连杆制造工艺介绍(秦晓辉)PPT课件.ppt

连杆制造工艺简介东风汽车有限公司商用车发动机厂2006 08 08 1 一 产品功能与结构类型 连杆是连接活塞与曲轴的动力功能件 连杆小头通过活塞销与活塞相连 连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连 并把活塞承受的气体压力传给曲轴 使活塞的往复运动转变成曲轴的旋转运动 2 连杆的工作状态 连杆工作时 承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用 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 这就要求连杆强度高 刚度大 重量轻 3 连杆的组成 结构分为三部分 连杆小头连杆杆身连杆大头连杆组件的构成 连杆体连杆盖螺栓与螺母衬套 4 连杆的结构类型 通常按对口面 又称结合面 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 5 几种连杆的外形简介 6 二 我厂几种连杆的工艺参数 7 我厂几种不同连杆的不同材料 8 连杆毛坯的类型 EQ491连杆毛坯采用连杆体 连杆盖分离铸造的形式 EQ6100 6102及康明斯6C连杆毛坯均为整体式锻造毛坯 9 6C连杆线的简介 6C连杆生产线原设计纲领为5000辆份 年 由于襄樊康明斯公司持续不断地年需求量 该生产阵地也相应地分阶段 滚动 实施了 一期生产线能力提升工程 和 二期物流优化整合工程 在实施过程中 加强了工业工程的运用 着力体现 精益生产 理念 缩短不必要的 无效运输距离 节约有效生产用占地面积 建立相对独立零部件品种的生产阵地 并且尽量利用存量资产 以最小的投入使生产线效能最大化 现六天三班制实际已接近年产40000辆份的生产能力 关键工序的加工质量明显提高 生产物流得到优化布置 10 康明斯6C连杆的机加工过程 1 工艺过程的安排 6C连杆的加工工序遵循先面后孔 先基准后其它的原则 在一条生产线中完成连杆的所有加工 装配等内容 11 2 6C连杆的工艺流程 铣两端面 镗小头孔 铣小头斜面 小头孔倒角 镗大头上下半圆 车大头外圆 拉侧定位面及螺栓 螺母座面 钻油孔并倒角 铣断 粗磨连杆 连杆盖对口面 钻连杆 连杆盖螺栓孔 扩杆盖螺栓座面沉孔并倒角 锪对口面杆盖螺栓沉孔 精磨连杆 连杆盖对口面 对口面沿大头孔内侧倒角 扩铰杆盖螺栓孔 铣瓦槽 清洗 杆盖配对并装配 自动拧紧 精磨两端面 精镗小头底孔 半精镗大头孔 大头孔倒角 压衬套 称重去重去毛刺 精 12 镗大头孔 精镗衬套孔 去毛刺 总成清洗 终检 自动打流水号 返工 13 14 15 16 17 18 19 EQ491连杆线简介 EQ491连杆是德国科隆 福特发动机厂OHC420发动机国产化开发后的产品 其加工生产线是以福特厂70年代投产的T88生产线中的OHC420连杆线为基础建成的 它保留了原生产线主要的工艺技术 原连杆生产线可生产OHC系列1 3L 1 6L及2 0L的连杆总成 我厂现有的EQ491连杆生产线主要用于生产2 0L的连杆总成 原生产线投产以后 其加工工艺虽做过不少改进 但仍有很多地方值得我们借鉴和学习 20 EQ491连杆的结构特点 EQ491连杆由大 小头及杆身等部分组成 大头为剖分式结构 剖分面为平切口 连杆体与连杆盖用螺栓定位连接 在大头孔壁有一阶梯油孔与杆身轴线呈23 斜穿杆身 为减轻重量且使连杆具有足够的强度和刚度 杆身做成由大头向小头逐渐减小的 工 字形截面 其外表面不进行机加工 连杆大头的去重凸台在大头顶部并垂直于杆身轴线 小头去重凸台在小头一侧并与杆身轴线呈13 夹角 