發(fā)動(dòng)機(jī)連桿工藝規(guī)程2012-10-10

1、編號(hào):495柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程編制人 完成時(shí)間 金肯職業(yè)技術(shù)學(xué)院495柴油機(jī)連桿加工工藝規(guī)程1連桿的結(jié)構(gòu)特征與技術(shù)要求1.1連桿結(jié)構(gòu)特征連桿是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中的重要零部件，它連接活塞和曲軸，將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并把作用在活塞上的力傳給曲軸后輸往驅(qū)動(dòng)輪。495柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿成品圖樣：其結(jié)構(gòu)特征如下：連桿有連桿小頭、連桿桿身和連桿大頭等部分組成。連桿小頭與活塞銷(xiāo)相連。對(duì)全浮式活塞銷(xiāo)，由于工作時(shí)小頭孔與活塞銷(xiāo)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以在連桿小頭中壓入襯套。小端：發(fā)動(dòng)機(jī)連桿是并列式連桿，小端采用薄壁圓環(huán)結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)樗螤詈?jiǎn)單，制造方便，重量輕，受力之后小段中的應(yīng)力分布比較均勻；小頭采用斜面

2、，與斜面底座相配合，可增加活塞銷(xiāo)座和連桿小頭的支撐面積，用于加強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)。兩側(cè)頂部加厚，以提高抗彎能力，減小變形，保證潤(rùn)滑間隙，提高工作可靠性，但加工較復(fù)雜。大端：連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開(kāi)式是兩種。一般采用分開(kāi)式，分開(kāi)式又分為平分和斜分兩種。連桿大頭采用平切口，是因?yàn)樗子诩庸?，剛性好，而且連桿螺栓不受剪切力作用。把連桿大頭分開(kāi)可取下的部分叫連桿蓋，連桿體與連桿蓋配合加工不能互換，因此必須在同一側(cè)打上裝配標(biāo)記。桿身：連桿桿身為較細(xì)長(zhǎng)的變截面非圓形桿件，其截面從大頭到小頭逐步變小，以能更好地適應(yīng)在工作中承受的急劇變化的動(dòng)載荷。為減小慣性力，還應(yīng)盡量減輕桿身重量。連桿的長(zhǎng)短直

3、接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和側(cè)壓力的大小，較長(zhǎng)的連桿能使慣性力增加，而同時(shí)在側(cè)壓力方面的改善卻不明顯。因此在發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)件不與有關(guān)零部件相碰時(shí)，都力求縮短連桿長(zhǎng)度。連桿桿身通常做成“工”字形斷面，上小下大。采用壓力法潤(rùn)滑的連桿，桿身中部制造有連通大小頭的油道。連桿桿身的截面十分重要，它應(yīng)能保證強(qiáng)度的前提下有盡量較輕的重量，此外，還要有利于該截面的形狀由大端向小端的過(guò)度，因此發(fā)動(dòng)機(jī)連桿本身采用工字型截面。過(guò)渡區(qū)：較大的過(guò)渡半徑：連桿小端工作時(shí)，下半部主要承受燃?xì)獗l(fā)力，而上半部則承受著活塞組的往復(fù)慣性力，所以連桿小端到桿身的過(guò)渡結(jié)構(gòu)對(duì)小段的強(qiáng)度有很大影響，切點(diǎn)處常常是應(yīng)力高峰值所在處，因此小端

4、和大端與桿身連接處采用大圓弧過(guò)渡，一方面提高小端與大端的剛度，另一方面也減小了這些地方的應(yīng)力集中。1.2技術(shù)要求1.2連桿技術(shù)要求（1）現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)連桿一般有如下技術(shù)要求：發(fā)動(dòng)機(jī)功率與扭矩提升，作為傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)功率與扭矩的連桿，需要有足夠的強(qiáng)度、剛度與沖擊韌性，否則一旦失效，打壞發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體，將造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。發(fā)動(dòng)機(jī)連桿作為高速運(yùn)動(dòng)件,重量要輕以減少慣性力，要求連桿壁盡量薄，桿身盡量縮短，以降低能耗和噪聲熱處理調(diào)質(zhì)硬度HRc4550.模鍛后需經(jīng)磁力探傷合格。每組連桿重量差 +2%，需要秤重分組包裝。（2）連桿主要尺寸與形位精度要求技術(shù)要求項(xiàng)目具體要求或數(shù)值滿(mǎn)足的主要性能大小孔精度大小孔公差等級(jí)IT

