摘 要：本文分析了柴油機(jī)連桿的用途及其特點(diǎn)，闡述了連桿的毛坯制造，探討了連桿的加工工藝過程。在選擇制造方法與毛坯種類時(shí)，應(yīng)考慮成本與性能等因素，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低生產(chǎn)成本、提高性能的目的。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；連桿；加工工藝

1 緒論

在發(fā)動(dòng)機(jī)中，最為重要的傳動(dòng)部件當(dāng)屬連桿，應(yīng)用于柴油機(jī)時(shí)，可轉(zhuǎn)移活塞頂面膨脹壓力，使之傳輸至曲軸，后經(jīng)曲軸驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)活塞壓縮氣缸中氣體的帶動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)維修的便易，以及磨損的有效降低，在連桿大頭孔中，需進(jìn)行金屬軸瓦的安裝。對(duì)軸瓦來講，其底部所用材料為鋼質(zhì)，內(nèi)部澆有耐磨巴氏合金軸瓦金屬。不僅如此，其與連桿蓋之間常會(huì)放置一組墊片，用于對(duì)磨損瓦軸的補(bǔ)償。而連桿小頭，它需與活塞進(jìn)行連接，通過活塞銷進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。在小頭孔內(nèi)，還需價(jià)格青銅襯套進(jìn)行亞茹，以此來降低所發(fā)生的磨損，并方便用于進(jìn)行更換與維修。

2 連桿的毛坯制造

在選擇制造連桿毛坯的制造方法時(shí)，需按照零件對(duì)組織性能要求、材料工藝性與生產(chǎn)材料進(jìn)行，其工藝性主要包括可鍛性與可塑性，同時(shí)還要結(jié)合零件外形尺寸與形狀進(jìn)行，根據(jù)車間具體制造方法與現(xiàn)有條件，確定最終的制造方案。目前，對(duì)我國連桿生產(chǎn)工廠來講，采用工藝多為連桿輥鍛。如下圖，在加熱毛坯之后，經(jīng)由上、下鍛輥模具2、4型槽，使之產(chǎn)生形變，并獲取所期形狀。通過對(duì)輥鍛法的運(yùn)用，所產(chǎn)生的連桿鍛件，無論是機(jī)械強(qiáng)度也好，還是金屬纖維也罷，或是內(nèi)部金屬組織等，均可達(dá)到模鍛水準(zhǔn)，不僅如此，其設(shè)備尤為簡(jiǎn)易，且具有較好的勞動(dòng)條件，以及較高的生產(chǎn)效率，使之達(dá)到自動(dòng)化與機(jī)械化的目標(biāo)，還可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，對(duì)于輥鍛來講，它需歷經(jīng)多次，才可達(dá)到所需形狀。

連桿輥鍛示意圖

3 連桿的加工工藝過程

3.1 定位基準(zhǔn)的選擇

加工連桿機(jī)械時(shí)，在多數(shù)工序中，其主要基面選擇小頭孔與指定端面，除此之外，其另一基面由大頭確定，其制定的外表面即為基面。主要因?yàn)閿嗝嬗休^大的面積與穩(wěn)定的定位，利用小頭孔定位便可對(duì)小、大頭孔中心距加以控制。所以通過這種方法可以統(tǒng)一工序內(nèi)各定位基準(zhǔn)，使定位誤差有所減少。面對(duì)此種情形時(shí)，可以采用下面的方法來解決：工件在安裝過程中，在夾具的設(shè)計(jì)中應(yīng)將夾具定位原件與編號(hào)標(biāo)記的一面相接觸。在精鏜小頭襯套孔（精鏜小頭孔）時(shí)，其基面常選擇襯套孔（小頭孔），此時(shí)常用“假銷”來稱呼定位銷。在定位夾緊（襯套孔）小頭孔后，接假銷從小頭孔內(nèi)抽出并加工。在加工初期，工件的所有表面都為毛坯狀態(tài)，夾緊與定位條件并不理想，且需要較大的切削力與加工余量，若工件原本剛性并不理想，還會(huì)影響加工精度。在加工連桿時(shí)也同樣如此，其工藝路線的加工中，開始加工前，首先應(yīng)對(duì)兩個(gè)端面進(jìn)行粗銑，毛坯端面用于定位粗磨端面。如何定位粗銑中工件，其方法并不唯一，一種可以用毛坯端來定位，接下來夾緊端部與側(cè)面，當(dāng)一個(gè)端面粗銑完畢后，將其翻轉(zhuǎn)，將其另一面的定位銑好。然而，因?yàn)檫B桿剛性強(qiáng)度不佳，且毛坯面不平整，所以在夾緊定位時(shí)工件形狀可能會(huì)受到影響，進(jìn)而對(duì)后續(xù)定位工序的精度產(chǎn)生影響。從另一角度來看，為連桿身與連桿大頭外形的對(duì)稱面進(jìn)行定位。利用該方法來定位可以減小工件形變程度，對(duì)斷面進(jìn)行銑洗時(shí)，兩端可以同時(shí)進(jìn)行，抵消部分切削力，有利于得到較好的平面度。因?yàn)樵诙ㄎ粫r(shí)選擇對(duì)稱面，所以加工毛坯后，對(duì)其外形產(chǎn)生的影響較小，得到的外形無偏差或有較小的偏差。

