汽车连杆加工工艺及夹具设计

汽车连杆加工工艺及夹具设计

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

学号： 1032374033

汽车连杆加工工艺及夹具设计

专业名称： 材料成型机控制工程

年级班别： 2010级2班

姓 名： 李鑫

指导教师： 赵建国

2014年05月

河南师范大学新联学院 本科毕业论文

摘要 (1)

Abstract (1)

第一章汽车连杆加工工艺 (2)

1.1 汽车连杆的结构特点 (2)

1.2 汽车连杆的主要技术要求 (2)

1.2.1 小、大头孔的尺寸精度、形状精度 (2)

1.2.2 小、大头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度 (2)

1.2.3 小、大头孔中心距 (2)

1.2.4 小、大头孔两端面的技术要求 (3)

1.2.5有关结合面的技术要求 (3)

1.3汽车连杆的材料和毛坯 (3)

1.4汽车连杆的机械加工工艺过程 (3)

1.5 汽车连杆的机械加工工艺过程分析 (5)

1.5.1 工艺过程的安排 (5)

1.5.2 定位基准的选择 (5)

1.5.3 确定合理的夹紧方法 (6)

1.5.4 汽车连杆两端面的加工 (6)

1.5.5 汽车连杆小、大头孔的加工 (6)

1.5.6 汽车连杆螺栓孔的加工 (6)

1.5.7 汽车连杆体与连杆盖的铣开工序 (7)

1.6 汽车连杆加工工艺设计应考虑的问题 (7)

1.6.1工序安排 (7)

1.6.2定位基准 (7)

1.6.3夹具使用 (7)

第二章汽车连杆加工工艺零件的尺寸计算处理 (8)

2.1 切削用量的选择原则 (8)

2.1.1 粗加用时切削用量的选择原则 (8)

2.1.2 精加用时切削用量的选择原则 (9)

2.2 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及的公差 (9)

2.2.1 确定加工余量 (9)

2.2.2 确定工序尺寸及其的公差 (10)

2.3 计算工艺尺寸链 (11)

2.3.1 连杆盖的卡瓦槽的计算 (11)

2.3.2 汽车连杆体的卡瓦槽的计算 (12)

2.4 用时定额的计算 (13)

2.4.1 铣连杆大小头平面 (13)

2.4.2 粗磨大小头平面 (13)

2.4.3 加工小头孔 (14)

2.4.4 铣大头两侧面 (15)

2.4.5、扩大头孔 (15)

2.4.6 铣开连杆体和盖 (16)

2.4.7 加工连杆体 (16)

2.4.8 铣、磨连杆盖结合面 (19)

2.4.9 铣、钻、镗 (20)

2.4.10 粗镗大头孔 (22)

2.4.11 大头孔两端倒角 (23)

2.4.12精磨大小头两平面 (23)

2.4.13 半精镗大头孔及精镗小头孔 (23)

2.4.14精镗大头孔 (24)

2.4.15钻小头油孔 (24)

2.4.16 小头孔两端倒角 (24)

2.4.17 镗小头孔衬套 (25)

2.4.18 珩磨大头孔 (25)

2.5 汽车连杆的检验 (25)

2.5.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度 (25)

2.5.2 汽车连杆大头孔圆柱度的检验 (25)

2.5.3连杆，连杆盖大头孔中心线对称测试。 (26)

2.5.4 汽车连杆大小头孔平行度的检验 (26)

2.5.5 汽车连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 (26)

第三章夹具设计 (27)

3.1扩大头孔夹具 (27)

3.1.1 问题的指出 (27)

3.1.2 夹具设计 (27)

3.2铣剖分面夹具设计 (29)

3.2.1问题的指出 (29)

3.2.2 夹具设计 (29)

致谢 (33)

摘要

连杆是汽车的主要传动件之一，本文主要论述了连杆的加工工艺及其夹具设计。连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，而连杆的刚性比较差，容易产生变形。因为连杆是汽车发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又受曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。在夹具设计方面也要针对连杆结构比较小的特点，设计时应注意夹具体结构尺寸的大小等，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。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，就能最后达到零件的技术要求。