5、6保證與軸瓦配合良好大小頭表面粗糙度Ra為0.8um小頭襯套底孔表面粗糙度Ra為1.6um大頭空?qǐng)A柱度0.012mm小頭孔圓柱度0.01mm兩孔中心距330±0.05mm保證氣缸壓縮比精度兩孔軸線在兩個(gè)相互垂直方向的平行度在連桿大小頭孔軸線所在平面的平面度為0.02。在垂直連桿大小頭孔軸線所在平面內(nèi)的平面度為0.04使氣缸壁磨損均勻和使曲軸邊緣減少磨損大小頭兩頭端面對(duì)其軸線的垂直度在100長(zhǎng)度上公差0.1減少曲軸頸邊緣磨損螺孔對(duì)結(jié)合面的垂直度在長(zhǎng)度為100范圍內(nèi)的公差0.10.2保證正常承載能力和大小孔軸瓦和曲軸頸的配合良好連桿組內(nèi)各連桿的質(zhì)量差2%以?xún)?nèi)保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)2連桿機(jī)械加工工藝

6、的設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則1）能夠可靠地保證零件圖紙上所有技術(shù)要求的實(shí)現(xiàn)。2）必須能滿(mǎn)足大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)綱領(lǐng)要求。3）在滿(mǎn)足技術(shù)要求和生產(chǎn)綱領(lǐng)的前提下，一般要求工藝成本最低，并盡量減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障生產(chǎn)安全。2.2連桿機(jī)械加工工藝分析（1）材料與毛坯連桿材料可采用45鋼或40Cr、45Mnz等優(yōu)質(zhì)鋼或合金鋼，也有用球墨鑄鐵或粉末冶金。目前主要采用合金鋼材料。目前用的較多的采用45號(hào)鋼，毛坯整體模鍛，正火處理，加工中間采用調(diào)質(zhì)處理，提高強(qiáng)度和抗沖擊能力。鋼制連桿毛坯一般都用模鍛制造，常有兩種鍛造工藝方案。連桿體和連桿蓋分開(kāi)鍛造從連桿蓋的結(jié)構(gòu)考慮，有的連桿蓋上兩條高筋之間有凹形槽，這就必須用分開(kāi)鍛

7、造的方法，另外從連桿蓋鍛造后的組織來(lái)看，它的金屬纖維是連續(xù)的，因此具有較高的強(qiáng)度，不易產(chǎn)生變形。連桿體和連桿蓋整體鍛造需要較大的動(dòng)力和鍛造設(shè)備，并需要增加一道銑開(kāi)工序，但它可以提高材料的利用率，減少結(jié)合面的加工余量，特別是只用一套模鍛一次便可鍛成，有利于組織和管理生產(chǎn)。所以只要不受到連桿蓋結(jié)構(gòu)的限制，現(xiàn)代制造業(yè)大多采用這種鍛造工藝方案。整體鍛造大頭孔可以沖出橢圓形，銑切后，孔接近圓形，減少加工余量的不均勻量，也可以沖出圓孔，銑切之前粗鏜時(shí)與小頭孔的中心距應(yīng)放寬，銑切寬度和接合面留的加工余量。連桿的小頭孔，大型連桿鍛造時(shí)沖出，中型連桿只沖一凹坑或不沖出，小型連桿坑都不沖出。連桿毛坯的精度，應(yīng)滿(mǎn)足

