1.發(fā)動(dòng)機連桿為什么要鍛造 ?
連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機零件的關(guān)鍵部件,也是典型而重要的復雜閉模鍛件。制造精細度,連桿的內外質(zhì)量將直接影響發(fā)動(dòng)機的性能和水平。連桿在發(fā)動(dòng)機的高速上升過(guò)程中引起高頻交變應力。它必須承受由氣缸中的每個(gè)沖程氣體和曲軸扭轉慣性力引爆的沖擊壓力。當發(fā)動(dòng)機的速度為3000~5000轉/分鐘時(shí),加載頻率非常高。由于連桿在疲勞載荷下高速工作,因此對連桿的強度要求很高。另外,由于保持曲軸始終在平衡狀態(tài)下高速運轉,因此連桿的重量也必須控制在一定范圍內。
連桿的塑性成形和加工過(guò)程很困難,為了這種鍛造生產(chǎn)和加工過(guò)程的目的,很容易出現質(zhì)量問(wèn)題。這些質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生涉及許多因素。因此,長(cháng)期以來(lái),鍛造制造商一直在不斷改進(jìn)和討論材料、鍛造工藝和機械加工制造技術(shù)。其目的是滿(mǎn)足產(chǎn)品的技術(shù)性能和使用要求,同時(shí)最大限度地降低成本,提高效率和增加經(jīng)濟效益。
2.鍛造連桿分類(lèi)
1)按鍛造材質(zhì)分類(lèi):淬火回火鋼連桿和非淬火回火鋼連桿
淬火回火鋼連桿是指鍛造后淬火和高溫回火熱處理最終滿(mǎn)足性能要求的連桿。非淬火和回火鋼連桿是指連桿在鍛造后通過(guò)控制冷卻速度滿(mǎn)足性能要求。
2)按連桿結構分類(lèi):分體式連桿和整體式連桿
分體式連桿是指在鍛造過(guò)程中主體和蓋子分離的連桿。而Integral連桿是指連桿,主體和蓋子整體鍛造,然后通過(guò)后續加工分離。
3.連桿的鍛造工藝
隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,發(fā)動(dòng)機功率的增加,對連桿質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。因此,選擇合適的鍛造材料,合理的鍛造工藝,對連桿的性能起著(zhù)至關(guān)重要的作用。
鍛造連桿工藝流程一般為:下料 - 加熱 - 輥鍛 - 閉模鍛 - 修邊沖 - 熱處理 - 拋丸 - 修正。
1)下料
常用的下料方法是:剪切(棒料剪斷機)和鋸切(優(yōu)選鋸切)。由于剪切方法會(huì )造成下料尺寸不統一,而連桿鍛造對下料因此鋸切效果更好。
2)棒料加熱
為了改善工作環(huán)境和坯料加熱質(zhì)量,有利于機械化自動(dòng)化生產(chǎn),我們通常采用中頻感應加熱。對于感應加熱的消耗低,一般低于0.5%,并且氧化皮很薄,易于去除。由于生產(chǎn)具有一定的節奏,因此,為了降低兩個(gè)頭的坯料加熱溫度,坯料在出腔前不能超過(guò)腔口,通常通過(guò)調節行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制。加熱溫度會(huì )直接影響鍛造連桿的外部和內部質(zhì)量。低溫將有利于連桿的強度和隨后的熱處理。但是溫度太低會(huì )導致金屬流動(dòng)不良和模具磨損快。如果模具承受較大的擊打力,連桿也容易產(chǎn)生裂紋。但如果加熱溫度過(guò)高,連桿的可塑性會(huì )過(guò)高,導致金屬流動(dòng)過(guò)快,局部充不滿(mǎn),表面氧化嚴重等缺陷缺陷。因此,在保證成形的條件下,加熱溫度越低,鍛造連桿質(zhì)量越好。
3)輥鍛
輥鍛制坯質(zhì)量會(huì )直接影響鍛造連桿的質(zhì)量,因此在軋制鍛造時(shí),應注意以下幾點(diǎn):
A, 輥鍛模具表面質(zhì)量:由于輥鍛模具使用壽命長(cháng),但在使用一段時(shí)間后,輥鍛模具表面由于金屬流動(dòng)不會(huì )那么光滑,導致輥坯鍛造褶皺。
B, 每個(gè)軋輥鍛造的入口點(diǎn)不一致,因此過(guò)渡段的圓弧很小。
C, 鋼坯表面凹凸不平,存在劃痕。
D, 軋輥鍛模的磨損使坯料分布不均勻,中間較多,兩側較少。
由于存在這些問(wèn)題,它們會(huì )引起連桿的缺陷,例如折疊,折疊線(xiàn),不完整的填充。為確保軋輥質(zhì)量并減少軋制缺陷,我們應注意以下幾點(diǎn):
A, 設計軋輥鍛模時(shí),應合理確定每個(gè)軋輥的鍛造形狀和尺寸。
B, 合理分配每個(gè)擴展系數,并確定合適的類(lèi)型槽。
C, 合理確定前滑值。
D,準確計算軋坯的截面尺寸和槽尺寸。
4)閉模鍛造
連桿主要設備主要有熱模鍛壓力機,數控錘,電動(dòng)螺旋壓力機和模鍛電液錘。
A, 預鍛后,將鍛造連桿移至最終鍛模,但移動(dòng)時(shí)移除氧化皮的效果明顯。
B, 軋輥鍛造連桿的平壓部分,使其易于定位,剝落氧化皮,同時(shí)把吹氧化皮吹走。
C, 生產(chǎn)節奏盡量一致,它可以保證切邊溫度,有利于后續工序質(zhì)量控制,以提高鍛造連桿的質(zhì)量。
5)切邊沖孔
連桿的切邊沖孔通常在高溫條件下進(jìn)行,鍛造后利用余熱,切邊應力小。在壓機上使用切邊沖壓復合模具,一次完成。在切邊過(guò)程中經(jīng)常會(huì )遇到以下問(wèn)題:
A, 殘余毛刺不均勻:由沖模不匹配或間隙過(guò)大引起,沖模間隙一般為0.5~0.8 mm。
B, 切邊變形:切邊模具可制成波浪形,可防止變形。除了上述原因,鍛造模具和切邊模具的不匹配也是原因之一。
C。為了防止修邊變形,可以在沖模上使用高精度雙點(diǎn)切邊壓力機或設計導向裝置。
6)整形
鍛造連桿的整形很簡(jiǎn)單,主要是校正連桿的平整度和厚度。