連桿加工工藝

1、二、連桿的加工工藝1、連桿的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作條件及工藝特點(diǎn)連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，它將活塞與曲軸連接起來，把作用于活塞 頂部的膨脹氣體壓力傳給曲軸，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可逆的轉(zhuǎn)化為曲軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以 輸出功率。以下均已實(shí)習(xí)所見4125B型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)連桿為例。連桿是一種細(xì)長的變截面非圓桿件。由從大頭到小頭逐步變小的工字型截面的連桿體 及連桿蓋、螺栓、螺母等組成?；旧隙加苫钊N孔端（小頭）、曲柄銷孔端（大頭）及 桿身三部分組成。為了便于安裝，大頭孔設(shè)計(jì)成兩半，然后用連桿螺栓連接。連桿在工作中主要承受以下三種動(dòng)載荷：汽缸內(nèi)的燃燒壓力（連桿受壓）；活塞連桿組的往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力（連桿受拉

2、）；連桿高速擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的橫向慣性力(連桿受彎曲應(yīng)力)；連桿的工藝特點(diǎn)：外形復(fù)雜，不易定位；連桿的大小頭是由細(xì)長的桿身連接，故剛性 差，易彎曲、變形；尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求高。2、主要加工表面和技術(shù)要求連桿的主要加工表面有：大小頭孔、大小頭端面、大頭剖分面以及連桿螺栓孔等。大小端孔的精度：小頭孔尺寸精度IT7,RaW1.6um，圓柱度公差0.015mm；小 頭銅套孔尺寸精度IT6，RaW0.4um，圓柱度公差0.005mm；大頭孔尺寸精度IT6， RaW0.8um，圓柱度公差 0.012mm。大小端孔中心線在兩個(gè)互相垂直方向的平行度：在垂直面平行度公差0.04mm， 在水平面內(nèi)平行度公

3、差0.06mm。大小端孔的中心距：孔中心距極限偏差0.05mm大端孔兩端面對(duì)大端孔軸線的垂直度：垂直度公差0.1mm,RaW3.2um。連桿螺栓孔：螺栓孔中心線對(duì)蓋體結(jié)合面與螺栓及螺母座面的不垂直，會(huì)增加 連桿螺栓的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，并影響螺栓伸長量而削弱螺栓強(qiáng)度。兩螺栓孔中心線對(duì)連桿大頭孔剖分面的垂直度公差為0.15mm，用兩個(gè)尺寸為 的檢驗(yàn)心軸插入連桿體和連桿蓋的孔中時(shí)，剖分面的間隙應(yīng)小于0.05mm。3、連桿的機(jī)械加工工藝分析連桿的材料和毛坯連桿的材料大多采用高強(qiáng)度的精選45鋼、40Dr鋼等，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理以改善切削性 能和提高抗沖擊能力，硬度要求45鋼為HB217293，40Dr為HB

4、223280。也有采用球 墨鑄鐵和粉末冶金技術(shù)的，可降低毛坯成本。鋼制連桿的毛坯一般都是鍛造生產(chǎn)，其毛坯形式有兩種：一種是體、蓋分開鍛造；另 一種是將體、蓋鍛成一體，在加工過程中再切開或采用脹斷工藝將其脹斷。另外，為避免 毛坯出現(xiàn)缺陷(疲勞源)，要求對(duì)其進(jìn)行100%的硬度測量和探傷。實(shí)習(xí)中毛坯采用45鋼并調(diào)制處理，采用整體模鍛，分模面在工字型腰部的母線上， 其短劍的主要技術(shù)要求為：熱處理：調(diào)制217289HBS，連桿桿身壁厚差不大于2mm， R42.5處的定位面上不允許有凹凸，錯(cuò)差：縱向不大于1 mm橫向不大于0.75mm，桿體彎曲 不大于1mm?；鶞?zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)：第一道工序?yàn)榇帜善矫妫瑸楸?/p>

