【畢業(yè)論文設計】連桿加工的說空編程14980

1、連桿加工的數(shù)控編程摘 要連桿是發(fā)動機的關(guān)鍵零件，主要承受高溫氣體壓力和往復慣性力所產(chǎn)生的拉伸、壓縮、彎曲等高頻交變載荷，服務條件惡劣，運動狀態(tài)復雜，疲勞、磨損、高溫、振動等影響連桿的使用壽命。因此連桿必須具有足夠的疲勞強度、剛度與綜合機械性能，制造精度要求很高，且連桿零件小而型面復雜、空間尺寸不便測量，加工部位多，形位公差部位多且要求嚴格，加工中難以控制。針對零件結(jié)構(gòu)特點、精度要求及加工的難易程度，采用數(shù)控加工的方法。數(shù)控加工不但可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度，而且可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。數(shù)控技術(shù)在制造業(yè)的廣泛運用，使當今的制造業(yè)生產(chǎn)面貌煥然一新。本文

2、根據(jù)連桿的結(jié)構(gòu)特點和加工要求，闡述了連桿的工藝設計及其具體內(nèi)容，通過對被加工零件的工藝分析，運用所學數(shù)控技術(shù)知識，對某些工步進行了數(shù)控編程。關(guān)鍵詞：連 桿，加工工藝，數(shù)控編程英文題目abstractconnecting rod is the key parts of engine, it main bears high temperature gas pressure and reciprocating inertia force generated by stretching and compression, bending high frequency alternating load,

3、service conditions, motions complex, fatigue, wear, high temperature, the influence of vibration using life. therefore it must have enough connecting fatigue strength, stiffness and mechanical properties, manufacturing precision demanding, and the connecting rod part has the features as small and co

4、mplicated structure, hard to measure the dimensions, many positions need to process, has strict requirements on position tolerances and hard to control during machining. it adopts cnc processing method for parts structure characteristics, accuracy and processing difficulty. nc machining not only can

5、 greatly improve the accuracy, including processing quality precision and processing time error precision, but also can stable machining quality, keep the consistent quality processing components. numerical control technology is widely used in manufacturing industry, it makes todays manufacturing ap

6、pearance to look brand-new. according to the structure characteristics of the connecting rod, it expounds and process requirements of process design and connecting the specific content. based on the analysis of the technology of processed spares, i use to the learned numerical control technology kno

7、wledge, making the cnc programming for some workers step.key words: connecting rod, processing technology, nc programming目錄前言1第1章 數(shù)控加工的概述31.1 數(shù)控加工31.2 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展31.3 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容41.4 數(shù)控加工工藝的特點4第2章 連桿加工工藝62.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點62.2 連桿的主要技術(shù)要求72.2.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度72.2.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度72.2.3 大、小頭孔中心距及兩端面對大頭孔中心

8、線的垂直度82.2.4 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求82.2.5 螺栓孔的技術(shù)要求82.2.6 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求92.3 毛坯的選擇和加工余量的確定原則92.4 連桿的加工工序102.5 連桿的加工工藝過程分析122.5.1 工藝過程的安排122.5.2 定位基準的選擇122.5.3 確定合理的夾緊方法142.5.4 連桿兩端面的加工142.5.5 連桿大、小頭孔的加工152.5.6 連桿螺栓孔的加工152.5.7 連桿體與連桿蓋的脹斷工序152.5.8 大頭孔兩側(cè)面的加工162.6連桿加工工藝設計應考慮的問題162.7 切削用量的選擇原則162.7.1 粗加工時切削用量的選擇原則162.7

9、.2 精加工時切削用量的選擇原則182.8 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差182.8.1 確定加工余量182.8.2 確定工序尺寸及其公差19第3章 部分工序的數(shù)控編程203.1 數(shù)控編程203.1.1 數(shù)控編程技術(shù)203.1.2 數(shù)控編程的方法203.2 部分工序的數(shù)控程序21結(jié)論27謝 辭28參考文獻29前言隨著科技的進步，對機械產(chǎn)品各方面的要求越來越嚴格，特別是在加工精度方面。為了保證產(chǎn)品的精度要求，必須協(xié)調(diào)產(chǎn)品加工中的每一個方面，因為任一方面的誤差累積起來，將對產(chǎn)品的精度產(chǎn)生間接的影響。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中按照特定工藝，不論其生產(chǎn)規(guī)模如何，都需要種類繁多的工藝裝備，而產(chǎn)品的質(zhì)量、

10、生產(chǎn)率、成本無不與工藝裝備有關(guān)。隨著不規(guī)則形狀零件在現(xiàn)代機器中的廣泛應用，如何保證這類零件的加工精度就顯得尤為重要。連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，其小頭經(jīng)活塞銷與活塞連接，大頭與曲軸軸頸連接。燃燒室中受壓縮的油氣混合氣體經(jīng)點火燃燒后急劇膨脹，以很大的壓力壓向活塞頂面，連桿則將活塞所受的力傳給曲軸，推動曲軸旋轉(zhuǎn)。連桿部件一般是由連桿體、連桿蓋和螺栓、螺母等組成。在發(fā)動機工作過程中，連桿要承受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，因此其應具有足夠的強度和剛性外，還應盡量減少自身的質(zhì)量。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。在小頭孔中壓入青銅襯套，大頭孔內(nèi)襯有具有鋼質(zhì)基底的