3.2 加工階段的劃分和加工順序的安排

因連桿剛性的不足，導(dǎo)致在加工時(shí)，常會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力問題，從而引發(fā)變形的出現(xiàn)。在工藝安排時(shí)，首先，需區(qū)分表面的粗、精加工。如此一來，可于半精加工中，實(shí)現(xiàn)對(duì)粗加工變形的修正，不僅如此，在精加工中，還可實(shí)現(xiàn)對(duì)半精加工的修正，以此來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的所需。在工序安排上，首先，對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，如磨、銑等工序，之后，在對(duì)孔進(jìn)行加工，以此來滿足先面后孔的需求。通常情況下，連桿工藝加工過程有以下幾點(diǎn)：

（1）粗加工階段。該階段發(fā)生于蓋合與連桿體之前，隸屬于加工階段，即加工基準(zhǔn)面與輔助基準(zhǔn)面，加工蓋合與連桿體，例如，兩者的磨、銑等。

（2）半精加工階段。該階段發(fā)生于蓋合與連桿體之后，隸屬于加工階段，例如，對(duì)孔口倒角、半精鏜大頭孔等的加工?？偠灾撾A段的實(shí)施，為大、小頭孔精加工打下良好的基礎(chǔ)。

（3）精加工階段。該階段針對(duì)的是連桿表面，即在大、小頭孔達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，例如精鏜小頭活塞銷軸承孔，以及珩磨大頭孔等。

3.3 確定合理的夾緊方法

連桿并不具備較強(qiáng)的剛性，在夾緊時(shí)應(yīng)注意對(duì)力度的控制，在選擇著力點(diǎn)與方向時(shí)也應(yīng)主要，減少或避免因夾緊力過大對(duì)其形狀產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)加工精度產(chǎn)生影響。在連桿的加工過程中能夠發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)人員在選擇著力點(diǎn)與作用方向時(shí)較為注意。對(duì)夾具兩端面進(jìn)行粗銑時(shí)，端面與夾緊力方向處于平衡裝填，此時(shí)小頭端部與大頭端部有著較高的剛性，所以其形狀受到的影響較小，即便有變形產(chǎn)生，依舊與端面相平衡，對(duì)端面平面度不會(huì)產(chǎn)生影響。利用工件，定位元件會(huì)受到夾緊力，減少或避免扭轉(zhuǎn)或彎曲現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.4 連桿主要面的加工方法

通過對(duì)四道工序，如精磨、粗磨、精銑以及粗銑的運(yùn)用，結(jié)合精加工中的精磨工序，實(shí)現(xiàn)對(duì)基面平度的有效改善，以此來達(dá)到對(duì)孔加工精度的提升。在轉(zhuǎn)盤磨床上，通過對(duì)砂瓦的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)磨削砂輪端面。此方式具有較高的生產(chǎn)效率。在M7130型平面磨床上，通過精磨的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)磨削砂輪的目的，此方式雖然生產(chǎn)率較低，但是卻有著較高的精度。定位是建立在小頭孔與基面之上，利用圓銷進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。通過工件銑兩側(cè)面至尺寸的裝夾，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)稱的保障。

4 結(jié)語

連桿，它常用于進(jìn)行曲軸與活塞的連接，用其實(shí)現(xiàn)活塞運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變，在使之轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的輸出。因而，對(duì)柴油機(jī)來講，其性能由連桿精度決定，而連桿精度主要取決于工藝選擇。

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作者簡(jiǎn)介：郁冬（1977），男，江蘇姜堰人，講師，主要從事機(jī)械制造加工工藝及夾具方面的理論、技能教學(xué)及研究。