、0．25％ ～0．35％Ni、0 1％ ～0 1％Cr、0 65％C、其余為 Fe。由于這種低合金鋼粉的化學成分均勻，物理性能及工藝性能優(yōu)良，從而使經(jīng)粉末鍛造制成的高強度連桿零件的綜合性能，特別是沖擊韌性及疲勞性能顯著提高。毛坯的生產(chǎn)工序如下：1．配料及混料：將低合金鋼粉，經(jīng)配料計算和準確稱取粉重后，置于混料機內(nèi)混和30min左右，至分布均勻。2．壓預成形坯：在壓制機上將粉料壓制成連桿預成形坯。對預成形坯的形狀及尺寸設(shè)計應合理，對其密度、質(zhì)量、質(zhì)量變化和尺寸要嚴格精確控制，以避免超負荷而損壞模具。3．燒結(jié)：在通有還原性保護氣氛的燒結(jié)電爐中進行，其溫度為1100—1130℃，至完全合金化。然后，將燒結(jié)體移入無氧化性氣氛的保溫爐(約1000℃)中進行保溫。4．閉式模鍛：圖 21 粉末鍛造過程示意圖為了節(jié)約能源，將粉末預成形壓坯直接從保溫爐內(nèi)送人壓力機模具中進行閉式模鍛。燒結(jié)體經(jīng)致密化封閉鍛造時，可將80％理論密度的燒結(jié)體鍛造直至接近100％理論密度。（必須指出，粉末鍛造連桿的變形溫度對其性能的影響很大，燒結(jié)預成形坯經(jīng)l000℃保溫出爐時，應盡量縮短停留時間，立即投人模鍛工序。若模鍛溫度過低，在連桿表層的殘留微孔隙增多，則使連桿的密度下降；若停留時間過長，則連桿內(nèi)部易被氧化。這兩種情況都能導致連桿的沖擊韌性和疲勞強度降低。）粉末鍛造連桿除了要求粉末性能一致、粉末的流動性和填充性要好及合理的預制坯形狀及尺寸設(shè)計外，還需要較復雜的工藝設(shè)備和嚴格的質(zhì)量控制。為提高模具使用壽命與保證粉末鍛造連桿質(zhì)量的一致，其關(guān)鍵是實現(xiàn)生產(chǎn)工藝過程的計算機自動化。從國外長期生產(chǎn)實踐證明，發(fā)動機連桿用粉末鍛造工藝代替普通模鍛，據(jù)統(tǒng)計資料可得如下明顯的優(yōu)點：1．成形性能高由于粉體顆粒較細，倒入模具型腔時，象流體一樣充填型腔各處，成形性能極高，所以對各種形狀復雜的鍛件都能順利成形。毛坯對零件的材料利用率已達100％ ，即不留任何的金屬加工余量及輔料。2．機械性能高如美國賽車連桿的疲勞強度從普通模鍛件σ 1=290MPa增加到粉末鍛件σ 1=340MPa，經(jīng)金相分析指出，這是由于基體中晶粒較細、無偏析，且呈連續(xù)纖維方向的情況下等原因所致。由此可見，粉末鍛造連桿零件的機械性能明顯超過了普通模鍛件。3．鍛件精度高由于鍛造的加熱溫度較低，且又在防氧化的保護氣氛中進行，沒有氧化皮，故可以獲得較高尺寸精度和較低表面粗糙度的鍛件，制件表面在高壓下受到模具型腔光滑表面的熨平、光澤。4． 材料利用率高由于合理的制坯技術(shù)，再在較低溫度下進行無飛邊、無余量的精密閉式模鍛，大大提高了材料利用率，從普通模鍛的材料利用率50％左右增加到95％以上。5．模具壽命高困粉末坯料的加熱溫度較低及無氧化皮的情況下進行閉式模鍛，減少對模具表面的摩擦，更重要的是，單位壓力僅是普通模鍛的l/3～l/4，甚至更低，這對模具的受壓條件大為改善，故其模具壽命可提高l0—20倍以上。6．生產(chǎn)率高如汽車發(fā)動機連桿的生產(chǎn)工藝，普通模鍛把加熱后的毛坯進行多道制坯輥鍛，又在壓力機上進行預鍛及終鍛，然后再進行切邊、大 小頭沖孔、熱校正冷精壓等多道工序。而粉末鍛造首先是省去了切邊、大、小頭沖孔、熱校正、冷精壓工序。7．產(chǎn)品成本低與普通模鍛加工方法相比，首先因為加工精度高，可以大幅度地節(jié)省機械加工，提高材料利用率，對節(jié)省工時和降低成本有很大的經(jīng)濟效果。因為原材料粉末在成本中所占的比例高，從生產(chǎn)中證明，越能節(jié)省機械加工的零件采用粉末鍛造就越有利。也就是說，原來機械加工工時越多的零件，改為粉末鍛造后，在節(jié)省工時和降低成本方面就越能獲得更大的效果。表 21 粉末鍛造后毛坯的參數(shù)參數(shù) 粉末鍛造尺寸波動(每 l00mm)mm 177。零件重量波動％ 177。尺寸精度 IT6～IT9表面粗糙度(μm) ～因為鍛造后大大改善了工件的表面粗糙度和表面精度，求因此粉末鍛造毛坯可以減少大量表面加工工序，提高生產(chǎn)率。連桿的鍛造毛坯圖見附圖 1 工藝過程設(shè)計 基準的選擇統(tǒng)一精基準：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因為端面的面積大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距同時可以消除基準不重合誤差。