11、耐磨巴氏合金軸瓦，以減少磨損和便于維修。高效率、高精度加工是數(shù)控機床加工最主要特點之一。數(shù)控加工取代傳統(tǒng)加工占據(jù)生產(chǎn)制造的主導地位已成為一種趨勢，但由于歷史的原因，傳統(tǒng)的加工設備與先進的數(shù)控機床并存，是目前乃至今后很長一段時期內(nèi)大多數(shù)制造企業(yè)的設備現(xiàn)狀。如何從工藝的角度根據(jù)各企業(yè)的設備現(xiàn)狀、產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模、零件結(jié)構(gòu)形式與加工精度要求等方面來合理地進行產(chǎn)品工藝方案設計，充分發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有數(shù)控設備與傳統(tǒng)設備的加工效率，使企業(yè)設備資源與人力資源得到充分利用，需要從多個方面來探討。其中數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡化和智能化方向發(fā)展。伴隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，我國的發(fā)動機連桿生產(chǎn)得到較大的發(fā)展，總量已具相當?shù)囊?guī)

12、模，無論是設計水平，還是產(chǎn)品品種、質(zhì)量、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)方式都有很大的發(fā)展。連桿在發(fā)動機中是承受載荷傳遞動力的重要零部件，也是發(fā)動機五大零部件中最難以保證加工質(zhì)量的零部件，其性能、水平直接影響整機的性能水平及可靠性。因此，各工業(yè)發(fā)達國家十分重視連桿的生產(chǎn)，不斷改進其材質(zhì)及加工手段， 以提高其性能水平，滿足發(fā)動機行業(yè)的需要。近幾年來， 國內(nèi)連桿加工發(fā)展十分迅速，尤其是大功率柴油機連桿，而先進的加工工藝加工出的連桿質(zhì)量好、效率高且穩(wěn)定。 第1章 數(shù)控加工的概述1.1 數(shù)控加工數(shù)控是數(shù)字控制的簡稱，英文為numerical control,簡稱nc。是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù)、是用數(shù)字化的信息實

13、現(xiàn)機床控制的一種方法。數(shù)控機床既是數(shù)字控制機床，也是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用號碼，或其他符號編碼指令規(guī)定的程序。它是一種靈活通用能夠適應產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動機床。數(shù)控加工，也稱之為nc(numerical control）加工，是以數(shù)值與符號構(gòu)成的信息，控制機床實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn)。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為應用于當代各個制造領域的先進制造技術(shù)。數(shù)控加工的最大特征有兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員

14、決定的。1.2 數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展數(shù)控加工的發(fā)展趨勢是高速和精密，另一個發(fā)展趨勢是完整加工，即在一臺機床上完成復雜零件的全部加工工序。數(shù)控加工中的程序編制也隨著數(shù)控機床的更新而改變。50年代，mit設計了一種專門用于機械零件數(shù)控加工程序編制的語言，稱為apt（automatically programmed tool）。其后，apt幾經(jīng)發(fā)展，形成了諸如aptii、aptiii（立體切削用）、apt（算法改進，增加多坐標曲面加工編程功能）、aptac（advanced contouring）(增加切削數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))和apt/ss（sculptured surface）(增加雕塑曲面加工編程功能

15、)等先進版。 采用apt語言編制數(shù)控程序具有程序簡練，走刀控制靈活等優(yōu)點，使數(shù)控加工編程從面向機床指令的“匯編語言”級，上升到面向幾何元素.apt仍有許多不便之處：采用語言定義零件幾何形狀，難以描述復雜的幾何形狀，缺乏幾何直觀性；缺少對零件形狀、刀具運動軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗證手段；難以和cad數(shù)據(jù)庫和capp系統(tǒng)有效連接；不容易作到高度的自動化，集成化。針對apt語言的缺點，1978年，法國達索飛機公司開始開發(fā)集三維設計、分析、nc加工一體化的系統(tǒng)，稱為catia。隨后很快出現(xiàn)了像euclid，ugii，intergraph，master c a m， pro/engineerin

16、g及npu/gncp等系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都有效的解決了幾何造型、零件幾何形狀的顯示，交互設計、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗證等問題，推動了cad和cam向一體化方向發(fā)展。到了80年代，在cad/cam一體化概念的基礎上，逐步形成了計算機集成制造系統(tǒng)（cims）及并行工程（ce）的概念。目前，為了適應cims及ce發(fā)展的需要，數(shù)控編程系統(tǒng)正向集成化，網(wǎng)絡化和智能化方向發(fā)展。 1.3 數(shù)控加工工藝的內(nèi)容（1）選擇適合在數(shù)控上加工的零件，確定工序內(nèi)容。（2）分析加工零件的圖紙，明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求、確定加工方案、制定數(shù)控加工路線，如工藝的劃分、加工順序的安排，非數(shù)控加工工序的銜接等。設計

17、數(shù)控加工工序，如工序的劃分，刀具的選擇，夾具的定位與安裝，切削用量的確定，走刀路線的確定。（3）調(diào)整數(shù)控加工工序的程序。如對刀點、換刀點的選擇，刀具的補償。（4）進行數(shù)控編程。（5）自動運動使至程序結(jié)束。 1.4 數(shù)控加工工藝的特點數(shù)控加工工藝具有以下特點：(1) 數(shù)控機床加工精度高。一般只需一次加工即能達到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2) 在數(shù)控機床上工件一次裝夾，可以進行多個部位的加工，有時甚至可完成工件的全部加工內(nèi)容。(3) 由于刀具庫或刀架上裝有幾把甚至更多的備用刀具，因此，在數(shù)控機床上加工工件時刀具的配置、安裝與使用不需要中斷加工過程，使加工過程連續(xù)。(4) 根據(jù)數(shù)控機

