1、第五章典型汽车零件的机械加工工艺5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺5-3 曲轴制造工艺曲轴制造工艺汽车齿轮按照其结构特点分为五类：汽车齿轮按照其结构特点分为五类：类类 单联齿轮，孔的长径比单联齿轮，孔的长径比L/D1 L/D1。类类 多联齿轮，孔的长径比多联齿轮，孔的长径比L/D1 L/D1。这两种齿轮亦称为筒形齿轮，内孔为光孔、键这两种齿轮亦称为筒形齿轮，内孔为光孔、键槽孔或花键孔。槽孔或花键孔。5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺一、齿轮的结构特点一、齿轮的结构特点类类 盘形齿轮，具有轮毂，孔的长径比盘形齿轮，具有轮毂，孔的长径比L/D1 L/D1。类类 齿圈，没
2、有轮毂，孔的长径比齿圈，没有轮毂，孔的长径比L/D1 L/D1齿轮的定位齿轮的定位 应先以端面为主要应先以端面为主要定位基面加工内孔和定位基面加工内孔和端面，并在一次装中端面，并在一次装中完成，以保证其垂直完成，以保证其垂直度。度。再以加工后的内孔再以加工后的内孔和端面作为组合定位和端面作为组合定位基面加工外圆和另一基面加工外圆和另一端面。端面。加工齿面时应采用加工齿面时应采用内孔及端面定位。内孔及端面定位。五、齿轮机械加工的定位基准五、齿轮机械加工的定位基准5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺齿轮孔长径比齿轮孔长径比L/D1的盘形齿轮的定位的盘形齿轮的定位 当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮齿
3、面和花当加工轴的外圆表面、外螺纹、圆柱齿轮齿面和花键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基准，把工件键时，常选择轴两端的中心孔作为定位基准，把工件安装在机床的前、后（或上、下）两顶尖之间进行加安装在机床的前、后（或上、下）两顶尖之间进行加工。工。如以工件两端中心孔定位不方便或安装刚度不足时，如以工件两端中心孔定位不方便或安装刚度不足时，常用磨削过的两轴颈定位，装夹在精密的弹性夹头中常用磨削过的两轴颈定位，装夹在精密的弹性夹头中进行加工。进行加工。五、齿轮机械加工的定位基准五、齿轮机械加工的定位基准5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺三阶段：齿坯加工三阶段：齿坯加工轮齿齿面加工轮齿齿面加工热处理后的热处
4、理后的精加工。精加工。齿坯加工主要是为轮齿齿面加工准备好定位齿坯加工主要是为轮齿齿面加工准备好定位基准（基面）。基准（基面）。轮齿齿面的加工方案主要取决于齿轮的精度轮齿齿面的加工方案主要取决于齿轮的精度等级，同时考虑到齿轮的结构特点、生产类型等级，同时考虑到齿轮的结构特点、生产类型及热处理方法等。及热处理方法等。钢制齿轮的淬火工序，主要是使齿面具有较钢制齿轮的淬火工序，主要是使齿面具有较高的硬度。而心部要保持一定的韧性。高的硬度。而心部要保持一定的韧性。六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺汽车齿轮机械加工的工艺过程汽车齿轮机械加工的工艺过
5、程1.1.定位基面（齿轮内孔及端面或齿轮轴端面及中心孔）定位基面（齿轮内孔及端面或齿轮轴端面及中心孔）的加工；的加工；2.2.外表面及其他表面的加工；外表面及其他表面的加工；3.3.轮齿齿面的粗、精加工；轮齿齿面的粗、精加工；4.4.热处理；热处理；5.5.修复定位基面及精加工装配基准（内孔及端面、轴修复定位基面及精加工装配基准（内孔及端面、轴颈、花键等）；颈、花键等）；6.6.轮齿齿面进行热处理后的精加工。轮齿齿面进行热处理后的精加工。主要工序后，对工件进行清洗、中间检验及最终检主要工序后，对工件进行清洗、中间检验及最终检验。验。六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5
6、-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 1.1.齿坯加工齿坯加工 带孔圆柱齿轮的齿坯加工，可在单轴、双轴或多轴数带孔圆柱齿轮的齿坯加工，可在单轴、双轴或多轴数控机床上进行。齿轮轴的定位基准是控机床上进行。齿轮轴的定位基准是两端中心孔两端中心孔。钻中。钻中心孔前一般先加工轴的两端面，以防因锻件端面不平整心孔前一般先加工轴的两端面，以防因锻件端面不平整使中心孔钻偏或折断中心钻头。使中心孔钻偏或折断中心钻头。齿坯加工方案的选择取决于齿轮的轮体结构和生产类型：齿坯加工方案的选择取决于齿轮的轮体结构和生产类型：大批量生产