一般的連桿工藝路線是：拉大小頭兩端面——粗磨大小頭兩端面——拉連桿大小頭側(cè)定位面——拉連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角——拉小頭兩斜面——粗拉螺栓座面，拉配對打字面、去重凸臺面及蓋定位側(cè)面——粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔——粗鏜桿身上半圓、小頭孔及大小頭孔倒角——精銑螺栓座面——銑斷桿、蓋——小頭孔兩斜端面上倒角——加工螺栓孔——拉桿、蓋結(jié)合面及倒角——去配對桿蓋毛刺——清洗配對桿蓋——檢測配對桿蓋結(jié)合面精度——人工裝配——扭緊螺栓——打印桿蓋配對標記號——精磨連桿桿身兩端面——粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角——半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔——檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度——壓入小頭孔襯套——稱重去重——精鏜大頭孔、小頭襯套孔——清洗——最終檢查——成品防銹。對于粉末鍛造的毛坯由于具有較高的表面質(zhì)量所以工藝粗鏜桿身下半圓、倒角及小頭孔之前的工藝都可以省略因此連桿的工藝如以下方案方案一：工序I. 精銑連桿兩端面工序II. 擴鉸小頭孔工序III. 粗鏜桿身上半圓工序IV. 粗鏜大頭孔下半圓小頭孔及小頭孔倒角工序V. 鉆階梯油孔工序VI. 銑斷工序VII. 精磨連桿桿身兩端面工序VIII. 加工螺栓孔工序IX. 精磨桿、蓋結(jié)合面工序X. 沿對口面處大頭孔內(nèi)測倒角工序XI. 擴鉸桿蓋螺栓孔工序XII. 銑瓦槽工序XIII. 去配對桿蓋毛刺工序XIV. 清洗配對桿蓋工序XV. 檢測配對桿蓋結(jié)合面精度工序XVI. 人工裝配工序XVII. 扭緊螺栓工序XVIII. 打印桿蓋配對標記號工序XIX. 粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角工序XX. 半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔工序XXI. 檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度工序XXII. 壓入小頭孔襯套工序XXIII. 稱重去重工序XXIV. 鉆階梯油孔工序XXV. 精鏜大頭孔、小頭襯套孔工序XXVI. 去毛刺工序XXVII. 退磁工序XXVIII. 總成清洗工序XXIX. 終檢工序XXX. 自動打流水號工序XXXI. 成品防銹。方案二：工序I. 精銑連桿兩端面工序II. 擴鉸小頭孔工序III. 粗鏜桿身上半圓工序IV. 粗鏜大頭孔下半圓小頭孔及小頭孔倒角工序V. 拉螺栓螺母座面工序VI. 鉆階梯油孔工序VII. 銑斷工序VIII. 粗磨斷口面工序IX. 鉆螺栓孔工序X. 擴桿蓋螺栓座面沉孔并倒角工序XI. 精磨連桿連桿蓋對口面工序XII. 沿對口面處大頭孔內(nèi)測倒角工序XIII. 擴鉸桿蓋螺栓孔工序XIV. 銑瓦槽工序XV. 清洗工序XVI. 連桿配對并裝配工序XVII. 自動擰緊工序XVIII. 精磨兩端面工序XIX. 精鏜小頭底座粗鏜大頭孔工序XX. 大頭孔倒角工序XXI. 壓襯套工序XXII. 稱重去重去毛刺工序XXIII. 精鏜大頭孔精鏜襯套孔工序XXIV. 去毛刺工序XXV. 退磁工序XXVI. 總成清洗工序XXVII. 終檢工序XXVIII. 自動打流水號工序XXIX. 成品防銹方案分析：方案一于銑斷后馬上精磨兩端面由于連桿體和連桿蓋是分離的裝配后斷面就不一定位于同一平面因此不應該在裝配前精磨兩端面。方案二螺栓孔的加工不是一次成形需要重復裝夾，工藝設(shè)計不合理。兩個方案的鉆階梯油孔可以安排在小頭孔壓入襯套之后，這樣襯套可以省去鉆孔工藝節(jié)約成本。所以綜合以上分析可以得出以下工藝流程：工序I. 精銑連桿兩端面工序II. 擴鉸小頭孔工序III. 粗鏜桿身上半圓工序IV. 粗鏜大頭孔下半圓工序V. 精銑螺栓座面工序VI. 銑斷工序VII. 粗、精銑對口面工序VIII. 鉆、鉸桿、蓋螺栓孔工序IX. 精磨連桿連桿蓋對口面工序X. 銑瓦槽工序XI. 清洗工序XII. 連桿配對并裝配工序XIII. 自動擰緊工序XIV. 精磨兩端面工序XV. 精鏜小頭孔工序XVI. 半精鏜大頭孔工序XVII. 大頭孔倒角工序XVIII. 壓襯套工序XIX. 鉆油孔工序XX. 稱重去重去毛刺工序XXI. 精鏜大頭孔精鏜襯套孔工序XXII. 研磨大頭孔工序XXIII. 去毛刺工序XXIV. 退磁工序XXV. 總成清洗工序XXVI. 終檢工序XXVII. 自動打流水號工序XXVIII. 成品防銹連桿的主要表面為大兩端面，較重要的表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要表面為軸瓦鎖口槽及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括為合裝做準備的螺栓孔和結(jié)合面的加工