装配主要有以下技术要求：（1）螺纹连接部位的拧紧力矩：在发动机的装配过程中，螺纹的连接占有很大比例，并且其拧紧程度对装配质量起决定作用。如果螺纹连接的扭矩达不到要求，势必引起螺栓和螺母在工作中的松动，进而造成事故。另外，拧紧的力矩不均匀，将使被连接件产生不均匀变形，形成结合部位间隙，造成发动机漏油、漏水和漏气。因而，为确保装配质量，必须做到：第一，使螺纹连接处的拧紧力矩达到设计要求；同司一连接面上的螺栓、螺钉和螺母，其拧紧力矩要均匀，力矩差小，这样才能使螺第二纹连接处既有一定的连接强度，又有良好的配合。(2）运动部位各零件相对位置的准确性和运动间隙：所有相对运动的部位，其零部件在装配过程中，必须保证相对位置的准确性和符合产品要求的配合间隙。（3）润滑要求：为保证运动零部件良好的运行、减少磨损、延长使用寿命，按工艺要求，凡润滑部位必须加注适量的润滑油及润滑脂。（4）密封要求：为保证整机性能、提高外观质量、减少不必要的浪费，应做到：第一，冷却系统接头及平面不得漏水；第二，燃油系统及润滑系统接头、平面及油封等处，不允许出现油液渗漏现象；第三，空气管路要保证密封良好，不允许出现漏气现象，同时管路不得歪斜或变形。（5）装配过程管理：严格按各种技术要求操作。同时，在装配中设立适当检验工位，对各种参数进行控制检测。在车间现场放置操作指导书。装配过程中，随机附有质量确认卡，以加强质量意识、明确责任。另外，加强培训，提高操作者的操作水平，广泛开展全面质量管理活动，对提高产品质量有很大帮助2．3.2装配工艺简介及关键工艺分析发动机总成装配线共需完成近一千件的加工件、外协件和标准件的装配任务。1.选配活塞由于活塞与缸孔的配合精度较高（0.04mm的间隙），所以装配前必须用干净的白布将缸孔和活塞擦净，并按分组装配法装配。活塞与缸孔均分成7个尺寸级别，每组活塞又分成5个重量级别，每台发动机上的活塞重量级别必须相同。2．曲轴的装配曲轴的装配步骤如下：（1）用螺栓拆卸机将主轴螺栓拆下，取下主轴瓦盖，按顺序放在随机托盘中；（2）用压缩空气吹净油道和主轴瓦片，用白布擦净主轴承盖、主轴承座和二者的结合面；（3）安装主轴瓦片；（4）在主轴瓦片上涂润滑油；（5）用吊车从运送曲轴的专用小车上吊起曲轴，吹净油道，擦净轴颈；（6）将曲轴装在缸体主轴承座中：（7）按顺序安装主轴承盖，拧紧主轴螺栓主轴螺栓拆卸机有18个扳手头，液压传动，一次可同时将主轴承的18个螺栓全部拆下。整个操作过程，如工件的推人、定位、螺栓的拆卸和工件的推出均为自动控主轴螺栓的拧紧力矩是发动机总成的关键工艺参数。为此，采用分级柠紧的方法，即首先2
11 装配主要有以下技术要求： （1）螺纹连接部位的拧紧力矩：在发动机的装配过程中，螺纹的连接占有很大比例，并 且其拧紧程度对装配质量起决定作用。如果螺纹连接的扭矩达不到要求，势必引起螺栓和螺母 在工作中的松动，进而造成事故。另外，拧紧的力矩不均匀，将使被连接件产生不均匀变形， 形成结合部位间隙，造成发动机漏油、漏水和漏气。因而，为确保装配质量，必须做到： 第一，使螺纹连接处的拧紧力矩达到设计要求； 第二，同一连接面上的螺栓、螺钉和螺母，其拧紧力矩要均匀，力矩差小，这样才能使螺 纹连接处既有一定的连接强度，又有良好的配合。 （2）运动部位各零件相对位置的准确性和运动间隙：所有相对运动的部位，其零部件 在 装配过程中，必须保证相对位置的准确性和符合产品要求的配合间隙。 （3）润滑要求：为保证运动零部件良好的运行、减少磨损、延长使用寿命，按工艺要求， 凡润滑部位必须加注适量的润滑油及润滑脂。 （4）密封要求：为保证整机性能、提高外观质量、减少不必要的浪费，应做到： 第一，冷却系统接头及平面不得漏水； 第二，燃油系统及润滑系统接头、平面及油封等处，不允许出现油液渗漏现象； 第三，空气管路要保证密封良好，不允许出现漏气现象，同时管路不得歪斜或变形。 （5）装配过程管理：严格按各种技术要求操作。同时，在装配中设立适当检验工位，对 各种参数进行控制检测。在车间现场放置操作指导书。装配过程中，随机附有质量确认卡，以 加强质量意识、明确责任。另外，加强培训，提高操作者的操作水平，广泛开展全面质量管理 活动，对提高产品质量有很大帮助。 2．3．2 装配工艺简介及关键工艺分析 发动机总成装配线共需完成近一千件的加工件、外协件和标准件的装配任务。 1．选配活塞 由于活塞与缸孔的配合精度较高（0．04mm 的间隙），所以装配前必须用干净的白布将缸 孔和活塞擦净，并按分组装配法装配。活塞与缸孔均分成 7 个尺寸级别，每组活塞又分成 5 个 重量级别，每台发动机上的活塞重量级别必须相同。 2．曲轴的装配 曲轴的装配步骤如下： （1）用螺栓拆卸机将主轴螺栓拆下，取下主轴瓦盖，按顺序放在随机托盘中； （2）用压缩空气吹净油道和主轴瓦片，用白布擦净主轴承盖、主轴承座和二者的结合面； （3）安装主轴瓦片； （4）在主轴瓦片上涂润滑油； （5）用吊车从运送曲轴的专用小车上吊起曲轴，吹净油道，擦净轴颈； （6）将曲轴装在缸体主轴承座中； （7）按顺序安装主轴承盖，拧紧主轴螺栓。 主轴螺栓拆卸机有 18 个扳手头，液压传动，一次可同时将主轴承的 18 个螺栓全部拆下。 整个操作过程，如工件的推人、定位、螺栓的拆卸和工件的推出均为自动控制。 主轴螺栓的拧紧力矩是发动机总成的关键工艺参数。为此，采用分级拧紧的方法，即首先
用风动扳手将螺栓拧紧，再用扭矩扳手复紧，复紧力矩工序为关键工序。3.活塞连杆总成的装配活塞连杆总成的装配步骤（如图1-4)：（1）将活塞、连杆、活塞销、活塞环和锁环组成活塞连杆总成：（2）拆下连杆瓦盖：（3）安装连杆轴瓦：（4）向连杆瓦片上注油；（5）装配活塞连杆总成；(6）拧紧连杆螺母。图1-4发动机活塞连杆组1-第一道气环：2-第二道气环：3-组和油环：4-活塞销；5-活塞6-连杆；7连杆螺栓：8-连杆轴瓦：9-连杆盖活塞销与活塞销孔和连杆小端孔采用分组装配的方法。三者的直径尺寸均分成六组，标记分别为粉、绿、蓝、红、白、黑六种颜色，尺寸自大到小，同一种颜色为一个组别。装配时，同一尺寸组别的零件装在一起。三者采用全浮式配合，故需在装配过程中对活塞加热，以增大配合间隙，然后用一个夹具将三者组装在一起。在同一台发动机中的活塞连杆总成的重量组别必须相同。-十图1-5活塞环装配原理图1-6活塞连杆总成1-心轴；2-活塞环；3-夹具体：4-夹片1-缸体：2-活塞连杆总成：3-导向夹具：4木棒CA6102发动机采用三道活塞环，其中前两道是气环，最下面的一道是油环。活塞环的装配原理如图1-5所示。该夹具以压缩空气为动力，上面有一个带锥度的外圆直径略大于活塞直径的心轴1和轴向可移动的夹片4。没通气时，夹片之间的间隙大于活塞环的厚度：通气时，夹片将活塞环紧紧夹住，使活塞环保持在被撑开的状态。装配时，把活塞环按要求放入夹片中用心轴将活塞环撑开，接通气源，使夹片夹住活塞环，推出心轴，将活塞放人被撑开的环中放出压缩空气，使夹片回复到不夹紧状态。此时活塞环夹紧力去除，回复到自由状态，落人活塞环槽中组装完的活塞连杆总成经检验合格后，直接推到活塞连杆总成清洗机中进行清洗。清洗后12