7、的齿坯加工：大批量生产的齿坯加工：钻钻拉拉多车刀多车刀以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或者扩孔；拉孔；以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或者扩孔；拉孔；以孔定位在多刀半自动车床上粗、精外圆、端面及倒角；以孔定位在多刀半自动车床上粗、精外圆、端面及倒角；成批生产齿坯加工：成批生产齿坯加工：车车拉拉车车以毛坯外圆或轮毂定位，粗车外圆、端面和内孔；以以毛坯外圆或轮毂定位，粗车外圆、端面和内孔；以端面支承拉孔；以孔定位精车外圆及端面等；端面支承拉孔；以孔定位精车外圆及端面等；六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 1.1.齿坯加工齿坯加工 双面铣端面、钻中心
8、孔双面铣端面、钻中心孔 采用双工位专用机床采用双工位专用机床夹具在专用机床上先夹具在专用机床上先加工好，如图所示。加工好，如图所示。六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 2.2.齿形加工齿形加工 加工方法：成形法和展成法；加工方法：成形法和展成法；加工方案：取决于齿轮的精度等级、结构形状、生产加工方案：取决于齿轮的精度等级、结构形状、生产类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的类型和齿轮的热处理方法及生产工厂的现有条件；现有条件；（1 1）8 8级精度以下齿轮级精度以下齿轮 调质处理的齿轮用滚齿或插齿调质处理的齿轮用滚齿或插齿就能满足要求；对于
9、已经淬硬齿轮采用：滚齿就能满足要求；对于已经淬硬齿轮采用：滚齿剃齿剃齿齿端加工齿端加工淬火淬火校正孔；校正孔；（2)2)6767级精度齿轮级精度齿轮 淬硬齿轮采用：滚齿淬硬齿轮采用：滚齿齿端加齿端加工工淬火淬火校正基准校正基准 磨齿；磨齿；（3 3）5 5级精度以上级精度以上 一般采用滚齿一般采用滚齿精滚齿精滚齿淬火淬火校正基准校正基准 粗磨齿粗磨齿 精磨齿精磨齿六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 2.2.齿形加工齿形加工l 对于齿圈或盘形圆柱齿轮的齿形加工，采用展成法在对于齿圈或盘形圆柱齿轮的齿形加工，采用展成法在滚齿机或插齿机上利用
10、齿轮滚刀或齿轮插刀的相对运滚齿机或插齿机上利用齿轮滚刀或齿轮插刀的相对运动进行切削加工，如图所示。动进行切削加工，如图所示。齿轮滚刀滚切圆柱齿轮示意图齿轮滚刀滚切圆柱齿轮示意图a a）齿轮滚刀滚切齿轮及其运动）齿轮滚刀滚切齿轮及其运动 b b）若干包络线形成的渐开线齿廓）若干包络线形成的渐开线齿廓齿轮齿轮滚刀滚刀被滚切被滚切齿轮齿轮渐开线渐开线齿廓齿廓六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 2.2.齿形加工齿形加工l 对于多联齿轮，当两齿轮间距足够大时，采用在滚齿对于多联齿轮，当两齿轮间距足够大时，采用在滚齿机上滚切加工；机上滚切加工；当两
11、齿轮间距较小或为内齿时，在插当两齿轮间距较小或为内齿时，在插齿机上进行插削加工齿机上进行插削加工，如图所示。，如图所示。a a）插削小间距齿轮）插削小间距齿轮 b b）插削内齿轮）插削内齿轮 插削双联齿轮和内齿轮插削双联齿轮和内齿轮齿轮插刀齿轮插刀六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 2.2.齿形加工齿形加工l 齿端加工，其内容有倒圆、倒棱和去毛刺等，其目的齿端加工，其内容有倒圆、倒棱和去毛刺等，其目的是使齿轮沿轴向移动时容易进入啮合状态。一般在齿是使齿轮沿轴向移动时容易进入啮合状态。一般在齿轮倒角机进行加工，如图所示。轮倒角机进行加工，
12、如图所示。a）倒尖角）倒尖角 b b）倒棱）倒棱 c c）倒圆角）倒圆角 d d）齿端倒圆加工）齿端倒圆加工 齿端形状及加工齿端形状及加工指状铣刀指状铣刀齿轮齿轮六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 3.3.齿端倒角加工齿端倒角加工（1 1）去掉齿端锐角齿轮，特别是斜齿轮的齿端锐角部分）去掉齿端锐角齿轮，特别是斜齿轮的齿端锐角部分g g的强度很低，齿面经过淬火很脆，工作中锐角容易折断，的强度很低，齿面经过淬火很脆，工作中锐角容易折断，断片会破坏齿轮箱内的零件，故必须预先把锐角去除。断片会破坏齿轮箱内的零件，故必须预先把锐角去除。（2 2）
