发动机连杆工艺规程2012_10_10

编号: 495柴油机连杆加工工艺规程

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金肯职业技术学院

495柴油机连杆加工工艺规程

1．连杆的结构特征与技术要求

1.1连杆结构特征

连杆是汽车发动机中的重要零部件，它连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴后输往驱动轮。

495柴油发动机连杆成品图样：

其结构特征如下：

连杆有连杆小头、连杆杆身和连杆大头等部分组成。连杆小头与活塞销相连。对全浮式活塞销，由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动，所以在连杆小头中压入衬套。

小端：发动机连杆是并列式连杆，小端采用薄壁圆环结构，这是因为它形状简单，制造方便，重量轻，受力之后小段中的应力分布比较均匀；小头采用斜面，与斜面底座相配合，可增加活塞销座和连杆小头的支撑面积，用于加强发动机。两侧顶部加厚，以提高抗弯能力，减小变形，保证润滑间隙，提高工作可靠性，但加工较复杂。

大端：连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，大头有整体式和分开式是两种。一般采用分开式，分开式又分为平分和斜分两种。连杆大头采用平切口，是因为它易于加工，刚性好，而且连杆螺栓不受剪切力作用。把连杆大头分开可取下的部分叫连杆盖，连杆体与连杆盖配合加工不能互换，因此必须在同一侧打上装配标记。

杆身：连杆杆身为较细长的变截面非圆形杆件，其截面从大头到小头逐步变小，以能更好地适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。为减小惯性力，还应尽量减轻杆身重量。连杆的长短直接影响到发动机的高度和侧压力的大小，较长的连杆能使惯性力增加，而同时在侧压力方面的改善却不明显。因此在发动机设计时，当运动件不与有关零部件相碰时，都力求缩短连杆长度。

连杆杆身通常做成“工”字形断面，上小下大。采用压力法润滑的连杆，杆身中部制造有连通大小头的油道。

连杆杆身的截面十分重要，它应能保证强度的前提下有尽量较轻的重量，此外，还要有利于该截面的形状由大端向小端的过度，因此发动机连杆本身采用工字型截面。

过渡区：

较大的过渡半径：连杆小端工作时，下半部主要承受燃气爆发力，而上半部则承受着活塞组的往复惯性力，所以连杆小端到杆身的过渡结构对小段的强度有很大影响，切点处常常是应力高峰值所在处，因此小端和大端与杆身连接处采用大圆弧过渡，一方面提高小端与大端的刚度，另一方面也减小了这些地方的应力集中。1.2技术要求

1.2连杆技术要求

（1）现代发动机连杆一般有如下技术要求：

①发动机功率与扭矩提升，作为传递发动机功率与扭矩的连杆，需要有足够的强度、刚度与冲击韧性，否则一旦失效，打坏发动机机体，将造成巨大经济损失。

②发动机连杆作为高速运动件,重量要轻以减少惯性力，要求连杆壁尽量薄，杆身尽量缩短，以降低能耗和噪声

③热处理调质硬度HRc45~50.

④模锻后需经磁力探伤合格。

⑤每组连杆重量差 +2%，需要秤重分组包装。。

（2）连杆主要尺寸与形位精度要求

2．连杆机械加工工艺的设计

2.1设计原则

1）能够可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。

2）必须能满足大批量生产的生产纲领要求。

3）在满足技术要求和生产纲领的前提下，一般要求工艺成本最低，并尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。

2.2连杆机械加工工艺分析

（1）材料与毛坯

连杆材料可采用45钢或40Cr、45Mnz等优质钢或合金钢，也有用球墨铸铁或粉末冶金。目前主要采用合金钢材料。

目前用的较多的采用45号钢，毛坯整体模锻，正火处理，加工中间采用调质处理，提高强度和抗冲击能力。

钢制连杆毛坯一般都用模锻制造，常有两种锻造工艺方案。

①连杆体和连杆盖分开锻造

从连杆盖的结构考虑，有的连杆盖上两条高筋之间有凹形槽，这就必须用分开锻造的方法，另外从连杆盖锻造后的组织来看，它的金属纤维是连续的，因此具有较高的强度，不易产生变形。

②连杆体和连杆盖整体锻造

需要较大的动力和锻造设备，并需要增加一道铣开工序，但它可以提高材料的利用率，减少结合面的加工余量，特别是只用一套模锻一次便可锻成，有利于组织和管理生产。所以只要不受到连杆盖结构的限制，现代制造业大多采用这种锻造工艺方案。

整体锻造大头孔可以冲出椭圆形，铣切后，孔接近圆形，减少加工余量的不均匀量，也可以冲出圆孔，铣切之前粗镗时与小头孔的中心距应放宽，铣切宽度和接合面留的加工余量。连杆的小头孔，大型连杆锻造时冲出，中型连杆只冲一凹坑或不冲出，小型连杆坑都不冲出。

连杆毛坯的精度，应满足机加工方面提出的要求，大量生产或成批生产，大小头端面采用铣—磨工序加工，毛坯用模锻即可，但有时在大量产中，为了使小头端面能用磨—拉—磨工序加工，则要求毛坯两头端面之间尺寸有较高的精度，保证较小的加工余量，除采用模锻、回火、校直等工序外，还需要增加一道精冷挤压工序，即在曲轴精压机上精压两头端面，使端面之间精度可达0.2~0.4,由于精冷压工序会使连杆大小头端面有较大的应力，故应增加回火、喷丸工序，予以消除。

（2）连杆的主要加工表面

大、小头孔，两头端面，连杆体和盖的结合面，螺栓孔及端面。油孔、轴瓦定位槽、辅助基准的工艺凸台等。连杆的尺寸精度、形状精度和位置精度要求很高，但其本身刚性又比较差，容易产生变形，这就给加工带来很多困难。必须制定可靠而经济的加工工艺规程。

（3）加工工艺性分析

连杆两头端面厚度一样，杆体位置对称于两头端面，使加工工艺性得到改善。连杆两头端面厚度为60mm，比连杆杆体厚度单边小12mm，杆体刚性明显不足，定位设计与施加夹力必须注意。

连杆两头端面加工面小，冷却条件好，加工振动和磨削烧伤不易产生，加之精度要求不高，可一次加工到位。

连杆上身和盖装配的端面一致，故连杆体两头端面的精磨不需要在装配后进行，但需要在螺栓孔加工之前进行。

螺栓孔、轴瓦对端面的位置精度可由加工精度直接保证，而不会受精磨加工精度的影响。

连杆小头两头端面由斜面和一段窄平面组成。这种这种楔形结构的设计可增大其承压面积，以提高活塞的强度和刚性。

在加工方面，与一般连杆相比，会增加了斜面加工和小头孔两斜面上倒角工序，以提高零件定位及压力导向精度来避免衬套压偏现象的发生，但却增加了压衬序加工的难度。

带止口斜结合面。连杆结合面结构种类较多，有平切口和斜切口，还有键槽形、锯齿形和带止口的。