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1、连杆制造工艺连杆制造工艺汽车典型零件制造工艺汽车典型零件制造工艺1.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2.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3.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
2、 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 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连杆杆是是发发动动机机中中的的重重要要零零件件。它它连连接接活活塞塞和和曲曲轴轴，将将活活塞塞的的往往复复运运动动转转变为曲轴的旋转运动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。，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
3、、小头、杆身大头、小头、杆身连连杆杆大大头头为为分分开开式式结结构构，一一半半为为连连杆杆盖盖，另另一一半半与与杆杆身身相相连连，通通过过连连杆杆螺螺栓栓连连接接起起来来；为为减减小小活活塞塞销销与与小小头头孔孔之之间间的的磨磨损损及及磨磨损损后后便便于于修修理理，小小头头孔孔内内压压入入衬衬套套；大大头头内内装装有有轴轴瓦瓦，以以减减小小大大头头孔孔与与曲曲轴轴轴轴颈颈间间的的摩摩擦擦；连杆杆身截面多为工字型。连杆杆身截面多为工字型。连杆体与连杆盖的接合面方向的不同，连杆体与连杆盖的接合面方向的不同，可分为可分为平切口连杆平切口连杆和和斜切口连杆。斜切口连杆。1.1.连杆概述连杆概述平切口连
4、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、小头厚度考考虑虑定定位位夹夹紧紧及及运运输输要要求求，连连杆杆大大小小头头一一般般采采用用相相等等厚厚度度。对对于于不不等等厚厚的的连连杆杆（小小头头较较薄薄）先先按按等等厚厚加加工工，最最后后将将小小头头加加工工到到所所需厚度。需厚度。3 3）连杆杆身润滑油孔连杆杆身润滑油孔活
5、活塞塞销销与与连连杆杆小小头头衬衬套套间间需需润润滑滑。采采用用压压力力润润滑滑需需在在杆杆身身上上钻钻深深孔孔。为为避避免免深深孔孔加加工工，可可采采用用重重力力润润滑滑，在在连连杆杆小小头头铣铣开开口口槽槽或或钻钻小小孔。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连杆杆的的材材料料：一一般般采采用用4545钢钢、45C45C或或35CrMo35CrMo调调质质处处理理，以以提提高高其其强强度度和和抗抗冲冲击击能能力力；也也有有采采用用非非调调质质钢钢或或球球墨墨铸铸铁铁制制造造连连杆杆，此此时时可可免免去去调调制工艺，节约
6、工时和能源。制工艺，节约工时和能源。连杆毛坯的制作方法连杆毛坯的制作方法：模锻、辊锻：模锻、辊锻模锻模锻1.1.连杆概述连杆概述连杆毛坯连杆毛坯的分类的分类：体盖连成一体的体盖连成一体的整体式整体式毛坯毛坯和体盖分开的和体盖分开的分体式分体式毛坯毛坯。整整体体式式毛毛坯坯在在后后续续加加工工过过程程中中需需通通过过铣铣、锯锯或或拉拉等等形形式式将将体体盖盖切切开开。为为给给切切断断工工序序保保留留加加工工余余量量，一一般般将将整整体体式式毛毛坯坯大大头头孔孔锻锻成成椭椭圆圆形形。整整体体式式连杆毛坯锻造工时少、模具少连杆毛坯锻造工时少、模具少，是，是连杆毛坯连杆毛坯制作的制作的主要形式主要形式
7、。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）连杆小头孔的的尺寸尺寸、形状精度形状精度；尺尺寸寸公公差差不不低低于于IT7IT7，RaRa不不大大于于m m，圆圆柱柱度度公公差差等等级级不不低低于于7 7级级。衬衬套套孔孔尺尺寸寸公差不低于公差不低于IT6IT6，m m，圆柱度公差等级不低于，圆柱度公差等级不低于6 6级。级。2 2）连杆）连杆大大头孔头孔的的尺寸尺寸、形状精度形状精度；与与所所用用轴轴瓦瓦的的种种类类相相关关，采采用用薄薄壁壁轴轴瓦瓦精精度度要要求
8、求最最高高，此此时时大大头头底底孔孔为为IT6IT6，m m，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）连杆小头孔轴线对大头孔轴线的轴线对大头孔轴线的平行度平行度；在在大大小小头头孔孔轴轴线线确确定定的的平平面面平平行行方方向向，平平行行度度公公差差不不大大于于；垂垂直直方方向向，平平行行度公差不大于。度公差不大于。4 4）连杆大、小头孔中心距）连杆大、小头孔中心距尺寸精度尺寸精度；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。5 5）连杆大头）连杆大头端面对大头孔轴线端面对大头孔轴线的的垂直度垂直度；不低于不低于8 8级精度，端面粗糙度
9、级精度，端面粗糙度m m6 6）连杆的重量和同一组连杆的）连杆的重量和同一组连杆的重量差重量差要求。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：外外形形复复杂杂、不不易易定定位位；杆杆身身细细长长，刚刚度度差差，易易变变性性；尺尺寸寸、形形状状和和位位置置公公差差要求严格，表面粗糙度小。要求严格，表面粗糙度小。根根据据加加工工工工艺艺要要求求，在在连连杆杆上上设设置置工工艺艺凸凸台台或或辅辅助助基基准准孔孔。连连杆