关键词: 连杆变形加工工艺夹具设计

Abstract

One of connecting rod is the main driving a car，this paper mainly discusses the processing technology and fixture design of connecting rod. Connecting rod size precision，the accuracy requirement of the shape and position precision is very high，and the rigidity of the connecting rod is poorer，prone to deformation. Because of the connecting rod is one of the main parts of the automobile engine and compressor，the big hole connected to the crankshaft，small head hole through the piston pin and piston connection，its role is to gas pressure of piston to the crankshaft，and collect the crankshaft drives and drives the piston compressed gas in the cylinder. In fixture design is according to the characteristics of the connecting rod structure is small，the design of the clamp should be paid attention to the size of the concrete structure size，etc.，so when arranging process，you need to separate the rough finish machining process on the surface of the major. Gradually reduce machining allowance，cutting force and the role of internal stress，and correct processing after deformation，can finally achieve the technical requirements of parts.

Keyword: Connecting rod Deformation Processing technology Design of clamping device

第一章汽车连杆加工工艺

1.1 汽车连杆的结构特点

连杆是汽车发动机的主要传动部件之一，在发动机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆包括连杆体和盖。工作时，连杆工作在动态荷载作用下的急剧变化的条件下。连杆大头孔的体和盖用垫片相连，连杆用螺栓和螺母和曲轴装在一起。。

发动机工作时，依靠高速曲轴润滑油飞溅在缸体小头的底部的油孔顶部油孔内，来润滑连杆衬套和活塞销之间摇摆运动副。

连杆的主要功能是连接活塞和曲轴并将活塞的往复直线运动转换为曲轴的旋转运动，输出功率。则连杆加工精度将直接影响发动机的性能，直接影响精度的主要因素是工艺选择的过程。有五个主要反映连杆参数的准确性:(1)连杆大头和小头中心表面相对表面的连杆轴中心对称度；(2)的精度连杆很小，大头孔平行度；(3)小，大头孔中心距尺寸的精度(4)大螺栓孔和结合面垂直度；(5)连杆小，大的孔隙大小，形状精度准确。

1.2 汽车连杆的主要技术要求

连杆加工主要表面上需要是:小，大头孔以及两端面，还有结合连杆体、连杆体与盖的结合面及连杆螺栓定位孔等。等等。

1.2.1 小、大头孔的尺寸精度、形状精度

为了使大头孔与轴瓦及曲轴、小头孔与活塞销能密切配合，以减少冲击不良影响和传热的影响。公差顶级：大头孔IT6，小头孔IT8；表面粗糙度：大头孔Ra应不小于或等于0.4μm，小头孔Ra应该不小于或等于3.2μm；圆柱度公差：大头孔是0.012mm，小头孔衬套0.0025mm。且小头孔素线平行度公差是0.04/100mm。

1.2.2 小、大头孔轴心线在两个互相垂直方向的平行度

两孔轴心线在连杆平行度误差会导致气缸中的活塞倾斜，而气缸壁引起的不均匀磨损，同时使曲轴连杆轴颈产生边缘磨损，所以两个孔轴心线在轴连杆平行度公差较小；而两孔轴心线在垂直于连杆轴线方向的平行度误差对不均匀磨损影响较小，所以它的公差值应更大。两孔轴心线在连杆的轴线方向的平行度在100 mm长度上公差为

0.04 mm；在垂直与连杆轴心线方向的平行度在100mm长度公差是0.06mm

1.2.3 小、大头孔中心距

大小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到发动机的效率，所以规定了比

较高的要求：190±0.1 mm。

1.2.4 小、大头孔两端面的技术要求

连杆大、小头孔两端面间距离的基本尺寸相同，但技术要求是不同的：尺寸公差等级：大头两端面为IT9，小头两端面为IT12，表面粗糙度：大头孔Ra不大于0.8μm,，小头孔Ra不大于6.3μm。这是因为连杆大头两端面与曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面与活塞销孔座内档之间没有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸的公差带正好落在连杆小头端面间距离尺寸的公差带中，这给连杆的加工带来许多方便。