为减小连杆大头孔与曲轴连杆颈之间的摩擦 EQ491连杆在装机时大头孔内将安装轴瓦 其小头孔与活塞销由于是紧配合 故不用安装衬套 连杆体 连杆盖具有互换性 21 EQ491连杆的机加工过程 1 工艺过程的安排 EQ491连杆的加工工序遵循先面后孔 先基准后其它的原则 先采用连杆体 连杆盖双线独立加工 装配后再并入总成线加工的形式 22 2 EQ491连杆的工艺流程 连杆体 毛坯检查 粗磨 半精磨两端面 拉半圆孔 结合面及两侧面 钻扩铰小头孔及单边倒角 精磨结合面 拉窝座面 钻铰螺栓孔及窝座面倒角 钻油孔 铣瓦槽 清洗 23 连杆盖 毛坯检查 拉两端面 拉半圆孔 结合面及两侧面 精磨结合面 钻铰螺栓孔 锪窝座面及倒角 铣瓦槽 清洗连杆总成 退磁 人工去毛刺 装配 粗镗大头孔及倒角 大小头去重 去毛刺 精磨两端面 精镗大小头孔及小头孔单边倒角 清洗 去毛刺 珩磨大头孔 珩磨小头孔 清洗 退磁 终检 校正 称重 分组及标记 防锈 24 三 发动机连杆新工艺新技术介绍 在传统制造工艺中 连杆体和盖的制造依赖两种方法 1 连杆体和盖整体锻造 锯切分离 接触面机加工 装配 2 连杆体 盖分别锻造 接触面机加工 装配 采用上述两种工艺 不仅需对连杆体和盖的联接面进行铣削和磨削 并且在该联接面上还要钻铰螺栓定位孔和攻螺纹孔 或者切制端面齿 钻铰定位销孔和钻螺栓孔等 以便将来能使连杆体 盖实现精确合装 为此 需要较多的加工机床 经过十几道工序 耗费大量的加工工时 25 针对连杆传统制造工艺中的缺点 为了降低制造费用和工时 提高配合精度 连杆断裂剖分工艺被提出 并首先于80年代中 由Alfling公司在德国申请专利 其后 有关研究不断在美 德获得进展 进入90年代 该工艺在工业发达国家进入实际应用生产阶段 适用的毛坯由最初的粉末锻造连杆 发展到中高碳钢锻造连杆 使用的厂家覆盖了美国三大汽车公司 以及德国奔驰 宝马等著名企业 目前国内应用该技术的厂家是一汽大众发动机厂 引进德国技术装备 适用于每缸五气门新型发动机连杆 26 锻造的连杆毛坯 在实施断裂剖分之前 先粗镗连杆大头孔 然后在其预定断裂处加工两个对置的沟槽 为应力集中点 随后 将连杆大头孔套装到一台进行断裂剖分的装置的两个半芯轴上 并将连杆进行定位和夹紧 然后利用冲击力 将用来胀裂连杆的楔插入上述半芯轴中 此时在楔的冲击下 连杆的大头孔在沟槽处被断裂剖分为连杆体和连杆盖 这种新工艺 使分离后的连杆和连杆盖能直接在断裂面处自然精确合装 无需加工配合面 达到了减少加工工序和减少加工机床的目的 此外 除连杆剖分面具有较高的配合精度外 还由于其剖分接触面是凸凹不平的 大大提高了接触面积 从而提高了连杆承载能力 27 脆性断裂具有以下发生特点 1 断裂时承受的工作应力较低 通常远远低于材料的屈服强度 塑性变形小 2 断裂受温度影响较大 3 断口方向与正应力相垂直 连杆断剖工艺正是依照脆性断裂的上述特点 通过在连杆大头内侧开出V型槽 然后施加垂直于预定断裂面的正应力 满足脆性断裂的发生条件 使连杆体一盖在不发生塑性变形的情况下被分离 应关注以下几个问题 1 毛坯材料 2 V型槽形状与所需应力关系 3 操作温度 28 毛坯材料由于脆性材料更易发生脆性断裂 适于采用断剖工艺制造的连杆 主要采用下述三种材料的毛坯 1 粉末锻造毛坯 2 可锻铸铁 3 70高碳钢 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 40 m 经机加工后 其圆度误差可减为3 m 此外 45 55锻钢毛坯也可使用断剖技术进行连杆制造 但必须保证在 40 时 才可实现脆性断裂 保证胀裂后的变形足够小 29 由于连杆剖分新工艺具有后续加工工序少 制造成本低 连杆体