13、滑动变速齿轮齿端倒圆角变速器齿轮换挡时，为）滑动变速齿轮齿端倒圆角变速器齿轮换挡时，为了容易啮合，其齿端要有圆角。了容易啮合，其齿端要有圆角。（3 3）修磨基准孔和端面作为齿轮定位基面的内孔和端）修磨基准孔和端面作为齿轮定位基面的内孔和端面，淬火后其形状和尺寸都有面，淬火后其形状和尺寸都有定变化，轮齿的相对位定变化，轮齿的相对位置也有新的误差。置也有新的误差。六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 3.3.齿端倒角加工齿端倒角加工斜齿轮倒锐角简图斜齿轮倒锐角简图换挡齿轮齿端铣圆角换挡齿轮齿端铣圆角六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加
14、工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺 3.3.齿端倒角加工齿端倒角加工大量生产汽车第一速及倒车齿轮的工艺过程大量生产汽车第一速及倒车齿轮的工艺过程六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺成批生产汽车第一速及倒车齿轮的工艺过程成批生产汽车第一速及倒车齿轮的工艺过程六、齿轮主要加工表面的工序安排六、齿轮主要加工表面的工序安排5-1 齿轮制造工艺齿轮制造工艺数控机床加工齿轮数控机床加工齿轮连杆是连接活塞与连杆是连接活塞与曲轴的动力功能件。曲轴的动力功能件。连杆小头通过活塞销连杆小头通过活塞销与活塞相连，连杆大与活塞相连，连杆大头与曲轴的
15、连杆轴颈头与曲轴的连杆轴颈相连，并把活塞承受相连，并把活塞承受的气体压力传送给曲的气体压力传送给曲轴，是活塞的往复运轴，是活塞的往复运动转变成曲轴的旋转动转变成曲轴的旋转运动。运动。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺一、连杆的结构特点一、连杆的结构特点铜套铜套连杆小头连杆小头杆身杆身加工、安装加工、安装方向记号方向记号连杆体连杆体连杆螺栓连杆螺栓连杆轴瓦连杆轴瓦连杆盖连杆盖连杆大头连杆大头通常按对口面（又称结合通常按对口面（又称结合面）的结构形式分为两类面）的结构形式分为两类：u平切口平切口对口面与连杆杆身轴线垂对口面与连杆杆身轴线垂直，通常用于汽油机；直，通常用于汽油机；u斜切口斜切口对口面与
16、连杆杆身轴线成对口面与连杆杆身轴线成一定的夹角，通常用于柴一定的夹角，通常用于柴油机；油机；5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺一、连杆的结构特点一、连杆的结构特点东风商用车发动机厂生产连杆5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺一、连杆的结构特点一、连杆的结构特点5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺二、连杆的工艺性分析二、连杆的工艺性分析 1.1.连杆盖和连杆体的连接方式连杆盖和连杆体的连接方式 a a）螺栓定位连接）螺栓定位连接 b b）套筒定位连接）套筒定位连接 c c）齿形定位连接）齿形定位连接 d d）凸肩定位连接）凸肩定位连接5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺 2.2.连杆大、小头的厚度连杆大、小头
17、的厚度 二、连杆的工艺性分析二、连杆的工艺性分析5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺 3.3.连杆杆身的润滑油孔连杆杆身的润滑油孔一般为一般为4 48mm8mm的深孔的深孔，润滑油从连杆大头内沿杆，润滑油从连杆大头内沿杆身油孔通向小头衬套孔。由身油孔通向小头衬套孔。由于深孔加工困难，有些连杆于深孔加工困难，有些连杆以阶梯孔代替小直径通孔，以阶梯孔代替小直径通孔，从而改善了工艺性。从而改善了工艺性。小头及衬套上钻小孔或开小头及衬套上钻小孔或开槽，因而避免了深孔加工。槽，因而避免了深孔加工。两种润滑连杆小头孔的结构两种润滑连杆小头孔的结构二、连杆的工艺性分析二、连杆的工艺性分析5-2 连杆制造工艺连杆
18、制造工艺三、连杆的主要技术要求三、连杆的主要技术要求主主 要要 项项 目目技技 术术 要要 求求连杆小头底孔连杆小头底孔尺寸尺寸/mm/mmIT7IT7圆柱度圆柱度/mm/mm0.010.01表面粗糙度表面粗糙度Ra/mRa/m1.61.6连杆小头衬套孔连杆小头衬套孔尺寸尺寸/mm/mmIT5-IT6IT5-IT6圆柱度圆柱度/mm/mm0.0080.008表面粗糙度表面粗糙度Ra/mRa/m0.80.8连杆大头底孔连杆大头底孔尺寸尺寸/mm/mmIT5-IT6IT5-IT6圆柱度圆柱度/mm/mm不超过尺寸公差不超过尺寸公差表面粗糙度表面粗糙度Ra/Ra/0.80.8连杆小头孔中心距连杆小头
