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发动机连杆的锻造设备及锻造工艺介绍

 1.发动机连杆为什么要锻造 ?


连杆是汽车发动机零件的关键部件,也是典型而重要的复杂闭模锻件。制造精细度,连杆的内外质量将直接影响发动机的性能和水平。连杆在发动机的高速上升过程中引起高频交变应力。它必须承受由气缸中的每个冲程气体和曲轴扭转惯性力引爆的冲击压力。当发动机的速度为3000~5000转/分钟时,加载频率非常高。由于连杆在疲劳载荷下高速工作,因此对连杆的强度要求很高。另外,由于保持曲轴始终在平衡状态下高速运转,因此连杆的重量也必须控制在一定范围内。

连杆.jpg

连杆的塑性成形和加工过程很困难,为了这种锻造生产和加工过程的目的,很容易出现质量问题。这些质量问题的发生涉及许多因素。因此,长期以来,锻造制造商一直在不断改进和讨论材料、锻造工艺和机械加工制造技术。其目的是满足产品的技术性能和使用要求,同时最大限度地降低成本,提高效率和增加经济效益。

2.锻造连杆分类

1)按锻造材质分类:淬火回火钢连杆和非淬火回火钢连杆

淬火回火钢连杆是指锻造后淬火和高温回火热处理最终满足性能要求的连杆。非淬火和回火钢连杆是指连杆在锻造后通过控制冷却速度满足性能要求。

2)按连杆结构分类:分体式连杆和整体式连杆

分体式连杆是指在锻造过程中主体和盖子分离的连杆。而Integral连杆是指连杆,主体和盖子整体锻造,然后通过后续加工分离。

3.连杆的锻造工艺
连杆锻造.jpg

随着汽车工业的发展,发动机功率的增加,对连杆质量的要求也越来越高。因此,选择合适的锻造材料,合理的锻造工艺,对连杆的性能起着至关重要的作用。

锻造连杆工艺流程一般为:下料 - 加热 - 辊锻 - 闭模锻 - 修边冲 - 热处理 - 抛丸 - 修正。

1)下料

常用的下料方法是:剪切(棒料剪断机)和锯切(优选锯切)。由于剪切方法会造成下料尺寸不统一,而连杆锻造对下料因此锯切效果更好。
2)棒料加热

为了改善工作环境和坯料加热质量,有利于机械化自动化生产,我们通常采用中频感应加热。对于感应加热的消耗低,一般低于0.5%,并且氧化皮很薄,易于去除。由于生产具有一定的节奏,因此,为了降低两个头的坯料加热温度,坯料在出腔前不能超过腔口,通常通过调节行程开关来控制。加热温度会直接影响锻造连杆的外部和内部质量。低温将有利于连杆的强度和随后的热处理。但是温度太低会导致金属流动不良和模具磨损快。如果模具承受较大的击打力,连杆也容易产生裂纹。但如果加热温度过高,连杆的可塑性会过高,导致金属流动过快,局部充不满,表面氧化严重等缺陷缺陷。因此,在保证成形的条件下,加热温度越低,锻造连杆质量越好。

3)辊锻

辊锻制坯质量会直接影响锻造连杆的质量,因此在轧制锻造时,应注意以下几点:

A, 辊锻模具表面质量:由于辊锻模具使用寿命长,但在使用一段时间后,辊锻模具表面由于金属流动不会那么光滑,导致辊坯锻造褶皱。
B, 每个轧辊锻造的入口点不一致,因此过渡段的圆弧很小。
C, 钢坯表面凹凸不平,存在划痕。
D, 轧辊锻模的磨损使坯料分布不均匀,中间较多,两侧较少。

由于存在这些问题,它们会引起连杆的缺陷,例如折叠,折叠线,不完整的填充。为确保轧辊质量并减少轧制缺陷,我们应注意以下几点:

A, 设计轧辊锻模时,应合理确定每个轧辊的锻造形状和尺寸。
B, 合理分配每个扩展系数,并确定合适的类型槽。
C, 合理确定前滑值。
D,准确计算轧坯的截面尺寸和槽尺寸。

4)闭模锻造

连杆主要设备主要有热模锻压力机,数控模锻锤电动螺旋压力机模锻电液锤

A, 预锻后,将锻造连杆移至最终锻模,但移动时移除氧化皮的效果明显。
B, 轧辊锻造连杆的平压部分,使其易于定位,剥落氧化皮,同时把吹氧化皮吹走。
C, 生产节奏尽量一致,它可以保证切边温度,有利于后续工序质量控制,以提高锻造连杆的质量。

5)切边冲孔

连杆的切边冲孔通常在高温条件下进行,锻造后利用余热,切边应力小。在压机上使用切边冲压复合模具,一次完成。在切边过程中经常会遇到以下问题:
A, 残余毛刺不均匀:由冲模不匹配或间隙过大引起,冲模间隙一般为0.5~0.8 mm。
B, 切边变形:切边模具可制成波浪形,可防止变形。除了上述原因,锻造模具和切边模具的不匹配也是原因之一。
C。为了防止修边变形,可以在冲模上使用高精度双点切边压力机或设计导向装置。

6)整形

锻造连杆的整形很简单,主要是校正连杆的平整度和厚度。

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