5、證兩平面有均勻的加工余量，采用互為基準(zhǔn)。先選取 沒有凸起標(biāo)記一側(cè)的端面為粗基準(zhǔn)來加工另一個(gè)端面，然后以加工過的端面為基準(zhǔn)加工沒 有凸起標(biāo)記一側(cè)的端面，并在以后的大部分工序中以此端面作為精基準(zhǔn)來定位。在加工連 桿小端孔時(shí)以其外表面定位，這樣可以保證加工后的孔與其外表面的同軸度誤差較小，壁 厚均勻。精基準(zhǔn):由于大、小端端面面積大、精度高、定位準(zhǔn)確、夾緊可靠，所以大部分工序選用其一 個(gè)指定的端面（消除三個(gè)自由度）和小端孔（消除兩個(gè)自由度），以及大端孔處指定的一 個(gè)側(cè)面作為精基準(zhǔn)。這不僅使基準(zhǔn)統(tǒng)一，而且還減少了定位誤差（基準(zhǔn)重合）。連桿的工藝過程工序號(hào)工序名稱設(shè)備5粗銑連桿大小頭兩端平面四軸龍門銑床1

6、0精銑連桿大 小頭兩端平面四軸龍門銑床15擴(kuò)連桿小頭孔四軸立式鉆床（三工位）20連桿小頭孔 倒角立式鉆床25拉連桿小頭孔臥式拉床30銑連桿大頭定位凸臺(tái)和連桿小頭凸臺(tái)龍 門銑床35自連桿上切下連桿蓋 專用臥式銑床40锪連桿蓋上裝螺母的凸臺(tái) 立式鉆床 45粗?jǐn)U、半精擴(kuò)連桿大頭孔四軸立式組合鉆床（三工位）50磨連桿大頭剖分平面平 面磨床55鉆擴(kuò)鉸連桿兩個(gè)螺栓孔十軸立式組合鉆床（六工位）60锪連桿裝螺栓頭部 的凸臺(tái)立式鉆床65擴(kuò)連桿螺栓孔立式鉆床70在連桿蓋和連桿螺栓孔上倒角D0.5立 式鉆床75鉆連桿兩個(gè)定位銷孔立式鉆床80拉連桿兩個(gè)螺栓孔立式拉床85锪連桿裝 螺栓的頭部和裝螺母的支承平面立式鉆床9

7、0去毛刺和清洗清洗機(jī)95檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺(tái) 100裝配連桿和連桿蓋裝螺母機(jī)105磨連桿大頭端平面平面磨床110精鏜連桿大頭孔 兩軸立式鏜床115連桿大頭孔倒角立式鉆床120車連桿大頭側(cè)面的凸臺(tái)普通車床125 擰緊螺母、打字、去毛刺鉗工臺(tái)、螺母扳手機(jī)、去毛刺機(jī)130金剛鏜連桿大頭孔兩面 四軸金剛鏜床135珩磨連桿大頭孔單軸珩磨機(jī)140金剛鏜連桿小頭孔兩面四軸金剛鏜 床145檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺(tái)150壓入銅套液壓機(jī)155連桿小頭銑3.5圓弧槽臥式銑床160 金剛鏜連桿小頭銅套孔單面兩軸金剛鏜床165清洗和吹凈油孔清洗機(jī)170檢驗(yàn)檢驗(yàn) 臺(tái)175拆開連桿和連桿蓋螺母扳手機(jī)、鉗工臺(tái)180銑連桿和連桿蓋上的軸瓦槽及16 孔

8、壁的缺口臥式銑床185清理、去毛刺鉗工臺(tái)190清洗、吹凈和稱重量清洗機(jī)及稱重儀195檢驗(yàn)檢驗(yàn)臺(tái)200連桿體和連桿蓋配對(duì)鉗工臺(tái)205裝配連桿和連桿蓋鉗工臺(tái) 連桿小頭孔的加工方法:15序，擴(kuò)連桿小頭孔;25序，拉連桿小頭孔;140序，金剛鏜連桿小頭孔連桿大頭孔的加工方法:45序，粗?jǐn)U、半精擴(kuò)連桿大頭孔;110序，精鏜連桿大頭孔;130序，金剛鏜連桿大頭孔;135序，珩磨連桿大頭孔定位分析（130序，金剛鏜連桿大頭孔）：定位基準(zhǔn)：連桿大頭端面，連桿小頭孔，連桿側(cè)面工藝凸臺(tái)定位簡圖:限制自由度：大頭端面限制x軸方向移動(dòng)y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)z軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)，小頭孔限制 y軸方向移動(dòng)z軸方向移動(dòng)，工藝凸臺(tái)限制x軸方向