19、孔中心距/mm/mm（0.03-0.050.03-0.05）连杆小头孔平行度连杆小头孔平行度/mm/mm0.02/100-0.06/1000.02/100-0.06/100连杆两端面连杆两端面对大头轴线垂直度对大头轴线垂直度/mm/mm0.0/610-0.1/100.0/610-0.1/10厚度公差厚度公差/mm/mm0.05-0.080.05-0.08表面粗糙度表面粗糙度Ra/mRa/m0.80.8平面度平面度/mm/mm0.050.05连杆质量公差连杆质量公差/g/g3 38 8（1）连杆小头孔的尺寸公差不低于）连杆小头孔的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度，表面粗糙度Ra值不大于值不大于0
20、.80m，圆柱度公差等级不低于，圆柱度公差等级不低于7级。级。（2）连杆大头孔的尺寸公差与所用轴瓦的种类有关。）连杆大头孔的尺寸公差与所用轴瓦的种类有关。（3）连杆小头孔及小头衬套孔轴线对连杆大头孔轴线）连杆小头孔及小头衬套孔轴线对连杆大头孔轴线的平行度：在大、小头孔轴线所决定的平面的平行方的平行度：在大、小头孔轴线所决定的平面的平行方向上，平行度公差值应不大于向上，平行度公差值应不大于100：0.03；垂直于上；垂直于上述平面的方向上，平行度公差值应不大于述平面的方向上，平行度公差值应不大于100：0.06。（4）为了保证发动机运转平稳对于连杆的重量及装在）为了保证发动机运转平稳对于连杆的重
21、量及装在同一台发动机中的连杆重量差都有要求。同一台发动机中的连杆重量差都有要求。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺三、连杆的主要技术要求三、连杆的主要技术要求发动机连杆材料，一般采用发动机连杆材料，一般采用4545钢或钢或45Cr45Cr、35CrMo35CrMo，并经并经调质处理调质处理，以提高其强度及抗冲击能力。也有采，以提高其强度及抗冲击能力。也有采用非调质钢如用非调质钢如35MnVS35MnVS，或采用，或采用5555钢或球墨铸铁制造连钢或球墨铸铁制造连杆的。使用非调质钢制造连杆可免去调质工艺，节约杆的。使用非调质钢制造连杆可免去调质工艺，节约了工时和能源。了工时和能源。钢制连杆一般采用
22、锻造方法制造毛坯。钢制连杆一般采用锻造方法制造毛坯。大批大量生大批大量生产中采用模锻产中采用模锻。一般分为初锻和终锻。一般分为初锻和终锻。有的连杆采用有的连杆采用辊锻辊锻-模锻模锻工艺，其工艺过程为：工艺，其工艺过程为：辊段制坯辊段制坯 热模锻（预锻、终锻）热模锻（预锻、终锻）切边、冲孔。切边、冲孔。2020世纪世纪8080年代以后，大批量生产的连杆采用粉末冶年代以后，大批量生产的连杆采用粉末冶金锻造法在汽车发动机上相继使用。粉末冶金锻造连金锻造法在汽车发动机上相继使用。粉末冶金锻造连杆的特点是力学性能优良，尺寸精度高，质量较轻及杆的特点是力学性能优良，尺寸精度高，质量较轻及质量偏差很小等。质
23、量偏差很小等。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺四、连杆的材料与毛坯四、连杆的材料与毛坯连杆毛坯主要有连杆毛坯主要有两种类型两种类型：连杆体与连杆盖合在一起的整体式锻件连杆体与连杆盖合在一起的整体式锻件连杆体、连杆盖分开的分开式锻件。连杆体、连杆盖分开的分开式锻件。分开锻造的连杆，金属纤维是连续的，因此具有分开锻造的连杆，金属纤维是连续的，因此具有较高的强度。整体锻造的连杆要增加切断连杆的工序较高的强度。整体锻造的连杆要增加切断连杆的工序，切断后连杆盖的纤维是断裂的，因而削弱了强度。，切断后连杆盖的纤维是断裂的，因而削弱了强度。但整体式连杆因为具有节材节能、锻造工艺简单且节但整体式连杆因为具有节
24、材节能、锻造工艺简单且节省锻造模具以及接合面机械加工量小等特点而被广泛省锻造模具以及接合面机械加工量小等特点而被广泛采用。采用。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺四、连杆的材料与毛坯四、连杆的材料与毛坯5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺五、连杆机械加工的定位基准五、连杆机械加工的定位基准连杆结构工艺特点：连杆结构工艺特点：外形复杂，不易定位；大、小头由外形复杂，不易定位；大、小头由细长的杆身连接，刚度差细长的杆身连接，刚度差，容易变形；，容易变形；尺寸、形状和位置公尺寸、形状和位置公差要求很严格差要求很严格，表面粗糙度值小表面粗糙度值小，给加工带来许多困难。为，给加工带来许多困难。为区分非定位端面
