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发动机厂经典零件结构及其工艺分析
1 汽车发动机缸体加工工艺分析
1.1 汽车发动机缸体结构特点及其关键技术要求
发动机是汽车最关键组成部分，它性能好坏直接决定汽车行驶性能，故有汽车心脏之称。而发动机缸体是发动机基础零件，经过它把发动机曲柄连杆机构(包含活塞、连杆、曲轴、飞轮等零件)和配气机构(包含缸盖、凸轮轴、进气门、排气门、进气歧管、排气歧管、气门弹簧，气门导管、挺杆、挺柱、摇臂、摇臂支座、正时齿轮)和供油、润滑、冷却等机构联接成一个整体。它加工质量会直接影响发动机性能。
1.1.1缸体结构特点
因为缸体功用决定了其形状复杂、壁薄、呈箱形。其上部有若干个经机械加穴座，供安装气缸套用。其下部和曲轴箱体上部做成一体，所以空腔较多，但受力严重，所以它应有较高刚性，同时也要降低铸件壁厚，从而减轻其重量，而气缸体内部除有复杂水套外，还有很多油道。
1.1.2缸体技术要求
因为缸体是发动机基础件，它很多平面均作为其它零件装配基准，这些零件之间相对位置基础上是由缸体来确保。缸体上很多螺栓孔、油孔、出砂孔、气孔和多种安装孔全部能直接影响发动机装配质量和使用性能，所以对缸体技术要求相当严格。现将中国现在生产多个缸体技术要求归纳以下：
1）主轴承孔尺寸精度通常为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral6—0.8μm，圆柱度为0.007~0.02mm，各孔对两端同轴度公差值为￠0.025～0.04mm。
2）气缸孔尺寸精度为IT5～IT7，表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，有止口时其深度公差为0.03～0.05mm，其各缸孔轴线对主轴承孔轴线垂直度为0.05mm。
3）各凸轮轴轴承孔尺寸精度为IT6～IT7，表面粗糙度为Ra3.2～0.8μm，各孔同轴度公差值为0.03～0.04mm。

4）各凸轮轴轴承孔对各主轴承孔平行度公差值为0.05～0.1mm。
5）挺杆尺寸精度为ITO~IT7，表面粗糙度为Ral.6~0.4m,且对凸轮轴轴线垂直度为0.04～0.06mm。
6）以上各孔位置公差为0.06～0.15mm。
7）顶面(缸盖安装基面)及底面平面度为0.05～0.10mm，顶面表面粗糙度为Ral.6～0.8μm，且对主轴承中心线尺寸公差为0.1~0.15mm。
8）后端面(离合器壳安装面)粗糙度为Ra3.2～1.6μm，且和主轴承孔轴线垂直度为0.05～0.08mm
9）主轴承座接合面粗糙度为Ra3.2～1.6μm，锁口宽度公差为0.025～0.05mm。
1.2 缸体材料和毛坯制造
1.2.1缸体材料
依据发动机原理能够知道缸体受力情况很复杂，需要有足够强度、刚度，耐磨性及抗振性，所以对缸体材料有较高要求。缸体材料有一般铸铁、合金铸铁及铝合金等。中国发动机缸体采取HT200、HT250灰铸铁、合金铸铁和铝合金。灰铸铁含有足够韧性和良好耐磨性，多用于不镶缸套整体缸体。因为价格较低，切削性能很好，故应用较广。多年来伴随发动机转速和功率提升，为了提升缸体耐磨性，中国、外全部努力推行铸铁合金化，即在原有基础上增加了碳、硅、锰、铬、镍、铜等元素百分比，严格控制硫和磷含量，其结果不仅提升了缸体耐磨性和抗拉强度，而且改善了铸造性能。 用铝合金制造缸体，不仅重量轻、油耗少，而且导热性、抗磁性、抗蚀性和机械加工性均比铸铁好。但因为铝缸体需镶嵌铸铁缸套或在缸孔工作表面上加以镀层，原材料价格较贵等原因，所以其使用受到一定程度限制。
1.2.2缸体毛坯制造
因为缸体内部有很多复杂型腔，其壁较薄(最薄达3～5mm)，有很多加强筋，所以缸体毛坯采取铸造方法生产。而铸造过程中需用很多型芯，所以不管是造型过程还是浇注过程，全部有很严格要求。
