张子容，向波 （重庆三峡职业学院，重庆万州 404155） 1 研究背景 汽车产业的高速发展，带动了与之配套的汽车零部件市场。连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。当前，由汽车发动机连杆质量问题引起的投诉事件屡屡发生，如一汽奔腾B50，东风标致307，别克凯越等大牌汽车，都被投诉过发动机连杆断裂缸体破裂。2011款丰田卡罗拉连发9起发动机连杆断裂事故，更是引起了广大消费者的关注。发动机连杆与其他很多需要定期保养的零部件不同，其自身的金属疲劳极限直接决定了它的寿命。不合格的材料和不适当加工工艺可能导致连杆过量变形或疲劳断裂等质量问题。松动是连杆较常见的另一个问题，其原因多为连杆紧固螺栓孔螺纹加工不良，从而造成连杆螺栓松动，端盖脱落。 2 连杆行业标准和加工工艺 发动机在工作过程中，连杆受力比较复杂，一方面要承受气体的压力和往复运动的惯性力所长生的冲击性拉压交变载荷，同时连杆摆动产生横向惯性力，导致其承受弯曲交变载荷。因此，连杆要求有足够的强度和刚度。连杆在发动机中地位举足轻重，国家制定了相关的行业条文规定，目前，国内发动机连杆行业采用的标准为：GB/T23340-2009《内燃机连杆技术条件》。它是在JB/T6721-1993《内燃机连杆技术条件》机械行业标准基础上制定的，该国家标准基本保持了原机械行业标准的结构，对内燃机锻钢连杆(包括连杆体、连杆盖和连杆衬套)的技术要求、检验方法、检验规则及标志、包装、运输、贮存等做出了规定，适用于气缸直径不大于200mm的往复活塞式内燃机锻钢连杆。新标准在连杆材料牌号中加入了42CrMo，那么现在的连杆标准材料牌号就有45钢、40Cr、35CrMo和42CrMo四种，以适应市场实际需求和材料技术的发展趋势。新标准还提出了连杆力学性能要求和硬度值要求。无论哪种材料的连杆，在调质处理后，连杆杆身和杆盖硬度都应在207HBW—320HBW范围内，这对保障连杆质量有重大意义。 连杆锻件的工艺流程一般为：下料→加热→辊锻→模锻→切边→整形→热处理→抛丸→磁粉探伤。锻造过程中容易出现的质量缺陷有连杆缺料、重量超差、折叠、表面麻坑、端面歪斜、尺寸超差、硬度和疲劳强度不合格等。连杆机床加工的一般工艺流程可分为三个阶段，第一阶段是连杆体和杆盖切开前的加工，主要为磨两端面、拉连杆大头孔和小头孔外侧面，为后续加工做好精基准。第二阶段加工精基准以为的其他表面，如粗加工大头孔、螺栓孔和结合面，以及轴瓦锁口槽。第三阶段为精加工，如精镗两端面、大小孔，精镗倒角，珩磨大小孔等。连杆机加工过程容易产生的质量缺陷有大小孔两端面的对称度差，连杆大小头孔中心距、平行度、大小头孔尺寸精度不在公差范围，螺栓孔垂直度超差等。我国发动机连杆的重量问题还控制得不够好，与连杆“高强度、轻量化”的要求存在一定差距。我国连杆锻造技术方面也与国外存在一定差距。国外连杆毛坯的加热多采用电加热或感应加热，国内多数厂家采用空气锤制，蒸汽锤成形。 3 连杆锻件常见质量问题及措施 3.1 锻件重量超差 连杆锻件填充不满（即缺料）和重量超差。这两个问题与“加热”、“辊锻”和“模锻”三个工序有很大关系。 3.1 .1 加热工序：加热工序是在中频感应加热炉中，对棒料进行迅速加热，温度可控，表面氧化程度低。温度的高低直接影响锻件的质量，良好的测温系统是保证加热质量的关键。与加热工序相关的原因有：①中频加热设备出料不畅，导致坯料呆滞，使温度下降并影响锻造节拍。措施：机修组整改中频加热设备推料及出料机构装置，设备操作人员进行日常维护。