12 用风动扳手将螺栓拧紧，再用扭矩扳手复紧，复紧力矩工序为关键工序。 3．活塞连杆总成的装配 活塞连杆总成的装配步骤（如图 1-4）： （1）将活塞、连杆、活塞销、活塞环和锁环组成活塞连杆总成； （2）拆下连杆瓦盖； （3）安装连杆轴瓦； （4）向连杆瓦片上注油； （5）装配活塞连杆总成； (6) 拧紧连杆螺母。 图 1-4 发动机活塞连杆组 1-第一道气环；2-第二道气环；3-组和油环；4-活塞销；5-活塞； 6-连杆；7 连杆螺栓；8-连杆轴瓦；9-连杆盖 活塞销与活塞销孔和连杆小端孔采用分组装配的方法。三者的直径尺寸均分成六组，标记 分别为粉、绿、蓝、红、白、黑六种颜色，尺寸自大到小，同一种颜色为一个组别。装配时， 同一尺寸组别的零件装在一起。三者采用全浮式配合，故需在装配过程中对活塞加热，以增大 配合间隙，然后用一个夹具将三者组装在一起。在同一台发动机中的活塞连杆总成的重量组别 必须相同。 图 1-5 活塞环装配原理 1-心轴；2-活塞环；3-夹具体；4-夹片 图 1-6 活塞连杆总成 1-缸体；2-活塞连杆总成；3-导向夹具；4 木棒 CA6102 发动机采用三道活塞环，其中前两道是气环，最下面的一道是油环。活塞环的装 配原理如图 1-5 所示。该夹具以压缩空气为动力，上面有一个带锥度的外圆直径略大于活塞直 径的心轴 1 和轴向可移动的夹片 4。没通气时，夹片之间的间隙大于活塞环的厚度；通气时， 夹片将活塞环紧紧夹住，使活塞环保持在被撑开的状态。装配时，把活塞环按要求放入夹片中， 用心轴将活塞环撑开，接通气源，使夹片夹住活塞环，推出心轴，将活塞放人被撑开的环中， 放出压缩空气，使夹片回复到不夹紧状态。此时活塞环夹紧力去除，回复到自由状态，落人活 塞环槽中。 组装完的活塞连杆总成经检验合格后，直接推到活塞连杆总成清洗机中进行清洗。清洗后
送往拆螺栓机上，松开全部连杆螺母，拆下连杆瓦盖，装上连杆轴瓦，在瓦片上注油后，用专用小车将装好轴瓦的活塞连杆总成送往装配工位。用专用吊具将缸体侧翻90°，放在辊道线上的托架上。发动机顶面朝向运输活塞连杆总成的小车，然后开始往缸体曲轴上安装活塞连杆总成。其安装方法如图16所示。由于活塞环在自由状态时的外圆比缸体孔径大，所以装配时首先将活塞连杆总成放入一个带有锥度的导向夹具中，连杆大端向着曲轴放入缸孔中，使导向夹具与缸顶面贴严。调整活塞环的开口位置，使相邻两活塞环的开口间隙为120°，用木棒对活塞顶部中心施力，使活塞连杆总成进入缸孔取下导向夹具，按同样的方法装配其余活塞连杆总成。为保证连杆的紧力矩，采取了以下措施(）在用气动扳手预紧后，安排两道采用力矩扳手拧紧的工序：(2）为满足防松要求，在连杆螺母上涂GY-240 胶；（3）检查员经认真检查后，百分之百地在连杆螺母上涂上白漆以进行确认