铸造缸体毛坯关键方法有，砂型铸造（多触点高压有箱造型），金属型铸造、压力铸造、低压铸造等。缸体浇注形式为卧式浇注，仅用两个砂箱，其型芯定位较为困难，所以轻易引发毛坯尺寸及位置偏移。在机械加工以前，需经时效处理以消除铸件内应力及改善材料机械性能。中国大多数汽车制造工厂还要求在铸造车间对缸体进行首次水套水压试验1～3min，不得有渗漏现象。
相关缸体铸造毛坯质量和外观，各厂全部有自己标准。比如对非加工面不许可有裂纹，缩孔、缩松及冷隔，缺肉、夹渣，粘砂、外来夹杂物及其它降低缸体强度和影响产品外观铸造缺点，尤其是缸孔和缸套配合面，主轴承螺孔内表面、顶面、主轴承装轴瓦表面不许可有任何缺点。
缸体毛坯质量对机械加工有很大影响，归纳起来表现在以下三个方面：
1）加工余量过大，不仅造成了原材料利用率降低及浪费机加工时，而且还增加了机床负荷，影响机床和刀具寿命，甚至要增加生产面积和机床台数，使企业投资大为增加。
2）飞边过大会造成和加工余量过大一样后果。因为飞边表面硬度较高，将造成刀具耐用度降低。
3）因为冷热加工定位基准不统一，毛坯各部分相互间酌偏移会造成机械加工时余量不均匀，甚至报废。
1.3 缸体结构工艺性分析
1.3.1缸体关键加工表面
1）缸体属于薄壁型壳体零件，在夹紧时轻易变形，故不仅要选择合理夹紧点，而且还要控制切削力大小。
2）因为孔系位置精度较高，故在加工时需采取相正确工序集中方法，这么就需要高效多工位专用机床。
3）因缸体是发动机基础零件，紧固孔、安装孔尤其多，需要用多面组合组合钻床和组合攻丝机床来加工。
4）部分关键部位孔系尺寸精度较高，其中有相当一部分孔须经精密加工，这在大量生产条件下生产率和生产节拍也是一个很关键问题，所以要安排成多道工序加工。
5）缸体上有各个方向深油道孔，加工时会造成排屑困难、刀具易折断、孔中心线歪斜、生产节拍较长等问题。所以对深孔应采取分段加工，对交叉油道应先加工大孔后加工小孔，也可采取枪钻进行加工。
6）斜面和斜孔加工要采取较特殊安装方法或采取特殊设备。
7）因为缸体各个接合面面积较大，且有较高位置精度和粗糙度要求，一次加工不可能满足要求，所以要划分成多个加工阶段。
8）因为缸体加工部位多、工艺路线长、工件输送又较难处理、使生产管理上较繁杂，所以造成了生产面积和投资增大。
9）缸体加工过程中还穿插着必需装配瓦盖和飞轮壳工序，这在大批量生产中应该合理地安排。
10）因为缸体加工部位较多，加工要求较高，所以检验工作比较复杂。
11）因为缸体形状复杂，螺孔很多，油道多面深且交叉贯通，所以清洗问题要给予足够重视。
12）缸体各部分尺寸设计基准不可能完全一致，故在加工时要充足考虑因基准不重合而造成误差，必需时可考虑变更定位基准。
1.3.2缸体加工工艺过程应遵照标准
缸体形状复杂且有厚度不一样壁和筋，加工精度又比较高，所以，必需充足注意加工过程中因为内应力而引发变形。在安排工艺过程时应遵照以下标准；
1）首先从大表面上切去多出加工层，方便确保精加工后变形量很小。
2）轻易发觉零件内部缺点工序应安排在前面。
3）把各个深油孔尽可能安排在较前面工序，以免因较大内应力而影响后续精加工工序。
1.4 定位基准选择
1.4.1粗基准选择
缸体属于箱体类零件，形状比较复杂、加工部位较多，所以选择粗基按时应满足两个基础要求，即使加工各关键表面(包含主轴承孔、凸轮轴孔、气缸孔、前后端面和顶、底面等)余量均匀和确保装入缸体运动件(如曲轴、连杆等)和缸体不加工内壁间有足够间隙。
缸体加工粗基准，通常选择两端主轴承座孔和气缸内孔。假如毛坯铸造精度较高，能确保缸体侧面对气缸孔轴线尺寸精度，也可选择侧面上多个工艺凸台作为粗基准，这么便于定位和夹紧。
因为缸体毛坯有一定铸造误差，故表面粗糙不平。如直接用粗基准定位加工面积大平面，因切削力和夹紧力较大，轻易使工件产生变形，同时因为粗基准本身精度低，也轻易因振动而使工件产生松动。通常是采取面积很小、相距较远多个工艺凸台作为过渡基准。
