Bielas são componentes extremamente críticos em motores a gasolina e diesel, com ampla variedade e enorme demanda, sendo os motores de automóveis os que apresentam a maior demanda. Hoje, a Xiaogong leva você a entender o conhecimento relevante da fabricação de bielas.
A estrutura e função da biela
A biela é uma biela relativamente delgada, não circular, com seção transversal variável, cuja seção transversal diminui gradualmente da extremidade maior para a menor, adaptando-se à rápida variação da carga dinâmica durante o trabalho. Ela é composta pela extremidade maior da biela, pelo corpo da biela e pela extremidade menor da biela. A extremidade maior da biela é separada, metade integrada ao corpo da biela e a outra metade à tampa da biela. A tampa da biela é fixada ao munhão principal do virabrequim por meio de parafusos e porcas.
A biela conecta o pistão ao virabrequim e transmite a força exercida sobre o pistão ao virabrequim, convertendo o movimento alternativo do pistão em movimento rotacional do virabrequim. É um dos principais componentes de transmissão do motor de automóveis. Ela transmite a pressão do gás em expansão que atua na parte superior do pistão ao virabrequim, de modo que o movimento linear alternativo do pistão se transforma no movimento rotacional do virabrequim, gerando potência.
Material da peça de trabalho e blanks
A maioria dos materiais das bielas são selecionados como aço 45 de alta resistência, aço 40Dr, etc., e são temperados e revenidos para melhorar o desempenho de corte e a resistência ao impacto. A dureza requer que o aço 45 seja HB217~293 e o 40Dr seja HB223~280. Há também aqueles que utilizam ferro dúctil e tecnologia de metalurgia do pó, o que pode reduzir o custo dos blanks.
Os blanks de bielas de aço são geralmente produzidos por forjamento, e existem duas formas de fabricar blanks: uma é forjar o corpo e a tampa separadamente; o processo de quebra os incha. Além disso, para evitar defeitos no blank, são necessárias medições de dureza de 100% e detecção de falhas.
Processo de usinagem de bielas
1. Posicionamento e fixação 1) A seleção correta do ponto de referência bruto e o projeto racional do dispositivo de posicionamento inicial são questões cruciais na tecnologia de processamento. Ao puxar as superfícies de posicionamento das cabeças grande e pequena da biela, a face da extremidade de referência da biela e o círculo externo de três pontos da peça bruta da extremidade pequena e os dois pontos do círculo externo da peça bruta da extremidade grande são usados para o posicionamento de referência bruto. Desta forma, a tolerância de usinagem dos furos da cabeça grande e pequena e das superfícies de processamento da tampa é uniforme, e a pesagem e a desduplicação da extremidade grande da biela são garantidas, e a forma e a posição finais da montagem da peça são garantidas.
2) No processamento da biela e da montagem, são adotados os métodos de processamento e posicionamento da face da extremidade da biela, da superfície superior e lateral da cabeça pequena e da lateral da cabeça grande. Na usinagem da tampa da biela, no processo de usinagem do furo do parafuso até a espiga, são adotados os métodos de usinagem e posicionamento da sua face final, das duas faces de assentamento do parafuso e da face lateral da face de assentamento de um parafuso. Este tipo de método de posicionamento e fixação, com alta precisão de posicionamento repetido, posicionamento estável e confiável, pequena deformação das peças, operação conveniente e pode ser usado em vários processos, do desbaste ao acabamento. Como a referência de posicionamento é unificada, o tamanho e a posição dos pontos de posicionamento em cada processo também são mantidos os mesmos. Tudo isso proporciona boas condições para estabilizar o processo e garantir a precisão da usinagem.
2. Organização da sequência de processamento e divisão das etapas de processamento
A precisão dimensional, a precisão da forma e a precisão do posicionamento da biela são muito altas, mas a rigidez é baixa e é fácil de deformar. As principais superfícies de usinagem da biela são os furos grandes e pequenos da cabeça, as duas faces finais, a superfície de junção entre a tampa da biela e o corpo da biela e os parafusos. As superfícies secundárias são furos de óleo, ranhuras de travamento, etc. Existem também processos como pesagem e despesagem, inspeção, limpeza e rebarbação. A biela é uma forjaria em matriz, e a tolerância de usinagem do furo é grande, e é fácil gerar tensão residual durante o corte. Portanto, ao organizar o processo, os processos de desbaste e acabamento de cada superfície principal devem ser separados. Desta forma, a deformação causada pelo desbaste pode ser corrigida no semiacabamento. A deformação gerada no processo de semiacabamento pode ser corrigida no processo de acabamento e, finalmente, os requisitos técnicos da peça são atendidos e o dado de posicionamento é processado primeiro no arranjo do processo.
O processo de biela pode ser dividido nas seguintes etapas:
1) Estágio de usinagem de desbaste O estágio de usinagem de desbaste também é o estágio de processamento antes da combinação do corpo da biela e da tampa: principalmente o processamento do plano de referência, incluindo o processamento do plano de referência auxiliar, e a preparação para a combinação do corpo da biela e da tampa, como as superfícies opostas dos dois. fresamento, retificação, etc.
2) Estágio de semiacabamento O estágio de semiacabamento também é o processamento após a combinação do corpo da biela e da tampa, como retificação fina de dois planos, furo de cabeça grande semiacabado e chanfragem de furo, etc. Em suma, é o estágio de preparação para o acabamento de furos de cabeça grandes e pequenos.
3) Etapa de acabamento A etapa de acabamento serve principalmente para garantir que todos os furos grandes e pequenos na superfície principal da biela atendam aos requisitos do desenho, como afiar o furo da extremidade grande, fazer o mandrilamento fino do furo do rolamento da extremidade pequena, etc.
4) Tabela de fluxo de processo de processamento de bielas
Que tipo de biela é uma boa biela?
A extremidade menor da biela é conectada ao pistão através do pino do pistão, e a extremidade maior é conectada ao munhão do virabrequim. O tamanho das extremidades maior e menor depende da área de pressão. A temperatura de trabalho da biela é de 90 a 100 ℃ e a velocidade de operação é de 3000 a 5000 rpm. Para garantir a entrada suave das peças forjadas da biela na linha de produção de usinagem automática de precisão e a precisão da montagem das peças acabadas no motor, e ao mesmo tempo, para manter a alta frequência de tensão e compressão alternadas durante a operação em alta velocidade, o virabrequim está sempre em equilíbrio. condição, exigindo alta resistência e vida útil à fadiga das peças forjadas da biela.
Com a premissa de atender à precisão dimensional dos desenhos, as peças forjadas da biela também devem atender aos seguintes requisitos técnicos e de qualidade:
1. A inclinação do forjamento não injetado está entre 3° e 5°, e o raio do filete não injetado R está entre 2 e 5 mm.
2. A superfície não usinada deve ser lisa, e não são permitidos defeitos como rachaduras, dobras, cicatrizes e incrustações de óxido (depressões com profundidade >1 mm).
3. A largura da rebarba residual na superfície de separação é menor ou igual a 0,8 mm.
4. A direção das fibras metálicas na seção longitudinal deve ser ao longo da linha central e alinhada com a forma. Não deve haver desordem ou descontinuidade, e não são permitidos defeitos como porosidade, dobras e inclusões não metálicas.
5. A dureza do tratamento de têmpera e revenimento está entre 220 e 270HB.
6. As peças forjadas devem ser inspecionadas para detecção de falhas.
7. Não é permitida a soldagem de reparo para defeitos em peças forjadas.
8. O desvio de qualidade de cada lote de peças forjadas é menor ou igual a 3%.
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