连杆的机械加工工艺规程.docVIP

PAGE PAGE 1 下面以CA6102发动机为例，对其连杆和曲轴的加工工艺及发动机总成进行分析。 1.1 连杆加工工艺 1.1.1 连杆的功用、结构特点及工作条件 连杆是汽车发动机主要的传动构件之一，它是把作用于活塞顶部的膨胀气体压力传给曲轴，使活塞的往复直线运动变为曲轴的回转运动，以输出功率。CA6102发动机连杆采用直剖式结构，它由从大头到小头逐步变小的工字形截面的连杆体及连杆盖、螺栓、螺母等组成。由以上部分合在一起形成连杆的大、小头及杆身。 连杆大头孔套在曲轴的连杆轴颈上，与曲轴相连，内装有轴瓦。为了便于安装，大头设计成两半，然后用连杆螺栓连接。连杆小头与活塞销相连，小头压人耐磨的铜衬套，孔内设有油槽。小头顶部有油孔，以便使曲轴转动时飞溅的润滑油能流到活塞销的表面上，起到润滑作用。为了减少惯性力，连杆杆身部位的金属重量应当减少并且要有一定的刚度，所以杆身采用工字形断面。连杆杆身部位是不加工的。在毛坯制造时，杆身的一侧作出定位标记，作为加工及装配基准。 连杆在工作中主要承受着以下三种动载荷： ① 气缸内的燃烧压力（连杆受压）； ② 活塞连杆组的往复运动惯性力（连杆受拉）； ③ 连杆高速摆动时产生的横向惯性力（连杆受弯曲应力）； 为了保证工作时连杆的一些危险点（螺栓、杆身或大端盖等）不发生断裂，将其设计成如图1.1.1 图 图1.1.1 1.1.2 连杆材料及毛坯制造方法 由于连杆在工作中承受多种急剧变化的动载荷，所以不仅要求其材料具有足够的疲劳强度及结构刚度，而且还要使其纵剖面的金属宏观组织纤维方向应沿着连杆中心线并与连杆外形相符，不得有扭曲、断裂、裂纹、疏松、气泡、分层、气孔和夹杂等缺陷。连杆成品的金相显微组织应为均匀的细晶结构，不允许有片状铁素体。 CA6102发动机连杆材料采用 55#或 35MnVs，经调质处理后，硬度为 226－271 HBS。采用整体模锻的加工方式，具有劳动生产率高、锻件质量好、材料利用率高、成本低等优点。另外，为避免毛坯出现缺陷（疲劳源），要求对其进行 100％的硬度测量和探伤。图1.1.2 1.1.3 连杆的主要加工表面及技术要求 如图1.1.1 1．大小端孔的精度：为了使大端孔与轴瓦及曲轴小端孔与活塞销能密切配合，减少冲击的不良影响和便于传热，大端孔尺寸为，小端孔尺寸为。大端孔及小端衬套孔粗糙度均为，大端孔的圆柱度公差为，小端衬套孔的圆柱度公差为，且采用分组装配。 图1.1.2 连杆毛坯图2．大小端孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度；两孔轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，增加活塞与气缸的摩擦力，从而造成气缸壁磨损加剧。 CA6102连杆两轴孔在连杆轴线方向上的平行度公差为0.04mm／100mm，在垂直于连杆轴线方向的平行度公差为0.06 mm 图1.1.2 3．大小端孔的中心距：大小端孔的中心距影响气缸的压缩比，所以对其要求较高，即中心距为（190±0.05）mm。 4．大端孔两端面对大端孔轴线的垂直度：此参数影响轴瓦的安装和磨损，故要求其公差为0.1mm／100mm。 5．连杆螺栓孔：螺栓孔中心线对盖体接合面与螺栓及螺母座面的垂直度误差，会增加连杆螺栓的弯曲变形和扭转变形，并影响螺栓伸长量而削弱螺栓强度，因此要求螺栓孔与盖体接合面、螺栓及螺母座面垂直度公差为0.25mm／100mm，螺栓孔孔径为12.22+0.027mm．粗糙度为。 6．连杆螺栓预紧力要求：连杆螺栓装配时的预紧力如果过小，工作时一旦脱开，则交变载荷能迅速导致螺栓断裂。一般采用扭矩法，要求连杆螺母的预紧力为100～120 Nm。 7．对连杆重量的要求：为了保证发动机运转平稳，连杆大、小头重量和整台发动机上的一组连杆的重量按图纸的规定严格要求。 1.1.4 连杆的机械加工工艺过程 l．连杆机械加工工艺过程的拟定： ① 连杆两平面：粗磨一半精磨—精磨。 ② 连杆小端孔：钻孔一拉孔一精镗底孔—压入衬套一精镗。 ③ 连杆大端孔：扩孔—拉扎—扩孔—粗镗—半精镗—精镗—珩磨。 ④ 连杆螺栓孔：钻孔—扩孔—铰孔。 ⑤ 螺栓座面及螺母座面：粗锪—精铣。 ⑥ 连杆接合面：拉平面—精磨平面。 ⑦ 检验：连杆体和连杆盖最终加工之后、连杆总成的关键工序和最终加工之后，均应安排检验工序。 ⑧ 去毛刺：在精铣螺栓座面和螺母座面、铣大小端去重凸块、钻大端油孔、铣连杆体和连杆盖锁瓦槽工序时，均应安排去毛刺工序。 2．连杆机械加工的主要工序： CA6102连杆加工生产线共 56道工序，46台设备。表 1.1.1 表1.1.1 工序号 工序名称 工序简图 设备 1 粗磨两平面 双轴立式圆台平面磨床 2 钻小端孔 立式六轴组合机床 续表 1 工序号 工序名称 工序简图 设备 9 拉连杆两侧面、结合面、半圆面 坦克拉床 16 精