18、床加工時工件裝夾特點與刀具配置、使用的特點區(qū)別于普通機床加工時的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普通、機床上加工工件的順序也有很大的區(qū)別。此外根據(jù)數(shù)控機床高速、高效、高精度、高自動化等特點，數(shù)控加工還具有以下工藝特點：（1）提高生產(chǎn)率。（2）切削量用比普通機床大。（3）工序相對集中。（4）提高加工精度并且保持加工質(zhì)量。（5）較多地使用自動換刀(atc)。（6）容易進行加工過程管理。（7）首件需試切削。（8）可以降低廢、次品率。（9）工藝內(nèi)容更具體更詳細，工藝要求更嚴密更精確。（10）操作容易，極大減輕體力勞動強度。高效率、高精度加工是數(shù)控機床加工最主要特點之一。利用數(shù)控機床加工，其產(chǎn)品加

19、工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復雜空間曲面、 多工藝復合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時，其優(yōu)點是傳統(tǒng)機床所無法比擬的。數(shù)控加工另一個特點是產(chǎn)品裝夾定位靈活，同一產(chǎn)品零件可能有多種加工方案。然而正是其靈活性和高精度要求對其高效應用帶來了的局限性，如存在數(shù)控程序的編制、刀具工裝夾具的準備周期長等不利因素。數(shù)控工藝的合理性與高質(zhì)量數(shù)控程序的快速編制是限制數(shù)控加工的瓶頸問題之一。數(shù)控加工的成本相對較高也是制約其廣泛應用的一個因素。數(shù)控加工對技術(shù)人員的水平要求相當高，數(shù)控工藝和程序的質(zhì)量是保證產(chǎn)品加工質(zhì)量合格最主要和最關(guān)鍵的因素。數(shù)控加工時，產(chǎn)品的質(zhì)量完全靠數(shù)

20、控工藝和數(shù)控程序來保證。產(chǎn)品加工的具體細節(jié)在進行工藝設計和程序編制時必須全面考慮，只有設計正確才能保證產(chǎn)品加工的質(zhì)量要求。在數(shù)控加工朝高速、超高速和復合化加工方向發(fā)展的趨勢下，對技術(shù)人員就提出了更高的要求。第2章 連桿加工工藝2.1 連桿的結(jié)構(gòu)特點連桿是汽車發(fā)動機中的主要傳動部件之一，它在柴油機中，把作用于活塞頂面的膨脹的壓力傳遞給曲軸，又受曲軸的驅(qū)動而帶動活塞壓縮氣缸中的氣體。連桿在工作中承受著急劇變化的動載荷。連桿由連桿體及連桿蓋兩部分組成。連桿體及連桿蓋上的大頭孔用螺栓和螺母與曲軸裝在一起。為了減少磨損和便于維修，連桿的大頭孔內(nèi)裝有薄壁金屬軸瓦。軸瓦有鋼質(zhì)的底，底的內(nèi)表面澆有一層耐磨巴氏

21、合金軸瓦金屬。在連桿體大頭和連桿蓋之間有一組墊片，可以用來補償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。在發(fā)動機工作過程中，連桿受膨脹氣體交變壓力的作用和慣性力的作用，連桿除應具有足夠的強度和剛度外，還應盡量減小連桿自身的質(zhì)量，以減小慣性力的作用。連桿桿身一般都采用從大頭到小頭逐步變小的工字型截面形狀。為了保證發(fā)動機運轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動機中各連桿的質(zhì)量不能相差太大，因此，在連桿部件的大、小頭兩端設置了去不平衡質(zhì)量的凸塊，以便在稱量后切除不平衡質(zhì)量。連桿大、小頭兩端對稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運等要求，連桿大、小頭的厚度相等(基本尺寸相同)。在連桿小頭的頂端設有油孔(或油槽)，發(fā)

22、動機工作時，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動，把氣缸體下部的潤滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動運動副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復直線運動變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運動，以輸出動力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機的性能，而工藝的選擇又是直接影響精度的主要因素。反映連桿精度的參數(shù)主要有5個：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對連桿桿身中心面的對稱度；（2）連桿大、小頭孔中心距尺寸精度；（3）連桿大、小頭孔平行度；（4）連桿大、小頭孔尺寸精度、形狀精度；（5）連桿大頭螺栓孔與接合面的垂直度。2.2 連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進行機械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端

23、面，連桿體與連桿蓋的結(jié)合面及連桿螺栓定位孔等。連桿總成的主要技術(shù)要求（圖2-1）如下：圖2-1 連桿總成圖 2.2.1 大、小頭孔的尺寸精度、形狀精度為了使大頭孔與軸瓦及曲軸、小頭孔與活塞銷能密切配合，減少沖擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級為it6，表面粗糙度ra應不大于0.8m，大頭孔的圓柱度公差為0.004mm；小頭孔公差等級為it6，表面粗糙度ra應不大于0.8m，小頭孔的圓柱度公差為0.005mm?？讓Χ嗣娲怪倍裙顬?.05mm。2.2.2 大、小頭孔軸心線在兩個互相垂直方向的平行度兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度誤差會使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時使曲軸的

