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连杆的加工工艺1.连杆的简介及工艺过程连杆（link）连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在往复活塞式动力机械和压缩机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。 连杆是汽车发动机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。 连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作。它既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。 连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能；又要求具有足够的钢性和韧性。 连杆材料一般采用45钢、40r或40MnB等调质钢。合金钢虽具有很高强度，担对应力集中很敏感。所以，在连杆外形、过度圆角等方面需严格要求，还应注意表面加工质量以提高疲劳强度，否则高强度合金钢的应用并不能达到预期果。连杆的制造工艺：锻造热处理及表面处理机加工 锻造工艺：辊锻制坯预锻终端冲连皮冷切边 热处理及表面处理：一般是调质处理，表面处理一般是磷化处理+喷丸 机加工：一般的车床上进行粗加工和精加工即可 曲轴的工艺过程 曲轴一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，最后进行精加工。现代汽车发动机广泛采用球墨铸铁曲轴。球墨铸铁价格便宜，耐磨性能好，轴颈不需硬化处理，同时金属消耗量少，机械加工量也少。为提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，轴颈表面应进行喷丸处理，圆角处要经滚压处理。 1、铸造技术（1）熔炼对于高牌号铸铁的熔化，将采用大容量中频炉进行熔炼或变频中频炉熔炼，并采用直读光谱仪检测铁水成分。球墨铸铁处理采用转包，研制新品种球化剂，采用随流孕育、型内孕育及复合孕育等先进孕育方法。熔化过程的各参数实现微机控制和屏幕显示。（2）造型消失模铸造将得到发展和推广。在砂型铸造中，无箱射压造型和挤压造型将受到重视并继续在新建厂或改建厂中推广应用。原有的高压造型线将继续使用，其中部分关键元件将得到改进，实现自动组芯和下芯。2、锻造技术以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻（楔横轧）制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统（FMS）。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。3、机械加工技术目前国内曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的加工余量。一般精加工采用MQ8260等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。4、热处理技术和表面强化技术（1）曲轴中频感应淬火曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置，具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。（2）曲轴软氮化对于大批量生产的曲轴来说，为了提高产品质量，今后将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机（清洗干燥）、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机（清洗干燥）、控制系统及制气配气等系统组成。（3）曲轴表面强化技术球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中，另外，圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中，锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。