汽車連桿加工工藝樣本

1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。連桿連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要傳動(dòng)件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設(shè)計(jì)。連桿的尺寸 精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，因此在安排 工藝過程時(shí)，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內(nèi)應(yīng)力的 作用，并修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)要求。一汽車連桿加工工藝1.1連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，它在柴油機(jī)中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力 傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動(dòng)而帶動(dòng)活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動(dòng)載 荷。連桿由連桿體

2、及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。 為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有 一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，能夠用來補(bǔ)償軸瓦的磨損。 連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內(nèi)壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時(shí)便于 在磨損后進(jìn)行修理和更換。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應(yīng)具有足夠 的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大 頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)

3、中各連桿的質(zhì)量不能 相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設(shè)置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不 平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)等要求, 連桿大、小頭的厚度相等（基本尺寸相同）。在連桿小頭的頂端設(shè)有油孔（或油槽），發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí), 依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與 活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出 動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因 素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個(gè)：（

4、1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的 對(duì)稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小 頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求（圖1-1）如下。連桿總成圖（11）1.2.1大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。 大頭孔公差等級(jí)為IT6,表面粗

5、糙度Ra應(yīng)不大于0.4um;大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm,小頭 孔公差等級(jí)為IT8,表面粗糙度Ra應(yīng)不大于3.2um。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025 mm, 素線平行度公差為0.04/100 mm。1.2.2大、小頭孔軸心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會(huì)使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均 勻，同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，因此兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??； 而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對(duì)不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩 孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.04 mm;

6、在垂直與連桿軸心線方向 的平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。1.2.3大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，因此規(guī)定了比較高的要求: 190 + 0.05 mm。1.2.4連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對(duì)大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；因 此對(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于IT9（大頭孔兩端面對(duì)大頭孔的軸 心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。1.2.5大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩

7、端面間距離的基本尺寸相同，但從技術(shù)要求是不同的，大頭兩端面的尺寸 公差等級(jí)為IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8m,小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT12,表面粗糙度 Ra不大于6.3 umo這是因?yàn)檫B桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小 頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小 頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。1.2.6螺栓孔的技術(shù)要求在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動(dòng)載荷的作用。這一動(dòng)載荷又傳遞到連桿體和 連桿蓋的兩個(gè)螺栓及螺母上。因此除了對(duì)螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對(duì)于安裝這兩個(gè)動(dòng)力 螺

8、栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按IT8級(jí)公差等級(jí)和表面粗糙度Ra應(yīng)不大于6.3 5加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對(duì)稱度公差為0.25 mm。1.2.7有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求在連桿受動(dòng)載荷時(shí)，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)位，影響到曲軸 的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和 墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對(duì)于本連桿，要求結(jié) 合面的平面度的公差為0.025 mm。1.3連桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng) 度碳鋼和合金鋼；如4

9、5鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金 零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應(yīng)用，使粉末冶金件的 密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據(jù)生產(chǎn)類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對(duì) 材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現(xiàn)有生產(chǎn)條件及采用先進(jìn)的毛坯制造 方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)為大量生產(chǎn)，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模 鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需要在以 后的機(jī)械

10、加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢 圓形。相對(duì)于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設(shè)備動(dòng)力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于 整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時(shí)少、模具少等優(yōu)點(diǎn)，故用得越來越多，成為連桿 毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應(yīng)使零件總的生產(chǎn)成本降低，性能提高。1.4連桿的機(jī)械加工工藝過程由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，可是 連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機(jī)械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機(jī)械加工工藝過程如下表（11）所示：工序工序名稱工序內(nèi)容工藝裝

11、備1 銑銑連桿大、小頭兩平面，每面留磨量0.5mmX52K1.Z 粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保證中心線對(duì)稱，無標(biāo)記面稱基 面。（下同）M7350:3 鉆與基面定位，鉆、擴(kuò)、鉸小頭孔Z30801 銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸99 土 0.01 mm兩側(cè)面，保 證對(duì)稱（此平面為工藝用基準(zhǔn)面）X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱbi） 擴(kuò)以基面定位，以小頭孔定位，擴(kuò)大頭孔為60mmZ3080(） 銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號(hào)桿身及上蓋分 別打標(biāo)記。X62W組合機(jī)床或?qū)Ｓ霉ぱb 鋸片銑刀厚2mm，7 銑以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋結(jié)合面，保直徑方向測(cè) 量深度為2