1.2.5有关结合面的技术要求

当连杆动态荷载作用下，接合面的歪斜使头连杆盖及连杆体沿着剖分面产生相对错位，使曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，导致不均匀磨损。结合面的平行度会影响连杆体，连杆盖和垫片紧密程度的结合密度，也影响螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。则连杆结合面平面度公差是0.025mm。

1.3汽车连杆的材料和毛坯

连杆在循环荷载的作用下，需要有高强度。因此，连杆的材料一般采用高强度碳钢和合金钢；45钢、55钢、40CrMnB等。近年来也有使用球墨铸铁，粉末冶金零件的尺寸精度高，不浪费材料，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的实现，粉末冶金零件的工业性能大大提高。因此，采用粉末冶金制造连杆的实践是一个很有前途的方法。

言之简而，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总生产成本的降低，性能改进。

1.4汽车连杆的机械加工工艺过程

从上述技术条件的分析，连杆的尺寸精度、形状精度和位置精度要求很高，但连杆的刚性较差，容易变形，它带来了很多困难为连杆加工，必须充分注意。

连杆机械加工工艺过程如下表(1—1)所示：

表(1—1) 连杆机械加工工艺过程

工序工序名称工序内容工艺装备1 铣铣连杆小、大头两平面，每面留磨量0.5mm X52K

2 粗磨以一大平面定位，磨另一大平面，保证中心线对称，无标记

面称基面。（下同）

M7350

3 钻与基面定位，钻、扩、铰小头孔Z3080

4 铣以基面及小、大头孔定位，装夹工件铣尺寸01

.0

99 mm两侧

面，保证对称（此平面为工艺用基准面）

X62W组

合机床或

专用工装

表(1—1) 连杆机械加工工艺过程

5 扩

以基面定位，以小头孔定位，扩大头孔为Φ60mm Z3080 6 铣

以基面及小、大头孔定位，装夹工件，切开工件，编号杆身及上盖分别打标记。 X62W 组合机床或专用工装锯片铣刀厚2mm 7

铣 以基面和一侧面定位装夹工件，铣连杆体和盖结合面，保直径方向测量深度为27.5mm X62组合夹具或专用工装 8

磨 以基面和一侧面定位装夹工件，磨连杆体和盖的结合面 M7350 9 铣

以基面及结合面定位装夹工件，铣连杆体和盖10.005.05+-mm ?8mm 斜槽 X62组合夹具或专用工装 10

锪 以基面、结合面和一侧面定位，装夹工件，锪两螺栓座面30012。R +mm ，R11mm ，保证尺寸25.022±mm X62W 11

钻 钻2—Φ10mm 螺栓孔 Z3050 12

扩 先扩2—Φ12mm 螺栓孔，再扩2—Φ13mm 深19mm 螺栓孔并倒角 Z3050 13

铰 铰2—Φ12.2mm 螺栓孔 Z3050 14

钳 用专用螺钉，将连杆体和连杆盖装成连杆组件，其扭力矩为100—120N.m 15

镗 粗镗大头孔 T6 8 16

倒角 大头孔两端倒角 X62W 17

磨 精磨大小头两端面，保证大头面厚度为170.0232.038--mm M7130 18

镗 以基面、一侧面定位，半精镗大头孔，精镗小头孔至图纸尺寸，中心距为1.0190±mm 可调双轴镗 19

镗 精镗大头孔至尺寸 T2115 20

称重 称量不平衡质量 弹簧称 21

钳 按规定值去重量 22

钻 钻连杆体小头油孔Φ6.5mm ，Φ10mm Z3025 23

压铜套 双面气动压床 24

挤压铜套孔 压床 25

倒角 小头孔两端倒角 Z3050 26

镗 半精镗、精镗小头铜套孔 T2115 27

珩磨 珩磨大头孔 珩磨机床 28

检 检查各部尺寸及精度 29

探伤 无损探伤及检验硬度 30

入库 1.5 汽车连杆的机械加工工艺过程分析