連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一。連桿的作用是把活塞與曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。連桿工作環(huán)境溫度一般為90～100℃，運轉(zhuǎn)速度為3000～5000r/min，在工作中承受著急劇變化的動載荷，受力情況較差，因此需要有較高的強度。為了保持高速下曲軸的平衡狀態(tài)，對連桿不僅有較高的尺寸精度要求，而且對質(zhì)量公差也需要嚴格控制。
國內(nèi)連桿的市場需求分析
連桿屬于長軸類精密鍛件，市場需求量巨大。2015年我國汽車產(chǎn)銷均突破2450萬輛，連續(xù)7年蟬聯(lián)全球第一（見圖1）。2016 年有望超過2600萬輛。汽車產(chǎn)銷總體呈平穩(wěn)增長態(tài)勢，2014年產(chǎn)銷同比增長7.26%和6.86%，2015年為增長3.3%與 4.7%
汽車鍛件需求量維持小幅度增長的狀態(tài)，近年來國內(nèi)汽車發(fā)動機用連桿鍛件的年需求量超過一億支。另外，2015年我國摩托車銷量1882萬輛，創(chuàng)近10年新低，摩托車連桿年需求為2000萬只。
按每年發(fā)動機總產(chǎn)量大約為5500～6000萬臺，單缸機為2600～2800萬臺計，估計國內(nèi)連桿需求量大約為1.6～1.8億支。如果把眼光放遠一些，連桿的國際市場前景廣闊。
連桿分類
連桿按材料分類可以分為調(diào)質(zhì)鋼連桿和非調(diào)質(zhì)鋼連桿。調(diào)質(zhì)鋼連桿是指連桿鍛造成形后需通過淬火和高溫回火熱處理最終達到性能要求的連桿，非調(diào)質(zhì)鋼連桿是指連桿鍛造成形后通過鍛后控制冷卻速度來達到性能要求的連桿。
按結(jié)構(gòu)分類可以分為分體式連桿和整體式連桿。分體式連桿是指連桿體和連桿蓋在鍛造時就是分離的連桿，整體式連桿是指連桿體和連桿蓋整體鍛造，通過后續(xù)加工再分離的連桿。整體式連桿按照桿蓋剖分方式可分為脹斷連桿和切分連桿。
鍛造工藝
連桿的典型鍛造工藝流程如圖2所示，一般流程為：下料→剝皮→中頻加熱→制坯分料→模鍛成形→沖孔、切邊、熱校正→調(diào)質(zhì)或非調(diào)質(zhì)鋼可控冷卻→拋丸→磁粉探傷→外觀檢驗→冷精壓→直線度檢驗校直→防銹裝箱→入庫。
由于對連桿流線的要求越來越高，輥鍛制坯成為連桿鍛造的主流制坯工藝。楔橫軋工藝制坯精度較高，但用該工藝制坯容易出現(xiàn)鍛造流線不合格的缺陷。
連桿的自動輥鍛制坯工藝
自動輥鍛機是專用制坯設(shè)備，生產(chǎn)效率高，坯料精度好，已成功地用于連桿鍛造生產(chǎn)線的制坯工序，使用效果良好，是目前最常用的制坯工藝。
連桿輥鍛工藝一般設(shè)計為桿部4道次輥鍛，孔型選擇為圓→橢圓→方→橢圓→方，小頭部為兩道次輥鍛，孔型選擇為圓→橢圓→圓。扇形輥鍛模包角85º。模具材料一般選用5CrNiMo，可以采用焊補修復(fù)的辦法延長模具壽命。圖3是用460mm自動輥鍛機輥鍛制坯的一種柴油機連桿的輥鍛件、鍛件和飛邊的照片�？梢钥闯觯佸懠男螤钜�(guī)整，鍛件飛邊很小而且均勻。
與自由鍛制坯相比，自動輥鍛制坯工藝有顯著的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢，可歸納為如下幾點：
⑴提高鍛件質(zhì)量。輥鍛機制坯時間固定、形狀準(zhǔn)確、節(jié)拍穩(wěn)定，到達模鍛主機的坯料溫度和尺寸一致性好，有利于鍛件質(zhì)量的提高，也有利于控制連桿鍛件的重量公差；
⑵節(jié)約原材料。鍛件材料利用率較空氣錘制坯有較大提高；
⑶節(jié)約能源。由如下兩方面構(gòu)成：①每件節(jié)省的坯料所需的加熱能量；②輥鍛機組主電機功率明顯小于空氣錘的壓氣機電機功率；
⑷提高效率。如460mm輥鍛機轉(zhuǎn)數(shù)為65rpm，自動輥鍛時4道次輥鍛耗時不到4s，考慮機械手接送料、拋料、橫移回位等輔助工作時間，輥鍛生產(chǎn)效率在6～8s/件，比空氣錘制坯的效率有較大提高；
⑸提高鍛造模具壽命。輥鍛制坯后因坯料精化，鍛造飛邊小，因而對模具的磨損小，有利于鍛造模具壽命的提高；
⑹減少人員。自動輥鍛機可以做到無人操作；
⑺減小模鍛主機打擊力。由于精化毛坯，減小了模鍛主機的打擊力，對延長模鍛主機的使用壽命有利。
使用輥鍛機也有一些對降低成本不利的方面：①輥鍛機和空氣錘相比，一次性投入大；②由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有機械、液壓、氣動、程控等各種系統(tǒng)，設(shè)備維護難度較大，費用較高；③輥鍛模設(shè)計調(diào)試較為復(fù)雜，另外增加了輥鍛模的加工和維修費用。
由于尺寸放大關(guān)系，坯料的下料誤差會造成輥鍛件的長短有誤差，這對自動化操作帶來不利影響。
幾種常見的連桿鍛造裝備
⑴熱模鍛壓力機。
優(yōu)點：水平方向精度高，生產(chǎn)效率高，工作臺面寬闊，有利于模具安裝和實現(xiàn)機械化；缺點：因設(shè)備剛度問題，如果工藝過程不能保持穩(wěn)定，可能會對連桿質(zhì)量公差造成影響。
⑵螺旋壓力機。
國內(nèi)目前有摩擦壓力機、電動螺旋壓力機、高能螺旋壓力機等幾種，高能螺旋壓力機是開發(fā)較早的新型螺旋壓力機，但結(jié)構(gòu)稍顯復(fù)雜，電動螺旋壓力機目前已經(jīng)成為廠家優(yōu)先選擇的鍛壓設(shè)備，圖4為一條以高能螺旋壓力機為主機的連桿鍛造生產(chǎn)線。螺旋壓力機優(yōu)點：結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，可以實現(xiàn)自動化，模具打靠保證高度方向尺寸，對保證連桿重量公差有利；缺點：頂出為液壓，有故障可能性，臺面寬度和抗偏載能力不如熱模鍛壓力機。
⑶錘。
目前廣泛使用程控電液錘，優(yōu)點：打擊速度快，有利成形，效率高；缺點：一般無頂出，震動和噪音問題，實現(xiàn)自動化有較大難度。