25、的杆身和连杆盖上各锻造出一个凸点，作为区分非定位端面的杆身和连杆盖上各锻造出一个凸点，作为标记。标记。不同工艺凸台的连杆结构不同工艺凸台的连杆结构有些连杆在大、小头侧面有三个或者四个中心孔作为有些连杆在大、小头侧面有三个或者四个中心孔作为辅助基准，该定位方法，不仅可以是加工过程基准不变，辅助基准，该定位方法，不仅可以是加工过程基准不变，而且还可以实现大、小头同时加工。而且还可以实现大、小头同时加工。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺五、连杆机械加工的定位基准五、连杆机械加工的定位基准连杆为刚性较差工件，选择夹紧过程中要注意夹紧连杆为刚性较差工件，选择夹紧过程中要注意夹紧力的大小、方向及着力点位置
26、的选择，以免受夹紧力作用力的大小、方向及着力点位置的选择，以免受夹紧力作用而产生变形，降低加工精度。而产生变形，降低加工精度。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺五、连杆机械加工的定位基准五、连杆机械加工的定位基准连杆的主要加工表面为连杆的主要加工表面为大头孔、小头孔、端面、大头孔、小头孔、端面、连杆盖与连杆体的接合面以及连杆螺栓孔连杆盖与连杆体的接合面以及连杆螺栓孔；次要加工表面为次要加工表面为油孔、锁口槽油孔、锁口槽等；等；辅助基准为工艺凸台或中心孔。辅助基准为工艺凸台或中心孔。非机械加工技术要求有探伤和称重、去重。还有非机械加工技术要求有探伤和称重、去重。还有检验、清洗、去毛刺等工序。检验、
27、清洗、去毛刺等工序。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺六、连杆主要加工表面的工序安排六、连杆主要加工表面的工序安排u连杆大、小头两端面加工：采用连杆大、小头两端面加工：采用粗铣粗铣粗磨粗磨精磨精磨或或粗磨粗磨半精磨半精磨精磨精磨等加工工艺方案。等加工工艺方案。u连杆小头底孔的加工：一般采用连杆小头底孔的加工：一般采用钻孔钻孔拉孔拉孔镗孔镗孔或或钻孔钻孔扩孔扩孔铰孔铰孔等加工工艺方案；压入等加工工艺方案；压入青铜衬套后，多以金刚镗（细镗）衬套内孔作为最后青铜衬套后，多以金刚镗（细镗）衬套内孔作为最后加工。加工。u连杆大头的加工，一般采用连杆大头的加工，一般采用粗镗粗镗半精镗半精镗精精镗镗珩磨珩磨工
28、艺方案。工艺方案。u连杆螺栓孔一般采用连杆螺栓孔一般采用钻孔钻孔扩孔扩孔铰孔铰孔加工。加工。u 根据连杆的结构特点及机械加工要求，各表面的根据连杆的结构特点及机械加工要求，各表面的加工顺序大致如下：加工顺序大致如下：加工大、小头端面加工大、小头端面加工定位基准孔（大、小头孔）加工定位基准孔（大、小头孔）和工艺凸台和工艺凸台 粗、半精加工主要表面（包括大头孔、粗、半精加工主要表面（包括大头孔、结合面及螺栓孔等）结合面及螺栓孔等）把连杆盖和连杆体装配在一把连杆盖和连杆体装配在一起，精加工连杆总成，校正连杆质量起，精加工连杆总成，校正连杆质量 对大、小头对大、小头孔进行精加工和精整、光整加工。孔进行
29、精加工和精整、光整加工。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺六、连杆主要加工表面的工序安排六、连杆主要加工表面的工序安排5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺六、连杆主要加工表面的工序安排六、连杆主要加工表面的工序安排工序号工序号工工 序序 内内 容容设设 备备1 1磨大、小头第一端面磨大、小头第一端面立式单轴圆台磨床立式单轴圆台磨床2 2磨大、小头第二端面磨大、小头第二端面立式单轴圆台磨床立式单轴圆台磨床3 3拉削大头两侧面、小头工艺凸台拉削大头两侧面、小头工艺凸台立式拉床立式拉床4 4钻、镗小头孔并双面倒角；粗镗大头上半孔并双面钻、镗小头孔并双面倒角；粗镗大头上半孔并双面倒角；粗镗大头下半孔并双面倒
30、角（镗头移位）倒角；粗镗大头下半孔并双面倒角（镗头移位）组合镗床组合镗床（加工小头孔采用钻镗复合刀具）（加工小头孔采用钻镗复合刀具）5 5切断切断切断机床切断机床6 6同时拉削结合面、螺母座面同时拉削结合面、螺母座面立式拉床立式拉床7 7钻、扩、铰螺栓孔；铣轴瓦锁口槽；钻小头油孔钻、扩、铰螺栓孔；铣轴瓦锁口槽；钻小头油孔自动线（随行夹具同时装夹连杆体自动线（随行夹具同时装夹连杆体和连杆盖）和连杆盖）8 8测量结合面及螺栓孔测量结合面及螺栓孔综合自动测量仪综合自动测量仪9 9装配连杆及连杆盖、拧紧螺栓装配连杆及连杆盖、拧紧螺栓全自动拧紧机全自动拧紧机1010精磨大、小头两端面精磨大、小头两端面立
31、式双轴圆台平面磨床立式双轴圆台平面磨床1111称重、去重称重、去重称重、去重机称重、去重机1212精镗连杆小头底孔；压倒套、打标记号；同时精镗精镗连杆小头底孔；压倒套、打标记号；同时精镗小头钢套孔及大头孔小头钢套孔及大头孔三工位组合机床三工位组合机床1313端面、大小头孔及去重快处去毛刺端面、大小头孔及去重快处去毛刺全自动去毛刺机全自动去毛刺机1414检查打、小头孔的孔径尺寸、圆度、圆柱度、平行检查打、小头孔的孔径尺寸、圆度、圆柱度、平行度及大头端面的厚度度及大头端面的厚度综合自动测量仪综合自动测量仪 1.1.连杆连杆大、小头端面的大、小头端面的加工加工 连杆大、小头端面的加工是连杆机械加工中
