连杆合件加工工艺及关键工序工装设计开题报告

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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：连杆合件加工工艺及关键工序工装设计指导教师:2009年3月22日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要连杆是汽车发动机的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的作用，连杆的材料，连杆的制造过程等的国内外的现状及未来的发展趋势。虽然目前来说连杆的制造还是铸、锻，但已有极大的改进，新技术的应用，高制造精度，降低生产成本，节约材料成为主流。连杆材

2、料的选择上，传统的碳钢已不满足需求，新材料的运用必将给连杆带来更广的前景。关键词连杆材料制造1连杆连杆的功用是将活塞承受的力传给曲轴，从而使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆承受活塞销传来的气体作用力及其本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力。这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小的条件下，有足够的刚度和强度。若连杆的刚度不够，则可能产生的后果是：其大头孔失圆，导致连杆大头轴瓦因油膜破坏而烧损；连杆杆身弯曲，造成活塞与汽缸偏磨、

3、活塞环漏气和窜油等1]。2连杆的国内外现状2．1国内现状高强度、轻量化、低成本是汽车发动机连杆用材料的发展趋势，我国的发动机锻钢连杆制造技术与国外差距不大，但在连杆轻量化方面还相当落后。在满足性能指标的前提下，连杆的材料和制造技术关联很大，非调质钢的应用就是考虑节省调质工序。近年来，采取裂解连杆体和连杆盖分界面技术可以大幅度地减少机械加工工序，由此开发了高强度低韧性的高碳非调质钢和粉末冶金锻件，以满足工艺的需要2]。2．1．1连杆的材料多年来高速柴油机连杆一直以优质中碳结构钢和中碳合金结构钢为主。如4

4、5、40Cr、35CrMo、42CrMo和40MnB。结构钢经热模锻后调质处理，获得良好的综合力学性能。近年采用的新型柴油机连杆材料有2类。第1类为微合金非调质结构钢，如中国一汽的6DL柴油机。第2类为高碳非调质结构钢，为适应连杆体一盖“裂解”加工技术的需要而迅速发展3]。2．1．2连杆的制造目前，连杆生产中有模铸工艺、模锻工艺、粉末锻造工艺、常规粉末冶金工艺、粉末热挤压一锻造工艺、碳纤维强化工艺等。由于模锻成形具有接近最终产品的几何形状和尺寸精度，并同时改善其组织，能获得更高的力学性能；模锻钢连杆的

5、疲劳强度和可靠性高，适用于负荷大、转速高的汽油和柴油发动机，因此，在连杆制造中占据主导地位。普通模锻连杆需要在锻后进行全身铣削加工，以消除锻造过程中产生的脱碳层、氧化坑、裂纹、折叠等表面缺陷，通过这一铣削加工，会使连杆表层的纤维组织受到破坏，强度大幅度降低4]。在多年探索的基础上，国内形成了精密辊锻—液压模锻锤模锻复合工艺5]和连杆精锻工艺等较为先进的工艺6]。铸造连杆工艺也是一种常用的工艺方法。采用铸造连杆有4个优点（1）与锻造连杆相比设计的灵活性比较大；（2）改善丁连杆的机加工性能；（3）铸造连杆

6、的尺寸比较接近连杆的成品尺寸；（4）在使用上能够满足可靠性要求7]。常规粉末冶金工艺制造汽车连杆已有十几年，粉末锻造工艺使用最广。粉末锻造工艺比较昂贵，较适合于小批量生产．或制造高负荷与高速发动机的连杆。对于大批量生产的．速度不高于7000rpm的2.0L下的发动机的连杆，可用较经济的压制—烧结—精整—热处理工艺扣“断裂剖分法”制造8]。传统的普通模锻和机械加工方法已难以满足当今汽车、摩托车等工业生产中对产品高质量、高精度、高效率、低消耗、低成本的要求。粉末锻造技术是常规的粉末冶金工艺和精密锻造有机结

7、台而发展起来的一项颇具有市场竞争力的少、无切削金属加工方法。该方法以金属粉末为原料，经过预成形压制，在保护气体中进行加热烧结及作为锻造毛坯，然后在压力机上一次锻造威形和实现无飞边精密模锻，从而获得了与普通模锻件质量密度相同、形状复杂的精密锻件。汽车发动机连杆是承受强烈冲击及动态应力最高的典型动力学负荷零件，其负荷与其自身质量成比例，因此连杆的轻量化对发动机具有特别的重要意义。由于粉末锻造采用粉末坯料的称量法，使每根连杆得到同一质量。因此，连杆联接曲轴旋转时，明显减轻了动平衡所引起的影响9]。2．2国外

8、现状2．2．1连杆的材料铝基复合材料，密度低、比强度和比模量高、抗热疲劳性能好，但在汽车上的应用受到价格及生产质量控制等方面的制约，还没有形成很大的规模。目前，铝基复合材料在连杆零件上的试验或使用显示出了卓越的性能，如本田公司开发成功的由不秀钢丝增强的铝基复合材料连杆比钢制连杆降重30%，对1.2L的汽油发动机可提高燃料经济性5%10]。以钛为基加入其他合金元素组成的合金称作钛合金11]。钛有两种同质异晶体：882℃以下为密排六方结构α钛，882℃以上为