10-5c所表示为先以粗基准定位加工过渡基准，然后以过渡基准定位加工精基准。图l0-5a表 示毛坯侧面上工艺凸台，底面法兰台及60°缺口。首先在铸造车间以第一，七主轴承座孔和第一气缸孔为粗基准进行定位，从第一、六气缸孔上部平面压紧，铣出侧面上多个工艺凸台(过渡基准)，图l0-5b所表示，然后在机加工车间以侧面工艺凸台及底面法兰中两个凸台定位，初铣顶面和底面(底面为精基准)，图10-5c所表示。再以底面和靠近底面两个工艺凸台及法兰上铸出缺口定位，钻、铰两个工艺孔(精基准)，图l0-5d所表示。所以，缸体加工过程中选择粗基准是第一、七主轴承座孔；第一气缸孔、底面两个法兰凸台及60°缺口。
1.4.2精基准选择
在选择精基按时，应考虑怎样确保加工精度和安装方便。大多数缸体精基准全部选择底面及其上两个工艺孔，其优点是：
1）底面轮廓尺寸大，工件安装稳固可靠。
2）缸体关键加工表面，大多数全部可用以作为基准，符合基准统一标准，降低了因为基准转换而引发定位误差。比如主轴承座孔、凸轮轴轴承孔、气缸孔和主轴承座孔端面等，全部可用它作为精基准来确保位置精度。
3）加工主轴承座孔和凸轮轴轴承孔时，便于在夹具上设置镗杆支承导套，能捉高加工精度并能捉高切削用量。
4）因为多数工序全部以此作为基准，各工序夹具结构大同小异，夹具设计、制造简单，缩短了生产准备周期，降低了成本。因为采取单一定位基准，可避免加工过程中常常翻转工件，从而减轻了劳动量。
底面作为精基准也有部分缺点：
1）用底面定位加工顶面时，肯定存在基准不重合产生定位误差，难以确保顶面至主轴承座孔轴线距离公差（用来确保压缩比）。
2）加工时不便于观察切削过程。
也有采取顶面为精基准，其优缺点大致和上述相反。主轴承座孔轴线即使是设计基准，但因为其半圆孔结构和装夹不方便，所以目前中国生产中极少用作精基准。多年来国外已开始采取主轴承座孔作为精基准。
1.5 加工阶段划分和加工次序安排
1.5.1 加工阶段划分
缸体加工可划分为四个阶段：
1）粗加工阶段 该阶段关键是去除各个加工表面余量并做出精基准，其关键问题是怎样提升生产率。
2）半精加工阶段 该阶段关键是为最终确保产品和工艺要求作好准备，对于一些部位也能够由粗加工直接进入精加工而不用半精力旺，缸体上关键孔系加工比如主轴承孔、凸轮轴孔、缸孔、挺杆孔等全部有半精加工阶段。
3）精加工阶段 该阶段关键是确保缸体尺寸精度、形状精度、位置精度及表面粗糙度，是关键加工阶段。缸体上大多数加工部位，经过这一加工阶段全部可完成。
4）精细加工阶段 当零件上一些加工部位尺寸、形状要求很高，表面粗糙度值要求很低，用通常精加工手段较难达成要求时，则要用精细加工。因为精细加工余量很小，只能提升尺寸精度和形状精度和表面质量，而对位置精度提升见效甚微。缸体上不镶套缸孔及主轴承座孔常有精细加工要求。
1.5.2缸体工序次序安排
因为缸体形状复杂，且有厚度不一样壁和筋在加工过程中由多个原因造成内应力易使工件产生变形。所以，加工时应遵照以下标准：
1）首先从大表面切去大部分加工余量，以确保精加工后零件变形最小。
2）切削力大、夹紧力大和易发觉零件内部缺点工序应安排在前面进行。
3）因为加工深油孔时轻易产生内应力，安排时要注意对加工精度不利影响。
4）正确地安排密封试验、衬套和轴承等压装和清洗检验等非加工工序。
从表10-1能够看出，缸体加工次序安排有下面多个特点：
1）用作精基准表面(底面及两个工艺孔)代先加工，这么使以后加工全部有一个统一工艺基准，这不仅对于简化设备工装及方使运输带来好处，而且为降低工件定位误差提供了必需条件。
2）根据先粗后精标准尽可能把零件加工划分成多个阶段，这么有利于在加工过程中消除内应力，以限制工件在加工过程中变形量。
3）按加工次序便于零件进行加工。因为缸体形状复杂，输送比较困难，尤其是在大量生产条件下，尽可能降低零件转动，以免增加装置。