9、轉(zhuǎn)動(dòng)。三、缸體的加工工藝1、缸體的功用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作條件缸體是發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)零件和骨架，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)總裝配時(shí)的基準(zhǔn)零件。作用是支撐 和保護(hù)活塞、連桿、曲軸等各運(yùn)動(dòng)部件工作時(shí)的準(zhǔn)確位置，保證發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣、冷卻和潤 滑，提供各種輔助系統(tǒng)、部件及發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝基面。以下均以4125B型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體為 例。氣缸體為一整體鑄造結(jié)構(gòu)，形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工的平面孔多，內(nèi)部形成空腔，壁厚不 均，剛度低，加工精度要求高，屬于典型的箱體類加工零件。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣缸體承受著各種大小方向呈周期性變化的氣體壓力、慣性力及力矩 的作用。2、缸體的主要加工表面和技術(shù)要求氣缸體主要加工表面有氣缸體頂面、主軸承座側(cè)面、氣缸孔、

10、主軸承座及凸輪軸軸 承孔等，其加工精度直接影響發(fā)動(dòng)裝配精度和工作性能，主要設(shè)備精度、工夾具的可靠性 和加工工藝的正確合理來保證。主要技術(shù)要求如下：技術(shù)要求精度和表面粗糙度主軸承孔的精度與粗糙度，Ra1.6主軸承孔的圓度0.02氣缸孔的精度和表面粗糙度（底孔），Ra6.3氣缸孔中心線對(duì)曲軸中心線的對(duì)稱度 0.05第二三四主軸承孔對(duì)第一五主軸承孔的同軸度0.02各凸輪軸承孔同軸度0.03曲 軸中心線對(duì)凸輪軸中心平行度0.10頂面的平行度和表面粗糙度，Ra3.2 3、缸體的機(jī)械 加工工藝分析缸體的材料和毛坯氣缸體采用的材料一般是灰鑄鐵HT150, HT200和HT250,但也有采用鑄鋁或鋼板。氣缸體

11、因其在發(fā)動(dòng)機(jī)中的特殊地位，造型相當(dāng)復(fù)雜，在大批量生產(chǎn)中都采用金屬模機(jī)造型， 造型位置為臥式，流水線生產(chǎn)。本例采用材料為灰鑄鐵HT150，金屬模機(jī)機(jī)器造型，分型 面選在主軸承孔的對(duì)稱平面上，造型方式為臥式，軸軸承孔、凸輪軸軸承孔和缸套孔均鑄 出，螺栓底孔、主油道孔和工藝孔均不預(yù)先鑄出。氣缸體在加工前需時(shí)效處理，以消除鑄 件內(nèi)應(yīng)力和改善毛坯的力學(xué)性能。基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)：第一、四氣缸孔和氣缸體底面。能保證在重要加工表面均有加工余量的前提下，重要 孔的加工余量均勻，裝入氣缸體的氣缸套與氣缸體內(nèi)壁各表面間有足夠的間隙此外，還應(yīng) 能保證定位，夾緊可靠。精基準(zhǔn):氣缸體左側(cè)面的基平面和凸臺(tái)。缸體的工藝過程工序

12、號(hào)工序名稱 設(shè)備5銑氣缸體左側(cè)面四塊基平面和三個(gè)凸臺(tái)面雙軸臥式銑床 10粗銑氣缸體頂面、底面和右側(cè)放水閥平面三軸龍門銑床15在氣缸體底面鉆、鉸兩個(gè) 定位孔鉆、鉸定位孔機(jī)床20精銑氣缸體底面單軸龍門銑床25粗、精銑氣缸體前后端 面、固定水泵法蘭和起動(dòng)機(jī)進(jìn)水管的法蘭鼓形銑床30粗鏜氣缸體五個(gè)半圓主軸承孔、 三個(gè)凸輪軸孔，鉆一個(gè)惰輪軸孔三軸臥式鏜床35粗鏜氣缸體四個(gè)氣缸套孔四軸立式鏜 床40銑氣缸體燃油精濾器安裝面和兩個(gè)水管平面臥式銑床45銑氣缸體主軸承座的分 開面特種銑床50銑氣缸體主軸承座端面和軸瓦固定槽特種兩面臥式銑床55拉氣缸體 主軸承座的分開面臥式拉床60精銑氣缸體頂面和左側(cè)面兩個(gè)長方塊雙

