1、一 序言二 零件分析三连杆的加工工艺过程连杆的尺寸精度、形状精度以及位置精度的要求都很高，但是连杆的刚性比较差，容易产生变形，这就给连杆的机械加工带来了很多困难，必须充分的重视。连杆的主要加工表面为大、小头孔和两端面，较重要的加工表面为连杆体和盖的结合面及连杆螺栓孔定位面，次要加工表面为轴瓦锁口槽、油孔、大头两侧面及体和盖上的螺栓座面等。连杆的机械加工路线是围绕着主要表面的加工来安排的。连杆的加工路线按连杆的分合可分为三个阶段：第一阶段为连杆体和盖切开之前的加工；第二阶段为连杆体和盖切开后的加工；第三阶段为连杆体和盖合装后的加工。第一阶段的加工主要是为其后续加工准备精基准（端面、小头孔和大头外
2、侧面）；第二阶段主要是加工除精基准以外的其它表面，包括大头孔的粗加工，为合装做准备的螺栓孔和结合面的粗加工，以及轴瓦锁口槽的加工等；第三阶段则主要是最终保证连杆各项技术要求的加工，包括连杆合装后大头孔的半精加工和端面的精加工及大、小头孔的精加工。如果按连杆合装前后来分，合装之前的工艺路线属主要表面的粗加工阶段，合装之后的工艺路线则为主要表面的半精加工、精加工阶段。四 连杆的加工工艺过程分析1.2.1 定位基准的选择在连杆机械加工工艺过程中，大部分工序选用连杆的一个指定的端面和小头孔作为主要基面，并用大头处指定一侧的外表面作为另一基面。这是由于：端面的面积大，定位比较稳定，用小头孔定位可直接控制
3、大、小头孔的中心距。这样就使各工序中的定位基准统一起来，减少了定位误差。具体的办法是，在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不与夹具的定位元件接触（在设计夹具时亦作相应的考虑）。在精镗小头孔（及精镗小头衬套孔）时，也用小头孔（及衬套孔）作为基面，这时将定位销做成活动的称“假销”。当连杆用小头孔（及衬套孔）定位夹紧后，再从小头孔中抽出假销进行加工。为了不断改善基面的精度，基面的加工与主要表面的加工要适当配合：即在粗加工大、小头孔前，粗磨端面，在精镗大、小头孔前，精磨端面。由于用小头孔和大头孔外侧面作基面，所以这些表面的加工安排得比较早。在小头孔作为定位基面前的加工工序是钻孔、扩孔和铰孔，这些工序
4、对于铰后的孔与端面的垂直度不易保证，有时会影响到后续工序的加工精度。在第一道工序中，工件的各个表面都是毛坯表面，定位和夹紧的条件都较差，而加工余量和切削力都较大，如果再遇上工件本身的刚性差，则对加工精度会有很大影响。因此，第一道工序的定位和夹紧方法的选择，对于整个工艺过程的加工精度常有深远的影响。连杆的加工就是如此，在连杆加工工艺路线中，在精加工主要表面开始前，先粗铣两个端面，其中粗磨端面又是以毛坯端面定位。因此，粗铣就是关键工序。在粗铣中工件如何定位呢？一个方法是以毛坯端面定位，在侧面和端部夹紧，粗铣一个端面后，翻身以铣好的面定位，铣另一个毛坯面。但是由于毛坯面不平整，连杆的刚性差，定位夹紧
5、时工件可能变形，粗铣后，端面似乎平整了，一放松，工件又恢复变形，影响后续工序的定位精度。另一方面是以连杆的大头外形及连杆身的对称面定位。这种定位方法使工件在夹紧时的变形较小，同时可以铣工件的端面，使一部分切削力互相抵消，易于得到平面度较好的平面。同时，由于是以对称面定位，毛坯在加工后的外形偏差也比较小。1.2.2 加工阶段的划分和加工顺序的安排由于连杆本身的刚性差，切学加工时产生的残余应力，易产生变形。因此，在安排工艺过程时，应把各主要表面的的粗，精加工工序分开。这样，粗加工产生的变形就可以在半精加工中得到修；半精加工中产生的形变可以在精加工中得到修正，最终达到零件的技术要求。在工序安排上先加