4）合理地安排检验工序。将其安排在粗加工阶段结束以后，装瓦盖和装飞轮壳之前。在自动线生产中每段自动线最终一个工位往往是检验，这么可预防不合格半成品流入后面自动线。
1.6 关键加工工序分析
1.6.1第一道工序
拉削加工：拉削平面是一个高效率、高精度加工方法，关键用于大量生产中。这是因为拉刀削平面生产率很高，这是因为拉刀或工件移动速度比铣削进给速度要快得多。拉削速度通常为8～10m／min，而铣削时工作台进给量通常小于1000mm／min。拉刀可在一次行程中去除工件全部余量，而且粗精加工可一次完成。拉削精度较高，这是因为拉刀各刀齿负荷分布良好，修光齿（校准齿）能在较佳条件下工作，切削速度低，刀齿使用寿命高。另外，拉床只有拉力(或工件)移动，所以运动链简单，机床刚度高。拉削平面精度最高可达IT7，表面粗糙度为砌3.2～1.6mm。
拉削不仅能够加工单一、敞开平面，也能够加工组合平面，在发动机零件加工中得到了广泛地应用。若用拉刀加工缸体主轴承座孔分离面（对口面）和锁口面，既满足了高生产率也确保了组合平面间位置和尺寸精度，所以在中国外汽车制造业中被广泛采取。

上图是拉削EQ6100型汽油机缸体平面用卧式双向平面拉床示意图，该拉床是中国自行设计和制造，全长23m、宽7.1m、高3.6m、重230t、额定拉力为450kN、行程9m.它能自动完成装卸缸体、定位夹紧、回转、翻转等工序，实现自动循环并附有排屑和吸尘装置。
缸体毛坯用推料器经过上料辊道推上第一工位回转夹具，自动夹紧后，该夹具回转90°，刀具溜板由无极变速电动机组经过丝杠螺母机构驱动。
该机床共有刀片3000多片，拉削速度最高达成25～30m／min并实现无级变速，实际应用为7～8m／min，机床主电机功率为250kW。这种平面拉床用来加工缸体其生产效率很高，质量也很稳定。它能够替换双面或单面组合铣床10台以上，所以占地面积大为降低，但耗电量大、刀具制造和调整比较困难，较复杂，所以投资和生产费用较大。
下拉刀全长7.55m，共分六级，对底面及锁口面进行粗拉，精拉，对半圆面进行粗拉，对口面进行半精拉及粗拉。底面拉刀采取分屑拉削法，镶以硬质合金不重磨刀片，共48齿，齿升量为0.2mm，切削余量为4.8mm。半精拉及精拉部分采取不重磨刀片，共24齿，齿升量为0.2～0.05mm，包含三个修光齿，切削余量为1.7mm。对口面拉刀采取层剥法，共48齿，齿升量为0.2～0.05mm，切削余量为5.63 mm。半圆面拉刀采取两齿一组分屑拉削法，共54齿，每组齿升量为0.2—0.1lmm，切削余量为4.75mm。锁口面拉刀也是采取两齿一组分屑拉削法，共54齿，每组齿升量为0.2～0.13mm，切削余量为4.25mm。
上拉刀全长5.04m，顶面拉刀采取两齿一组分屑拉削法，共72齿，每组齿升量为0.25 ～0.1mm，切削余量为5.75mm。窗口面拉刀采取层剥法，共64齿，齿升量在0.1mm以下，切削余量为5.7mm。
缸体拉削后，底面和顶面平面度均不超出0.05mm／50mm,底面全长不超出0.lmm，顶面全长不超出0.2mm，全部加工尺寸精度均不超出±0.15mm范围。
下图所表示为该机床拉削缸体各表面位置图。下拉刀拉削机体底面1、锁口面2、对口面3及半圆面4，然后第一工位回转夹具复位，由另一个推料器推入翻转装置，回转180°后被推入第二工位回转夹具。定位、夹紧后回转90°，刀具溜板作反向行程拉削，由上拉刀加工顶面5及窗口面6。加工以后第二工位回转夹具复位，机体被推出，由辊道送至下一道工序。

1.6.2孔及孔系加工
缸体关键加工孔是缸孔、主轴承孔、凸轮轴孔及挺杆孔等，这些孔直径较大、孔较深、尺寸精度和表面质量要求较高，这些孔所组成孔系全部有较严格位置精度要求，所以给加工带来较大困难。其次缸体中还有很多纵横交叉油道孔，即使其尺寸精度、位置精度及表面质量要求不高，但孔深较大，在大量生产条件下也成为一大难题。