8、機(jī)加工方面提出的要求，大量生產(chǎn)或成批生產(chǎn)，大小頭端面采用銑磨工序加工，毛坯用模鍛即可，但有時(shí)在大量產(chǎn)中，為了使小頭端面能用磨拉磨工序加工，則要求毛坯兩頭端面之間尺寸有較高的精度，保證較小的加工余量，除采用模鍛、回火、校直等工序外，還需要增加一道精冷擠壓工序，即在曲軸精壓機(jī)上精壓兩頭端面，使端面之間精度可達(dá)0.20.4,由于精冷壓工序會(huì)使連桿大小頭端面有較大的內(nèi)應(yīng)力，故應(yīng)增加回火、噴丸工序，予以消除。（2）連桿的主要加工表面大、小頭孔，兩頭端面，連桿體和蓋的結(jié)合面，螺栓孔及端面。油孔、軸瓦定位槽、輔助基準(zhǔn)的工藝凸臺(tái)等。連桿的尺寸精度、形狀精度和位置精度要求很高，但其本身剛性又比較差，容易產(chǎn)生變形

9、，這就給加工帶來(lái)很多困難。必須制定可靠而經(jīng)濟(jì)的加工工藝規(guī)程。（3）加工工藝性分析連桿兩頭端面厚度一樣，桿體位置對(duì)稱(chēng)于兩頭端面，使加工工藝性得到改善。連桿兩頭端面厚度為60mm，比連桿桿體厚度單邊小12mm，桿體剛性明顯不足，定位設(shè)計(jì)與施加夾力必須注意。連桿兩頭端面加工面小，冷卻條件好，加工振動(dòng)和磨削燒傷不易產(chǎn)生，加之精度要求不高，可一次加工到位。連桿上身和蓋裝配的端面一致，故連桿體兩頭端面的精磨不需要在裝配后進(jìn)行，但需要在螺栓孔加工之前進(jìn)行。螺栓孔、軸瓦對(duì)端面的位置精度可由加工精度直接保證，而不會(huì)受精磨加工精度的影響。連桿小頭兩頭端面由斜面和一段窄平面組成。這種這種楔形結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可增大其承壓面

10、積，以提高活塞的強(qiáng)度和剛性。在加工方面，與一般連桿相比，會(huì)增加了斜面加工和小頭孔兩斜面上倒角工序，以提高零件定位及壓力導(dǎo)向精度來(lái)避免襯套壓偏現(xiàn)象的發(fā)生，但卻增加了壓襯序加工的難度。帶止口斜結(jié)合面。連桿結(jié)合面結(jié)構(gòu)種類(lèi)較多，有平切口和斜切口，還有鍵槽形、鋸齒形和帶止口的。精加工基準(zhǔn)采用無(wú)間隙定位方法。產(chǎn)品已設(shè)計(jì)有定位基準(zhǔn)面。在連桿總成加工中，采用桿端面、小頭頂面和側(cè)面、大頭側(cè)面的加工定位方式；在螺栓孔至止口斜結(jié)合面加工工序的連桿蓋加工中，采用了以其端面、螺栓兩頭端面、一螺栓座面的側(cè)面的加工定位方法。這種重復(fù)定位精度高且穩(wěn)定可靠定位、夾緊方法，可使零件變形小，操作方便，能通用于從粗加工到精加工中的各

11、道工序。（4）加工工藝流程安排加工工藝過(guò)程安排中需考慮：連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力，夾緊力）作用下容易變形。連桿毛坯是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，引起內(nèi)應(yīng)力的重新分布。因此在加工過(guò)程中除確定合理的加緊方法外，需要把重要表面的粗精加工工序分開(kāi)。這樣粗加工殘生的變形可以在半精加工中得到修正;半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中得到修正，連桿大頭孔在半精鏜后，應(yīng)安排一次拆開(kāi)裝好“連桿總成”的工序，使半精鏜后產(chǎn)生的變形能得到自由伸展，以便精鏜時(shí)予以修正。機(jī)械加工主要加工面與采用的加工方法連桿兩頭端面的加工采用粗銑，精銑，粗磨，半精磨，精磨五道工序，并將精磨后工序安排在大

