锻造连杆自动化生产线

4

连杆的塑性成形和机加工过程都难度较大， 为 此在锻造生产和 机械加工过程中，容易出现质量问 题。 这些问题的发生， 涉及 许多因素。 所以长期以来， 连杆行业对连杆的材料、锻造工艺 和机械加工制造 工艺一直在不断的改进和研讨。其目的就是既 满足 产品技术性能和使用要求，又要能够降低成本，提高 效率 和最大程度地增加经济效益。 连杆属于长轴类精密锻件，市场需求量巨大。长期以来，连杆一 直被视为较难锻造和加工的一种零件，因此，国内外对连杆的材 料、锻造工艺和切削制造工艺均在不断地探讨和革新。国内已经 出现各种工艺来生产连杆. 然而合理的连杆锻造工艺规划,对保证 产品质量,提高生产效率,降低生产成本取到至关重要的作用。


2、锻件精度低 " 一致性差 " 锻件表层易产 生脱碳 " 很难达到 r s s + 捷达等高精度连杆锻件对 精度和质量提出的要求
3、将切边 + 冲连皮与热校正分成多个独立 的工序 " 不仅增加了操 作人数及设备数量 " 而且也不易保证连杆大小头的中心距精度
4、制坯精度底 " 飞边肥大 Ś、环保：没有污染、噪声和粉尘。
7、适应性强：能加热各种形状不同的工件。 8、设备占地小，不足两平方米，方便客户最大限度利用生产空间。
12

锻造连杆自动化生产线突出特点：


1、采用IGBT为主器件、全桥逆变。
2、100%负载持续率设计，可连续工作。 3、保护功能完善，可靠性高。
锻造连杆自动化生产线
目 录
第一章： 第一章：请在此处输入您的标 锻造连杆自动化生产线简介 题
Contents
第二章： 第二章：请在此处输入您的标 锻造连杆自动化生产线技术 题
第三章： 第三章：请在此处输入您的标 锻造连杆自动化生产线案例 题
2
锻造连杆自动化生产线简述
Click here to add your title
20
锻造连杆自动化生产线技术
Click here to add your title
21

锻造连杆自动化生产线工艺分析 1.工艺方案的选定: 由于国内车型繁多,各主机厂加工方式的不同,其对连杆的要求也 不一样,这样势必导致采用不同的锻造工艺来满足用户要求.目前 国内连杆锻造成形方案有4种（图1）。 采用哪一种成形工艺方案,必须根据连杆的质量要求来选定,四种 方案采用哪一种成形工艺方案,必须根据连杆的质量要求来选定, 四种方案特点比较如表1所示。

15

在我国 " 传统的连杆锻造工艺是采用火焰加热 " 空气锤上型砧制坯 " 摩擦压力机或蒸空锤锻 造 " 切边 + 冲连皮 " 最后进行热校正 , 其缺 点表 现为: 1、自动化程度低 , 主要工序全部依靠手工 操作 " 导致生产率低 " 操 作人数多且劳动强度大 " 生产节拍难以保证 " 产品质量受操作水平 的影响 程度较大

随着我国轿车工业的发展，发动机的制造技术也随着发展， 而连杆是发动机的重要部件之一，其工作环境温度为 90~100℃，运转速度为3000~5000r/min， 为了保持高速运转 下的曲轴始终处于平衡状态，还要求连杆质量公差限制在一 定范围内。对连杆不仅有较高的尺寸精度要求，而且对质量 公差也有严格的控制，以方便用户在加工后的分组。有的连 杆加工后不分组，则对锻件质量公差要求就更高。
14

轿车连杆重量公差国际上通用的标准为产品 重量的 2%～3%， 而一般内燃机的连杆重量公差要只 求在 3%～5%范围内。 要满足和适应不同连杆模锻件的生产，就要选 择不同 的模锻生产工艺和方法。 与此同时， 机械制造 加工 的方法也在不断的改变，过去只有机械切削加 工， 而 现在又增加了裂解 （胀断、 撑断、 断裂刻分 ） 加 工 新技术。这些技术从根本上改变了传统的连杆加 工方 法， 是对传统连杆加工的一种重大变革。 其中裂 解 连杆要求材料塑性变形小、 强度好、 脆性适中， 工 艺性好等等。
10

锻造连杆自动化生产线组成部分


一、电源部分
频率在超音频频段（20－30）KHZ之间加热电源可用全固 态IGBT超音频感应加热电源，全固态电源由于其设备占地 小节水性能好，整机效率高，输出电压安全系数高等诸多 优点。 二、机械部分


机械控制采用可编程序控制器（PLC）控制，控制度高，动 作准确，加热方式采用旋转行进增加了杆身温度的均匀性。

22
23

连杆的典型锻造工艺流程: 下料剥皮 中频加热 制坯分料 模锻成形 冲孔、切边、热 校正 调质或非调质钢可控冷却 抛丸 磁粉探伤 外观检验 冷精压 直线度检验校直 防锈装箱 入库

