1、資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。連桿連桿是發動機的主要傳動件之一，本文主要論述了連桿的加工工藝及其夾具設計。連桿的尺寸 精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，而連桿的剛性比較差，容易產生變形，因此在安排 工藝過程時，就需要把各主要表面的粗精加工工序分開。逐步減少加工余量、切削力及內應力的 作用，并修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術要求。一汽車連桿加工工藝1.1連桿的結構特點連桿是汽車發動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力 傳遞給曲軸，又受曲軸的驅動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載 荷。連桿由連桿體

2、及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。 為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質的底，底的內表面澆有 一層耐磨巴氏合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，能夠用來補償軸瓦的磨損。 連桿小頭用活塞銷與活塞連接。小頭孔內壓入青銅襯套，以減少小頭孔與活塞銷的磨損，同時便于 在磨損后進行修理和更換。在發動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠 的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大 頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發動機運轉均衡，同一發動機

3、中各連桿的質量不能 相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質量的凸塊，以便在稱量后切除不 平衡質量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側。考慮到裝夾、安放、搬運等要求, 連桿大、小頭的厚度相等（基本尺寸相同）。在連桿小頭的頂端設有油孔（或油槽），發動機工作時, 依靠曲軸的高速轉動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內，以潤滑連桿小頭襯套與 活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯接起來，使活塞的往復直線運動變為曲柄的回轉運動，以輸出 動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因 素。反映連桿精度的參數主要有5個：（

4、1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的 對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小 頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。1.2連桿的主要技術要求連桿上需進行機械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，連桿體與連桿蓋的結合面及資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術要求（圖1-1）如下。連桿總成圖（11）1.2.1大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。 大頭孔公差等級為IT6,表面粗

5、糙度Ra應不大于0.4um;大頭孔的圓柱度公差為0.012 mm,小頭 孔公差等級為IT8,表面粗糙度Ra應不大于3.2um。小頭壓襯套的底孔的圓柱度公差為0.0025 mm, 素線平行度公差為0.04/100 mm。1.2.2大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均 勻，同時使曲軸的連桿軸頸產生邊緣磨損，因此兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較小； 而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩 孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.04 mm;

6、在垂直與連桿軸心線方向 的平行度在100 mm長度上公差為0.06 mm。1.2.3大、小頭孔中心距大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發動機的效率，因此規定了比較高的要求: 190 + 0.05 mm。1.2.4連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；因 此對它也提出了一定的要求：規定其垂直度公差等級應不低于IT9（大頭孔兩端面對大頭孔的軸 心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.08 mm）。資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。1.2.5大、小頭孔兩端面的技術要求連桿大、小頭孔兩

7、端面間距離的基本尺寸相同，但從技術要求是不同的，大頭兩端面的尺寸 公差等級為IT9,表面粗糙度Ra不大于0.8m,小頭兩端面的尺寸公差等級為IT12,表面粗糙度 Ra不大于6.3 umo這是因為連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小 頭兩端面與活塞銷孔座內檔之間沒有配合要求。連桿大頭端面間距離尺寸的公差帶正好落在連桿小 頭端面間距離尺寸的公差帶中，這給連桿的加工帶來許多方便。1.2.6螺栓孔的技術要求在前面已經說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這一動載荷又傳遞到連桿體和 連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術要求外，對于安裝這兩個動力 螺

8、栓孔及端面也提出了一定的要求。規定：螺栓孔按IT8級公差等級和表面粗糙度Ra應不大于6.3 5加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。1.2.7有關結合面的技術要求在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產生相對錯位，影響到曲軸 的連桿軸頸和軸瓦結合不良，從而產生不均勻磨損。結合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和 墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結 合面的平面度的公差為0.025 mm。1.3連桿的材料和毛坯連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強 度碳鋼和合金鋼；如4

9、5鋼、55鋼、40Cr、40CrMnB等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金 零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現和應用，使粉末冶金件的 密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發展前途的制造方法。連桿毛坯制造方法的選擇，主要根據生產類型、材料的工藝性（可塑性，可鍛性）及零件對 材料的組織性能要求，零件的形狀及其外形尺寸，毛坯車間現有生產條件及采用先進的毛坯制造 方法的可能性來確定毛坯的制造方法。根據生產綱領為大量生產，連桿多用模鍛制造毛坯。連桿模 鍛形式有兩種，一種是體和蓋分開鍛造，另一種是將體和蓋鍛成一體。整體鍛造的毛坯，需要在以 后的機械

10、加工過程中將其切開，為保證切開后粗鏜孔余量的均勻，最好將整體連桿大頭孔鍛成橢 圓形。相對于分體鍛造而言，整體鍛造存在所需鍛造設備動力大和金屬纖維被切斷等問題，但由于 整體鍛造的連桿毛坯具有材料損耗少、鍛造工時少、模具少等優點，故用得越來越多，成為連桿 毛坯的一種主要形式。總之，毛坯的種類和制造方法的選擇應使零件總的生產成本降低，性能提高。1.4連桿的機械加工工藝過程由上述技術條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，可是 連桿的剛性比較差，容易產生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機械加工工藝過程如下表（11）所示：工序工序名稱工序內容工藝裝