10、杆加加工工过过程程中中，多多以以大大、小小头头端端面面，大大头头孔孔或或小小头头孔孔，以以及及零零件件图图中中规规定定的的工工艺艺凸凸台台为为精精基基准。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。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。加加工工连连杆杆两两端端面面时时分分别别采采用用两两种种定定位位方方
11、式式：工工位位为为铣铣其其中中一一个个端端面面，用用两两个个V型型块块夹夹持持连连杆杆大大端端的的两两侧侧圆圆弧弧面面，以以保保证证两两侧侧面面加加工工余余量量均均匀匀；工工位位为为铣铣另一端面，此时以已加工过的端面作为定位基准，即另一端面，此时以已加工过的端面作为定位基准，即互为基准互为基准。毛坯表面，精度不高毛坯表面，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加工工大大、小小头头孔孔时时，以以一一端端面面为为定定位位基基准准。为为保保证证两两孔孔位位置置公公差差要要求求，加加工工其其中一孔时，常以另一孔为定位基准。中一孔时，常以另
12、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
13、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实际际生生产产中中，粗粗铣铣连连杆杆两两端端面面时时，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。加加工工大大小小头头孔孔时时，夹夹紧紧力力要要垂垂直直于于大大头头端端面面，并并由由定定位位元元件件承承受受，以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 材料：材料：4545钢钢 生产纲领：生产纲领：大批大批量生产量生产2.2
14、.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根据据毛毛坯坯精精度度和和加加工工余余量量大大小小，连连杆杆两两端端面面加加工工一一般般经经历历粗粗铣铣、精精铣铣、粗粗磨磨、精精磨磨四四道道工工序序；并并将将精精磨磨工工序序安安排排在在精精加加工工大大、小小头头孔孔之之前前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精
15、度。以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。端面端面加工工序余量（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，直接可以采用端面磨削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：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磨削削时时，以以两两个个端端面面互互为为基基准准，分分两两个个工工步步进进行行磨磨削削。第第一一个个工
16、工步步以以无无凸凸点点标标记记的的一一侧侧端端面面为为定定位位基基准准，加加工工有有凸凸点点标标记记的的一一侧侧端端面面；第第二二个个工工步步，连连杆杆翻翻转转180180，以以已已加加工工的的端端面面为基准，加工另一侧端面。为基准，加工另一侧端面。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此种种平平面面磨磨床床上上，中中间间有有一一个个大大直直径径的的轮轮毂毂转转盘盘，在在轮轮毂毂转转盘盘上上装装有有多多套套磨磨床床夹夹具具。被被加加工工连连杆杆在在一一次次装装夹夹过过程程中中两两边边
17、对对置置的的砂砂轮轮可可同同时时磨削连杆大小头两端面。磨削连杆大小头两端面。磨磨削削端端面面之之前前，以以连连杆杆杆杆身身定定位位，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、小头孔的加工连连杆杆大大、小小头头孔孔加加工工精精度度和和表表面面粗粗糙糙度度要要求求很很高高，可可分分为为粗粗加加工工、半半精精加工加工和和精整加工精整加工三个阶段。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小头头孔孔：若若毛毛坯坯已已冲冲出出孔孔，以以扩扩孔孔
18、为为粗粗加加工工；若若毛毛坯坯未未预预制制小小头头孔孔，需需先先钻钻孔孔、扩孔扩孔，然后，然后铰孔或拉孔铰孔或拉孔。大大头头孔孔：对对于于整整体体式式毛毛坯坯，若若在在切切断断前前加加工工，要要通通过过偏偏心心扩扩孔孔或或偏偏心心镗镗孔孔加加工工出出椭椭圆圆孔孔。多多数数情情况况是是在在切切断断连连杆杆盖盖后后与与连连杆杆体体合合并并加加工工大大头头孔孔，大大批批量量生产一般采用多轴生产一般采用多轴镗镗头和多工位夹具进行加工。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
19、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一般小头底孔和衬套孔采用金刚镗金刚镗精加工，大头孔多采用精加工，大头孔多采用金刚镗及珩磨金刚镗及珩磨加工。加工。2.2.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辅助助基基准准主主要