上述工艺流程中锻造成形是关键,它关系到连杆锻件的质量和 生产效率及生产成本。
4 生产线的配置 根据连杆质量要求及投资规模选定不同的生产线进行生产,常见 的连杆生产线配置如下：
19
用于普通工件的感应加热电源控制系统示意图
高压桥
TA 656VAC
S300
低压桥
低压桥起动条件
逆变器
来自S300
负载电路
全控
来自S300
半控
IMF
来自S300
S300 S300MF
U
P.L.C.CABUET PROFIBUS
AL300
P2 JP24 JP23 J22
TF300
P1
S300A
J8 J7 J6 J5 J4 J3 J2 J1
11

锻造连杆自动化生产线显著优点：

1、与传统加热手段相比较（油、煤、气），具有环保、节能、操作方 便、劳动强度低的显著优点；
2、与可控硅中频相比较节能10%~30%，对电网没有谐波干扰； 3、与电阻炉相比较节能50%~60%； 4、对客户产品具有加热快、受热均匀、无氧化层、产品质量好等优点； 5、感应器由变压器隔离，非常安全。
6
整体式连杆(整体式连杆是指连杆体和连杆盖整体锻造，通过后续加工再 分离的连杆)。 下表为国内部分车型所用连杆的信息:下表为国内部分车型所用连杆的信 息:
7

连杆加工的主要加工表面为大小头孔，两端面，连杆盖与连杆体的 接合面和螺栓孔等。次要表面为油孔、锁口槽、螺栓孔、供作工工 艺基准的工艺凸台等。还有称重去重、检验、清洗和去毛刺等工序。 连杆的加工工序多，采用多种加工方法，主要有：磨削，钻削，拉 削，镗削等。 连杆加工中，主要采用了以下几种机床，分别是：双轴立式平面磨 床、立式六轴钻床、立式内拉床，双面卧式组合铣床，双面卧式钻 孔组合机床，金刚镗床。其中双轴立式平面磨床的型号是：M77； 立式六轴钻床的型号是：Z2；立式内拉床的型号是：L51；立式外 拉床的型号是：L71；双面卧式组合铣床的型号是：双面卧式钻孔 组合机床：金刚镗床的型号是：T70
5、加热炉及锻造设备的能耗高 为了满足高精度连杆对锻造生产线提出的自 动化及质量方面的要求 " 缩短该领域内我国与国际先进水平之间的差距 " 我们开发了连杆 精密锻 造工艺 " 研制成功了自动化精密锻造生产线.
16

各类生产线均应以特定的产 品为对象 " 以相 应的工艺为 基础 " 设备为工艺服务 " 又 是工艺的 具体体现 , 研制高 性能连杆锻造生产线应以精 密 锻造工艺为龙头 , 图1所 示为某型号摩托车连杆锻件 示意图 。根据其形状复杂 程度，尺寸精度 + 重量公差 要求 高等特点 确定出锻造 工艺流程如图1所示 , 由于 该锻件尺寸小 " 重量轻 " 为 了提高生产率 "模 锻工步可 采用一模两件的方法
辊锻制坯可有效地解决复杂锻件截面差大的问题，使制坯形状更接近 于锻件的直线形状和尺寸，减少锻件飞边，节省原材料。由于摩擦压 力机具有模锻锤和锻压机的双重工作特性，在摩擦压力机上进行预锻、 终锻及校正成形。工艺过程较为稳定，锻件质量较好。同时，也具有 较高的生产率。该种生产线的辊锻机可配备半自动送出料机或自动辊 锻机械手，工序间采用传送带输送锻件。该种连杆锻造生产线比较适 合于中小企业，如企业资金充足，可选择一台高能螺旋压力机替代2台 摩擦压力机。
25


辊锻制坯——电液锤生产线
3

连杆是汽车发动机上的关键零部件，也是典型 的、重要的复 杂系数最高的模锻件。连杆的制造精 度、产品的内在和外在 质量都将直接影响发动机的 整机性能和水平。 连杆在发动机 的高速运转过程中致使连杆内部 产生高频交变应力，它要承 受缸内每一冲程气体爆 破的冲击压力和曲轴扭转时的惯性拉 力。当汽车发 动机转速为 3000～5000r/min 时，其受力频率 非常 高。由于连杆是在高速转动的疲劳载荷下工作， 因 此， 对连杆的强度要求是相当高的。另外， 由于要保 持曲轴在高 速运转时始终处于平衡状态， 为此， 连杆 的重量公差也必须 控制在一定的范围内。
17
配有自动进给装置和温度控制系统的锻造生产线
18

伴随着制造业的不断发展，企业引进自动化生产线所带来的 优势表现的越来越明显，自动化生产线生产不仅提高了产品 生产率，缩短生产周期，提高产品质量，更直接提高企业的 经济效益，在人员成本越来越高的今天，企业实现无人自动 化生产更是刻不容缓，直接影响着企业的发展，企业的未来。

8

工艺设计以保证质量稳定、生产可靠为原则。有的生产线基本上 由半自动单机组成，只有螺栓孔的加工和称重去重采用了自动线。 在设备选型上，立足国内，力求经济合理，除半精镗、精镗大小 头孔引进德国EX-CELL-O公司的精密镗床外，其余设备均为国内 制造。 中国连杆产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结 构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显 落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源 消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业 总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。