13 送往拆螺栓机上，松开全部连杆螺母，拆下连杆瓦盖，装上连杆轴瓦，在瓦片上注油后，用专 用小车将装好轴瓦的活塞连杆总成送往装配工位。 用专用吊具将缸体侧翻 90°，放在辊道线上的托架上。发动机顶面朝向运输活塞连杆总成 的小车，然后开始往缸体曲轴上安装活塞连杆总成。其安装方法如图 1—6 所示。由于活塞环 在自由状态时的外圆比缸体孔径大，所以装配时首先将活塞连杆总成放入一个带有锥度的导向 夹具中，连杆大端向着曲轴放入缸孔中，使导向夹具与缸顶面贴严。调整活塞环的开口位置， 使相邻两活塞环的开口间隙为 120°，用木棒对活塞顶部中心施力，使活塞连杆总成进入缸孔， 取下导向夹具，按同样的方法装配其余活塞连杆总成。 为保证连杆的拧紧力矩，采取了以下措施： (1) 在用气动扳手预紧后，安排两道采用力矩扳手拧紧的工序； (2) 为满足防松要求，在连杆螺母上涂 GY－240 胶； (3) 检查员经认真检查后，百分之百地在连杆螺母上涂上白漆以进行确认
第3章曲轴的加工工艺3.1曲轴结构特点及工作条件曲轴是活塞式发动机中最重要、承受负苛最大的零件之一。如图3-1所示，曲轴直按与内燃机中的缸体，活塞连杆组件，飞轮组件等联接。曲轴前端（自由端）装有正时齿轮，皮带轮及起动爪等：后端（输出端）的法兰盘用于安装飞轮：曲轴中间部分通过曲柄臂将若干主轴颈和连杆轴颈联接起来构成曲轴，其主轴颈安装于发动机缸体的主轴承孔中，其连杆轴颈与连杆大头孔相连接。曲轴的主要功用是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，即把燃料燃烧的爆发力通过活塞、连杆转变成扭矩输送出去做功，同时还带动发动机本身的配气机构和相关系统（润滑系统、冷却系统等）工作。Q0000016A行图3-1曲轴部件1一超动爪：2一皮带轮：3一正时齿轮：4一主轴承上、下轴瓦：5一曲轴主轴颈：6一曲轴连杆轴颈；7一曲柄臂：8一回油油线：9一法兰盘：10一飞轮汽车发动机曲轴一般都具有主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂、带轮轴颈、正时齿轮轴颈、油封轴颈、法兰和油孔等。曲轴形状复杂，结构细长，多曲拐，刚性极差。而技术要求又高，使得曲轴的加工难度比较大。为了保证发动机长期可靠地工作，曲轴必须有足够的刚度和强度以及良好的润滑、良好的平衡、高的耐磨性。曲轴的主要技术要求如下（1）主轴颈与连杆轴颈的尺寸精度一般为IT6～1T7，轴颈的长度公差为IT9～IT10。圆柱度0.005~0.01mm，表面粗糙度为Ra0.08~0.2μ（2）连杆轴颈轴线对主轴颈的平行度，通常为100mm之内0.02mm。（3）中间主轴颈对两端支承轴颈的径向圆跳动0.05mm，装飞轮法兰盘的端面跳动为每100mm之内0.02mm（4）曲柄的半径偏差为±0.05mm，粗糙度Ra0.8μm。（5）各连秆轴颈轴线之间的角度偏差不大于主30°
14 第3章 曲轴的加工工艺 3．1 曲轴结构特点及工作条件 曲轴是活塞式发动机中最重要、承受负苛最大的零件之一。如图3-1所示，曲轴直按与内 燃机中的缸体，活塞连杆组件，飞轮组件等联接。曲轴前端（自由端）装有正时齿轮，皮带轮 及起动爪等；后端（输出端）的法兰盘用于安装飞轮；曲轴中间部分通过曲柄臂将若干主轴颈 和连杆轴颈联接起来构成曲轴，其主轴颈安装于发动机缸体的主轴承孔中，其连杆轴颈与连杆 大头孔相连接。