24、連桿軸頸產(chǎn)生邊緣磨損，所以兩孔軸心線在連桿軸線方向的平行度公差較??；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對不均勻磨損影響較小，因而其公差值較大。兩孔軸心線在連桿的軸線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.05 mm；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm長度上公差為0.10 mm。2.2.3 大、小頭孔中心距及兩端面對大頭孔中心線的垂直度大小頭孔的中心距影響到汽缸的壓縮比，即影響到發(fā)動機的效率，所以規(guī)定了比較高的要求：mm。連桿大頭孔兩端面對大頭孔中心線的垂直度，影響到軸瓦的安裝和磨損，甚至引起燒傷；所以對它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級應不低于it9（大頭孔兩端面

25、對大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm長度上公差為0.03 mm）。2.2.4 大、小頭孔兩端面的技術(shù)要求連桿大、小頭孔兩端面間距離的基本尺寸相同，從技術(shù)要求上也是相同的，大頭兩端面的尺寸公差等級為it9，表面粗糙度ra不大于1.6m, 小頭兩端面的尺寸公差等級為it9，表面粗糙度ra不大于1.6m。雖然連桿大頭兩端面與曲軸連桿軸頸兩軸肩端面間有配合要求，而連桿小頭兩端面與活塞銷孔座內(nèi)檔之間沒有配合要求，但是在精磨兩端面的時候，采用臥式雙端面磨床，同時加工，因此厚度、平行度、平面度、對稱度、粗糙度都是一樣的。2.2.5 螺栓孔的技術(shù)要求在前面已經(jīng)說過，連桿在工作過程中受到急劇的動載荷的作用。這

26、一動載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個螺栓及螺母上。因此除了對螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對于安裝這兩個動力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：螺栓孔按it8級公差等級和表面粗糙度ra應不大于3.2m加工；兩螺栓孔在大頭孔剖分面的對稱度公差為0.25 mm。2.2.6 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求在連桿受動載荷時，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對錯位，影響到曲軸的連桿軸頸和軸瓦結(jié)合不良，從而產(chǎn)生不均勻磨損。結(jié)合面的平行度將影響到連桿體、連桿蓋和墊片貼合的緊密程度，因而也影響到螺栓的受力情況和曲軸、軸瓦的磨損。對于本連桿，要求結(jié)合面的平面度的公差為0.025 mm。2.3 毛坯的選擇和

27、加工余量的確定原則連桿在工作中承受多向交變載荷的作用，要求具有很高的強度。因此，連桿材料一般采用高強度碳鋼和合金鋼；如45鋼、55鋼、40cr、40crmnb等。近年來也有采用球墨鑄鐵的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料損耗少，成本低。隨著粉末冶金鍛造工藝的出現(xiàn)和應用，使粉末冶金件的密度和強度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個很有發(fā)展前途的制造方法。在選擇毛胚應遵循的原則是：在保證毛胚質(zhì)量的前提下，力求選擇高效。低成本，制造周期短的毛胚生產(chǎn)方法。首先由設計人員提出毛胚材料和加工后要達到的質(zhì)量要求，然后再由工藝人員根據(jù)零件圖、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、并考慮交貨期限及現(xiàn)有可利用的設備，人員

28、和技術(shù)水平等選定合適的毛胚生產(chǎn)方法。 加工余量指毛胚尺寸與零件尺寸之差。加工余量的大小對零件的加工質(zhì)量和制造的經(jīng)濟性有較大的影響，余量過大會浪費原材料及機械加工時增加機床、刀具及能源的消耗，余量過小則不能消除上道工序留下的各種誤差，表面缺陷和本工序的裝夾誤差，易造成廢品。因此，應根據(jù)影響余量的因素合理確定加工余量，零件加工一般要經(jīng)多道工序，總加工余量就是每個中間工序加工余量的總和。（1）盡可能采用最小的加工余量的總和，以求縮短加工時間，降低零件的加工費用。（2）應有足夠的加工余量，特別是最后工序，加工余量應能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度和精度要求。（3）決定加工余量時，應考慮到零件在熱處理

29、后的變形，負責可能出現(xiàn)次品，造成浪費。（4）決定加工余量時，應考慮被加工零件的大小。零件越大，由切削力、內(nèi)應力引起的變形會越大，因此加工余量也相應大些。(5) 數(shù)控加工余量不宜過大，特別是粗加工時，其加工余量不宜太大，否則數(shù)控機床高效、高精度的特點難以實現(xiàn)。對于加工余量過大的毛坯，可在普通機床上先安排粗加工工序。2.4 連桿的加工工序由上述技術(shù)條件的分析可知，連桿的尺寸精度、形狀精度以及位置精度的要求都很高，但是連桿的剛性比較差，容易產(chǎn)生變形，這就給連桿的機械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機械加工工藝過程如下表(2-2)所示：表(2-2)工序工序名稱工序內(nèi)容工藝設備op10探傷、退磁

30、檢查毛坯質(zhì)量，去除磁性磁粉探傷、退磁機op20粗磨兩端面磨大小頭孔，厚度mm臥式雙端面專用磨床op30鉆鏜小頭孔，大小頭孔一側(cè)倒角以基面及小頭孔外圓，大頭孔內(nèi)表面定位，鉆鏜、倒角加工中心vm-32saop40半精鏜大頭孔，大小頭孔另一側(cè)倒角以基面及大頭孔內(nèi)表面定位，半精鏜大頭孔直徑mm加工中心vm-32saop50銑兩側(cè)面以基面及大、小頭孔定位，裝夾工件銑尺寸mm兩側(cè)面，保證對稱，兩側(cè)面到中心線平行度0.05mm臥式雙面銑床op60粗銑承壓面和螺栓底部孔以基面及大小頭孔定位，粗銑承壓面及螺栓底部孔mm臥式八軸銑床op70精銑承壓面，鉆攻螺栓孔以基面及大小頭孔內(nèi)表面定位，銑承壓面直徑mm，螺紋孔

