连杆制造工艺2014-06-07

1、东风汽车有限公司商用车发动机厂 2014年06月05日,连杆制造工艺简介,目录,一、连杆的功用 二、连杆结构概述 三、连杆的常用材料与毛坯类型 四、 dCi11连杆加工工艺简介 五、连杆新工艺新技术介绍,一、连杆的功用,该结构由活塞连杆组、曲轴飞轮组等两部分组成，其功用：一是实现运动的转换；二是实现能量的传递。 连杆连接活塞与曲轴，将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而实现对外输出动力。,连杆功能,曲柄连杆机构：,连杆的工作状态,连杆工作时，承受活塞顶部气体压力和自身惯性力的作用，而这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆材料强度高，刚度大，重量轻。同时加工精度要求高，以降低发动机的能耗和噪声。,一、连杆的功用,结构分为三部分： 连杆小头 连杆杆身 连杆大头 连杆总成的构成： 连杆体 连杆盖 螺栓与螺母 衬套,连杆的组成,二、连杆结构概述,杆身：连杆杆身一般采用工字形端面。提高结构刚度，减 轻重量，减少惯性力。一般连杆上有一纵贯杆身的油道与小端衬套上的小孔相连，用于润滑活塞销 。,连杆结构类型,二、连杆结构概述,通常按对口面（又

2、称结合面）结构形式分为两类： 平切口 对口面与连杆杆身轴线垂直，通常用于汽油机。 斜切口 对口面与连杆杆身轴线成一定夹角，通常用于柴油机。,平分 切分面与连杆杆身轴线垂直，一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气缸直径，可以方便地通过气缸进行拆装，故常采用平切口连杆。,斜切口,斜分 切分面与连杆杆身轴线成3060夹角。柴油机压缩比大，受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸较大，当大头尺寸超过了气缸直径，为了使连杆大头能通过气缸，便于拆装。但斜切后会使连杆螺栓产生剪切应力。采用斜切口最常见的是45夹角。,连杆切口形状,二、连杆结构概述,不论平切口还是斜切口，切口形状都有如下四种基本 形状：平面、键槽形、锯齿形、断裂面,平面：我厂加工连杆全部是平面形式，连杆盖与连杆体靠螺栓孔定位。 键槽形：连杆利用键槽侧面定位，如康B系列连杆。,锯齿形：连杆切开后通过拉床或铣床加工成锯齿形，靠锯齿面定位，增大承压面积。 断裂面：胀断连杆对口面不经过加工，不平整，结合好，承压面积很大，我厂4H连杆等。,我厂几种连杆,二、连杆结构概述,三、连杆的常用材料及毛坯类型,连杆对材料的要求,为了保证连杆的疲劳强

3、度，要求连杆的材料要具有良好的综合力学性能（强度、刚度、韧性）及工艺性能。,三类传统材料： 碳素调质钢：通过调质来满足材料的力学性能，调质硬度220260HBS，主要用于小功率发动机连杆，45、55钢调质。 合金调质钢加入铬、锰、钼、硼元素，调质硬度可达到300HBS，主要用于大功率发动机连杆，40Mn、40Mn2S、40MnB等 。 非调质合金钢加入钒、钛、铌微合金元素，通过一定的过程控制，不经过调质，力学性能即可满足的要求，锻造成本较低，35MnVS、48MnV等。 另外，现在也有选用球墨铸铁作为连杆材料的。,我厂几种连杆的材料,三、连杆的常用材料及毛坯类型,连杆毛坯类型,EQ491连杆毛坯采用连杆体、连杆盖分离铸造的形式。 EQ6100、6102连杆毛坯均为整体式锻造毛坯，小头孔不锻出。 康明斯6C、dCi11连杆毛坯均为整体式锻造，小头孔锻出。,四、 dCi11连杆加工工艺简介,dCi11连杆生产线简介,我厂dCi11连杆线是在康C连杆线基础上改造夹具，增加部分设备完成的，一期产能7000辆份/年。根据需求计划，我厂相继实施了一期产能提升工程、二期产能提升工程，均衡不同工序节拍