装配式凸轮轴制造工艺目前，大部分发动机制造企业都采用整体式凸轮轴，其材料有的采用中碳低合金锻钢（经高频淬火），有的采用球墨铸铁。整体式凸轮轴加工工艺包括粗加工、半精加工和精加工。生产中采用自动线多工位机床，设备投资较大，生产线占地面积多，生产成本较高。而装配式凸轮轴只需半精加工和精加工，凸轮、齿轮、轴套可采用不同的材料，因此产品质量可减轻30%-50%；可柔性化生产，设备投资小，生产线占地面积少，生产成本较低。 1.装配式凸轮轴工艺流程 装配式凸轮轴工艺流程为校直加工两端面中心孔、螺纹孔、驱动孔（2台加工中心并行加工）车轴颈、齿轮毛坯、前止端面及导向轮毂磨轴颈及导向轮毂滚齿压销磨凸轮（3台磨床并行加工）凸轮淬火去毛刺校直轴颈凸轮轴颈及凸轮抛光清洗综合检测。 装配式凸轮轴内凸轮、轴套、偏心环、齿轮等零部件先后联成完整凸轮轴。装配过程是人工将所有凸轮轴组装。部件包括凸轮、主轴颈、齿坯放到安装上料盒中，钢管穿到各部件孔中，在安装上料盒中进行初定位。启动设备后，该上料盒进人设备中，首先用工装测头进行部件到位检测，并验证凸轮放置位置是否正确。验证通过后，使用机械手将凸轮轴上料到凸轮轴压球工位，然后各部件定位块启动以精确定位凸轮、轴颈、齿轮。到位后同时夹紧各部件，并伸出顶杆将直径超过管子内径的钢球穿过整个钢管内径，钢管外的凸轮轴部件在受到钢管膨胀伸展作用力下和钢管相互弹性变形最终形成装配式凸轮轴，这种凸轮轴组合工艺称为管内滚压扩张法。 2.凸轮轴装配工艺方法 2.1 热套法 常温下，外部零件的孔和内部钢管的外径之间有过盈，装配之前先对外部零件（凸轮、轴套）进行加热，对内部钢管进行冷却，借以消除过盈。这种工艺方法在短暂时间内完成联接过程，在轴向尺寸和角度位置方面都有很高精度。 2.2 内部高压成形法（IHU ) 已经淬硬的凸轮圈与利用内部的高压力，使钢管变形形成轴向联接。通过在凸轮旁将钢管材料往外压出1/10 mm左右而达到凸轮的轴向定位。这种IHU工艺制成的装配式凸轮轴已成功应用在奥迪公司2003年投入批量生产的V6TDI轿车柴油机中。IHU装配式凸轮轴是由壁厚为2.5 mm或3.0 mm精密钢管上安装等温淬火的凸轮和钢管堵头组成。 整个周长上等壁厚的凸轮被置人一台专门的设备中，这台设备可保证轴向对准凸轮中心线和凸轮转角位置。钢管穿过如此定位好的凸轮推入，一台真空抓取机将预先定位好的各个零件放到带IHU工具的液压机上，IHU工具的模腔形状正好与制好的毛坯轴的外形轮廓相一致。将液体介质注人管内后，钢管两端用轴向塞头封死。通过将管内压力提高，使整个钢管发生塑性变形，直到贴合在IHU工具上。此时，钢管和凸轮之间接产生了力联接和形状联接。 2.3 管内滚压扩张法 利用滑动滚压原理使得薄壁钢管在带孔的外部零件中发生局部的扩张。可以利用带有滚压过盈量，穿过内管的滚压工具，使内管发生塑性扩张。上海通用汽车有限公司发动机装配式凸轮轴就采用钢球在钢管内部扩张方式。 2.4 凸轮压力套装定位法 这种工艺首次在钢管外面滚压加工出圆周方向的槽子，凸轮的孔内加工出轴向的线槽，然后从轴向将加工好的凸轮套上钢管并推人，由于钢管外径和凸轮孔之间有过盈，所以当凸轮推人到钢管上面以后就会发生塑性变形，钢管表面和凸轮孔都有一些锥度，推人之后非常牢固。蒂森克虏伯集团在大连的装配式凸轮轴的装配工艺就是采取这种方法。 3.装配式凸轮轴制造工艺特点 a.省略了毛坯件粗加工，工艺流程简单。装配式凸轮轴的各个零件加工余量小，精度高，不像整体式凸轮轴要从毛坯件（铸件或锻件）开始进行大量的毛坯粗加工和繁杂的工艺后，才能达到所要求的形状。装配式凸轮轴只需要在装配后进行半精加工和精加工，从而缩短了整个工艺流程。 b.加工余量小，便于高效率生产。各凸轮采用精铸部件，因而加工余量小。设备加工单件时间短，产能高，有利于规模化生产。如凸轮按最终形状精铸，减少了磨削余量，从而缩短了磨削时间。 c.不同的零件可使用不同的材料，以提高产品性能和加工性能。发动机对不同零件（轴套、凸轮、齿轮）有着不同的性能要求，装配式凸轮轴可在不同零件上采用不同材料。