搜索
汽车连杆加工工艺1、连杆的结构特点连杆是汽车发动机中的主要传动部件之一，它由连杆体及连杆盖两部分组成。如图1所示：连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。图1连杆组连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响发动机的性能，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：（1）连杆大头端中心面和小头端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。2、连杆的主要技术要求连杆上需要进行机械加工的主要表面为大小头孔、上下两平面、连杆体和连杆盖的齿形结合面、螺栓孔及输油孔等。其主要技术要求（图）如下：连杆总成图1、为了使连杆大小头运动副之间配合良好，大小头孔的尺寸公差取为IT6，表面粗糙度为Ra0.8um，大小孔圆柱度不低于6级，小孔圆柱度不低于7级。2、大小头孔的中心距直接影响到气缸的压缩比，进而影响柴油机的效率，两孔中心距的极限偏差按中心距尺寸划分为：中心距大于350mm,极限偏差为±0.05mm;小于等于350mm,极限偏差为±00.03mm。3、大小头孔中心线在两个相互垂直的方向上的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，致使缸壁磨损不均匀，从而缩短柴油机的使用寿命，同时也使曲轴的连杆轴颈磨损加剧，因此在大小头孔轴线所决定的平面之平行方向上平行度公差值应不小于100：0.03,垂直于上述平面的方向上平行度公差值应不大于100：0.06。4、连杆大小头孔两端面对大头孔中心的垂直度误差过大，将加剧连杆大头孔两端面与曲轴连杆轴颈两端面之间的磨损，甚至引起烧伤，一般规定垂直度的公差等级不低于8级。5、为了保证柴油机的运行平稳，对同一台柴油机连杆的重量差和大小头的重量都分别提出了严格的要求。3、连杆的材料和毛坯连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等。康明斯连杆选材为美国标准SAE1541钢，其材料标准为康明斯标准30062-04，采用调质热处理工艺。国产化时，将毛坯材料定为40MnBH(GB5216-85)，采用锻造余热淬火加高温回火调质热处理新工艺，此方法既能获得良好的综合机械性能，又能提高疲劳强度，还能节省大量的能源。毛坯为整体锻造，其外形精度高，省材料，简化工艺，便于组织生产、加工和运输。该连杆硬度为HBS255～302。4、连杆的机械加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。连杆机械加工工艺过程如下表所示：看笔记连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要表面的半精加工、精加工阶段。5、连杆的机械加工工艺过程分析定位基准的选择：（1）精基准的选择由于连杆的外形较为复杂，刚性差，而它的大小头的孔精度、中心距、齿形结合面等技术要求又很高，所以恰当地选择定位基准是能否经济可靠地保证连杆加工表面间相互位置精度的重要问题之一。连杆精基准的选择遵循以下原则：基准统一、基准重合。在设计的过程中选择支承面积大、精度高、定位准确、又能防止夹紧变形的表面作为精基准。（2）粗基准的选择粗基准的选择应满足以下要求：连杆大小头孔及两端面应有足够而且均匀的加工余量；连杆大小头孔圆柱面及两端面应与杆身纵向中心线对称；连杆大小头外形应分别与两孔中心线对称6、连杆加工工艺设计应考虑的问题1、工序安排连杆加工工序安排应注意两个影响精度的因素：（1）连杆的刚度比较低，在外力作用下容易变形；（2）连杆是模锻件，孔的加工余量大，切削时会产生较大的残余内应力。因此在连杆加工工艺中，各主要表面的粗精加工工序一定要分开。2、定位基准精基准：以杆身对称面定位，便于保证对称度的要求，而且采用双面铣，可使部分切削力抵消。统一精基准：以大小头端面，小头孔、大头孔一侧面定位。因为端面的面积大，定位稳定可靠；用小头孔定位可直接控制大小头孔的中心距。3、夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当连杆定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采用夹具限制7个自由度（其是长圆柱销限制4个，长菱形销限制2个）。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。