32、的主要连杆大、小头端面的加工是连杆机械加工中的主要定位基准，应首先加工出该平面。定位基准，应首先加工出该平面。成批生产时成批生产时 多多采用铣削加工。采用铣削加工。可在可在立式组合铣床立式组合铣床或或立式圆立式圆工作台工作台平面平面铣床铣床上用硬质合金可转位面铣刀进行铣削加工。上用硬质合金可转位面铣刀进行铣削加工。在立式圆工作台平面铣床上加工时，因为连续转动的在立式圆工作台平面铣床上加工时，因为连续转动的圆形工作台上可安装多套铣床夹具，铣削是连续的，装圆形工作台上可安装多套铣床夹具，铣削是连续的，装夹工件和铣削加工又是同时进行的，故生产率较高。夹工件和铣削加工又是同时进行的，故生产率较高。但铣
33、削时铣刀切削是间断的，易发生振动，对加工质但铣削时铣刀切削是间断的，易发生振动，对加工质量有一定影响。量有一定影响。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工大批量生产大批量生产时时 因连杆毛坯精度高，加因连杆毛坯精度高，加工余量较小，故多采用工余量较小，故多采用端端面磨削方法面磨削方法直接磨削连杆直接磨削连杆大、小头端面。大、小头端面。连杆大、小头端面的磨连杆大、小头端面的磨削加工方式有两种：削加工方式有两种：在立轴多砂轮圆形在立轴多砂轮圆形工作台平面磨床上磨削。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立式五轴圆形工作台平面磨床磨削连杆大
34、、小头端面示意图连杆大、小头端面示意图5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 1.1.连杆大、小头端面的加工连杆大、小头端面的加工 磨削过程分两个工步进行：磨削过程分两个工步进行：第一第一工步工步是以无凸点标记的一侧端面（非定位是以无凸点标记的一侧端面（非定位基准面）作为定位基准面）作为定位 基准，加工有凸点标记一侧的端基准，加工有凸点标记一侧的端面；面；第二第二工步工步将连杆翻转将连杆翻转180180，以有凸点标记一，以有凸点标记一侧端面定位，加工无凸点标记的一侧端面。磨削时侧端面定位，加工无凸点标记的一侧端面。磨削时圆形工作台连续回转，被加工连
35、杆随工作台回转两圆形工作台连续回转，被加工连杆随工作台回转两周，经一次翻转，完成大、小头两端面的磨削。周，经一次翻转，完成大、小头两端面的磨削。因因圆形工作台上装有多套磨床夹具，并且磨削圆形工作台上装有多套磨床夹具，并且磨削加工与装卸工件时间重合，所以生产率很高。加工与装卸工件时间重合，所以生产率很高。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 1.1.连杆大、小头端面的加工连杆大、小头端面的加工 卧式对置双砂轮同时磨削连卧式对置双砂轮同时磨削连杆大、小头两端面的示意图杆大、小头两端面的示意图大批量生产大批量生产时时 因连杆毛坯精度高，加因连杆毛坯精度
36、高，加工余量较小，故多采用工余量较小，故多采用端端面磨削方法面磨削方法直接磨削连杆直接磨削连杆大、小头端面。大、小头端面。连杆大、小头端面的磨连杆大、小头端面的磨削加工方式有两种：削加工方式有两种：在卧式对置双砂轮在卧式对置双砂轮平面磨床上同时磨削平面磨床上同时磨削5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 1.1.连杆大、小头端面的加工连杆大、小头端面的加工 辅助基准主要指连杆上的工艺凸台和连杆侧面。辅助基准主要指连杆上的工艺凸台和连杆侧面。其它平面指连杆盖与连杆体的接合面以及连杆盖、其它平面指连杆盖与连杆体的接合面以及连杆盖、连杆体与螺栓头、螺母的
37、支承面等。连杆体与螺栓头、螺母的支承面等。这些表面常用这些表面常用铣削铣削或或拉削加工拉削加工，接合面接合面精加工常用精加工常用磨削磨削。拉削方式有两种：拉削方式有两种：双滑枕立式外拉床拉削双滑枕立式外拉床拉削；卧式连卧式连续式拉床拉削。续式拉床拉削。在立式外拉床上拉削时，为提高生产率和保证各加在立式外拉床上拉削时，为提高生产率和保证各加工表面的位置精度，常将几个表面组合起来同时进行工表面的位置精度，常将几个表面组合起来同时进行拉削。拉削。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 2.2.连杆辅助基准及其它平面的加工连杆辅助基准及其它平面的加工同时拉