13、軸龍門銑床65 在氣缸體頂面和前后端面上鉆孔和倒角三面組合鉆床70在氣缸體頂面和前后端面上攻 螺紋專用三面攻絲機(jī)75鉆氣缸體潤滑主油道孔三面三軸鉆床80在氣缸體頂面和右側(cè) 面上鉆孔兩面組合鉆床85在氣缸體底面和左側(cè)面上鉆孔兩面組合鉆床90鉆十個(gè)潤滑 支油道孔兩面組合鉆床95鉆十個(gè)固定主軸承蓋的螺栓底孔和一個(gè)油孔，并在左側(cè)面鉆 油標(biāo)尺孔底孔十一軸立式組合鉆床100在氣缸體第一主軸承座上鉆斜油孔單軸機(jī)械頭 105攻氣缸體固定主軸承蓋的十個(gè)螺栓孔和一個(gè)油標(biāo)尺螺孔特種十軸攻螺紋機(jī)110在氣 缸體底面和左右側(cè)面上攻螺紋三面組合攻螺紋機(jī)115鉆氣缸體八個(gè)挺桿導(dǎo)管底孔八軸 立式鉆床120擴(kuò)、鉸氣缸體八個(gè)挺桿

14、導(dǎo)管底孔八軸立式鉆床125精鏜氣缸體四個(gè)氣缸 套孔立式四軸鏜床130精锪氣缸體四個(gè)氣缸套筒座的端面專用單軸立式鏜床135在氣 缸體四個(gè)氣缸套孔內(nèi)鏜阻水閥槽 專用單軸立式鏜床140清洗和吹凈氣缸體 清洗機(jī)145 去毛刺、清除切屑、倒角等輥道150檢驗(yàn)輥道155在氣缸體上安裝是個(gè)雙頭螺栓搖 臂鉆床160安裝氣缸體主軸承蓋上螺母機(jī)165在氣缸體前后端面主油道孔上擴(kuò)孔、攻 螺紋、并在前端面鉆孔搖臂鉆床170半精鏜氣缸體五個(gè)曲軸主軸承孔、三個(gè)凸輪軸軸孔 和一個(gè)惰輪軸孔搖臂鉆床三軸臥式鏜床175在氣缸體第五曲軸主軸承座的兩端鏜端面 臥式鏜床180精鏜氣缸體五個(gè)曲軸主軸承孔、三個(gè)凸輪軸孔和一個(gè)惰輪軸孔三軸臥

15、式鏜 床185壓入氣缸體八個(gè)挺桿導(dǎo)管八軸立式壓床190在氣缸體底面的后端面和左右側(cè)面 上鉆孔四面組合鉆床195在氣缸體后端面和左右側(cè)面上鉸孔和攻螺紋，并鉸八個(gè)挺桿導(dǎo) 管孔四面組合鉆床200珩磨氣缸體五個(gè)曲軸主軸承孔特種立式珩磨機(jī)205清洗并吹凈 氣缸體清洗機(jī)210清洗并吹凈氣缸體全部油道孔清洗機(jī)215壓入氣缸體三個(gè)凸輪軸襯 套液壓壓床220鉸氣缸體三個(gè)凸輪軸襯套孔，并鉸惰輪軸孔臥式鏜床225準(zhǔn)備移交檢 驗(yàn)輥道230檢驗(yàn)輥道235清洗并吹凈氣缸體清洗機(jī)氣缸體四個(gè)氣缸套筒座的端面加 工方法：10序，粗銑氣缸體頂面；60序，精銑氣缸體頂面；130序，精锪氣缸體四個(gè)氣缸套筒座的端面定位分析（20序，精

16、銑氣缸體底面）：定位基準(zhǔn)：氣缸體頂面，第一四氣缸孔定位簡圖：限制自由度：頂面限制X軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)y軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)z軸方向移動(dòng)，第一氣缸孔錐銷限 制y軸方向移動(dòng)x軸方向移動(dòng)，第四氣缸孔削邊銷限制z軸方向轉(zhuǎn)動(dòng)。四、典型機(jī)床夾具分析1、鉆床夾具如鉆、擴(kuò)、鉸連桿螺栓孔工序55所用夾具。夾具定位部分是菱形銷1、支承釘5和 側(cè)面支承板18。夾緊方式為電動(dòng)夾緊。其夾緊過程為：轉(zhuǎn)動(dòng)螺釘6使連桿體和連桿蓋的 剖分平面靠緊，電動(dòng)扳手使螺母12順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面使活節(jié)螺栓11外移，帶動(dòng)連桿8 繞圓柱銷9順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過推板15向左推動(dòng)連桿，使連桿大頭側(cè)面定位凸臺(tái)靠緊在側(cè) 面支承板18上；另一方面使壓板13繞支座10上的銷軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，