S195柴油机连杆工艺说明书

零件分析

1、零件的功用

连杆是柴油机的主要零件之一，其功用是将作用于活塞顶面的膨胀气体传给曲轴，从而使得活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。

连杆承受活塞销传来的气体作用力及本身摆动和活塞组往复运动时间的惯性力。这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆收到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆在质量尽可能小的条件下，有足够的刚度和承受温度的能力。若连杆的刚度不够，则可能产生的后果是：其大头孔失圆，导致连杆大头轴瓦因幽默破坏而烧损，连杆杆身弯曲，造成活塞与汽缸偏差等。 2、零件的技术分析

在发动机处于工作状态时，它把作用于活塞顶部膨胀气体的压力传给曲轴，推动曲轴旋转；在进气、排气和压缩行程中，又受曲轴的驱动，带动活塞压缩汽缸中的气体，整个过程连杆受到很大的压应力和纵向弯曲应力。而连杆往复运动产生的惯性力，又使连杆承受拉应力。因此，连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。

为了减少惯性力的影响，在保证连杆具有足够的强度和刚度的前提下，要尽可能减轻其重量，所以连杆采用了从大到小逐渐变小的“工”字型截面形状。 3、零件的工艺分析

各类连杆主要技术条件基本相似，仅在数值上有差别。下面具体介绍S195柴油机的主要技术条件。 （1）大、小头孔精度

为了使大头孔与轴瓦及曲轴，小头孔与活塞销能密切配合，减小冲击的不良影响和便于传热。大头孔与小头孔的衬套孔均为IT6公差等级，大头孔表面粗糙度0.8，大头孔的圆度公差为0.005mm，直线平行度为0.01mm。小头孔表面粗糙度6.3。小头孔的圆度公差为0.007mm。 （2）大小头孔轴线在两个互相垂直方向的平行度

两小轴心线在连杆轴线方向的平行度误差会使活塞汽缸倾斜，从而造成汽缸壁磨损，所以两孔轴心线的在连杆轴方向的平行公差较小，而两孔轴心线在垂直

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于连杆轴承方向的平行度在100mm长度上公差为0.03mm；在垂直于连杆轴线方向的平行度在100mm长度上为0.06mm。 （3）大小头孔的中心距

小头孔的中心距影响到汽缸的压缩比，即影响到柴油机的效率，所以规定了比较高的要求：210±0.03mm

（4）大头两端面对大头孔轴心线的垂直度

大头孔两端面对大头孔轴心线的垂直度影响到轴瓦的安装和磨损；同时，这 个垂直度在加工过程中将影响到加工小头孔两端时的定位精度，所以对它已提出了一定的要求：大头孔两端而对大头孔轴心线的垂直度在100mm长度上公差为0.1mm。

（5）有关螺栓孔的技术要求

对S195型柴油机连杆，规定螺栓孔按8级公差等级和2.5表而粗糙度加工， 两螺栓孔在互相垂直的两个方向的平行度在100mm长度为0.15mm。

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工艺过程设计

1、选择毛坯

连杆材料一般采用45钢或40Cr钢，近年来也有采用球墨铸铁，本次设计采用45钢。

2、机械加工工艺规程的制定

钢制连杆都用模锻制造毛坯，连杆毛坯的锻造工艺有两种方案：将连杆体和盖分开锻造或整体锻造。因为连杆盖中间有凹坑，这样就不能采用整体锻造工艺。因为整体锻造是总以杆身对称面为分模面，此时连杆盖两端的筋就无法锻出，所以必须分开锻造。

从锻造后材料的组织来看，分开锻造的连杆盖金属纤维是连续的，因此具有较高的强度，而整体锻造的连杆，经切开后，连杆盖的金属纤维是断裂的，因而削弱了强度。当然整体锻造要增加切开连杆的工序。

但是，整体锻造可以提高材料利用率，减少结合面的加工余量。机械加工的装夹比较方便，而且只需要一套模锻，一次便可锻成，毛坯也只有一只，便于组织和管理生产。所以一般只要不受连杆盖形状和锻造设备的限制，尽可能采用连杆的整体锻造工艺。

3、制定工艺规程要解决的几个主要问题 （1）基准面的选择

连杆机械加工工艺过程的大部分工序都采用统一的定位基准，即一个指定的端面，小头孔及工艺凸台。这样有利于保证连杆的加工精度。特别是作为技术要求的关键项目：连杆大；小头孔的尺寸精度。几何形状精度和相互位置精度，而且端面的面积大，定位比较稳定。

由于连杆的外行不规则，为了定位需要，在连杆大头处作出工艺凸台（俗称工艺搭子面）作为辅助基面。连杆大，小头端面对称分布在杆身的两侧，由于大，小头孔厚度不等，所以大头端与同侧小头端面不在一个平面上，这样的端面作为定位基准显然是不利的。为了避免用阶梯面定位产生的定位误差，一定工艺规程时，先把大、小头作成一样的厚度，这样不仅避免了上述缺点，而且加大了定位面积，增加了定位稳定性。在加工的最后阶段才铣出这个阶梯面。用端面定位安装工件时，注意将厂标号及件号标记的一面不与夹的定位元件接触。

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在精镗小头孔及小头活塞销轴轴承孔时，也用小头孔(轴承孔)作为定位基准，这是精加工中自身定位的典型例子。将定位销做成活动的，当连杆定位夹紧后，定位销从小头孔中抽出。精镗大、小头孔时，用大头端面起主要定位作用，有利于保证大头孔与端面的垂直度要求，而精镗小头轴承孔时，大头孔用可心轴起主要定位作用，有于保证大、小头孔轴线的平行度。 （2）粗基准的选择

①选择两端为粗基准其理由如下：

A 该加工表面为连杆的重要表面，为保证其余量均匀。 B 毛坯该两端面较光洁。

②工艺凸台由于其加工余量较小，且与加工面的位置精度要求高，故也可以做粗基准。 （3）精基准的选择:

因尽量遵守基准重合原则，以减少因基准不重合而引起的定位误差。应尽量选择工序基准。因此，两端面和半精加工后的大小头孔。工艺凸台以作为精基准。

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