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精选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