38、削连杆体各表面的组合方式同时拉削连杆体各表面的组合方式 根据连杆结构不同，有不同的组合加工方式。每种方式都由根据连杆结构不同，有不同的组合加工方式。每种方式都由两个工步完成。两个工步完成。加工上述表面时，是以小头孔、连杆体大小头端面和大头外加工上述表面时，是以小头孔、连杆体大小头端面和大头外形表面定位。形表面定位。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 2.2.连杆辅助基准及其它平面的加工连杆辅助基准及其它平面的加工卧式连续拉床示意图卧式连续拉床示意图5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 2.2.连杆
39、辅助基准及其它平面的加工连杆辅助基准及其它平面的加工连杆端面加工后，接着进行小头孔的粗加工和精加工，使连杆端面加工后，接着进行小头孔的粗加工和精加工，使孔的精度达到孔的精度达到H7H7级，以满足作为定位基准的需要。如毛坯级，以满足作为定位基准的需要。如毛坯孔已冲出，则以扩孔作为粗加工。尺寸小的连杆毛坯没有预孔已冲出，则以扩孔作为粗加工。尺寸小的连杆毛坯没有预制孔，则需先钻孔、扩孔，再铰孔或拉孔。制孔，则需先钻孔、扩孔，再铰孔或拉孔。小批生产时，用立式钻床在一个工序中完成钻、扩、铰孔小批生产时，用立式钻床在一个工序中完成钻、扩、铰孔。加工时，用小头非加工外圆定位以保证孔的壁厚均匀。加工时，用小头
40、非加工外圆定位以保证孔的壁厚均匀。成批生产时，用转台式多工位组合机床完成小头孔的钻或成批生产时，用转台式多工位组合机床完成小头孔的钻或扩孔、铰孔或镗孔及孔口倒角。扩孔、铰孔或镗孔及孔口倒角。大量生产时，用钻大量生产时，用钻(或扩或扩)、拉完成小头孔的粗加工和半精、拉完成小头孔的粗加工和半精加工。生产率高，且精度易保证。加工。生产率高，且精度易保证。（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 5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 3.3.连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工对整体式连杆毛坯，大头孔的粗加工，可在
41、切开连杆盖前对整体式连杆毛坯，大头孔的粗加工，可在切开连杆盖前或在切断连杆盖后进行。或在切断连杆盖后进行。若在切断前进行加工，要通过偏心扩孔或偏心镗孔加工出若在切断前进行加工，要通过偏心扩孔或偏心镗孔加工出椭圆孔。故多数情况下，大头孔是在切断连杆盖后，并和连椭圆孔。故多数情况下，大头孔是在切断连杆盖后，并和连杆体合并在一起进行加工。杆体合并在一起进行加工。生产量较大时，用多轴镗头和多工位夹具或多工位机床进生产量较大时，用多轴镗头和多工位夹具或多工位机床进行加工。大量生产时，可在连杆盖切断后，在连续式拉床上行加工。大量生产时，可在连杆盖切断后，在连续式拉床上拉削大头侧面、半圆孔和结合面等一起组合
42、拉削；或在几台拉削大头侧面、半圆孔和结合面等一起组合拉削；或在几台连续式拉床上分别拉削大头侧面、螺栓头及螺母的支承面，连续式拉床上分别拉削大头侧面、螺栓头及螺母的支承面，切断连杆盖和拉削连杆盖，连杆体的结合面、半圆孔。切断连杆盖和拉削连杆盖，连杆体的结合面、半圆孔。（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 5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 3.3.连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工连杆大头孔精加工和精整、光整加工是在连杆体和连杆连杆大头孔精加工和精整、光整加工是在连杆体和连杆盖组装后进行的；而小头孔因
43、为在组装前已加工到一定的盖组装后进行的；而小头孔因为在组装前已加工到一定的尺寸精度，故组装后直接进行精加工。尺寸精度，故组装后直接进行精加工。一般小头底孔和衬套孔采用金钢镗（细镗），大头孔多一般小头底孔和衬套孔采用金钢镗（细镗），大头孔多采用金钢镗（细镗）及珩磨加工。采用金钢镗（细镗）及珩磨加工。也有的连杆小头底孔拉削后，不再进行金刚孔，仅金刚也有的连杆小头底孔拉削后，不再进行金刚孔，仅金刚镗大头孔；镗大头孔；有的连杆小头底孔、大头孔均经珩磨；有的连杆直接利有的连杆小头底孔、大头孔均经珩磨；有的连杆直接利用双轴精密镗床对大、小头孔进行精加工。用双轴精密镗床对大、小头孔进行精加工。（2 2）连杆
