柴油机连杆加工工艺分析
柴油机连杆加工工艺分析[20200123190248]
日期： 2012年10月20日 【摘要】
连杆是柴油机的重要传动部件之一，本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，直接关系到柴油机的工作效率。而且连杆的刚性比较差，加工过程中容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，考虑逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，才能最后达到零件的技术要求。
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关键字:】连杆；变形；加工工艺
引言 1
一、连杆的特点 2
（一）连杆的结构及作用 2
（二）连杆的零件图分析 3
二、连杆的材料与毛坯 4
（一）连杆的材料 4
（二）连杆的毛坯 5
三 连杆的机械加工工艺过程分析 5
（一） 工艺过程的安排 5
（二）定位基准的选择 6
（三） 确定合理的夹紧方法 7
（四） 连杆两端面的加工 7
（五） 连杆大、小头孔的加工 7
（六） 连杆螺栓孔的加工 8
（七） 连杆体与连杆盖的铣开工序 8
（八） 大头侧面的加工 8
（九）加工工艺过程表 8
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
随着科学技术的发展，材料、加工新工艺与新技术不断涌现，机械制造工艺正向高质量、高生产率与低成本方向发展。尤其是数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件与形状复杂的零件加工的生产率及加工精度、特别是计算方法与计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到一个新的阶段。有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济率。
近年发展起来的以计算机为行动中心，完成加工、装卸、运输、管理的柔性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能，使多品种、中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程，尤其是将计算机辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统，是加工加工自动化只能化方向发展的又一关键性技术，并进一步朝着网络化、集成化与智能化的方向发展。
连杆作为柴油发动机的重要部件，不但精度要求高，形状复杂，制造难度大，而且批量大，直接影响发动机质量，本篇论文详细介绍了其连杆的加工方法和加工工序的拟定与确立，从工艺与材料的方向进行一定的探讨。
一、连杆的特点
（一）连杆的结构及作用
连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓与螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损与便于维修，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。在连杆体大头与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与更换。
连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞与曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向与横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。故而连杆除应具有足够的强度与刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。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。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。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。
综上所述知道连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，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）连杆大端中心面与小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。
（二）连杆的零件图分析
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。
如图1-1所示，连杆的主要加工表面为大、小头孔与两端面，较重要的加工表面为连杆体与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、大头两侧面及体与盖上的螺栓座面等。
图1-1连杆的零件图
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：第一阶段为连杆体与盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体与盖切开后的加工；第三阶段为连杆体与盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔与大头外侧面）；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与结合面的粗加工，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与端面的精加工及大、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。加工后连杆成品如图1-2所示
图1-2连杆成品
二、连杆的材料与毛坯
（一）连杆的材料
连杆是柴油机的重要部件，不但要有高的抗拉、压强度与高的疲劳强度，而且要有足够的刚性与韧性。通常连杆是以调质状态在发动机里服役，其寿命首先取决于调质工艺质量，硬度应在HB207～289(因不同柴油机型号而异)；第三，应经磁力探伤确保无裂纹。
连杆常用的材料有以下几种，45号钢（中碳钢）、40Cr、42Cr（中碳合金钢）、40CrMo以及采用可锻铸铁GTS65 与/或球墨铸铁GGG70 （多用于汽油机）等，连杆材料的调质热处理非常重要，其寿命首先取决于调质工艺质量，即它的金相必须是1～4级晶粒度的细的回火索氏体(可有少量托氏体与极少量铁素体)；小型汽油机连杆多采用可锻铁或者球铁，前者硬度应于210--260HBS，抗拉强度不低于619MPa；后者硬度240--280HBS，抗拉强度不低于690MPa。铸铁材料连杆一般也要经过表面喷丸等技术处理。冶金粉末锻造工艺在欧美国家30年代就已经应用于实际生产，随之技术的不断改进，冶金粉末零件成为了一种新兴的金属零件成形工艺，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与应用，使粉末冶金件的密度与强度大为提高。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。常用材料HS150TM及HS160TM,粉锻连杆的力学性能以及疲劳性能与锻钢连杆相似，高强度的粉锻连杆抗拉强度可达1000MPa以上.非调质钢连杆材料例如35MnVS,49MnVS3,30SiMnVS6等等，而涨断是一种处理连杆的加工工艺。