31、m81，螺紋對孔同軸度0.18mm加工中心vm-32saop80脹斷、合裝、擰螺栓以基面及大小頭孔內(nèi)表面定位，激光切槽深度mm，螺栓擰緊力nm，角度脹斷專用設備m3798op90精磨兩端面以基準面及小頭孔外表面定位，精磨兩端面厚度mm端面磨床rv1op100半精鏜大頭孔、倒角、銑瓦槽以基面及大小頭孔定位，鏜大頭孔mm，瓦槽寬度mm,深度mm，倒角cmm加工中心vm-32saop110精鏜大小頭孔以基面及大小頭孔外表面定位，大頭孔直徑mm及中心對側(cè)面距離mm，小頭孔直徑mm精鏜床m-3569op120珩磨大小頭孔珩磨大頭孔直徑mm，小頭孔直徑mm專用珩磨機op130清洗、去毛刺無毛刺及贓物超聲波

32、清洗機op140外觀檢測無劃傷及缺陷，螺栓與承壓面結(jié)合處無縫隙毛刺及贓物op150綜合檢測檢測主要尺寸，公差要求綜合檢測儀op160稱重、分組、打標記大頭總重每組3克，總重每組3克稱重分選標記設備op170涂油涂油狀況覆蓋連桿全部且不滴油涂油機op180包裝入庫符合公司包裝規(guī)范op190出庫檢驗無銹蝕、無磕碰、無雜質(zhì)，組號統(tǒng)一連桿的主要加工表面為大、小頭孔和兩端面，較重要的加工表面為連桿體和蓋的結(jié)合面及連桿螺栓孔定位面，次要加工表面為軸瓦鎖口槽、大頭兩側(cè)面及體和蓋上的螺栓座面等。連桿的機械加工路線是圍繞著主要表面的加工來安排的。連桿的加工路線按連桿的分合可分為三個階段：第一階段為連桿體和蓋脹斷

33、之前的加工；第二階段為連桿體和蓋脹斷后的加工；第三階段為連桿體和蓋合裝后的加工。第一階段的加工主要是為其后續(xù)加工準備精基準（端面、小頭孔和大頭外側(cè)面）；第二階段主要是加工除精基準以外的其它表面，包括大頭孔的粗加工，為合裝做準備的螺栓孔和結(jié)合面的粗加工，以及軸瓦鎖口槽的加工等；第三階段則主要是最終保證連桿各項技術(shù)要求的加工，包括連桿合裝后大頭孔的半精加工和端面的精加工及大、小頭孔的精加工。如果按連桿合裝前后來分，合裝之前的工藝路線屬主要表面的粗加工階段，合裝之后的工藝路線則為主要表面的半精加工、精加工階段。2.5 連桿的加工工藝過程分析2.5.1 工藝過程的安排在連桿加工中有兩個主要因素影響加工

34、精度：（1）連桿本身的剛度比較低，在外力（切削力、夾緊力）的作用下容易變形。（2）連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時將產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力，并引起內(nèi)應力重新分布。因此，在安排工藝進程時，就要把各主要表面的粗、精加工工序分開，即把粗加工安排在前，半精加工安排在中間，精加工安排在后面。這是由于粗加工工序的切削余量大，因此切削力、夾緊力必然大，加工后容易產(chǎn)生變形。粗、精加工分開后，粗加工產(chǎn)生的變形可以在半精加工中修正；半精加工中產(chǎn)生的變形可以在精加工中修正。這樣逐步減少加工余量，切削力及內(nèi)應力的作用，逐步修正加工后的變形，就能最后達到零件的技術(shù)條件。各主要表面的工序安排如下：（1）兩端面：粗磨、精

35、磨（2）小頭孔：鉆孔、粗鏜、精鏜、珩磨（3）大頭孔：粗鏜、半精鏜、精鏜、珩磨一些次要表面的加工，則視需要和可能安排在工藝過程的中間或后面。2.5.2 定位基準的選擇在連桿機械加工工藝過程中，大部分工序選用連桿的一個指定的端面和小頭孔作為主要基面，并用大頭處指定一側(cè)的外表面作為另一基面。這是由于：端面的面積大，定位比較穩(wěn)定，用小頭孔定位可直接控制大、小頭孔的中心距。這樣就使各工序中的定位基準統(tǒng)一起來，減少了定位誤差。具體的辦法是，如圖（2-2）所示：在安裝工件時，注意將有標識標記的一面與夾具的定位元件接觸。在精鏜小頭孔時，也用小頭孔作為基面，這時將定位銷做成活動的稱“假銷”。當連桿用小頭孔定位夾

36、緊后，再從小頭孔中抽出假銷進行加工。圖（2-2）連桿定位方向為了不斷改善基面的精度，基面的加工與主要表面的加工要適當配合：即在粗加工大、小頭孔前，粗磨端面，在精鏜大、小頭孔前，精磨端面。由于用小頭孔和大頭孔外側(cè)面作基面，所以這些表面的加工安排得比較早。在小頭孔作為定位基面前的加工工序是鉆孔、鏜孔，這些工序?qū)τ阽M后的孔與端面的垂直度不易保證，有時會影響到后續(xù)工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各個表面都是毛坯表面，定位和夾緊的條件都較差，而加工余量和切削力都較大，如果再遇上工件本身的剛性差，則對加工精度會有很大影響。因此，第一道工序的定位和夾緊方法的選擇，對于整個工藝過程的加工精度常有深遠的影