20、要是是指指连连杆杆的的工工艺艺凸凸台台和和连连杆杆侧侧面面。其其他他平平面面指指连连杆杆盖盖与与连连杆杆体体的的接接合合面面和和连连杆杆盖盖、体体上上与与螺螺栓栓头头、螺螺母母的的支支承承面面等等。这这些些表表面加工面积不大，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。这些平面常采用这些平面常采用铣削铣削或或拉削拉削加工，接合面的精加工一般采用加工，接合面的精加工一般采用高效磨削高效磨削。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两两 种种 组
21、组合合 形形 式式，每每 种种 形形 式式由由 两两 个个 工工步步 完完 成成。加加 工工 时时 以以小小 头头 孔孔、端端 面面 及及 大大头头 外外 形形 表表面定位。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裂解（连杆胀断）技术（连杆胀断）技术是是2020世纪世纪9090年代初发展起来的年代初发展起来的一种先一种先进的进的连杆加工新技术连杆加工新技术，其作用主要是使连杆体与连杆盖分离。经，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
22、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：利利用用人人为为在在连连杆杆大大头头孔孔内内加加工工出出的的V V型型槽槽或或矩矩形形槽槽（裂裂解解槽槽）；然然后后采采用用一一个个楔楔形形压压头头压压入入大大头头孔孔（连连杆杆大大头头孔孔与与压压头头之之间间还还有有一一对对半半圆圆裂裂解解套套，称称胀胀块块），当当压压头头向向下下移移动动时时，初初始始裂裂解解槽槽由由内内孔孔不不断断向向外外扩扩展，直至将大头孔沿裂痕断开，是连杆体与连杆盖分离。展，直至将大头孔沿裂痕断开，是连杆体与连杆盖分离。3.3.连杆加工的新工艺连杆加工的新工艺
23、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）拉削加工由由于于拉拉刀刀在在加加工工过过程程中中磨磨损损，V V形形槽槽形形状状随随之之变变化化，从从而而影影响响连连杆杆大大头头孔孔涨涨断断后后的的变变形形。由由于于被被拉拉削削的的两两个个断断裂裂槽槽形形状状不不同同，裂裂解解过过程程中中可可能能会会出出现现一一个个分分离离面面已已断断开开，另另一一个个分分离离面面尚尚未未完完全全断断开开的现象的现象。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
24、加工激光加工19951995年，德国年，德国Mauser Mauser 公司研制出激光加工裂解槽方法。公司研制出激光加工裂解槽方法。激激光光切切割割裂裂解解槽槽具具有有切切缝缝窄窄、裂裂解解槽槽均均匀匀、加加工工速速度度快快、无无刀刀具具磨磨损损、易易裂裂解解、大大头头孔孔裂裂解解变变形形小小,连连杆杆裂裂解解质质量量高高等等优优点点,目目前前许许多多汽汽车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
25、频：连杆裂解工艺过程视频：连杆裂解工艺过程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粗磨磨连连杆杆两两端端面面粗粗镗镗、半半精精镗镗大大小小头头孔孔钻钻、攻攻螺螺纹纹孔孔加加工工裂裂解解槽槽裂裂解解装装配配螺螺栓栓压压衬衬套套并并精精整整加加工工衬衬套套精精磨磨连连杆杆两两端端面面精精镗镗大大小头孔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
26、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采用裂解技术加工连杆的优点：裂解技术加工连杆的优点：1 1）极大的提高了连杆体与连杆盖之间的定位精度。）极大的提高了连杆体与连杆盖之间的定位精度。2 2）增大了连杆体与连杆盖之间的结合面积，增强了连杆的承载能力）增大了连杆体与连杆盖之间的结合面积，增强了连杆的承载能力 和抗剪切能力。和抗剪切能力。3 3）由于传统连杆整体式毛坯大头孔为椭圆形，而裂解加工的毛坯）由于传统连杆整体式毛坯大头孔为椭圆形，而裂解加工的毛坯 大头孔为圆形，从而简化了连杆毛坯的制造及大头孔的粗加工。大头孔为圆
27、形，从而简化了连杆毛坯的制造及大头孔的粗加工。4 4）省去了切断及对结合面的加工，节省大量刀具和模具费用。）省去了切断及对结合面的加工，节省大量刀具和模具费用。5 5）综合经济效益优势突出，大大减少了连杆生产的加工设备投资、）综合经济效益优势突出，大大减少了连杆生产的加工设备投资、操作人员数目、生产面积以及制造费用。操作人员数目、生产面积以及制造费用。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国内现状与展望：连杆裂解技术的国内现状与展望：目目前前，一一汽汽大大众众、上上海海大大众众、奇奇瑞瑞等等公公司司相相继继采采用用连连杆杆裂裂解解工工艺艺，但但其其绝绝大大多多数数裂裂解
28、解加加工工设设备备都都是是从从国国外外引引进进。为为了了增增强强市市场场竞竞争争力力，国国内内部部分分汽汽车车公公司司已已经加大对裂解技术及装备的研发投入，并取得较大突破。经加大对裂解技术及装备的研发投入，并取得较大突破。连杆裂解技术的发展方向：连杆裂解技术的发展方向：1)1)柔柔性性化化 在在一一台台设设备备上上实实现现不不同同中中心心距距、不不同同大大头头孔孔尺尺寸寸连连杆杆的的切切槽槽和裂解加工，满足不同排量发动机连杆生产的需要。和裂解加工，满足不同排量发动机连杆生产的需要。2)2)低成本低成本 降低设备投入，减少设备运行费用，降低整个连杆加工成本。降低设备投入，减少设备运行费用，降低整个连杆加工成本。3)3)简单化简单化 便于设备维护、检修。便于设备维护、检修。裂解连杆加工中心的激光切槽设备裂解连杆加工中心的液压胀断设备谢谢 谢谢