缸孔加工：缸孔质量对发动机基础性能有很大影响，其尺寸精度为IT5～7，表面 粗糙度为Ral.6～0.8mm，各缸孔轴线对主轴承孔垂直度0.05mm，有止口深度公差为0.03～0.05mm，所以缸孔加工是难度较大加工部位。加工时应注意以下几点：
一是缸孔粗加工工序应尽可能提前，以确保精加工后零件变形最小并及早发觉缸孔内铸造缺点，最大程度降低机械加工损失。
二是缸孔精加工或最终加工应尽可能后移，以避免其它表面加工时会造成缸体零件 变形。其三是为确保工作表面质量和生产效率，珩磨余量要小。缸孔加工分为：
（1）粗镗缸孔： 其关键目标是从缸孔表面切去大部分余量，所以要求机床刚性足、动力性好。常采取镶有四片或六片硬质合金刀片镗刀头，切削深度较大，在其直径方向上为3～6mm，所以轻易产生大量切削热，使工件和机床主轴温度升高。为预防这种情况发生，有工厂为减小切深将缸孔分为二次或三次加工，冷却主轴，方便降低缸体变形。在大批量生产中，多采取多轴同时加工四缸或六缸，所以切削扭矩较大。为了改善切削条件，新设计组合镗床已采取不一样向旋转镗杆和立式或斜置式刚性主轴。
（2）半精镗缸孔： 加工时使用装有多片硬质合金刀片镗刀头，在镗杆上部设有一个辅助夹持器，其上装有倒角刀片。当半精镗缸孔工作行程靠近结束时，倒角刀片在缸孔上部倒角。
（3）精镗缸孔： 精镗时通常采取单刀头，现在在进口机床中已普遍采取自动测量和刀具磨损赔偿装置，使测量和赔偿有机联络，且由机床内部自动完成。图10-12所表示为某厂引进缸孔精镗刀具，加工时第一把作为半精镗刀头由刀杆中固定镗削缸孔，切削深度为总余量2／3～3／4，行程终了时刀杆上部刀头在缸孔上端倒角，然后楔块经液压缸驱动使第二把作为精镗刀头伸出，并在镗削主轴返回行程中对缸孔精镗加工，其切削，深度为0.15mm左右。
（4）缸孔珩磨： 珩磨是确保缸孔质量和取得表面特征关键工序。它不仅能够降低加工表面粗糙度，而且在一定条件下还能够提升工件尺寸及形状精度。
缸孔珩磨工作原理图10-13所表示，珩磨加工时工件固定不动，圆周上装有磨条并和机床主轴浮动连接珩磨头作为工具，在一定压力下经过珩磨头对工件内孔表面相对运动，从加工表面上切除一层极薄金属。加工时，珩磨头上磨条有三个运动，即回转运动、轴向往复运动和垂直加工表面径向进给运动。前两个运动合成使磨粒在加工表面上切削轨迹呈交叉而又不反复网纹。
为了提升珩磨效率，在珩磨缸孔时采取8～10个磨条替换过去4～6个磨条，这么就可很快地去除珩磨余量，作用于孔壁上压力较小也较均匀，所以珩磨时发烧少，可提升磨条寿命。当珩磨余量较大时，也可分为粗珩和精珩。粗珩余量为0.05～0.07mm，使用较软磨料，自励性好，切削作用强、生产率较高，但加工表面易划伤。精珩时余量为5～7mm，选择硬磨条，可用120#～280#或W28~W14，当然也可采取价格较贵金刚石磨条。珩磨时，采取煤油作为冷却润滑液。
用金刚石磨条珩磨铸铁缸孔时，为了降低珩磨时发烧量和改善磨条和工件表面摩擦，使用煤油作为冷却液。多年来中国外已逐步采取水来替换油巳取得了相同效果，不仅降低了珩磨成本，珩磨后还不需清洗。
2 汽车变速箱体加工工艺分析
2.1 汽车变速箱体及其工艺特点
汽车变速箱体是变速箱基础零件。它把变速箱中轴和齿轮等相关零件和机构联接为一整体，使这些零件和机构保持正确相对位置，方便其上各个机构和零件能正确、协调一致地工作。变速箱体加工质量直接影响变速器装配质量，进而影响汽车使用性能和寿命。
变速箱体属平面型(非回转体型)薄壁壳体零件，尺寸较大，结构复杂，其上有若干个精度要求较高平面和孔系，和较多联接螺纹孔。其关键技术要求以下：
(1)关键轴承孔尺寸精度不低于IT7。
(2)孔和平面、孔和孔相互位置公差。
①前端面T1为变速箱安装基面，它对O1轴端面全跳动公差为0.08mm。后端面T2为安装轴承盖用，要求稍低，它对O1轴端面圆跳动公差为0.1mm。
②取力窗口面T4对O2轴平行度公差为0.08mm，其公差等级为IT8～IT9级.