37、響。連桿的加工就是如此，在連桿加工工藝路線中，在精加工主要表面開始前，先粗磨兩個端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗磨就是關(guān)鍵工序。在粗磨中工件如何定位呢？一個方法是以毛坯端面定位，在側(cè)面和端部夾緊，粗磨一個端面后，翻身以磨好的面定位，磨另一個毛坯面。但是由于毛坯面不平整，連桿的剛性差，定位夾緊時工件可能變形，粗磨后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢復變形，影響后續(xù)工序的定位精度。另一方面是以連桿的大頭外形及連桿身的對稱面定位。這種定位方法使工件在夾緊時的變形較小，同時可以磨工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度較好的平面。同時，由于是以對稱面定位，毛坯在加工后的外形偏差

38、也比較小。 2.5.3 確定合理的夾緊方法既然連桿是一個剛性比較差的工件，就應該十分注意夾緊力的大小，作用力的方向及著力點的選擇，避免因受夾緊力的作用而產(chǎn)生變形，以影響加工精度。在加工連桿的夾具中，可以看出設計人員注意了夾緊力的作用方向和著力點的選擇。在粗磨兩端面的夾具中，夾緊力的方向與端面平行，在夾緊力的作用方向上，大頭端部與小頭端部的剛性高，變形小，既使有一些變形，亦產(chǎn)生在平行于端面的方向上，很少或不會影響端面的平面度。夾緊力通過工件直接作用在定位元件上，可避免工件產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。在加工大小頭孔工序中，主要夾緊力垂直作用于大頭端面上，并由定位元件承受，以保證所加工孔的圓度。在精鏜大小頭

39、孔時，只以大平面（基面）定位，并且只夾緊大頭這一端。小頭一端以假銷定位后，用螺釘在另一側(cè)面夾緊。小頭一端不在端面上定位夾緊，避免可能產(chǎn)生的變形。2.5.4 連桿兩端面的加工采用粗磨、精磨兩道工序，并將精磨工序安排在精加工大、小頭孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在臥式雙端面專用磨床上，使用砂瓦拼成的砂輪端面磨削。這種方法的生產(chǎn)率較高。精磨在rv1型端面磨床上用砂輪的周邊磨削，這種辦法的生產(chǎn)率低一些，但精度較高。2.5.5 連桿大、小頭孔的加工連桿大、小頭孔的加工是連桿機械加工的重要工序，它的加工精度對連桿質(zhì)量有較大的影響。小頭孔是定位基面，在用作定位基面之前，它經(jīng)過了鉆、鏜兩

40、道工序。鉆時以小頭孔外形定位，這樣可以保證加工后的孔與外圓的同軸度誤差較小。小頭孔在鉆、鏜后，在精鏜床上與大頭孔同時精鏜，達到it6級公差等級。大頭孔經(jīng)過粗鏜、半精鏜、精鏜、珩磨達到it6級公差等級。表面粗糙度ra 為0.8m，大頭孔的加工方法是在脹斷工序后，將連桿與連桿體組合在一起，然后進行精鏜大頭孔的工序。這樣，在脹斷以后可能產(chǎn)生的變形，可以在最后精鏜工序中得到修正，以保證孔的形狀精度。2.5.6 連桿螺栓孔的加工連桿的螺栓孔經(jīng)過銑、鉆工序。加工時以大頭端面、小頭孔及大頭一側(cè)面定位。粗銑螺栓孔端面采用工件翻身的方法，這樣銑夾具沒有活動部分，能保證承受較大的銑削力。精銑時，為了保證螺栓孔的兩

41、個端面與連桿大頭端面垂直，使用兩工位夾具。連桿在夾具的工位上銑完一個螺栓孔的兩端面后，夾具上的定位板帶著工件旋轉(zhuǎn)，銑另一個螺栓孔的兩端面。這樣，螺栓孔兩端面與大頭孔端面的垂直度就由夾具保證。2.5.7 連桿體與連桿蓋的脹斷工序剖分面（亦稱結(jié)合面）的尺寸精度和位置精度由夾具本身的制造精度及激光切槽的位置來保證。為了保證脹斷后的剖分面的平面度不超過規(guī)定的公差0.03mm ，并且剖分面與大頭孔端面保證一定的垂直度，對于夾具本身的制造精度和安裝的位置精度都要求很高，因為剖分面本身的平面度、粗糙度對連桿蓋、連桿體裝配后的結(jié)合強度有較大的影響。2.5.8 大頭孔兩側(cè)面的加工以基面及大小頭孔定位，它用圓銷對

42、大小頭孔定位，裝夾工件銑兩側(cè)面至尺寸，保證對稱，達到要求的平行度。2.6連桿加工工藝設計應考慮的問題（1）工序安排：連桿加工工序安排應注意兩個影響精度的因素：a.連桿的剛度比較低，在外力作用下容易變形；b.連桿是模鍛件，孔的加工余量大，切削時會產(chǎn)生較大的殘余內(nèi)應力。因此在連桿加工工藝中，各主要表面的粗精加工工序一定要分開。（2）定位基準：a.精基準：以桿身對稱面定位，便于保證對稱度的要求，而且采用雙面磨，可使部分切削力抵消。b.統(tǒng)一精基準：以大小頭端面，小頭孔、大頭孔一側(cè)面定位。因為端面的面積大，定位穩(wěn)定可靠；用小頭孔定位可直接控制大小頭孔的中心距。（3）夾具使用：應具備適應“一面一孔一凸臺”

