连杆零件的机械加工工艺

探讨连杆零件的机械加工工艺

摘要：随着科技步伐的不断加快，连杆零件在机械领域中得到了广泛应用。连杆零件的工艺特点可归结为3个方面：改善了连杆的加工工艺，连杆两端的组成为斜面和窄平面，带止口斜结合面。连杆的疲劳性能试验有 2 种方法：一是发动机台架试验，试验结果准确可靠；二是通过高频疲劳试验机的疲劳试验，这种方法时间短、费用低，但不能完全模拟连杆在实际工作条件下的受力状态。

关键词：连杆结构；材料选择；加工工艺；疲劳性能

众所周知，连杆零件广泛运用于汽车、压缩机中，其作用是把活塞和曲轴连接起来，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回转运动，以输出动力。连杆零件的机械加工是一项十分复杂和精细的工艺，在此，笔者将从以下几个方面分别介绍和分析自己对于连杆零件的机械加工工艺规定的一些看法。

1 连杆的结构与材料选择

我们知道，连杆是较细长的变截面非圆形杆件，其杆身截面从大头到小头逐步变小，这样能更好地适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。一般来说，连杆是由连杆大头、杆身和连杆小头三部分组成，连杆大头是分开的，一半与杆身为一体，一半为连杆盖，连杆盖用螺栓和螺母与曲轴主轴颈装配在一起。为了减少磨损和磨损后便于修理，在连杆小头孔中压入青铜材套，大头孔中装有薄壁金属轴瓦。

连杆零件的结构决定了其在材料选择上有较高的要求：具有较高

的机械强度和刚度；具有较高的抗疲劳强度；为减小惯性力，尽量减轻杆身重量。所以，通常采用相同的材料，对于本连杆采用 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。但为方便加工连杆，也可以在连杆的大头侧面或小头侧面设置工艺凸台或工艺侧面。

2 连杆零件的工艺特点

连杆的加工精度将直接影响柴油机等的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素，反映连杆精度的参数主要有 5 个，连杆大端中心面和小端中心面相对与连杆杆身中心面的对称度；连杆大小头孔中心距尺寸精度；连杆大小头孔平行度；连杆大小头孔尺寸精度、形状精度；连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。结合连杆精度的参数，笔者认为连杆零件的工艺特点可归结为以下三个方面。

2.1 改善了连杆的加工工艺

连杆盖的厚度是 31 mm，相比起连杆杆厚度单边要小3.8 mm，而对盖两端面的精度要求较低，通过一次加工即可完成。由于加工面积较小，连杆体具有良好的冷却性能，从而降低了加工中振动的发生和磨削烧伤事故的产生。连杆的杆体和盖在装配之后没有端面相接不一致的情况，因此在炼钢的两端面位置的精磨工作不用在装备后，可以在螺栓孔的加工工序之前完成精磨工序。

2.2 连杆两端的组成为斜面和窄平面

连杆两端的锲形结构能够增加连杆的承压面积，让整体活塞的强

度和刚性提高到一个新的等级。在工序和工艺方面，仅仅比一般的连杆增加了斜面部分的加工和小头孔位置的两个斜面的倒角加工，在工序复杂度方面没有太大的影响。可以采用零部件定位的提高和压头导向精度的改善，确保衬套不存在压偏现象，但是在一定程度上提升了压衬套工序的加工难度。

2.3 带止口斜结合面

连杆结合面的结构种类有很多种，包括平切口、斜切口、键槽形、锯齿形和带止口各种不同类型的结合面结构。在使用性能的角度，由于重复定位的精度较高，在拧紧螺钉时，带止口斜结合面可自动滑移消除止口间隙。在工艺性的角度，具有定位可靠的特点，连杆成品经拆装后大头孔径圆度变化小。由于连杆由多面组成且结构复杂，精度要求较高，所以加工难度增大；结合面和螺孔不垂直，呈72°角，螺栓孔只好在切断工序后、拉结合面工序前加工。螺栓孔和结合面分别先后加工，为达到互换性装配要求，加工精度相应提高。

3 连杆零件的设计原则及加工工艺流程

和普通的机械部件一样，连杆零件的设计原则主要有以下几点：能够可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。必须能满足生产纲领的要求。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。尽量减轻工人的劳动强度，保障生产安全。对于连杆的加工顺序或者工艺流程大致如下：粗磨上下端面—钻、拉小头孔—拉侧面—切开—拉半圆孔、接合面、螺栓孔—配对加工螺栓孔—装

成合件—精加工合件—大小头孔光整加工—去重分组、检验。

为了保证大批生产加工质量，所以工艺规程设计编制完成后，还需投入小批生产试制考验，严格检验零件的加工精度，证明产品质量稳定可靠和工艺确实成熟后，方可投入大批生产。一个企业对成批生产的产品，能设计编制出一个比较先进的、经济合理的工艺规程方案，付诸于实施，并有可靠的工艺装备、加工设备和检测手段来保证，以及具有理论联系实际的工艺技术人员作指导，又有精通熟练的操作工人去掌握和操作，则零件的加工质量一定能保证，工效一定是高的，产品质量达到第一流是完全可能的，企业的经济效益和社会效益一定是好的。

4 连杆零件疲劳性能试验方法

以发动机为例，发动机连杆要有足够的强度，否则一旦失效，打坏发动机机体，会造成巨大经济损失。所以，对连杆的疲劳性能试验和检测就十分的重要了。连杆的疲劳性能试验有二种方法：一是发动机台架试验，试验结果准确可靠，这是发动机定型及可靠性检验不可替代的，但试验周期长成本高；二是通过高频疲劳试验机的疲劳试验，这种方法时间短、费用低，是对比试验、结构和工艺优化的理想试验方法，但不能完全模拟连杆在实际工作条件下的受力状态。

机械制造工业是国民经济中一个十分重要的产业，从农业机械到工业机械，从轻工业机械到重工业机械，从航空航天设备到机车车辆、汽车、船舶等设备，从机械产品到电子电器、仪表产品等，都

必须有机械及其制造。而连杆零件则是很多设备中所不可缺少的，了解连杆的机械制造工艺过程和连杆零件机械加工工艺规定才能把产品制造出来。

参考文献

[1]李世涛.12v180zjc 柴油机连杆结构设计特点分析与大小孔加工

工艺[j].农业装备与车辆工程，2007，（8）.

[2]杨可祯.机械设计[m].北京：高等教育出版社，200