曲轴的主要功用是将活塞的往复运动通过连杆变成回转运动，即把燃料燃烧的 爆发力通过活塞、连杆转变成扭矩输送出去做功，同时还带动发动机本身的配气机构和相关系 统（润滑系统、冷却系统等）工作。 汽车发动机曲轴一般都具有主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂、带轮轴颈、正时齿轮轴颈、油封 轴颈、法兰和油孔等。曲轴形状复杂，结构细长，多曲拐，刚性极差。而技术要求又高，使得 曲轴的加工难度比较大。为了保证发动机长期可靠地工作，曲轴必须有足够的刚度和强度以及 良好的润滑、良好的平衡、高的耐磨性。曲轴的主要技术要求如下： （1）主轴颈与连杆轴颈的尺寸精度一般为 IT6～1T7，轴颈的长度公差为 IT9～IT10。圆柱度 0.005～0.01mm，表面粗糙度为 Ra0.08～0.2μm。 （2）连杆轴颈轴线对主轴颈的平行度，通常为 100mm 之内 0．02mm。 （3）中间主轴颈对两端支承轴颈的径向圆跳动 0．05mm，装飞轮法兰盘的端面跳动为每 100mm 之内 0.02mm。 （4）曲柄的半径偏差为±0．05mm，粗糙度 Ra0．8μm。 （5）各连秆轴颈轴线之间的角度偏差不大于主 30＇。 图 3－ 1 曲 轴部 件 l一超动爪 ；2一皮带轮； 3一正时齿轮； 4一主轴承上、下轴瓦 ；5一曲轴主轴颈； 6一曲轴连杆轴颈；7一曲柄臂 ；8一回油油线； 9一法兰盘 ；10一飞轮 1
（6）曲轴必须经过动平衡，要求的平衡精度为50g·cm（7）曲轴的主轴颈和连秆轴颈，要经过表面泽火或渗氮，淬硬深度2～4mm，其硬度HRC52~HRC62（8）曲轴需经探伤，若采用磁力探伤，则探伤后应进行退磁处理。CA6102发动机曲轴零件图如图3-2所示。3.2曲轴的工艺特点3. 2.1 曲轴的材料与毛坏制造曲轴毛坏的制造方法有锻造和铸造两种。曲轴采用的材料为45钢、45Mn2和40Cr等。缎造钢件毛坏有好的耐磨性，可得到有利的纤维组织，可获得最佳的截面模量和紧密的细晶粒金相组织。曲轴锻造后，一般均进行一次热处理，退火或正火，以消除金属中的内应力和降低硬度，便于机械加工。目前，许多曲轴的材料使用球墨铸铁。球墨铸铁曲轴铸造工艺性好，有利于获得较合理的结构形式，在大批量生产中可采用精密铸造，曲轴各部分尺寸可以做得较精确，使机械加工余量减小，简化机械加工的工艺过程，有利于提高机械加工生产率，降低生产成本。有较好的臧振性和减磨性。球铁曲轴铸造后，一般需要进行热处理，目前广泛应用高温完全奥氏体化正火和退火；部分奥氏体化正火及等温淬火等，以提高球铁的强度球墨铸铁曲轴的机械性能已接近一般中碳钢。但延伸率、冲击韧性以及材料本身的疲劳强度较低，综合机械性能仍低于中碳钢。另外，球铁曲轴的校直比较困难。3.2.2曲轴的机械加工工艺特点曲轴是带有曲拐的轴，因此具有一般轴类的加工规律，但是曲轴也有它的特点：1. 刚性差曲轴的长径比较大（上述几种曲轴的长径比L/r大约为8～13），并具有曲拐，因此曲轴的刚度很差。加工中，曲轴在其自重和切削力的作用下，会产生严重的扭转变形和弯曲变形，特别是在单边传动的机床上，加工时的扭转变形更为严重，另外，精加工之前的热处理，加工后的内应力重新分布都会造成曲轴变形，所以在加工过程中应当注意采取一些有效措施。