43、的統(tǒng)一精基準。而大小頭定位銷是一次裝夾中鏜出，故須考慮“自為基準”情況，這時小頭定位銷應做成活動的，當連桿定位裝夾后，再抽出定位銷進行加工。保證螺栓孔與螺栓端面的垂直度。為此，精銑端面時，夾具可考慮重復定位情況，如采用夾具限制7個自由度（其是長圓柱銷限制4個，長菱形銷限制2個）。長銷定位目的就在于保證垂直度。但由于重復定位裝御有困難，因此要求夾具制造精度較高，且采取一定措施，一方面長圓柱銷削去一邊，另一方面設計頂出工件的裝置。2.7 切削用量的選擇原則正確地選擇切削用量，對提高切削效率，保證必要的刀具耐用度和經(jīng)濟性，保證加工質(zhì)量，具有重要的作用。2.7.1 粗加工時切削用量的選擇原則粗加工時加

44、工精度與表面粗糙度要求不高,毛坯余量較大。因此，選擇粗加工的切削用量時，要盡可能保證較高的單位時間金屬切削量（金屬切除率）和必要的刀具耐用度，以提高生產(chǎn)效率和降低加工成本。金屬切除率可以用下式計算：zw vf1000式中：zw單位時間內(nèi)的金屬切除量（mm/s）v切削速度（m/s）f 進給量（mm/r）切削深度（mm） 提高切削速度、增大進給量和切削深度，都能提高金屬切除率。但是，在這三個因素中，影響刀具耐用度最大的是切削速度，其次是進給量，影響最小的是切削深度。所以粗加工切削用量的選擇原則是：首先考慮選擇一個盡可能大的吃刀深度,其次選擇一個較大的進給量度f，最后確定一個合適的切削速度v.選用較

45、大的和f以后，刀具耐用度t顯然也會下降，但要比v對t的影響小得多，只要稍微降低一下v便可以使t回升到規(guī)定的合理數(shù)值，因此，能使v、f、的乘積較大，從而保證較高的金屬切除率。此外，增大可使走刀次數(shù)減少，增大f又有利于斷屑。因此，根據(jù)以上原則選擇粗加工切削用量對提高生產(chǎn)效率，減少刀具消耗，降低加工成本是比較有利的。1）切削深度的選擇：粗加工時切削深度應根據(jù)工件的加工余量和由機床、夾具、刀具和工件組成的工藝系統(tǒng)的剛性來確定。在保留半精加工、精加工必要余量的前提下，應當盡量將粗加工余量一次切除。只有當總加工余量太大，一次切不完時，才考慮分幾次走刀。2）進給量的選擇：粗加工時限制進給量提高的因素主要是切

46、削力。因此，進給量應根據(jù)工藝系統(tǒng)的剛性和強度來確定。選擇進給量時應考慮到機床進給機構(gòu)的強度、刀桿尺寸、刀片厚度、工件的直徑和長度等。在工藝系統(tǒng)的剛性和強度好的情況下，可選用大一些的進給量；在剛性和強度較差的情況下，應適當減小進給量。3）切削速度的選擇：粗加工時，切削速度主要受刀具耐用度和機床功率的限制。切削深度、進給量和切削速度三者決定了切削功率，在確定切削速度時必須考慮到機床的許用功率。如超過了機床的許用功率，則應適當降低切削速度。2.7.2 精加工時切削用量的選擇原則精加工時加工精度和表面質(zhì)量要求較高，加工余量要小且均勻。因此，選擇精加工的切削用量時應先考慮如何保證加工質(zhì)量，并在此基礎上盡

47、量提高生產(chǎn)效率。1）切削深度的選擇：精加工時的切削深度應根據(jù)粗加工留下的余量確定。通常希望精加工余量不要留得太大，否則，當吃刀深度較大時，切削力增加較顯著，影響加工質(zhì)量。2）進給量的選擇：精加工時限制進給量提高的主要因素是表面粗糙度。進給量增大時，雖有利于斷屑，但殘留面積高度增大，切削力上升，表面質(zhì)量下降。3）切削速度的選擇：切削速度提高時，切削變形減小，切削力有所下降，而且不會產(chǎn)生積屑瘤和鱗刺。一般選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù)，盡可能提高切削速度。只有當切削速度受到工藝條件限制而不能提高時，才選用低速，以避開積屑瘤產(chǎn)生的范圍。由此可見，精加工時選用較小的吃刀深度和進給量f，并在保

48、證合理刀具耐用度的前提下，選取盡可能高的切削速度v，以保證加工精度和表面質(zhì)量，同時滿足生產(chǎn)率的要求。2.8 確定各工序的加工余量、計算工序尺寸及公差2.8.1 確定加工余量用查表法確定機械加工余量：（根據(jù)機械加工工藝手冊第一卷 表3.2-25 表3.2-26 表3.2-27）（1）、平面加工的工序余量（mm）單面加工方法單面余量工序公差工序尺寸及偏差表面粗糙度毛坯 0.1012.5粗磨0.350.05ra1.6精磨0.050.05ra1.6則連桿兩端面總的加工余量為：a總= =（）2 =（0.35+0.05）2= mm（2）、連桿鑄造出來的總的厚度為h=18.3+=mm2.8.2 確定工序尺寸