12、小頭孔孔精加工之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度，粗磨半精磨在立軸圓臺(tái)平面磨床上，使用砂輪端面磨削，半精磨，精磨在臥軸平面磨床上，用砂輪的園周邊磨削，這種辦法生產(chǎn)效率低一些，但精度較高。連桿大小頭孔的加工小頭孔是定位基面，在作用定位基面之前經(jīng)過(guò)了鉆，擴(kuò)，拉三道工序，占孔時(shí)以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小，設(shè)計(jì)要求同軸度誤差小于1mm，小頭孔在鉆，擴(kuò)，拉后再金剛鏜床上進(jìn)行精鏜，孔內(nèi)壓入襯套后，有條件的應(yīng)在金剛鏜床上與大頭孔同時(shí)進(jìn)行精鏜，這樣可以保證大小頭孔軸心的距離公差和相互位置精度要求。連桿螺孔的加工連桿螺栓孔經(jīng)過(guò)鉆，擴(kuò)，鉸，拉工序，加工是以大頭端面，小

13、頭孔及大頭一側(cè)定位。為了使兩螺栓孔在兩個(gè)互相垂直方向平行度保持在貢茶允許的范圍內(nèi)，在擴(kuò)孔和鉸孔兩個(gè)工步中用上下雙導(dǎo)向套導(dǎo)向，但此方法會(huì)加大表面的粗糙度值，一般能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定要求。粗銑螺栓孔端面，采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒(méi)有活動(dòng)部分，能保證承受較大銑削力。工件銑完一個(gè)螺栓孔端面，夾具轉(zhuǎn)180度，銑另一螺栓端面，垂直度由夾具保證。連桿體與連桿蓋銑開(kāi)后工序銑開(kāi)工序很難達(dá)到剖分表面平面度不大于0.03Ra小于2.5的要求，因此應(yīng)留余量增磨連桿體和連桿蓋部分面的工序，以達(dá)到平面度和粗糙度要求。一些次要表面的加工，則視需要和可能，安排在工藝過(guò)程的中間或后面。機(jī)械加工工藝流程銑大小頭兩端面粗磨大小頭兩

14、端面銑連桿大小頭側(cè)定位面銑連桿蓋兩端面及桿兩端面倒角銑小頭兩斜面粗銑螺栓座面，銑配對(duì)打字面、去重凸臺(tái)面及蓋定位側(cè)面粗鏜小頭孔粗鏜大頭孔角清洗零件零件探傷、退磁精銑螺栓兩端面精磨連桿桿身兩端面加工螺栓孔一銑開(kāi)桿、蓋結(jié)合面去配對(duì)桿蓋毛刺清洗配對(duì)桿蓋檢測(cè)配對(duì)桿蓋結(jié)合面精度人工裝配扭緊螺栓打印桿蓋配對(duì)標(biāo)記號(hào)粗鏜大頭孔及兩側(cè)倒角半精鏜大頭孔及精鏜小頭襯套底孔檢查大頭孔及精鏜小頭襯套底孔精度壓入小頭孔襯套精鏜大頭孔、小頭襯套孔清洗最終檢稱(chēng)重去重成品防銹。（5）定位基面的選擇連桿機(jī)械加工工藝過(guò)程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定的端面（無(wú)標(biāo)記的一面）和小頭孔作為主要定位基面，以小頭孔外側(cè)一個(gè)工藝凸臺(tái)面作為輔助定位基面，這是因?yàn)槎嗣娴拿娣e大，定位穩(wěn)定，方便；用小孔定位可直接控制其與大頭孔的中心距，使工藝基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，減少定位誤差。令大多數(shù)工序定位基準(zhǔn)統(tǒng)一，方便于夾具的制造和使用。在小頭底孔精鏜和銅套孔精鏜工序中，也可用小頭孔和襯套孔作為基面，這時(shí)將定位銷(xiāo)做成活動(dòng)的（亦稱(chēng)“假銷(xiāo)”），當(dāng)連桿用小頭孔定位夾緊后，再?gòu)男☆^孔中抽出假銷(xiāo)，進(jìn)行孔精加工。（6）夾緊方法的確定連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用的方面及作力點(diǎn)的選擇，避免因受夾緊力的作