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编号:
495柴油机连杆加工工艺规程
编制人
完成时间
金肯职业技术学院
495柴油机连杆加工工艺规程
1.连杆的结构特征与技术要求
1.1连杆结构特征
连杆是汽车发动机中的重要零部件,它连接活塞和曲轴,将活塞的往复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后输往驱动轮。
495柴油发动机连杆成品图样:
其结构特征如下:
连杆有连杆小头、连杆杆身和连杆大头等部分组成。连杆小头与活塞销相连。对全浮式活塞销,由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动,所以在连杆小头中压入衬套。
小端:发动机连杆是并列式连杆,小端采用薄壁圆环结构,这是因为它形状简单,制造方便,重量轻,受力之后小段中的应力分布比较均匀;小头采用斜面,与斜面底座相配合,可增加活塞销座和连杆小头的支撑面积,用于加强发动机。两侧顶部加厚,以提高抗弯能力,减小变形,保证润滑间隙,提高工作可靠性,但加工较复杂。
大端:连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连,大头有整体式和分开式是两种。一般采用分开式,分开式又分为平分和斜分两种。连杆大头采用平切口,是因为它易于加工,刚性好,而且连杆螺栓不受剪切力作用。把连杆大头分开可取下的部分叫连杆盖,连杆体与连杆盖配合加工不能互换,因此必须在同一侧打上装配标记。
杆身:连杆杆身为较细长的变截面非圆形杆件,其截面从大头到小头逐步变小,以能更好地适应在工作中承受的急剧变化的动载荷。为减小惯性力,还应尽量减轻杆身重量。连杆的长短直接影响到发动机的高度和侧压力的大小,较长的连杆能使惯性力增加,而同时在侧压力方面的改善却不明显。因此在发动机设计时,当运动件不与有关零部件相碰时,都力求缩短连杆长度。
连杆杆身通常做成“工”字形断面,上小下大。采用压力法润滑的连杆,杆身中部制造有连通大小头的油道。
连杆杆身的截面十分重要,它应能保证强度的前提下有尽量较轻的重量,此外,还要有利于该截面的形状由大端向小端的过度,因此发动机连杆本身采用工字型截面。
过渡区:
较大的过渡半径:连杆小端工作时,下半部主要承受燃气爆发力,而上半部则承受着活塞组的往复惯性力,所以连杆小端到杆身的过渡结构对小段的强度有很大影响,切点处常常是应力高峰值所在处,因此小端和大端与杆身连接处采用大圆弧过渡,一方面提高小端与大端的刚度,另一方面也减小了这些地方的应力集中。1.2技术要求
1.2连杆技术要求
(1)现代发动机连杆一般有如下技术要求:
= 1 \* GB3 ①发动机功率与扭矩提升,作为传递发动机功率与扭矩的连杆,需要有足够的强度、刚度与冲击韧性,否则一旦失效,打坏发动机机体,将造成巨大经济损失。
= 2 \* GB3 ②发动机连杆作为高速运动件,重量要轻以减少惯性力,要求连杆壁尽量薄,杆身尽量缩短,以降低能耗和噪声
= 3 \* GB3 ③热处理调质硬度HRc45~50.
④模锻后需经磁力探伤合格。
⑤每组连杆重量差 +2%,需要秤重分组包装。。
(2)连杆主要尺寸与形位精度要求
技术要求项目
具体要求或数值
满足的主要性能
大小孔精度
①大小孔公差等级IT6
保证与轴瓦配合良好
②大小头表面粗糙度Ra为0.8um
③小头衬套底孔表面粗糙度Ra为1.6um
④大头空圆柱度0.012mm
⑤小头孔圆柱度0.01mm
两孔中心距
330±0.05mm
保证气缸压缩比精度
两孔轴线在两个相互垂直方向的平行度
在连杆大小头孔轴线所在平面的平面度为0.02。
在垂直连杆大小头孔轴线所在平面内的平面度为0.04
使气缸壁磨损均匀和使曲轴边缘减少磨损
大小头两头端面对其轴线的垂直度
在100长度上公差0.1
减少曲轴颈边缘磨损
螺孔对结合面的垂直度
在长度为100范围内的公差0.1~0.2
保证正常承载能力和大小孔轴瓦和曲轴颈的配合良好
连杆组内各连杆的质量差
2%以内
保证运转平稳
2.连杆机械加工工艺的设计
2.1设计原则
1)能够可靠地保证零件图纸上所有技术要求的实现。
2)必须能满足大批量生产的生产纲领要求。
3)在满足技术要求和生产纲领的前提下,一般要求工艺成本最低,并尽量减轻工人的劳动强度,保障生产安全。
2.2连杆机械加工工艺分析
(1)材料与毛坯
连杆材料可采用45钢或40Cr、45Mnz等优质钢或合金钢,也有用球墨铸铁或粉末冶金。目前主要采用合金钢材料。
目前用的较多的采用45号钢,毛坯整体模锻,正火处理,加工中间采用调质处理,提高强度和抗冲击能力。
钢制连杆毛坯一般都用模锻制造,常有两种锻造工艺方案。
①连杆体和连杆盖分开锻造
从连杆盖的结构考虑,有的连杆盖上两条高筋之间有凹形槽,这就必须用分开锻造的方法,另外从连杆盖锻造后的组织来看,它的金属纤维是连续的,因此具有较高的强度,不易产生变形。
②连杆体和连杆盖整体
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