（1）整个加工过程中，特别是在粗加工工序中，由于切除的余量大，所用的机床、刀具及夹具等都要具有较高的刚度，并在用中心孔定位时控制机床顶尖对曲轴的压力，必要时应用中间托架来增强刚性，以减少变形和振动。（2）为了尽量减少曲轴加工中的扭转变形和振动，在粗加工中一般需采用两边传动（主要消除扭转变形）的高刚度机床来加工，并设法使加工中径向切削力的作用相互抵消（3）合理划分加工阶段及备工序的先后顺序，舍理安排每个工序中工位的加工顺序及每个表面的加工次数，以减少加工变形。（4）在有可能产生变形的工序后面，合理增设校直工序，以免前工序的变彤影响以后渚工序的正常进行。所以有的钢曲轴在工过程中安排了3～4次校直工序。2. 形状复杂15
15 （6）曲轴必须经过动平衡，要求的平衡精度为 50g·cm。 （7）曲轴的主轴颈和连秆轴颈，要经过表面淬火或渗氮，淬硬深度 2～4mm，其硬度 HRC52～ HRC62。 （8）曲轴需经探伤，若采用磁力探伤，则探伤后应进行退磁处理。 CA6102 发动机曲轴零件图如图 3-2 所示。 3．2 曲轴的工艺特点 3．2．1 曲轴的材料与毛坯制造 曲轴毛坯的制造方法有锻造和铸造两种。 曲轴采用的材料为45钢、45Mn2和40Cr等。煅造钢件毛坯有好的耐磨性，可得到有利的纤维 组织，可获得最佳的截面模量和紧密的细晶粒金相组织。曲轴锻造后，一般均进行一次热处理， 退火或正火，以消除金属中的内应力和降低硬度，便于机械加工。 目前，许多曲轴的材料使用球墨铸铁。球墨铸铁曲轴铸造工艺性好，有利于获得较合理的 结构形式，在大批量生产中可采用精密铸造，曲轴各部分尺寸可以做得较精确，使机械加工余 量减小，简化机械加工的工艺过程，有利于提高机械加工生产率，降低生产成本。有较好的臧 振性和减磨性。球铁曲轴铸造后，一般需要进行热处理，目前广泛应用高温完全奥氏体化正火 和退火；部分奥氏体化正火及等温淬火等，以提高球铁的强度。 球墨铸铁曲轴的机械性能已接近一般中碳钢。但延伸率、冲击韧性以及材料本身的疲劳强 度较低，综合机械性能仍低于中碳钢。另外，球铁曲轴的校直比较困难。 3．2．2 曲轴的机械加工工艺特点 曲轴是带有曲拐的轴，因此具有一般轴类的加工规律，但是曲轴也有它的特点： 1．刚性差 曲轴的长径比较大（上述几种曲轴的长径比 L／r 大约为 8～13），并具有曲拐，因此曲轴 的刚度很差。加工中，曲轴在其自重和切削力的作用下，会产生严重的扭转变形和弯曲变形， 特别是在单边传动的机床上，加工时的扭转变形更为严重，另外，精加工之前的热处理，加工 后的内应力重新分布都会造成曲轴变形，所以在加工过程中应当注意采取一些有效措施。 （1）整个加工过程中，特别是在粗加工工序中，由于切除的余量大，所用的机床、刀具 及夹具等都要具有较高的刚度，并在用中心孔定位时控制机床顶尖对曲轴的压力，必要时应用 中间托架来增强刚性，以减少变形和振动。 （2）为了尽量减少曲轴加工中的扭转变形和振动，在粗加工中一般需采用两边传动（主 要消除扭转变形）的高刚度机床来加工，并设法使加工中径向切削力的作用相互抵消。 （3）合理划分加工阶段及备工序的先后顺序，舍理安排每个工序中工位的加工顺序及每 个表面的加工次数，以减少加工变形。 （4）在有可能产生变形的工序后面，合理增设校直工序，以免前工序的变彤影响以后渚 工序的正常进行。所以有的钢曲轴在枷工过程中安排了 3～4 次校直工序。 2．形状复杂