4、，产能提升至现在的近4万辆份/年，单件节拍1.1min；通过平面整合，按照精益生产的理念，对现场物流进行了优化，减少不必要的物流运输，加工质量得到有效控制。,四、 dCi11连杆加工工艺简介,dCi11连杆加工部位,两端面、小头斜面,侧外形面,大小头孔,对口面,螺栓孔,瓦槽与油孔孔,四、 dCi11连杆加工工艺简介,dCi11连杆工艺过程安排,dCi11连杆的加工工艺遵循先面后孔，先基准后其他的原则。 根据产品特点，在两端面及侧外形面加工完毕后主要采用外形的六点定位法，即连杆一端面（三个点）、大小头三个侧面。同时，由于生产线多数为改造设备，受设备结构限制，部分工序采用另一种定位方式：一面两销方式，即连杆一端面、小头孔、大头一侧面（相当于菱形销方式）,四、 dCi11连杆加工工艺简介,dCi11连杆加工工艺流程,基准面加工,粗镗大头杆盖半圆孔,杆盖分离,打标记,大小头粗加工,清洗、装配、拧紧,钻小头油孔,加工螺栓孔,粗、精磨对口面,杆盖锯断,粗镗小头孔,半精加工,大头孔倒角,精镗小头底孔与大头孔,磨两端面,连杆拆分,二次清洗、装配、拧紧,铣瓦槽,杆盖拆分,精加工,拉外形,粗铣两端面,珩磨

5、大头孔,精镗大头孔与小头衬套孔,衬套热压装,小头孔孔口倒角,铣小头斜面,后期边缘工艺,防锈包装,拆分清洗,称重分组及标记,最终检查,毛坯检查,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP10铣两端面,定位：以带标记点面为基准，加工另一面，然后以已加工面为基准，加工带标记点面,设备：圆盘铣床X5216，12套双工位夹具,加工尺寸：端面厚度加工至50.4mm,加工内容：连杆两端面,检测：专用检具,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP20拉外形,定位：拉大头一面两销定位；拉小头以加工过的大头外场定位,设备：立式拉床，旋转工作台，2套双工位夹具,加工尺寸：全部尺寸加工至成品尺寸,加工内容：大头7个外形面，小头5个外形面,拉小头,拉大头,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP20拉外形,拉床加工，层层盘剥,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP30粗镗小头孔,定位：一端面与侧外形面三点,设备：金刚镗床，双面4套夹具,加工尺寸：小头孔径加工至52，同时保证孔对定位侧的位置度,加工内容：加工小头孔,前刀,后刀,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP40粗镗大头杆盖半圆

6、孔,定位：一端面、大头侧外形面、小头孔,设备：组合机床，4套夹具,加工尺寸：大头孔上下半圆孔径，保证对定位面的位置度,加工内容：加工大头杆、盖半圆孔，两圆心距3mm,检测：三坐标检测,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP50杆盖锯断,定位：一端面、大头侧外形面、小头孔,设备：专用锯床,加工尺寸：杆对口面对定位面的位置度，盖对口面到窝座面厚度要求,加工内容：杆盖锯断,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP60精磨对口面,定位：杆：大头一端面、一侧面与小头孔，盖：一端面、一侧面与窝座面,设备：圆盘磨床,6套夹具,加工尺寸：杆、盖对口面对各定位面位置；平面度0.03；对窝座平行度0.05；对定位端面垂直度0.03,加工内容：杆、盖对口面,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP70加工螺栓孔,定位：杆：同上工序；盖：一端面、一侧面与对口面,设备：3台加工中心，每台2套夹具,加工尺寸：杆孔径15.1 (+0.018/0)、盖孔径15.1(+0.046/+0.028)，中心距98.96，位置度0.04；杆盖螺栓孔对定位面位置度,加工内容：钻扩铰杆、盖螺栓孔、沉

7、孔及窝座面孔口倒角,检测：气动塞规、专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP140精镗小头底孔、半精镗大头孔,定位：一端面与侧外形面三点,设备：金刚镗床，双面2套夹具,加工尺寸：大头孔径81.5，小头孔径54 (+0.03/0)，粗糙度Ra0.63，圆柱度0.006， 中心距2280.05；大小头孔对定位侧位置度,加工内容：大小头孔,检测：气动塞规、专用检具台等,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP170铣瓦槽,定位：杆：大头一端面、一侧面与小头孔，盖：一端面、一侧面与窝座面,设备：组合机床，2套夹具,加工尺寸：瓦槽宽度、深度、长度，对定位面的位置,加工内容：杆、盖瓦槽,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP210铣小头斜面,定位：第一面：大头一端面、一侧面与小头孔，加工另一面时，增加了小头斜面定位,设备：圆盘铣床X5216，12套双工位夹具,加工尺寸：小头中心厚度36，斜面位置度0.12，对中心平面对称度0.5,加工内容：小头两斜面,检测：专用检具台,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP240热压装衬套,定位：大头一端面、侧外形面三点，小头一斜面，衬套

