汽车典型零件制造工艺之连杆制造工艺ppt课件

1、汽车典型零件制造工艺汽车典型零件制造工艺 连杆概述连杆概述 1.1 连杆的概念与工作原理连杆的概念与工作原理 1.2 连杆的结构特点连杆的结构特点 1.3 连杆的材料与毛坯连杆的材料与毛坯 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法 2.1 连杆的技术要求连杆的技术要求 2.2 连杆的加工定位与夹紧连杆的加工定位与夹紧 2.3 连杆加工的工序安排以某型号连杆为例）连杆加工的工序安排以某型号连杆为例） 2.4 连杆主要表面的加工连杆主要表面的加工 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解 3.1 连杆裂解加工概述连杆裂解加工概述 3.2 裂解槽的加工裂解槽的加工 3.3 连杆裂解加工过程及与传统加工过

2、程的对比连杆裂解加工过程及与传统加工过程的对比 3.4 连杆裂解加工的优势与展望连杆裂解加工的优势与展望主要内容主要内容1.1 1.1 连杆的概念与工作原理连杆的概念与工作原理1. 1. 连杆概述连杆概述连杆是发动机中的重要零件。它连接活塞和曲轴，将活塞的往复运动转连杆是发动机中的重要零件。它连接活塞和曲轴，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。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。1. 1. 连杆概述连杆概述1.2 1.2 连杆的结构特点及结构工艺性分析连杆的结构特点及结构工艺性分析连杆的组成：连杆的组成：大头、小头、杆身大头、小

3、头、杆身连杆大头为分开式结构，一半为连杆大头为分开式结构，一半为连杆盖，另一半与杆身相连，通连杆盖，另一半与杆身相连，通过连杆螺栓连接起来；过连杆螺栓连接起来； 为减小活为减小活塞销与小头孔之间的磨损及磨损塞销与小头孔之间的磨损及磨损后便于修理，小头孔内压入衬套；后便于修理，小头孔内压入衬套； 大头内装有轴瓦，以减小大头孔大头内装有轴瓦，以减小大头孔与曲轴轴颈间的摩擦；与曲轴轴颈间的摩擦； 连杆杆身连杆杆身截面多为工字型。截面多为工字型。连杆体与连杆盖的接合面方向的连杆体与连杆盖的接合面方向的不同，可分为平切口连杆和斜切不同，可分为平切口连杆和斜切口连杆。口连杆。1. 1. 连杆概述连杆概述平

4、切口连杆平切口连杆斜切口连杆斜切口连杆连杆的结构工艺性分析连杆的结构工艺性分析1 1） 连杆盖与连杆体的连接方式连杆盖与连杆体的连接方式传统主要有连杆螺栓、套筒、齿形和凸肩四种方式，斜切口常用后三种方式。传统主要有连杆螺栓、套筒、齿形和凸肩四种方式，斜切口常用后三种方式。1. 1. 连杆概述连杆概述2 2） 连杆大、小头厚度连杆大、小头厚度考虑定位夹紧及运输要求，连考虑定位夹紧及运输要求，连杆大小头一般采用相等厚度。杆大小头一般采用相等厚度。对于不等厚的连杆小头较薄对于不等厚的连杆小头较薄先按等厚加工，最后将小头加先按等厚加工，最后将小头加工到所需厚度。工到所需厚度。3 3） 连杆杆身润滑油孔

5、连杆杆身润滑油孔活塞销与连杆小头衬套间需活塞销与连杆小头衬套间需润滑。采用压力润滑需在杆润滑。采用压力润滑需在杆身上钻深孔。为避免深孔加身上钻深孔。为避免深孔加工，可采用重力润滑，在连工，可采用重力润滑，在连杆小头铣开口槽或钻小孔。杆小头铣开口槽或钻小孔。两种润滑小头孔结构大小头厚度相等1. 1. 连杆概述连杆概述1.3 1.3 连杆的材料和毛坯连杆的材料和毛坯连杆的材料：一般采用连杆的材料：一般采用4545钢、钢、45C45C或或35CrMo35CrMo调质处理，以提高其强度和调质处理，以提高其强度和抗冲击能力；也有采用非调质钢或球墨铸铁制造连杆，此时可免去调抗冲击能力；也有采用非调质钢或球