12、7.5mmX62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb3 磨以基面和一側(cè)面定位裝夾工件，磨連桿體和蓋的結(jié)合面M7350） 銑以基面及結(jié)合面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋5+0.10 mm乂 8mm斜槽 -0.05X62組合夾具或?qū)Ｓ霉ぱb10锪以基面、結(jié)合面和一側(cè)面定位，裝夾工件，锪兩螺栓座面R 12+0o3 mm，R11mm，保證尺寸 22 0.25 mmX62W11鉆鉆210mm螺栓孔Z305012擴(kuò)先擴(kuò)212mm螺栓孔，再擴(kuò)213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013鉸鉸212.2mm螺栓孔Z305014鉗用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件，其扭力矩為100 120N.m15鏜粗鏜大頭孔T6 816倒角大

13、頭孔兩端倒角X62W17磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為38 -0.170 mm-0.232M713018鏜以基面、一側(cè)面定位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖紙尺寸，中心 距為 190 0.1 mm可調(diào)雙軸鏜19鏜精鏜大頭孔至尺寸T211520稱重稱量不平衡質(zhì)量彈簧稱21鉗按規(guī)定值去重量22鉆鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mmZ302523壓銅套雙面氣動(dòng)壓床24擠壓銅套 孔壓床25倒角小頭孔兩端倒角Z305026鏜半精鏜、精鏜小頭銅套孔T211527珩磨珩磨大頭孔珩磨機(jī)床28檢檢查各部尺寸及精度29探傷無損探傷及檢驗(yàn)硬度30入庫連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿

14、體和蓋的結(jié)合面及連 桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機(jī)械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為 三個(gè)階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三 階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準(zhǔn)備精基準(zhǔn)(端面、小頭 孔和大頭外側(cè)面)；第二階段主要是加工除精基準(zhǔn)以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合 裝做準(zhǔn)備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連 桿各項(xiàng)技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大

15、、小頭孔的精加 工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路 線則為主要表面的半精加工、精加工階段。1.5連桿的機(jī)械加工工藝過程分析1.5.1工藝過程的安排在連桿加工中有兩個(gè)主要因素影響加工精度：連桿本身的剛度比較低，在外力(切削力、夾緊力)的作用下容易變形。連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時(shí)將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應(yīng)力，并引起內(nèi)應(yīng)力重新 分布。因此，在安排工藝進(jìn)程時(shí)，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前,資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，

16、因此切削力、夾 緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形能夠在半精加工中修 正；半精加工中產(chǎn)生的變形能夠在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應(yīng)力的作用, 逐步修正加工后的變形，就能最后達(dá)到零件的技術(shù)條件。各主要表面的工序安排如下:（1）兩端面：粗銑、精銑、各主要表面的工序安排如下:（1）兩端面：粗銑、精銑、（2）小頭孔：鉆孔、擴(kuò)孔、（3）大頭孔：擴(kuò)孔、粗鏜、一些次要表面的加工，1.5.2定位基準(zhǔn)的選擇粗磨、精磨鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面在連桿機(jī)械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個(gè)指定

17、的端面和小頭孔作為主要基面, 并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是 由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔 定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使 各工序中的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（15）所示：在安裝工件時(shí), 注意將成套編號(hào)標(biāo)記的一面不與夾具的定位元件 接觸（在設(shè)計(jì)夾具時(shí)亦作相應(yīng)的考慮）。在精鏜小 頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時(shí)，也用小頭孔（及 襯套孔）作為基面，這時(shí)將定位銷做成活動(dòng)的稱” 假銷”。當(dāng)連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后， 再從小頭孔中抽出假銷進(jìn)行加工。為了不斷改進(jìn)基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當(dāng)配合：即在粗加工大、小頭 孔前

18、，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，因此這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位 基面前的加工工序是鉆孔、擴(kuò)孔和鉸孔，這些工序?qū)τ阢q后的孔與端面的垂直度不易保證，有時(shí) 會(huì)影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個(gè)表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和 切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對(duì)加圖（1-5）連桿的定位 工精度會(huì)有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對(duì)于整個(gè)工藝過程的加工精度 常有深遠(yuǎn)的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗 銑兩個(gè)端面，其中粗磨端面又是以

19、毛坯端面定位。因此，粗銑就是關(guān)鍵工序。在粗銑中工件如何定 位呢？ 一個(gè)方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗銑一個(gè)端面后，翻身以銑好的面定位, 銑另一個(gè)毛坯面?？墒怯捎诿髅娌黄秸?，連桿的剛性差，定位夾緊時(shí)工件可能變形，粗銑后，端 面似乎平整了，一放松，工件又恢復(fù)變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外 形及連桿身的對(duì)稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時(shí)的變形較小，同時(shí)能夠銑工件的端面，使 一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時(shí)，由于是以對(duì)稱面定位，毛坯在加工后 的外形偏差也比較小。1.5.3確定合理的夾緊方法既然連桿是一個(gè)剛性比較差的工件，就應(yīng)該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著