③三对轴承孔中心线间平行度公差为0.06mm，其公差等级约为IT6～IT7级,它和齿轮传动精度及齿宽等原因相关。
(3)关键孔中心距偏差为±0.05mm．由齿轮传动中心距离偏差标准要求。
(4)关键轴承孔表面粗糙度为Ra1.6μm。装配基面、定位基面及其它各平面表面粗糙度为Ra3.2μm。
(5)各表面上螺孔位置度公差为￠0.15mm。
2.2 变速箱体材料和毛坯
该变速箱体材料为HT150。因为灰铸铁含有很好耐磨性、减振性和良好铸造性、可加工性，而且价格低廉，所以它是箱体类零件广泛采取材料。
分型面图所表示为平直面，比阶梯分型面造型简单，但因为分型面未经过O1、O2轴承孔中心线，所以毛坯孔有两段1°～3°拔模斜度，使毛坯孔不圆，造成余量不匀。因为孔余量较大(单边余量为4.0mm）经过四次切削，毛坯复映误差对加工精度影响不大。
上盖面和前、后端面T1，T2最大加工余量为4.5mm；两侧窗口面余量为3mm；各关键轴承孔均铸出，直径余量为8mm。倒档孔、油塞孔和加油孔等其孔径在30mm以内，均不预先铸出毛坯孔。全部加工余量偏差为土2.0mm。
3 汽车发动机连杆加工工艺分析
3.1 汽车发动机连杆结构特点及其关键技术要求
连杆是汽车发动机中关键传力部件之一，其小头经活塞销和活塞联接，大头和曲轴连杆轴颈联接．气缸燃烧室中受压缩油气混合气体经点火燃烧后急剧膨胀，以很大压力压向活塞顶面，连杆则将活塞所受力传给曲轴，推进曲轴旋转。
连杆部件由连杆体，连杆盖和螺栓、螺母等组成。在发动机工作过程中，连杆要承受膨胀气体交变压力和惯性力作用，连杆除应含有足够强度和刚度外，还应尽可能减小连杆本身重量，以减小惯性力。连杆杆身横截面为工字形，从大头到小头尺寸逐步变小。
为了降低磨损和便于维修，在连杆小头孔中压入青铜衬套，大头孔内衬有含有钢质基底耐磨巴氏合金轴瓦。
为了确保发动机运转均衡，同一发动机中各连杆质量不能相差太大。所以，在连杆部件大、小头端设置了去不平衡质量凸块，方便在称重后切除不平衡质量。
连杆大、小头两端面对称分布在连杆中截面两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头厚度相等。
连杆小头顶端设有油孔，发动机工作时，依靠曲轴高速转动，气缸体下部润滑油可飞溅到小头顶端油孔内，以润滑连杆小头铜衬套和活塞销之间摆动运动副。
连杆上需进行机械加工关键表面为：大、小头孔及其两端面，连杆体和连杆盖结合面及连杆螺栓定位孔等．连杆总成技术要求以下：
（1）为了确保连杆大、小头孔运动副之间有良好配合，大头孔尺寸公差等级为IT6，表面粗糙度Ra值应小于0.4μm，小头孔尺寸公差等级为IT5，表面粗糙度Ra值应小于0.4μm。对两孔圆柱度也提出了较高要求，大头孔圆柱度公差为0.006mm，小头孔圆柱度公差为0.00125mm。
（2）因为大、小头孔中心距改变将会使气缸压缩比发生改变，从而影响发动机效率，所以要求两孔中心距公差等级为IT9。大、小头孔中心线在两个相互垂直方向上平行度误差会使活塞在气缸中倾斜，致使气缸壁唐攒不均匀，缩短发动机使用寿命，同时也使曲轴连杆轴颈磨损加剧，所以也对其平行度公差提出了要求。
（3）连杆大头孔两端面对大头孔中心线垂直度误差过大，将加剧连杆大头两端面和曲轴连杆轴颈两端面之间磨损，甚至引发烧伤，所以必需对其提出要求。