6、墨铸铁制造连杆，此时可免去调制工艺，节约工时和能源。制工艺，节约工时和能源。连杆毛坯的制作方法：模锻、辊锻连杆毛坯的制作方法：模锻、辊锻模锻模锻1. 1. 连杆概述连杆概述连杆毛坯的分类：连杆毛坯的分类：体盖连成一体的整体式毛坯和体盖分开的分体式毛坯。体盖连成一体的整体式毛坯和体盖分开的分体式毛坯。整体式毛坯在后续加工过程中需通过铣、锯或拉等形式将体盖切整体式毛坯在后续加工过程中需通过铣、锯或拉等形式将体盖切开。为给切断工序保留加工余量，一般将整体式毛坯大头孔锻成开。为给切断工序保留加工余量，一般将整体式毛坯大头孔锻成椭圆形。整体式连杆毛坯锻造工时少、模具少，是连杆毛坯制作椭圆形。整体式连杆毛

7、坯锻造工时少、模具少，是连杆毛坯制作的主要形式。的主要形式。整体式毛坯分体式毛坯2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2.1 2.1 连杆的技术要求连杆的技术要求反映连杆精度的主要参数：反映连杆精度的主要参数：1 1连杆小头孔的尺寸、形状精度；连杆小头孔的尺寸、形状精度；尺寸公差不低于尺寸公差不低于IT7IT7，RaRa不大于不大于0.80m0.80m，圆柱度公差等级不低，圆柱度公差等级不低于于7 7级。衬套孔尺寸公差不低于级。衬套孔尺寸公差不低于IT6IT6，Ra 0.40mRa 0.40m，圆柱度公，圆柱度公差等级不低于差等级不低于6 6级。级。2 2连杆大头孔的尺寸、形状精度；

8、连杆大头孔的尺寸、形状精度；与所用轴瓦的种类相关，采用薄壁轴瓦精度要求最高，此时大与所用轴瓦的种类相关，采用薄壁轴瓦精度要求最高，此时大头底孔为头底孔为IT6IT6，Ra0.80mRa0.80m，圆柱度公差等级不低于，圆柱度公差等级不低于6 6级。级。3 3连杆小头孔轴线对大头孔轴线的平行度；连杆小头孔轴线对大头孔轴线的平行度；在大小头孔轴线确定的平面平行方向，平行度公差不大于在大小头孔轴线确定的平面平行方向，平行度公差不大于100:0.03100:0.03；垂直方向，平行度公差不大于；垂直方向，平行度公差不大于100:0.06100:0.06。4 4连杆大、小头孔中心距尺寸精度；连杆大、小头

9、孔中心距尺寸精度；连杆大小头孔中心距极限偏差通常为连杆大小头孔中心距极限偏差通常为0.05mm0.05mm。5 5连杆大头端面对大头孔轴线的垂直度；连杆大头端面对大头孔轴线的垂直度；不低于不低于8 8级精度，端面粗糙度级精度，端面粗糙度Ra 1.25mRa 1.25m6 6连杆的重量和同一组连杆的重量差要求。连杆的重量和同一组连杆的重量差要求。2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法某连杆加工技术要求表：某连杆加工技术要求表：2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2.2 2.2 连杆加工的定位与夹紧连杆加工的定位与夹紧连杆的工艺特点：连杆的工艺特点：外形复杂、不易定位；杆身细

10、长，刚度差，易变性；尺寸、形状和位外形复杂、不易定位；杆身细长，刚度差，易变性；尺寸、形状和位置公差要求严格，表面粗糙度小。置公差要求严格，表面粗糙度小。根据加工工艺要求，在连杆上设置工艺凸台或辅助基准孔。连杆加工过程中，根据加工工艺要求，在连杆上设置工艺凸台或辅助基准孔。连杆加工过程中，多以大、小头端面，大头孔或小头孔，以及零件图中规定的工艺凸台为精基多以大、小头端面，大头孔或小头孔，以及零件图中规定的工艺凸台为精基准。为区分作为定位基准的端面，通常在非定位一端的杆身锻造出小凸点。准。为区分作为定位基准的端面，通常在非定位一端的杆身锻造出小凸点。小凸点小凸点工艺凸台工艺凸台辅助基准孔辅助基准

