连杆加工工艺连杆加工工艺C418 刘长民 李 欢 苗海法 张海玉 高旭威 郭延飞1连杆加工工艺设计应考虑的问题连杆加工工艺设计应考虑的问题n工序安排工序安排n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定位基准定位基准n定位基准定位基准n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。n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 n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。n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。4连杆结构特点1、在发动机中承受急剧的载荷变化。2、受力大，应有较好的度刚度和强度， 较轻的质量。3、连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，工艺的选择又是直接影响精度的主要因素 5反映连杆精度的主要参数（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。垂直度。6连杆主要技术要求7大、小头孔的尺寸精度、形状精度 n为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热。大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.4m；大头孔的圆柱度公差为0.012 mm，小头孔公差等级为IT8，表面粗糙度Ra应不大于3.2m。小头压衬套的底孔的圆柱度公差为0.0025 mm，素线平行度公差为0.04/100 mm。8大、小头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 n两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在汽缸中倾斜，从而造成汽缸壁磨损不均匀，同时使曲轴的连杆轴颈产生边缘磨损，所以两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，因而其公差值较大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100 mm长度上公差为0.06 mm。9 大、小头孔中心距 n大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比较高的要求：1900.05 mm。10主要技术要求11 大、小头孔两端面的技术要求 n连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但从技术要求是不同的，大头两端面的尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra不大于0.8m, 小头两端面的尺寸公差等级为IT12，表面粗糙度Ra不大于6.3m。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。12 螺栓孔的技术要求螺栓孔的技术要求n在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3m加工；两螺栓孔在大头孔剖分面的对称度公差为0.25 mm。13有关结合面的技术要求 n在连杆受动载荷时，接合面的歪斜使连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025 mm。14连杆的材料和毛坯 n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。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。15连杆的机械加工工艺过程分析 n工艺过程的安排 n（1）两端面：粗铣、精铣、粗磨、精磨n（2）小头孔：钻孔、扩孔、铰孔、精镗、压入衬套后再精镗n（3）大头孔：扩孔、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗、珩磨16定位基准的选择 n在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，如图（15）所示： 17确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 18大头孔各工序尺寸及其公差 19小头孔各工序尺寸及其公差 20工艺过程（1）21（2）22（3）23（4）24 连杆的检验连杆的检验n连杆在机械加工中要进行中间检验，加工完毕后要进行最终检验，检验项目按图纸上的技术要求进行。n 观察外表缺陷及目测表面粗糙度观察外表缺陷及目测表面粗糙度n连杆大头孔圆柱度的检验连杆大头孔圆柱度的检验n用量缸表，在大头孔内分三个断面测量其内径，每个断面测量两个方向，三个断面测量的最大值与最小值之差的一半即圆柱度。 25 连杆体、连杆上盖对大头孔中心连杆体、连杆上盖对大头孔中心线的对称度的检验线的对称度的检验n采用图（16）所示专用检具（用一平尺安装上百分表）。用结合面为定位基准分别测量连杆体、连杆上盖两个半圆的半径值，其差为对称度误差。26 连杆大小头孔平行度的检验 n如图（17）所示,将连杆大小头孔穿入专用心轴，在平台上用等高V形铁支撑连杆大头孔心轴，测量小头孔心轴在最高位置时两端面的差值，其差值的一半即为平行度。27连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 n制做专用垂直度检验心轴，其检测心轴直径公差，分三个尺寸段制做，配以不同公差的螺钉，检查其接触面积，一般在90%以上为合格，或配用塞尺检测，塞尺厚度的一半为垂直度公差值。 28完谢谢观赏29