49、及其公差（根據(jù)機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程 表229 表234）（1）、大頭孔各工序尺寸及其公差（鑄造出來的大頭孔為45 mm）工序名稱工序基本余量工序公差工序尺寸及偏差表面粗糙度珩磨0.040.018ra0.8精鏜0.30.002ra1.6半精鏜1.50.05ra3.2粗鏜50.03ra6.42）、小頭孔各工序尺寸及其公差（根據(jù)機械制造技術(shù)基礎課程設計指導教程 表229表230）工序名稱工序基本余量工序公差工序尺寸及偏差表面粗糙度珩磨0.040.011 ra1.6精鏜0.50.010 ra1.6粗鏜1.50.027ra3.2鉆孔鉆孔至160.10ra6.4第3章 部分工序的數(shù)控編程3.1

50、 數(shù)控編程 3.1.1 數(shù)控編程技術(shù)數(shù)控機床是嚴格按照從機床外部輸入的程序自動完成對被加工工件的加工。我們把從外部輸入直接用于加工的程序稱為數(shù)控加工程序，簡稱數(shù)控程序。在數(shù)控機床上加工零件時，我們要把零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)和位移數(shù)據(jù)，以信息的形式記錄在控制介質(zhì)上，用控制介質(zhì)的信息來控制機床，實現(xiàn)對零件的全部加工過程。我們把從零件圖紙到得到數(shù)控加工程序所需控制介質(zhì)的全過程，稱為數(shù)控編程。數(shù)控編程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學處理、編寫程序、控制介質(zhì)制備及程序校驗等幾個步驟。概括地說，數(shù)控編程的主要內(nèi)容包括：分析加工要求并進行工藝設計，以確定加工方案，選擇合適的機床、刀具、夾具，確定

51、合理的走刀路線及切削用量等；建立工件的幾何模型、計算加工過程中刀具相對工件的運動軌跡或機床運動軌跡；按照數(shù)控系統(tǒng)可接受的程序格式，生成零件加工程序，然后對其進行驗證和修改，直到得到合格的加工程序。3.1.2 數(shù)控編程的方法根據(jù)問題的復雜程度的不同，數(shù)控加工程序編制方法有兩種：手工編程與計算機自動編程。手工編程是指主要由人工來完成數(shù)控編程各個階段的工作。當被加工零件形狀不十分復雜或程序較短時，都可以采用手工編程的方法。但對于一些復雜零件，特別是具有非圓曲線的表面，或零件的幾何元素并不復雜，但程序量很大零件，由于計算相當繁瑣且程序量大，手工編程就難以勝任，即使能夠編出程序出來，往往耗費很長的時間，

52、而且容易出錯。這時就必須采用“計算機自動編程”的方法。計算機自動編程也即是計算機輔助編程，它是借助數(shù)控自動編程系統(tǒng)由計算機來輔助生成零件加工程序。此時，編程人員一般只需借助數(shù)控編程系統(tǒng)提供的各種功能對加工對象、工藝參數(shù)及加工過程進行較簡便的描述后，即可出編程系統(tǒng)自動完成數(shù)控加工程序編制的其余內(nèi)容。3.2 部分工序的數(shù)控程序工序op30 鉆鏜小頭孔，大小頭孔一側(cè)倒角圖3-1%o2010 n005 m66;n010 g04 x3.;n1 (u-zuan-d17.0);n015 g0 g91 g30 z0 x0 y0;n020 t1;n025 m06;n030 g40 g80;n035 g0 g90

53、 g54 x0 y0;n040 t2;n045 g43 z70. h1 m13 s3200;n050 m48;n055 g98 g81 z-20.5 r1. f240;n060 m19 g80;n065 m09;n2 (cutang-d17.3);n070 g91 g30 z0 x0 y0;n075 t2;n080 m06;n085 t3;n090 g0 g90 g54 x0 y0;n095 g43 z70. h4 m13 s4000;n100 m48;n105 g98 g76 z-20. r1. q0.1 f560;n110 m19 g80;n115 m09;n120 g0 g91 g30

54、z0;n125 g30 x0 y0;n3 (daojiao-d19.0);n130 g91 g30 z0 x0 y0;n135 t3;n140 m06;n145 t4;n150 g0 g90 g54 x0 y0;n155 g43 z70. h2;n160 m8;n165 m19;n170 g43 z70. h2;n175 m19;n180 z10.;n185 y1.;n190 z-25.9;n195 y0.02;n200 x0.08;n205 m13 s350;n210 g01 z-24.30 f60;n215 g04 x0.5;n220 g00 z-28.;n225 m13 s350;n23

55、0 g01 z-29.83 f80;n235 g04 x0.5 z-26.75;n240 m19;n245 g00 y1.;n250 z70.;n255 m19 g80;n260 m09;n4 (jingtang-d17.5);n265 g91 g30 z0 t4;n270 g30 x0 y0;n275 m06;n280 t1;n285 g0 g90 g54 x0 y0;n290 g43 z70. h3 m13 s3600;n295 m48;n300 g98 g76 z-19. r1. q0.1 f360;n305 m19 g80;n310 m09;n315 g0 g91 g30 z0;n320 m67;n325 m30;%工序op70精銑承壓面，鉆攻螺栓孔圖3-2% o4589n05 m66;n10 g40 g80 g90; n1 (xichengyamian) (20-em);n15 g00 g91 g30 z0;n20 t1;n25 m06;n30 t2;n35 g00 g90 g54 x-4