44、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 5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 3.3.连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工 连杆大、小头孔的精加工一般有两种方案：连杆大、小头孔的精加工一般有两种方案：（1 1）大、小头孔同时加工）大、小头孔同时加工 大、小头孔同时在专用的卧式双轴金钢镗床或精度镗床上大、小头孔同时在专用的卧式双轴金钢镗床或精度镗床上进行加工。加工时连杆以大小头端面、小头孔和大头侧面定进行加工。加工时连杆以大小头端面、小头孔和大头侧面定位，小头孔内的定位销在工件夹紧后抽出，即可同时对大、位，小
45、头孔内的定位销在工件夹紧后抽出，即可同时对大、小头孔进行加工。小头孔进行加工。近年来，在加工中心上同时半精镗、精镗连杆大、小头孔近年来，在加工中心上同时半精镗、精镗连杆大、小头孔的方法应用越来越广泛。的方法应用越来越广泛。（2 2）大、小头孔分别加工）大、小头孔分别加工 其加工质量在很大程度上取决于镗床夹具的制造精度和定其加工质量在很大程度上取决于镗床夹具的制造精度和定位的准确性。与大、小头孔同时加工相比，该方法机床和夹位的准确性。与大、小头孔同时加工相比，该方法机床和夹具的调整较容易；由于是单孔加工，产生的切削力小，引起具的调整较容易；由于是单孔加工，产生的切削力小，引起的工艺系统的振动较小
46、。但易引起较大误差。的工艺系统的振动较小。但易引起较大误差。（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 5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 3.3.连杆大、小头孔的加工连杆大、小头孔的加工 连杆体、连杆盖连杆体、连杆盖整体精锻和撑断工整体精锻和撑断工艺，是在半精加工艺，是在半精加工后将连杆盖与连杆后将连杆盖与连杆体撑断，使撑断面体撑断，使撑断面产生凸凹不平，连产生凸凹不平，连杆盖与连杆体再组杆盖与连杆体再组装时只有唯一装时只有唯一 的位的位置。置。撑断套撑断套楔形压头楔形压头撑断槽撑断槽定位销定位销
47、A-AAA连杆撑断工艺示意图连杆撑断工艺示意图5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 4.4.连杆接合面裂解加工工艺连杆接合面裂解加工工艺 连杆裂解工艺特点：连杆裂解工艺特点：连杆盖与连杆体之间只需用螺栓连接，即可保证连杆盖与连杆体之间只需用螺栓连接，即可保证相互位置精度；相互位置精度；能保证连杆盖与连杆体的装配精度；能保证连杆盖与连杆体的装配精度；以整体加工代替了接合面的分体加工，减少了加以整体加工代替了接合面的分体加工，减少了加工工序；工工序；简化了连杆螺栓孔结构设计，降低了对螺栓孔的简化了连杆螺栓孔结构设计，降低了对螺栓孔的加工要求，省去了螺
48、栓孔的精加工和加工设备；加工要求，省去了螺栓孔的精加工和加工设备；节材省能、产品质量高、生产成本低等优点。节材省能、产品质量高、生产成本低等优点。已在汽车发动机连杆生产中被广泛采用。已在汽车发动机连杆生产中被广泛采用。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 4.4.连杆接合面裂解加工工艺连杆接合面裂解加工工艺 （1 1）裂解连杆材料）裂解连杆材料 连杆裂解加工对连杆材料要求较高，要求其塑性变连杆裂解加工对连杆材料要求较高，要求其塑性变形小、强度较好、脆性适中。形小、强度较好、脆性适中。（2 2）裂解加工连杆的主要工艺过程）裂解加工连杆的主要工艺过程
49、 粗磨连杆两端面粗磨连杆两端面粗镗及半精镗大、小头孔粗镗及半精镗大、小头孔钻钻、攻螺纹孔、攻螺纹孔加工裂解槽加工裂解槽撑断撑断装配螺栓装配螺栓压衬套压衬套并精整、光整加工衬套并精整、光整加工衬套精磨连杆两端面精磨连杆两端面半精镗及半精镗及精镗大、小头孔精镗大、小头孔铰珩小头孔铰珩小头孔清洗清洗检验。检验。5-2 连杆制造工艺连杆制造工艺七、连杆主要表面的机械加工七、连杆主要表面的机械加工 4.4.连杆接合面裂解加工工艺连杆接合面裂解加工工艺曲轴结构特点曲轴结构特点曲轴在发动机内是一个高速旋转的长轴，它将活曲轴在发动机内是一个高速旋转的长轴，它将活塞的直线往复运动变为旋转运动，进而通过飞轮把扭塞
50、的直线往复运动变为旋转运动，进而通过飞轮把扭矩输送给底盘的传动系，同时还骆动配气机构及其它矩输送给底盘的传动系，同时还骆动配气机构及其它辅助装置，所以其受力条件相当复杂，除了旋转质量辅助装置，所以其受力条件相当复杂，除了旋转质量的离心力外，还承受周期性变化的气体压力和往复惯的离心力外，还承受周期性变化的气体压力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。为保性力的共同作用，使曲轴承受弯曲与扭转载荷。为保证工作可靠，曲轴必须要有足够的强度和刚度，各工证工作可靠，曲轴必须要有足够的强度和刚度，各工作表面要耐磨。而且润滑良好；作表面要耐磨。而且润滑良好；5-3 曲轴制造工艺曲轴制造工艺CA61