8、由小头伸出的销子导向,设备：专用衬套压床,加工要求：衬套压装位置、衬套与连杆贴合程度,加工内容（连杆加热）压装衬套,检测：贴合度检测为把连杆锯开的破坏性检测，目测,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP250精镗小头衬套孔与大头孔,定位：同半精加工，一端面与侧外形面三点,设备：精密数控镗床，两侧4套夹具,加工尺寸：大头孔孔径81.970.01，小头孔径50 (+0.016/0)，Ra0.63，中心距2280.025，大头孔对端面垂直度0.03，大小头孔平行度，对定位面位置度,加工内容：大头孔、小头衬套孔,检测：专用检具台、气动量仪,四、 dCi11连杆加工工艺简介,OP260珩磨大头孔,定位：大头一端面、小头孔、大头侧外形面,设备：立式珩磨机，两套夹具,加工要求：大头孔径82 +0.022/0，圆柱度0.006，粗糙度Ra0.63,加工内容：连杆大头孔珩磨,检测：气动塞规、粗糙度仪,四、 dCi11连杆加工工艺简介,边缘工艺,OP25打流水号，OP280称重分组打标记； OP90、OP180、OP310三次清洗； OP110、OP120一次装配、拧紧， OP185、OP190二次装配、

9、拧紧； OP160、OP290两次连杆拧松； OP230小头孔口倒角、砂带抛光，OP290拧松前外形砂带抛光,四、 dCi11连杆加工工艺简介,dCi11连杆物流器具,四、 dCi11连杆加工工艺简介,其他公司连杆物流器具,四、 dCi11连杆加工工艺简介,其他公司连杆物流器具,五、 连杆加工新工艺新技术介绍,连杆材料新技术,连杆毛坯材料需要力学性能好，质量轻，以保证其易加工，使用性能良好，连杆材料的发展趋势主要考虑高强度、轻量化、低成本。,钛合金材料：金属钛抗拉强度比较低，增加铝和钒及少量其他元素，提高其抗拉强度，改善切削性能等。钛合金连杆可大大降低连杆重量，提高输出功率，降低噪音等优越性能。但是现在钛合金连杆成本很高，主要用于高端汽车上，暂时不适合产业化。,粉末冶金材料：合金粉末通过烧结锻造后，密度接近钢材密度，力学性能相近，通过一定的锻造、热处理工艺，应用于连杆的毛坯。粉末烧结锻造连杆主要经济效益比较突出：材料、生产成本、能源消耗都有大幅度的改善。国外已经有很多的应用了，但国内粉末冶金技术还不够成熟，产业化暂时难以实现。,五、 连杆加工新工艺新技术介绍,连杆胀断工艺概述,连杆胀断工艺是对连杆大头孔的断裂线处先加工出两条应力集中槽，然后带楔形的压头往下移动进入连杆大头孔，大头孔与压头之间还有一对半圆套筒。当压头往下移动时对大头孔产生径向力，使其在槽处出现裂缝，并最终把连杆盖从连杆本体上涨断而分离出来。,五、 连杆加工新工艺新技术介绍,连杆胀断加工流程,1应力槽加工； 2体盖胀断： 3吹屑(胀断口清理)： 4体盖合体。,五、 连杆加工新工艺新技术介绍,胀断连杆材料选用,胀断工艺要求连杆锻件在裂解的过程不能有过大的塑性变形，因此对连杆材料的要求是，在保证其强韧综合性能指标的前提下，限制连杆的韧性指标，使其断口呈脆性断裂状态。最理想的涨断分离面，是不带任何塑性变形的脆性断裂，可装配性达致最佳。烧结粉末金属连杆的可涨断性较好，是最开始用于胀断连杆的材料。 可用于连杆胀断的材料基本有粉末烧结材料、球墨铸铁、高碳钢（70号钢）。这三种材质的毛坯，室温下可实现脆性断裂，连杆大头孔不产生明显塑性变形，其变形量40m，经机加工后，其圆度误差可减为3m。此外，4555锻钢毛坯也可使用断剖技术进行连杆制造

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