（4）连杆大、小头两端面间距离基础尺寸相同，但其技术要求不一样。大头孔两端面间尺寸公差等级为IT9，表面粗糙度Ra值应小于0.8μm；小头两端面间尺寸公差等级为ITl2，表面粗糙度Ra应小于6.3μm。这是因为连杆大头两墙面和曲轴连杆轴颈两轴肩端面间有配合要求，而连杆小头两端面和活塞销孔座内档之间投有配合要求。连杆大头端面间距离尺寸公差带恰好落在连杆小头端面距离尺寸公差带中，这将给连杆加工带来很多方便。
（5）为了确保发动机运转干稳，对连杆小头(约占连杆全长2/3)质量差和大头(约占全长1/3)质量差分别提出了要求。为了确保上述连杆总成技术要求，必需对连杆体和连杆盖螺栓孔、结合面等提出要求。
3.2 汽车发动机连杆材料和毛坯
连杆在工作中承受多向交变载荷作用，要含有很高强度。所以，连杆材料通常全部采取高强度碳钢和合金钢，如45钢、65钢、40Cr、40MnB等。多年来也有采取球墨铸铁和粉末冶金材料。
某汽车发动机连杆采取40MnB钢，用模缎法成型，将杆体和杆盖锻成一体。对于这种整体铸造毛坯，要在以后机械加工过程中将其切开。为了确保切开孔加工余量均匀，通常将连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体铸造而言，整体铸造连杆毛坯含有材料损耗少、铸造工时少、模具少等优点。其缺点是所需铸造设备动力大及存在金属纤维被切断等问题。
连杆毛坯铸造工艺过程是将棒料在炉中加热至1140～1200°C。先在辊锻机上经过四个型槽进行辊锻制坯，然后在锻压机上进行预锻和终锻，最终在压床上冲连杆大头孔并切除飞边。铸造好连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀回火索氏体组织，从而改善性能，降低毛坯内应力。另外，为提升毛坯精度，还需进行热校正、外观缺点检验、内部探伤、毛坯尺寸检验等工序，最终取得合格毛坯。经典连杆毛坯采取工字形断面截形，材料为40MnB钢，进行调质处理后，要求硬度大于HB 220，大、小头厚度为39.6～40.0mm，毛坯总重量2.340～2.520Kg。另外，对两端面有形状误差要求．
3.3 汽车发动机连杆关键工序分析
3.3.1 定位基准加工
3.3.2 大头孔加工
3.3.2 小头孔加工

4 汽车发动机曲轴加工工艺分析
4.1 汽车发动机曲轴结构特点及其关键技术要求
曲轴是汽车发动机关键零件之一，用于将活塞往复运动变为旋转运动，以输出发动机功率，曲轴工作时要承受很大转矩及大小和方向全部发生改变弯矩，所以曲轴应有足够强度，支承刚度及耐磨性。曲轴质量分布要平衡，预防因不平衡产生离心力，使曲轴承受附加载荷。
曲轴形状和曲柄相互位置，决定于发动机气缸数目、行程数、排列情况及各气缸工作次序。在单列式多缸发动机中，连杆轴颈数目和气缸数相同，主轴颈数目由发动机型式和用途决定．多主轴颈曲轴优点是：提升了曲轴承载能力，降低了轴颈载荷。但也使曲轴长度增加，材料滑牦增加，机械加工劳动量也随之增加。
上图为六缸汽车发动机曲轴零件简图。主轴颈和连杆轴颈不在同一轴线上。它含有七个主轴颈；六个连杆轴颈分别在三个互成120°角平面内。曲轴在六个连杆轴颈处形成了六个开挡，所以曲轴是一个结构复杂、刚性差零件。
为了确保曲轴正常工作，对曲轴要求了严格技术要求。关键技术要求以下：
（1）主轴颈和连杆轴颈尺寸精度为0.02mm；轴颈圆度误差和轴颈轴线间平行度误差均小于0.015mm；轴颈表面粗糙度小于Ra0.32μm。
