无锡太湖学院学士学位论文
随着汽车产业的快速发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此国内外各大汽车公司对发动机连杆用材料及制造技术的研究都非常重视。
十五期间，国内企业普遍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。中国在调质钢应用方面与国外差距不大，但在锻造技术方面与国外比还有一些差距。
表1-1 中国发动机连杆材料及热处理硬度 材料 45 55 40Cr 40MnB 53CaS 45Mn2 42CrMo
热处理 调质 余热淬火 调质 调质 调质 调质 调质
硬度 229-255HBS 226-271HBS 229-269HBS 223-262HBS 229-269HBS 229-269HBS 28-2HRCHBS
国外连杆毛坯的加热大多采用电加热或感应加热，加热时间短，加热温度控制稳定，采用辊锻制坯，液压模锻成形，锻件尺寸精度高，避免了锻件表面的脱碳。国内多数连杆生产厂采用的是空气锤制坯，蒸汽锤成形，连杆锻件普遍存在的问题是尺寸精度差、锻件表面状态不好、锻件表面脱碳严重等问题。
“十一五”期间，国内很多企业与外国合资采用裂解连杆大头接合面（裂解法）的生产技术。设计出强度均在900MPa以上的发动机连杆，代表企业有一汽与德国合资生产的捷达轿车发动机连杆、上海与德国合资生产的桑塔纳轿车发动机连杆、一汽技术引进的道依兹柴油机连杆和开发的CA6DL系列柴油机连杆。
裂解法工艺要求连杆锻件在裂解的过程不能有过大的塑性变形，因此对连杆材料的要求是，在保证其强韧综合性能指标的前提下，限制连杆的韧性指标，使其断口呈脆性断裂状态。材料多是从德国进口的C70S6系列高碳非调质钢。
国内发动机连杆制造企业在锻造加热和锻后控制方面近年已经取得长足的进步，具备了应用非调质钢生产连杆的条件。
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国内烧结锻造技术还很落后，专用的粉末冶金压机及烧结炉的应用还不普遍。金属粉末的品种少，质量差且不稳定。另外，烧结保护气体还需进一步地研究改进，这些都影响着国内超高密度粉末冶金零件的发展。
“十一五”期间，国内大多数连杆生产厂家仍沿用传统的连杆加工工艺,其加工精度及加工后装配质量难以控制,生产效率低,制造成本高,是阻碍中国高速、高精度、高性能发动机制造的“技术瓶颈”之一。一汽大众公司耗资亿元以上引进了德国EX-CELL-O Machine Tools公司生产的一条连杆裂解自动化生产线,现正用于捷达轿车门多点电控燃油喷射发动机连杆的批量生产；上海大众公司引进德国Alfing公司生产的连杆裂解自动化生产线,用于帕萨特轿车发动机连杆的生产；上海通用公司也引进了连杆裂解自动化生产线,用于粉末锻造连杆的生产。目前国内还有许多家连杆生产企业都在积极准备采用连杆裂解技术对原有的传统连杆生产线进行技术改造。
表1-2 国外部分厂家发动机连杆剖析结果
生产厂家 日本丰田
钢号 S53C S55C S58C
波罗乃兹 太脱拉 斯柯达 福特300
SAE1141
相当国内牌号
55 55 60 45 45 40Mn 40Mn2
处理工艺 正火 调质 锻造控冷 调质 调质 调质 调质
硬度 229HBS 29-30HRC 235HBS 207HBS 229-252HBS 263-269HBS 223HBS
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1.3 本课题应达到的要求
⑴满足零件设计的加工精度；
⑵零件机械加工的工艺过程卡片，各工序的工序卡片； ⑶主要机械加工工序的夹具总装配图及主要零件图； ⑷设计说明书（不少于一万字）； 必须有相关的计算和说明；
⑸专业外语文献翻译（不少于一万字符）。
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无锡太湖学院学士学位论文
2 连杆的分析
2.1 连杆的作用
连杆机构的作用是提供燃烧场所，把燃料燃烧后的气体作用在活塞顶上的膨胀压力转变为曲轴旋转的转矩，不断输出动力，即是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,并把作用在活塞组上的燃气压力传给曲轴。所以，连杆除上下运动外，还左右摆动作复杂的平面运动。连杆工作时,主要承受气体压力和往复惯性力所产生的文变载荷,要求它应有足够的疲劳强度和结构刚度。
概括为：
⑴将气体的压力变为曲轴的转矩；
⑵将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动。
2.2 连杆的机械分析
连杆是内燃机的重要运动部件之一，它连接活塞与曲轴，把作用于活塞顶面的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回旋运动，从而输出功率。在工作时，连杆承受大小、方向为周期性变化的动载荷。在做功冲程，燃气压力在连杆轴线上的分力为压缩应力；在进气冲程上止点，活塞组合连杆本身的惯性力在横断界面内造成拉伸应力；摆动时的横向惯性力造成横向弯曲应力。
连杆主要受力方式可以概括为：
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内燃机连杆加工工艺及夹具设计