11、備1 銑銑連桿大、小頭兩平面，每面留磨量0.5mmX52K1.Z 粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保證中心線對稱，無標記面稱基 面。（下同）M7350:3 鉆與基面定位，鉆、擴、鉸小頭孔Z30801 銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸99 土 0.01 mm兩側面，保 證對稱（此平面為工藝用基準面）X62W組合機床或專用工裝i） 擴以基面定位，以小頭孔定位，擴大頭孔為60mmZ3080(） 銑以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件，切開工件，編號桿身及上蓋分 別打標記。X62W組合機床或專用工裝 鋸片銑刀厚2mm，7 銑以基面和一側面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋結合面，保直徑方向測 量深度為2

12、7.5mmX62組合夾具或專用工裝3 磨以基面和一側面定位裝夾工件，磨連桿體和蓋的結合面M7350） 銑以基面及結合面定位裝夾工件，銑連桿體和蓋5+0.10 mm乂 8mm斜槽 -0.05X62組合夾具或專用工裝10锪以基面、結合面和一側面定位，裝夾工件，锪兩螺栓座面R 12+0o3 mm，R11mm，保證尺寸 22 0.25 mmX62W11鉆鉆210mm螺栓孔Z305012擴先擴212mm螺栓孔，再擴213mm深19mm螺栓孔并倒角Z305013鉸鉸212.2mm螺栓孔Z305014鉗用專用螺釘，將連桿體和連桿蓋裝成連桿組件，其扭力矩為100 120N.m15鏜粗鏜大頭孔T6 816倒角大

13、頭孔兩端倒角X62W17磨精磨大小頭兩端面，保證大端面厚度為38 -0.170 mm-0.232M713018鏜以基面、一側面定位，半精鏜大頭孔，精鏜小頭孔至圖紙尺寸，中心 距為 190 0.1 mm可調雙軸鏜19鏜精鏜大頭孔至尺寸T211520稱重稱量不平衡質量彈簧稱21鉗按規定值去重量22鉆鉆連桿體小頭油孔6.5mm,10mmZ302523壓銅套雙面氣動壓床24擠壓銅套 孔壓床25倒角小頭孔兩端倒角Z305026鏜半精鏜、精鏜小頭銅套孔T211527珩磨珩磨大頭孔珩磨機床28檢檢查各部尺寸及精度29探傷無損探傷及檢驗硬度30入庫連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿

14、體和蓋的結合面及連 桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、油孔、大頭兩側面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為 三個階段：第一階段為連桿體和蓋切開之前的加工；第二階段為連桿體和蓋切開后的加工；第三 階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續加工準備精基準(端面、小頭 孔和大頭外側面)；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合 裝做準備的螺栓孔和結合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連 桿各項技術要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大

15、、小頭孔的精加 工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路 線則為主要表面的半精加工、精加工階段。1.5連桿的機械加工工藝過程分析1.5.1工藝過程的安排在連桿加工中有兩個主要因素影響加工精度：連桿本身的剛度比較低，在外力(切削力、夾緊力)的作用下容易變形。連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產生較大的殘余內應力，并引起內應力重新 分布。因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前,資料內容僅供您學習參考，如有不當或者侵權，請聯系改正或者刪除。半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，

16、因此切削力、夾 緊力必然大，加工后容易產生變形。粗、精加工分開后，粗加工產生的變形能夠在半精加工中修 正；半精加工中產生的變形能夠在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內應力的作用, 逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術條件。各主要表面的工序安排如下:（1）兩端面：粗銑、精銑、各主要表面的工序安排如下:（1）兩端面：粗銑、精銑、（2）小頭孔：鉆孔、擴孔、（3）大頭孔：擴孔、粗鏜、一些次要表面的加工，1.5.2定位基準的選擇粗磨、精磨鉸孔、精鏜、壓入襯套后再精鏜半精鏜、精鏜、金剛鏜、珩磨則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定

17、的端面和小頭孔作為主要基面, 并用大頭處指定一側的外表面作為另一基面。這是 由于：端面的面積大，定位比較穩定，用小頭孔 定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使 各工序中的定位基準統一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（15）所示：在安裝工件時, 注意將成套編號標記的一面不與夾具的定位元件 接觸（在設計夾具時亦作相應的考慮）。在精鏜小 頭孔（及精鏜小頭襯套孔）時，也用小頭孔（及 襯套孔）作為基面，這時將定位銷做成活動的稱” 假銷”。當連桿用小頭孔（及襯套孔）定位夾緊后， 再從小頭孔中抽出假銷進行加工。為了不斷改進基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗加工大、小頭 孔前

18、，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側面作基面，因此這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位 基面前的加工工序是鉆孔、擴孔和鉸孔，這些工序對于鉸后的孔與端面的垂直度不易保證，有時 會影響到后續工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和 切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加圖（1-5）連桿的定位 工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度 常有深遠的影響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗 銑兩個端面，其中粗磨端面又是以

19、毛坯端面定位。因此，粗銑就是關鍵工序。在粗銑中工件如何定 位呢？ 一個方法是以毛坯端面定位，在側面和端部夾緊，粗銑一個端面后，翻身以銑好的面定位, 銑另一個毛坯面。可是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗銑后，端 面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外 形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時能夠銑工件的端面，使 一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后 的外形偏差也比較小。1.5.3確定合理的夾緊方法既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著