②中频加热人员未按要求进行保温作业，长时间保温，使炉内棒料温度变化不匀。③中频加热人员不按规定调节加热参数，使生产节拍加快及棒料温度变化从而影响主机人员放料操作。措施：培训操作人员，严格按照作业指导书进行工作，并加以工资考核。 3.1 .2 辊锻工序：辊锻主要是对加热后的棒料进行制坯，使棒料初具连杆外形。与辊锻工序有关的原因有：①辊锻机辊锻夹钳抛料不稳定，抛料力度过大使坯料撞伤、撞弯。措施：机修组人员加强对辊锻机的日常检查和维护。②辊锻模具温度过低，出现辊坯长度不够。措施：在锻造初始调节辊锻温度。 3.1 .3 模锻工序：模锻是在热模锻压力机或电液锤等成形设备中将辊坯进行预锻和终锻成型。 与模锻工序有关的原因有：①锻造主机操作人员夹放预锻件放置位置不到位；②喷墨过多，模具型腔沉积石磨，水珠；③石磨浓度配制太浓，锻造时金属填充不到位。措施：操作者规范自身动作，加强自我培训，严格按照石磨配比浓度操作。④输送带卡滞、呆料，造成温度下降，影响锻造生产节拍。措施：机修组加强对输送带的日常检查和维护 3.2 锻件辊废、折叠 原因及措施：①辊锻机接料钳问题，接料始位不固定，接料不准确；②辊锻机夹料钳不稳定；③辊锻机辊锻横移，翻转坯料不稳定；④辊锻轧辊启停位置不固定，出现辊坯两端长度不一致或折叠。措施：机修组人员加强对辊锻机的日常检查和维护。 3.3 锻件弯曲 原因及措施：①模具顶料杆、接力板选配不当导致锻件不脱模；②锻造时模具温度不够或者模具型腔粗糙度超差，金属填充不佳，锻件不脱模。措施：烤模，保证模具温度，再者对模具型腔打磨抛光。 4 连杆总成常见的质量问题及措施 4.1 精镗或珩磨大孔不上线 原因及措施：①拉削时大孔变形增大导致加工余量小。措施：对大孔拉刀尺寸和容削槽尺寸进行修改，增加余量；对拉刀实行强制换刀，拉削工艺参数不变，防止拉刀崩刃并减少变形，杜绝拉削嵌肉现象；对拉刀修磨以及对拉床操作者培训，提高工作技能。②精镗大孔时对称度超标。措施：严格按照作业指导书进行首检和抽检，对双面铣体盖的宽度尺寸进行严格控制。 4.2 螺栓孔加工超差导致无法装配 原因及措施：①螺栓与连杆体配合的尺寸偏小。措施：对螺栓严格进行抽检，并要求螺栓厂家严格控制生产尺寸。②连杆体孔尺寸偏大。措施：对铰刀进行磨刃，对工装和刀柄进行定期维护，防止孔尺寸偏大；③加工的螺栓孔垂直度超差。措施：对工装易损件进行定期维护，严格按作业指导书对螺栓孔进行首检和抽检。 4.3 连杆盖后平面和螺母端面有毛刺 原因及措施：①外购螺母平面粗糙度差。措施：对螺母平面的粗糙度进行严格检查，并要求螺母生产厂家进行整改。②气动扳手气压过大。措施：对气动扳手加装控制阀，防止气压增大，要求气压在0.4～0.5MPa之间，避免螺母在装配时碰伤。③螺母装配时清洁度差。措施：增加清洗工序，清洗油的更换改为每半月一次；增用大气枪吹，或者购置超声波清洗机对装配前的连杆体盖及螺栓、螺母进行清洗。 4.4 连杆厚度尺寸超差 原因及措施：①未流入精磨工序就直接流入了精镗大小孔工序。措施：在工序流转中，严格按工序流转单进行流转，将已加工、待加工进行定置管理，防止漏工序加工；②由于厚度尺寸为抽检控制，以致抽检时未发现。措施：制作专用检具，如卡板，将抽检改为全检。 5 结论 连杆的质量直接影响车辆的行驶安全，只有严格按照国家行业标准，制定合理的加工工艺，认真按照作业指导书进行生产和检验，定期维护和保养生产设备，同时加强员工工作责任心，对出现的质量问题及时整改，这样才能保证良好的产品质量。
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