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发动机主要零件加工工艺简介(连杆)
F-DIESEL工程机械动力部件 2013/7/1 10:51:02

五、连杆加工工艺 
 

1、连杆功用及结构

         

连杆是连接活塞曲轴的动力功能件。连杆小头通过活塞销与活塞相连,连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连。并把活塞承受的气体压力传给曲轴,使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动。 

 
               

连杆工作时,承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用,而这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此,连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高,刚度大,重量轻,连杆常用材料有QT700-240MnV38MnSiV35

        
连杆结构分为三部分:连杆小头、连杆杆身、连杆大头。
 连杆组件的构成:连杆体、连杆盖、螺栓与螺母、衬套。
 
 
 
连杆的结构类型通常按结合面结构形式分为两类:
平切口:结合面与连杆杆身轴线垂直(见下图),通常用于汽油发动机。
 
 
斜切口:结合面与连杆杆身轴线成一定夹角(见下图),通常用于柴油发动机。
 

  

 

      

2、连杆工艺设计

连杆外形不规则而且较复杂,不易实现定位,大小头是细长的杆身连接,容易变形;尺寸公差、形位公差,表面粗糙度等要求较高。连杆的加工工序遵循先面后孔,先基准后其它的原则。

连杆是一个刚性比较差的零件,因此定位夹紧应减少变形对加工精度的影响。连杆加工过程之中,大多数工序都是以大小头端面、大头孔或小头孔,以及零件图纸之中规定的工艺凸台为精基准的。为保证大头孔与端面垂直,加工大小头孔时,应以一端面为定位基准。加工其中一孔的时候,通常以另外一个孔作为定位基准。

2.1主要工艺介绍

2.1.1 两端面加工

 

连杆的两端面是加工过程中主要的定位基准面,而且在许多工序中反复使用,所以应先加工它,并随着工艺过程的进行要逐渐精化,以提高其定位精度,大批量生产中,连杆两端面多采用磨削和拉削加工。

两端面加工工艺流程常为:粗铣→精铣→粗磨→精磨
 

2.1.2 大小头孔加工

连杆大、小头孔的中心距影响发动机的压缩比,因此其中心距要求较高,一般在±0.05mm以内,这也是连杆加工中的关键工序,为保证与其他孔或平面的位置精度,精加工通常采用镗削加工,而且大、小头孔的精镗一般都在专用的双轴镗床同时进行,多采用双面、双轴金刚镗床,有利于提高加工精度和生产率。

大、小头孔加工工艺流程常为:钻→扩→粗镗→精镗→珩磨

2.1.3 连杆加工的主要工艺流程

序号

工序内容

常用设备

 1

铣两端面

专机

 2

镗小头孔

专机

  3 

铣小头斜面

万能设备或专机

  4 

镗大头上下半圆

专机

 5

钻油孔并倒角

万能设备或专机

 6

铣断

万能设备或专机

 7

粗磨连杆、连杆盖对口面

万能设备或专机

 8

钻杆、盖螺栓孔

万能设备或专机

 9

精磨连杆、连杆盖对口面

万能设备或专机

 10

扩铰杆盖螺栓孔

万能设备或专机

 11

铣瓦槽

万能设备或专机

 12

杆盖配对并装配

 

 13

自动拧紧

专机

 14

精磨两端面

专机

15

精镗小头底孔、半精镗大头孔

专机

16

压衬套

专机

17

称重

 

18

精镗大头孔、精镗衬套孔

专机

19

珩磨大头孔

专机

20

总成清洗

专机

21

终检

 

3、连杆制造工艺的发展

         在传统制造工艺中,连杆体和盖的制造依赖两种方法:

         1)连杆体和盖整体锻造→锯切分离→接触面机加工→装配。

         2)连杆体盖分别锻造→接触面机加工→装配。

  

采用上述两种工艺,不仅需对连杆体和盖的联接面进行铣削和磨削,并且在该联接面上还要钻铰螺栓定位孔和攻螺纹孔,或者切制端面齿,钻铰定位销孔和钻螺栓孔等,以便将来能使连杆体 盖实现精确合装。为此,需要较多的加工机床,经过十几道工序,耗费大量的加工工时。

针对连杆传统制造工艺中的缺点,为了降低制造费用和工时,提高配合精度,连杆断裂剖分工艺被提出,在实施断裂剖分之前,先粗镗连杆大头孔,然后在其预定断裂处加工两个对置的沟槽,为应力集中点。随后,将连杆大头孔套装到一台进行断裂剖分的装置的两个半芯轴上,并将连杆进行定位和夹紧。然后利用冲击力,将用来胀裂连杆的楔插入上述半芯轴中,此时在楔的冲击下,连杆的大头孔在沟槽处被断裂剖分为连杆体和连杆盖,这种新工艺,使分离后的连杆和连杆盖能直接在断裂面处自然精确合装,无需加工配合面,达到了减少加工工序和减少加工机床的目的。此外,除连杆剖分面具有较高的配合精度外,还由于其剖分接触面是凸凹不平的,大大提高了接触面积,从而提高了连杆承载能力。

                                                                                         (中国工程机械动力部件网)(
 
 

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