11、孔2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法1 1加工两端面的定位加工两端面的定位端面是后续加工其他表面的基准，因此连杆加工从端面加工开始。端面是后续加工其他表面的基准，因此连杆加工从端面加工开始。加工连杆两端面时分别采用两种定位方式：加工连杆两端面时分别采用两种定位方式：工位为铣其中一个端面，用两工位为铣其中一个端面，用两个个V型块夹持连杆大端的两侧圆弧面，以保证两侧面加工余量均匀；型块夹持连杆大端的两侧圆弧面，以保证两侧面加工余量均匀； 工位工位为铣另一端面，此时以已加工过的端面作为定位基准，即互为基准。为铣另一端面，此时以已加工过的端面作为定位基准，即互为基准。毛坯表面，精度不高毛

12、坯表面，精度不高2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2) 2) 加工大小头孔时的定位加工大小头孔时的定位加工大、小头孔时，以一端面为定位基准。为保证两孔位置公差要求，加工加工大、小头孔时，以一端面为定位基准。为保证两孔位置公差要求，加工其中一孔时，常以另一孔为定位基准。其中一孔时，常以另一孔为定位基准。加工小头孔加工小头孔以端面、大以端面、大头孔和小头头孔和小头工艺凸台为工艺凸台为定位基准定位基准以端面和工以端面和工艺凸台为定艺凸台为定位基准，可位基准，可同时加工大、同时加工大、小头孔小头孔2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法3 3） 加工连杆体与连杆盖接合面加工连杆体

13、与连杆盖接合面以端面、小头孔和大头工艺凸台为基准以端面、小头孔和大头工艺凸台为基准连杆定位的合理夹紧连杆定位的合理夹紧连杆是一个刚性较差的工件，应注意连杆是一个刚性较差的工件，应注意夹紧力的大小、方向以及着力点的位夹紧力的大小、方向以及着力点的位置的选择，以免使连杆在夹紧力下发置的选择，以免使连杆在夹紧力下发生变形，降低加工精度。生变形，降低加工精度。连杆的夹紧变形连杆的夹紧变形实际生产中，粗铣连杆两端面时，实际生产中，粗铣连杆两端面时，应使夹紧力主方向与端面平行。应使夹紧力主方向与端面平行。加工大小头孔时，夹紧力要垂直于加工大小头孔时，夹紧力要垂直于大头端面，并由定位元件承受，以大头端面，并

14、由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。保证所加工孔的圆度。粗铣连杆两端面的夹具2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2.3 2.3 连杆加工的工序安排以某型号连杆为例）连杆加工的工序安排以某型号连杆为例）零件名称：零件名称：连杆连杆 资料：资料：4545钢钢 生产纲领：生产纲领：大批量生产大批量生产2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法该型号连杆加工工艺过程：该型号连杆加工工艺过程：2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2.4 2.4 连杆主要表面的加工连杆主要表面的加

15、工2.4.1 2.4.1 连杆大小头端面的加工连杆大小头端面的加工根据毛坯精度和加工余量大小，连杆两端面加工一般经历粗铣、精根据毛坯精度和加工余量大小，连杆两端面加工一般经历粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序；并将精磨工序安排在精加工大、小头孔铣、粗磨、精磨四道工序；并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。端面加工工序余量端面加工工序余量mmmm）：）：2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法在大批量生产时，由于连杆毛坯精度高，加工余量小，直接可以采用在大批量生产时，由于连杆毛坯精度高，加工余量小，直接可

16、以采用端面磨削的方法加工连杆大小头端面。此时磨削加工有两种方式：端面磨削的方法加工连杆大小头端面。此时磨削加工有两种方式：1 1在立轴多砂轮圆形工作台平面磨床上磨削在立轴多砂轮圆形工作台平面磨床上磨削立式五轴圆形工作台平面磨床磨削连杆大小头端面磨削时，以两个端面互为基准，磨削时，以两个端面互为基准，分两个工步进行磨削。第一个分两个工步进行磨削。第一个工步以无凸点标记的一侧端面工步以无凸点标记的一侧端面为定位基准，加工有凸点标记为定位基准，加工有凸点标记的一侧端面；第二个工步，连的一侧端面；第二个工步，连杆翻转杆翻转180180，以已加工的端面，以已加工的端面为基准，加工另一侧端面。为基准，加工

