汽车发动机连杆加工工艺及夹具设计开题报告(2)
金属基复合材料价格较高，成本问题是它的积症所在 。由于工艺复杂，加工过程的成本往往大于强化材料的费用而成为成本中的主要部分，这就使它的应用范围受到很大限制，在近期还不可能有很大发展。但这类材料作为连杆材料时，其性能明显比前述各类材料都优越 。因此，一旦解出了成本问题 ，它将是连杆的主要材料。铝基粉末锻造连杆若开发成功，一定会对汽车发动机的设计产生重大冲击，值得关注。
2.2技术
1近年，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，设计强度均在900 MPa以上，均采用裂解连杆大头接合面（裂解法）的生产技术。
2丰田汽车粉末冶金连杆已经商品化。英国、瑞士、德国合作，选用一种成分为Fe-1.5Cr-0.5C的合金粉末试制发动机连杆，并通过零件拉压疲劳性能试验及发动机台架试验。德国还采用成分为Fe-(0.35~0.45)C-(0.3~0.4)Mn-(0.1~0.25)Cr-(0.2~0.3)N i粉末冶金连杆，用在Porsche928高性能发动机上。
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，这些都影响着我国超高密度粉末冶金零件的发展，是今后急需研究和改进的课题。
日本采用化学成分为Ti-3Al-2V的钛合金生产连杆，其抗拉强度可达800 MPa、屈服强度可达600 MPa，相当于45调质钢的强度水平。Ti-3Al-2V易切削钛合金连杆的疲劳极限在430 MPa左右，与45调质钢和800 MPa级的非调质钢的疲劳极限相当。钛合金连杆比钢制连杆的质量可减轻30％，由此可使连杆的往复惯性力大幅度的降低。
从连杆的生产开展历程可看出，粉末冶金零件的开发与应用，和汽车制造业所追求的轻量化、改进零件性能、降低生产成本、保护环境等目标息息相关。因此，汽车制造业对粉末冶金零件的生产与发展应给予足够重视。
3．课题关键问题及难点【3】
加工工艺的水平，从某种角度来说决定制造的水平，它是提高产品质量的重要保证。因此，零件的加工工艺和工艺装配的设计又是制造过程的重要组成部分。重点需要解决的问题是进行高水平的工艺设计，设计出定位精度高、夹紧可靠而又方便制造的夹具。
根据给定的零件图，制定出符合加工要求的工艺规程，并对所指定的各种规程进行可行性和优化性比较，从中选择最好的工艺设计，设计其中重点工序的工艺装备。
连杆的作用是将活塞的往复直线运动变成曲轴的旋转运动,在活塞和曲轴之间传递作用力,在工作中经受拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用。
活塞及连杆的优化设计受到制造工艺和使用性能等方面的限制,约束条件很多,如应力约束、变形的约束、质量的约束、温度的约束、疲劳安全系数的约束等。
连杆和夹具设计时要考虑到的问题和要求：
1)连杆设计时要考虑到连杆高速运转的工况,所以连杆需要一定的强度。但是,考虑到发动机功率等方面,连杆的质量不应过大,否则会造成惯性质量增加,减小发动机的输出功率,连杆材料一般采用优质钢。
2)连杆的主要受力位于小头和连杆杆身部位,所以在设计时尤其要考虑这些部分的形状,一般连杆杆身采用“工”字型结构以承受发动机做功过程中的拉伸和压缩应力以及弯曲应力。
3）原先采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线刚性自动化,严重影响产品的更新换代,从而使产品在市场上缺乏竞争力.但采用完全柔性自动化生产,成本回收期过长,同时会闲置大量老旧设备,设备投资过大.因此,对旧设备进行改造,充分利用现有资源,符合国有大型企业现状.经过对夹具重新设计,与旧夹具相比,新夹具应定位精度高,结构简单,调整方便,能够满足生产需要.
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