日期： 2012年10月20日 【摘要】
连杆是柴油机的重要传动部件之一，本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，直接关系到柴油机的工作效率。而且连杆的刚性比较差，加工过程中容易产生变形，因此在安排工艺过程时，就需要把各主要表面的粗精加工工序分开，考虑逐步减少加工余量、切削力及内应力的作用，并修正加工后的变形，才能最后达到零件的技术要求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】连杆；变形；加工工艺
引言 1
一、连杆的特点 2
（一）连杆的结构及作用 2
（二）连杆的零件图分析 3
二、连杆的材料与毛坯 4
（一）连杆的材料 4
（二）连杆的毛坯 5
三 连杆的机械加工工艺过程分析 5
（一） 工艺过程的安排 5
（二）定位基准的选择 6
（三） 确定合理的夹紧方法 7
（四） 连杆两端面的加工 7
（五） 连杆大、小头孔的加工 7
（六） 连杆螺栓孔的加工 8
（七） 连杆体与连杆盖的铣开工序 8
（八） 大头侧面的加工 8
（九）加工工艺过程表 8
总结 11
参考文献 12
谢辞 13
引言
随着科学技术的发展，材料、加工新工艺与新技术不断涌现，机械制造工艺正向高质量、高生产率与低成本方向发展。尤其是数控机床的出现，提高了更新频繁的小批量零件与形状复杂的零件加工的生产率及加工精度、特别是计算方法与计算机技术的迅速发展，大大推进了机械加工工艺的进步，使工艺过程的自动化达到一个新的阶段。有效提高加工效率，扩大品种，更好的保证了加工质量，并达到最大的经济率。
近年发展起来的以计算机为行动中心，完成加工、装卸、运输、管理的柔性制造系统，具有监视、诊断、修复、自动转位加工产品的功能，使多品种、中小批量生产实现了加工自动化，大大促进了自动化的进程，尤其是将计算机辅助设计与制造结合起来而形成的计算机集成制造系统，是加工加工自动化只能化方向发展的又一关键性技术，并进一步朝着网络化、集成化与智能化的方向发展。
连杆作为柴油发动机的重要部件，不但精度要求高，形状复杂，制造难度大，而且批量大，直接影响发动机质量，本篇论文详细介绍了其连杆的加工方法和加工工序的拟定与确立，从工艺与材料的方向进行一定的探讨。
一、连杆的特点
（一）连杆的结构及作用
连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓与螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损与便于维修，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。在连杆体大头与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与更换。
连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞与曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向与横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。故而连杆除应具有足够的强度与刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。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。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。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。
综上所述知道连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，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）连杆大端中心面与小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。
（二）连杆的零件图分析
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。
如图1-1所示，连杆的主要加工表面为大、小头孔与两端面，较重要的加工表面为连杆体与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、大头两侧面及体与盖上的螺栓座面等。
图1-1连杆的零件图
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：第一阶段为连杆体与盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体与盖切开后的加工；第三阶段为连杆体与盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔与大头外侧面）；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与结合面的粗加工，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与端面的精加工及大、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。加工后连杆成品如图1-2所示
图1-2连杆成品
二、连杆的材料与毛坯
（一）连杆的材料
连杆是柴油机的重要部件，不但要有高的抗拉、压强度与高的疲劳强度，而且要有足够的刚性与韧性。通常连杆是以调质状态在发动机里服役，其寿命首先取决于调质工艺质量，硬度应在HB207～289(因不同柴油机型号而异)；第三，应经磁力探伤确保无裂纹。
连杆常用的材料有以下几种，45号钢（中碳钢）、40Cr、42Cr（中碳合金钢）、40CrMo以及采用可锻铸铁GTS65 与/或球墨铸铁GGG70 （多用于汽油机）等，连杆材料的调质热处理非常重要，其寿命首先取决于调质工艺质量，即它的金相必须是1～4级晶粒度的细的回火索氏体(可有少量托氏体与极少量铁素体)；小型汽油机连杆多采用可锻铁或者球铁，前者硬度应于210--260HBS，抗拉强度不低于619MPa；后者硬度240--280HBS，抗拉强度不低于690MPa。铸铁材料连杆一般也要经过表面喷丸等技术处理。冶金粉末锻造工艺在欧美国家30年代就已经应用于实际生产，随之技术的不断改进，冶金粉末零件成为了一种新兴的金属零件成形工艺，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与应用，使粉末冶金件的密度与强度大为提高。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。常用材料HS150TM及HS160TM,粉锻连杆的力学性能以及疲劳性能与锻钢连杆相似，高强度的粉锻连杆抗拉强度可达1000MPa以上.非调质钢连杆材料例如35MnVS,49MnVS3,30SiMnVS6等等，而涨断是一种处理连杆的加工工艺。
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