（2）连杆轴颈和主轴颈轴线间平行度误差在每100mm长度上小于0.02mm。
（3）以1，7主轴颈支承时，第4主轴颈径向圆跳动误差小于0.03mm；装飞轮法兰盘端面窜动误差小于0.02mm；法兰盘端面只许可凹入，以确保和飞轮端面可靠贴合，凹入量小于0.1mm。
（4）曲柄半径尺寸精度为±0.05mm。
（5）连杆轴颈之间角度偏差小于土30°。
（6）主轴颈、连杆轴颈和曲柄连接圆角表面粗糙度小于Ra0.4μm。
（7）曲轴轴颈表面热处理后硬度不低于46HRC。
（8）曲轴需径动平衡，动平衡精度小于100g·cm。
（9）曲轴需要进行磁力探伤。
在曲轴机械加工过程中，碰到关键问题是工件刚性差，所以需要采取方法克服刚性差对加工过程影响，以达成曲轴技术要求。常采取方法有：
（1）用两端传动和中间传动方法驱动曲轴，改善曲轴支承方法和缩短支承距离，减小加工中弯曲变形和扭转变形。
（2）在加工中增加辅助支承，提升刚性。
（3）使定位支承基准靠近被加工表面，降低切削力引发变形。
（4）增设校直工序，减小前道工序弯曲变形对后道工序影响。
在曲轴加工中，需要选择径向、轴向基准及圆周方向上角向基准。各基准选择以下：
（1）径向基准： 加工中选毛坯两端主轴颈为粗基准铣两端面并钻两端中心孔，再以两端中心孔作径向定位基准。此基准也是曲轴设计基准．曲轴加工中全部主轴颈及其它同轴线轴颈粗、半精、精加工全部用中心孔定位。加工连杆轴颈时通常采取两个主轴颈外圆表面作定位基准，以提升支承刚性。
（2）轴向基准： 曲轴轴向设计、安装基准全部是第4主轴颈两侧端面。加工连杆轴颈时选择该轴颈止推轴肩端面作轴向定位基准。曲轴本身不需要正确轴向定位，在磨削加工工序中采取中心孔作轴向基准，用定宽砂轮靠火花磨削加工轴颈侧端面，轴向尺寸精度取决于磨削前加工精度和磨削中自动测量系统。
（3）角向基准： 采取在曲柄臂上铣定位面和在法兰盘端面钻定位工艺孔方法来实现角向定位。曲柄臂上工艺定位面周向定位精度低，用于粗加工工序，法兰盘上工艺孔定位精度高，用于磨削和抛光等精加工工序。

4.2 汽车发动机曲轴材料和毛坯
因为曲轴要有高强度、刚度和良好耐磨性，所以通常全部选择优质碳素钢、合金钢、球墨铸铁、可锻铸铁或合金铸铁等材料制作。对于钢制曲轴，关键采取模锻方法制作毛坯．模锻毛坯金属纤维分布合理，有利于提升曲轴强度。多年来稀土球墨铸铁应用广泛，它有很多优点，能满足通常功率发动机工作要求。其特点以下：
（1）铸造性好，曲轴可设计成较合理结构形状，适应于精密铸造。可降低加工余量，缩短加工工艺过程，降低成本。
（2）球墨铸铁曲轴有较高强度和较小缺口敏感性，很好减振性及耐磨性。
（3）球墨铸铁中加入了铜元素，起到了细化组织、稳定珠光体和提升强度作用，使曲轴可直接进行机械加工，省去了毛坯正火处理工序。
毛坯铸造技术要求为：
（1）曲柄拔模斜度为1°～l°30′其它铸造拔模斜度为1°～30°。
（2）毛坯加工余量为：主轴颈、连杆轴颈4mm，轴颈台肩3mm，余量偏差为。
（3）主轴颈、连杆轴颈铸造圆角R5，其它铸造圆角R3～R5。
（4）铸件不得有砂眼、疏松、缩孔、杂质等内部缺点。
（5）第4主轴颈摆差≤2.5mm，其它未注明加工余量偏差为mm：
4.3 汽车发动机曲轴关键工序分析
4.3.1 定位基准加工

4.3.2 主轴颈加工

4.3.3 连杆轴颈加工