如凸轮采用粉末冶金或铸钢，凸轮轴采用冷拔钢管。这不仅有利于优化产品性能，也有利于改善凸轮轴加工性能和优化成本。 d.适应产品多品种柔性化要求。通过更换不同的轴颈和磨削不同的凸轮型线即可生产出多品种的凸轮轴。该系列产品的基本参数是一致的，包括轴颈、凸轮基圆半径、钢管直径、轴方向、长度间距等，生产线只需通过更换安装盒中的轴颈模具和切换磨床程序即可。 4.装配式凸轮轴加工工艺发展方向 a.柔性化的生产线布局。生产线布置采用单元自动化模块。单元内有龙门架式机械手上、下料，在瓶颈单元内预留位置便于扩展。单元间输送可采用自动化或人工运输，这样有利于生产线开动率的提高。 b.柔性化的产品。凸轮轴的材料和结构可根据产品设计需要灵活变化，以更多地满足市场要求，通过轴颈和凸轮型线的变化提供多品种产品。 c.高速磨削、高速磨削CBN（氮化硼）工具的使用。可以大幅度提高磨削效率，减少设备使用台数。磨削力小，零件加工精度高，工件表面粗糙度降低。砂轮寿命延长，生产成本降低。 d.多砂轮磨削和两个砂轮头架的使用。在提高砂轮转速的同时采用多砂轮磨削是另一种减少加工节拍的方法，如多砂轮磨削凸轮的同时磨轴颈外径，一台磨床使用两个砂轮头架同步加工凸轮等。 e.在线量仪的使用。为保证尺寸稳定性，装配式凸轮轴加工的关键设备越来越多地使用在线检测自动补偿功能。 f.粉末冶金等材料的使用。 g.工序集中方式加工。该方式就是将车、铣、钻、磨削的工序内容分别集中在一起，采用柔性设备组成的制造单元集中式加工。这样，将最大限度地减少工件装夹次数和上下料输送等辅助时间，有利于减少误差和提高生产效率。 h.设备单元可采用双主轴或双机床来减少加工节拍，如一个磨削单元可组合两台磨床，共用一套控制系统，并通过内置的龙门架式上下料装置输送工件。与采用两台独立的机床相比，不但节省了设备费用，而且大大减小了占地面积，并且每台磨床可使用多主轴完成磨床组合。车床和加工中心也都可以采用双主轴的方式来提高效率。蒂森克虏伯集团在大连建立了装配式凸轮轴工厂，为发动机制造企业提供装配式凸轮轴。 采用装配式凸轮轴，发动机性能得到提高，明显改善了燃油经济性，降低了排放，减少了振动，同时也降低了制造成本。目前，装配式凸轮轴已越来越受到发动机制造企业的欢迎。汽缸盖的加工工艺气缸盖是内燃机零件中结构较为复杂的箱体零件，也是关键件，其精度要求高，加工工艺复杂，且加工质量直接影响发动机整体性能。对于内燃机气缸盖制造，其制造系统虽然不同，但加工工艺及工艺设计中所采用的工艺技术仍有许多共同之处。其进、排气门座圈锥面与导管孔的加工是气缸盖加工中最关键的工序，精度一般为:高速发动机座圈底孔与其导管底孔的同轴度为0.03mm，座圈锥面对导管孔的同轴度为0.025mm，转速低于3600r/min的内燃机可分别降为0.05mm,0.04mm，一般采用钻-(复合扩)-半精谴气门座孔、导管底孔精谴气门座底孔、枪铰导管底孔压导管、座圈精车座圈锥面、枪铰导管孔工艺。根据零件结构、生产纲领及加工精度，以直列三缸、四缸柴油机灰口铸铁材料的气缸盖为例，结合国内外机械加工工艺的发展趋势及莱动公司缸盖生产的具体情况，对其进行探讨分析。1气门座圈锥面加工方式 目前，加工座圈锥面多采用车削工艺。而采用锪锥面的加工工艺，其缺点是在锥面上会复映惚刀切削刃的各种缺陷。另外，由于切削力较大，要求刀体的刚性好。但它具有刀具结构和运动简单，生产效率高的特点。 此外，座圈材料的不同，也会影响加工方式的选择。一般地，当座圈硬度在HRC40以上时，座圈硬度较高，只能采用车削锥面;当座圈硬度低于HRC40时，既可采用车削锥面，也可采用惚锥面工艺。2导管孔的加工方式 一般采用单刃铰刀(即枪铰刀)进行加工，这种刀具设有两个导向条，在切削过程中可起导向作用，对加工余量不均匀的敏感性低。另外，在枪铰刀基础上发展起来一种枪谴刀，与枪铰刀十分类似，它采用三个导向条。这样，在谴刀切入工件后，其中一个导向条立即起支撑作用，提高了镗刀的刚性，这种枪镗刀也用于加工导管孔。在大批量生产中，一般采用一面两销定位，同时提高导管底孔及气门座底孔对定位销孔位置精度，减少定位误差，使加工余量均匀，保证产品精度要求。另外，枪铰冷却液分为高压、低压两种，高压冷却液主要用于加工过程冷却，其压力为5 MPa，流量80L/min，