连杆加工工艺

二、连杆的加工工艺

1、连杆的功用、结构特点、工作条件及工艺特点

连杆是汽车发动机主要的传动机构之一,它将活塞与曲轴连接起来,把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴,使活塞的往复直线运动可逆的转化为曲轴的回转运动,以输出功率.以下均已实习所见4125B型柴油发动机连杆为例.

连杆是一种细长的变截面非圆杆件.由从大头到小头逐步变小的工字型截面的连杆体及连杆盖、螺栓、螺母等组成.基本上都由活塞销孔端小头、曲柄销孔端大头及杆身三部

分组成.为了便于安装,大头孔设计成两半,然后用连杆螺栓连接.

连杆在工作中主要承受以下三种动载荷：

①汽缸内的燃烧压力连杆受压；

②活塞连杆组的往复运动惯性力连杆受拉；

③连杆高速摆动时产生的横向惯性力连杆受弯曲应力；

连杆的工艺特点：外形复杂,不易定位；连杆的大小头是由细长的杆身连接,故刚性差,易弯曲、变形；尺寸精度、形位精度和表面质量要求高.

2、主要加工表面和技术要求

连杆的主要加工表面有：大小头孔、大小头端面、大头剖分面以及连杆螺栓孔等.

1大小端孔的精度：小头孔尺寸精度IT7,Ra≤1.6um,圆柱度公差0.015mm；小头铜套孔尺寸精度IT6,Ra≤0.4um,圆柱度公差0.005mm；大头孔尺寸精度IT6,Ra≤0.8um,圆柱度公差0.012mm.

2大小端孔中心线在两个互相垂直方向的平行度：在垂直面平行度公差0.04mm,在水平面内平行度公差0.06mm.

3大小端孔的中心距：孔中心距极限偏差±0.05mm

4大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度：垂直度公差0.1mm,Ra≤3.2um.

5连杆螺栓孔：螺栓孔中心线对盖体结合面与螺栓及螺母座面的不垂直,会增加连杆螺栓的弯曲变形和扭转变形,并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度.

6两螺栓孔中心线对连杆大头孔剖分面的垂直度公差为0.15mm,用两个尺寸为的检验心轴插入连杆体和连杆盖的孔中时,剖分面的间隙应小于0.05mm.

3、连杆的机械加工工艺分析

①连杆的材料和毛坯

连杆的材料大多采用高强度的45钢、40Dr钢等,并经调质处理以改善切削性能和提

高抗冲击能力,硬度要求45钢为HB217～293,40Dr为HB223～280.也有采用球墨铸铁和粉

末冶金技术的,可降低毛坯成本.

钢制连杆的毛坯一般都是锻造生产,其毛坯形式有两种：一种是体、盖分开锻造；另

一种是将体、盖锻成一体,在加工过程中再切开或采用胀断工艺将其胀断.另外,为避免毛

坯出现缺陷疲劳源,要求对其进行100%的硬度测量和探伤.

实习中毛坯采用45钢并调制处理,采用整体模锻,分模面在工字型腰部的母线上,其短剑的主要技术要求为：热处理：调制217~289HBS,连杆杆身壁厚差不大于2mm,R42.5处的

定位面上不允许有凹凸,错差：纵向不大于1mm横向不大于0.75mm,杆体弯曲不大于1mm.

②基准的选择

粗基准：

第一道工序为粗磨两平面,为保证两平面有均匀的加工余量,采用互为基准.先选取没

有凸起标记一侧的端面为粗基准来加工另一个端面,然后以加工过的端面为基准加工没有

凸起标记一侧的端面,并在以后的大部分工序中以此端面作为精基准来定位.在加工连杆小

端孔时以其外表面定位,这样可以保证加工后的孔与其外表面的同轴度误差较小,壁厚均匀.

精基准：

由于大、小端端面面积大、精度高、定位准确、夹紧可靠,所以大部分工序选用其一

个指定的端面消除三个自由度和小端孔消除两个自由度,以及大端孔处指定的一个侧面作

为精基准.这不仅使基准统一,而且还减少了定位误差基准重合.

③连杆的工艺过程

工序号工序名称设备5粗铣连杆大小头两端平面四轴龙门铣床10精铣连杆大小头两端平面四轴龙门铣床15扩连杆小头孔四轴立式钻床三工位20连杆小头孔倒角立式钻床25拉连杆小头孔卧式拉床30铣连杆大头定位凸台和连杆小头凸台龙门铣床35自连杆上切下连杆盖专用卧式铣床40锪连杆盖上装螺母的凸台立式钻床45粗扩、半精扩连杆大头孔四轴立式组合钻床三工位50磨连杆大头剖分平面平面磨床55钻扩铰连杆两个螺栓孔十轴立式组合钻床六工位60锪连杆装螺栓头部的凸台立式钻床65扩连杆螺栓孔立式钻床70在连杆盖和连杆螺栓孔上倒角D0.5立式钻床75钻连杆两个定位销孔立式钻床80拉连杆两个螺栓孔立式拉床85锪连杆装螺栓的头部和装螺母的支承平面立式钻床90去毛刺和清洗清洗机95检验检验台100装配连杆和连杆盖装螺母机105磨连杆大头端平面平面磨床110精镗连杆大头孔两轴立式镗床115连杆大头孔倒角立式钻床120车连杆大头侧面的凸台普通车床125拧紧螺母、打字、去毛刺钳工台、螺母扳手机、去毛刺机130金刚镗连杆大头孔两面四轴金刚镗床135珩磨连杆大头孔单轴珩磨机140金刚镗连杆小头孔两面四轴金刚镗床145检验检验台150压入铜套液压机155连杆小头铣3.5圆弧槽卧式铣床160金刚镗连杆小头铜套孔单面两轴金刚镗床165清洗和吹净油孔清洗机170检验检验台175拆开连杆和连杆盖螺母扳手机、钳工台180铣连杆和连杆盖上的轴瓦槽及Φ16孔壁的缺口卧式铣床185清理、去毛刺钳工台190清洗、吹净和称重量清洗机及称重仪195检验检验台200连杆体和连杆盖配对钳工台205装配连杆和连杆盖钳工台连杆小头孔的加工方法：

15序,扩连杆小头孔；

25序,拉连杆小头孔；

140序,金刚镗连杆小头孔

连杆大头孔的加工方法：

45序,粗扩、半精扩连杆大头孔；

110序,精镗连杆大头孔；

130序,金刚镗连杆大头孔；

135序,珩磨连杆大头孔

定位分析130序,金刚镗连杆大头孔：

定位基准：连杆大头端面,连杆小头孔,连杆侧面工艺凸台

定位简图：

限制自由度：大头端面限制x轴方向移动y轴方向转动z轴方向转动,小头孔限制y 轴方向移动z轴方向移动,工艺凸台限制x轴方向转动.

三、缸体的加工工艺

1、缸体的功用、结构特点及工作条件

缸体是发动机的基础零件和骨架,同时是发动机总装配时的基准零件.作用是支撑和保护活塞、连杆、曲轴等各运动部件工作时的准确位置,保证发动机的换气、冷却和润滑,提供各种辅助系统、部件及发动机的安装基面.以下均以4125B型柴油发动机缸体为例.