17、另一侧端面。2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2 2） 在卧式对置双砂轮平面磨床上同时磨削连杆大小头端面在卧式对置双砂轮平面磨床上同时磨削连杆大小头端面此种平面磨床上，中间有一个大直此种平面磨床上，中间有一个大直径的轮毂转盘，在轮毂转盘上装有径的轮毂转盘，在轮毂转盘上装有多套磨床夹具。被加工连杆在一次多套磨床夹具。被加工连杆在一次装夹过程中两边对置的砂轮可同时装夹过程中两边对置的砂轮可同时磨削连杆大小头两端面。磨削连杆大小头两端面。磨削端面之前，以连杆杆身定位，磨削端面之前，以连杆杆身定位，需加工出中心孔。需加工出中心孔。卧式对置双砂轮磨削连杆大小头端面示意图2. 2. 连杆的传

18、统加工方法连杆的传统加工方法2.4.2 2.4.2 连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔加工精度和表面粗糙度要求很高，可分为粗加工、半精连杆大、小头孔加工精度和表面粗糙度要求很高，可分为粗加工、半精加工和精整加工三个阶段。加工和精整加工三个阶段。1 1） 连杆大小头孔的粗加工和半精加工连杆大小头孔的粗加工和半精加工小头孔：若毛坯已冲出孔，以扩孔为粗加工；若毛坯未预制小头孔，需先钻小头孔：若毛坯已冲出孔，以扩孔为粗加工；若毛坯未预制小头孔，需先钻孔、扩孔，然后铰孔或拉孔。孔、扩孔，然后铰孔或拉孔。大头孔：对于整体式毛坯，若在切断前加工，要通过偏心扩孔或偏心镗孔加大头孔：对于整体

19、式毛坯，若在切断前加工，要通过偏心扩孔或偏心镗孔加工出椭圆孔。多数情况是在切断连杆盖后与连杆体合并加工大头孔，大批量工出椭圆孔。多数情况是在切断连杆盖后与连杆体合并加工大头孔，大批量生产一般采用多轴镗头和多工位夹具进行加工。生产一般采用多轴镗头和多工位夹具进行加工。2 2） 连杆大小头孔的精加工和精整、光整加工连杆大小头孔的精加工和精整、光整加工连杆大头孔精加工和精整加工是在连杆体和连杆盖组装后进行。连杆大头孔精加工和精整加工是在连杆体和连杆盖组装后进行。一般小头底孔和衬套孔采用金刚镗精加工，大头孔多采用金刚镗及珩磨加工。一般小头底孔和衬套孔采用金刚镗精加工，大头孔多采用金刚镗及珩磨加工。2.

20、 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法大头孔各工序尺寸及其公差铸造出来的大头孔为大头孔各工序尺寸及其公差铸造出来的大头孔为55mm):55mm):小头孔各工序尺寸及其公差小头孔各工序尺寸及其公差: :2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法视频：连杆大小头孔加工2. 2. 连杆的传统加工方法连杆的传统加工方法2.4.3 2.4.3 连杆辅助基准和其他平面的加工连杆辅助基准和其他平面的加工辅助基准主要是指连杆的工艺凸台和连杆侧面。其他平面指连杆盖与辅助基准主要是指连杆的工艺凸台和连杆侧面。其他平面指连杆盖与连杆体的接合面和连杆盖、体上与螺栓头、螺母的支承面等。这些表连杆体的接合面和

21、连杆盖、体上与螺栓头、螺母的支承面等。这些表面加工面积不大，加工位置分散、数量多，提高加工效率是关键。面加工面积不大，加工位置分散、数量多，提高加工效率是关键。这些平面常采用铣削或拉削加工，接合面的精加工一般采用高效磨削。这些平面常采用铣削或拉削加工，接合面的精加工一般采用高效磨削。图为采用立式外拉床拉削分体式毛坯的连杆大头侧面、半圆孔及接合面，有图为采用立式外拉床拉削分体式毛坯的连杆大头侧面、半圆孔及接合面，有a,b两种组两种组合 形 式 ，合 形 式 ，每 种 形 式每 种 形 式由 两 个 工由 两 个 工步 完 成 。步 完 成 。加 工 时 以加 工 时 以小 头 孔 、小 头 孔

22、、端 面 及 大端 面 及 大头 外 形 表头 外 形 表面定位。面定位。3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解3.1 3.1 连杆裂解加工概述连杆裂解加工概述连杆裂解连杆胀断技术是连杆裂解连杆胀断技术是2020世纪世纪9090年代初发展起来的一种先年代初发展起来的一种先进的连杆加工新技术，其作用主要是使连杆体与连杆盖分离。经进的连杆加工新技术，其作用主要是使连杆体与连杆盖分离。经过裂解加工的连杆接合面定位更加准确。过裂解加工的连杆接合面定位更加准确。经过裂解加工的连杆裂解加工过的连杆盖端面3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解连杆裂解技术的原理：连杆裂解技术的原理

23、：利用人为在连杆大头孔内加工出的利用人为在连杆大头孔内加工出的V V型槽或矩形槽裂解槽）；型槽或矩形槽裂解槽）；然后采用一个楔形压头压入大头孔连杆大头孔与压头之间还有然后采用一个楔形压头压入大头孔连杆大头孔与压头之间还有一对半圆裂解套，称胀块），当压头向下移动时，初始裂解槽由一对半圆裂解套，称胀块），当压头向下移动时，初始裂解槽由内孔不断向外扩展，直至将大头孔沿裂痕断开，是连杆体与连杆内孔不断向外扩展，直至将大头孔沿裂痕断开，是连杆体与连杆盖分离。盖分离。3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解3.2 3.2 裂解槽的加工裂解槽的加工裂解槽裂解槽大头孔非圆形，要铣断大头孔非圆形，要

24、铣断裂解加工毛坯与传统整体式毛坯对比裂解槽的加工方式裂解槽的加工方式1 1拉削加工拉削加工由于拉刀在加工过程中磨损，由于拉刀在加工过程中磨损，V V形槽形形槽形状随之变化，从而影响连杆大头孔涨断状随之变化，从而影响连杆大头孔涨断后的变形。由于被拉削的两个断裂槽形后的变形。由于被拉削的两个断裂槽形状不同，裂解过程中可能会出现一个分状不同，裂解过程中可能会出现一个分离面已断开，另一个分离面尚未完全断离面已断开，另一个分离面尚未完全断开的现象。开的现象。3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解2 2） 激光加工激光加工20192019年，德国年，德国Mauser Mauser 公司研制出

25、激光加工裂解槽方法。公司研制出激光加工裂解槽方法。激光切割裂解槽具有切缝窄、裂解槽均匀、加工速度快、无刀具磨损、激光切割裂解槽具有切缝窄、裂解槽均匀、加工速度快、无刀具磨损、易裂解、大头孔裂解变形小易裂解、大头孔裂解变形小, , 连杆裂解质量高等优点连杆裂解质量高等优点, , 目前许多汽车目前许多汽车公司倾向采用激光加工裂解槽。公司倾向采用激光加工裂解槽。激光加工裂解槽原理图激光加工裂解槽设备图3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解3.3 3.3 连杆裂解加工过程及与传统加工过程的对比连杆裂解加工过程及与传统加工过程的对比视频：连杆裂解工艺过程视频：连杆裂解工艺过程3. 3. 连

26、杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解连杆裂解工艺过程与传统整体式毛坯连杆加工过程的对比：连杆裂解工艺过程与传统整体式毛坯连杆加工过程的对比：3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解采用裂解技术的连杆完整加工工艺过程采用裂解技术的连杆完整加工工艺过程粗磨连杆两端面粗磨连杆两端面粗镗、半精镗大小头孔粗镗、半精镗大小头孔钻、攻螺纹孔钻、攻螺纹孔加工加工裂解槽裂解槽裂解裂解装配螺栓装配螺栓压衬套并精整加工衬套压衬套并精整加工衬套精磨连杆两精磨连杆两端面端面精镗大小头孔精镗大小头孔铰珩小头孔铰珩小头孔清洗清洗检验检验连杆传统加工与裂解加工对比简图3. 3. 连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺裂解裂解3.4 3.4 连杆裂解加工的优势与展望连杆裂解加工的优势与展望采用裂解技术加工连杆的优点：采用裂解技术加工连杆的优点：1 1极大的提高了连杆