6、工定位基准，如端面加工的铣、磨工序防在加工过程的前面，然后再加工孔，符合符合先面后孔的加工工序安装原则。1）粗加工阶段粗加工阶段也是连杆体和连杆盖合之前的加工阶段：基准面的加工，包括辅助基准面加工：准备连杆体及连杆盖合并所进行的加工，如两者对口面的铣、磨等2）半精加工阶段半精加工阶段也是连杆体和连杆盖合并之后的加工，如精磨两平面，半精镗大头孔及孔口倒角等。总之是为精加工大、小头孔做准备的阶段。3）精加工阶段精加工阶段主要是最终保证连杆主要表面大、小头孔全部达到图样要求的阶段，如珩磨大头孔，精镗小头活塞销轴承孔。1.2.3 连杆主要面的加工方法采用粗铣、精铣工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头
7、孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度，这种方法的生产率较高。以基面及小头孔定位，它用一个圆销（小头孔）。装夹工件铣两侧面至尺寸，保证对称（此对称平面为工艺用基准面）。1.2.4连杆主要孔的加工方法连杆大、小头孔的加工是连杆机械加工的重要工序，它的加工精度对连杆质量有较大的影响。小头孔是定位基面，在用作定位基面之前，它经过了钻、铰两道工序。钻时以小头孔外形定位，这样可以保证加工后的孔与外圆的同轴度误差较小。小头孔在钻、铰后，在金刚镗床上与大头孔同时精镗，达到IT6级公差等级，然后压入衬套，再以衬套内孔定位精镗大头孔。由于衬套的内孔与外圆存在同轴度误差，这种定位方法有可能使精镗后的衬套孔
8、与大头孔的中心距超差。大头孔经过扩、粗镗、精镗、金刚镗和珩磨达到IT6级公差等级。表面粗糙度Ra 为1.6m，大头孔的加工方法是在铣开工序后，将连杆与连杆体组合在一起，然后进行精镗大头孔的工序。这样，在铣开以后可能产生的变形，可以在最后精镗工序中得到修正，以保证孔的形状精度。连杆的螺栓孔经过钻、铰工序。加工时以大头端面、小头孔及大头一侧面定位。为了使两螺栓孔在两个互相垂直方向平行度保持在公差范围内，在扩和铰两个工步中用上下双导向套导向。从而达到所需要的技术要求。1.2.4连杆体与连杆盖的铣开工序剖分面（亦称结合面）的尺寸精度和位置精度由夹具本身的制造精度及对刀精度来保证。为了保证铣开后的剖分面
9、的平面度不超过规定的公差0.03mm ，并且剖分面与大头孔端面保证一定的垂直度，除夹具本身要保证精度外，锯片的安装精度的影响也很大。如果锯片的端面圆跳动不超过0.02 mm,则铣开的剖分面能达到图纸的要求，否则可能超差。但剖分面本身的平面度、粗糙度对连杆盖、连杆体装配后的结合强度有较大的影响。因此，在剖分面铣开以后再经过磨削加工。五规划工艺流程工序01 铸造毛坯工序02 无损坏，检查是否有夹渣，气孔，疏松等缺陷工序03 清理毛刺，飞边，涂漆工序04 人工时效处理工序05 划杆身中心线，以及大小孔的中心线工序06 按线加工，精铣大小孔两平面至尺寸43mm工序07 重划大小头孔中心线，并选择一个面
10、做基准面工序08 一基准面定位，按线找正，钻大小头孔至78mm和19mm工序09 以基准定位，按线找正，粗精镗大头孔到81+0.02mm，并定基准线为基准A工序10 以大头孔，基面定位，借助侧面装夹工件，粗精镗小头孔至20+0.28mm，并 保证中心距为85+0.1mm，并定基准轴线为基准A工序11 磨大头孔内表面的沟槽，砂轮R25mm，磨削深度2.5mm 工序12 以基准面，连杆侧面和分割面装夹工件，铣削两个台阶面，保证台阶 面的距离为94-0.023mm，深度3.5+0.05mm，以及对基准面A的对称度为0.3mm ,钻两边的底孔10mm，保证中心距为1100.15mm 工序13 钻孔，镗
11、孔2-M12-6H工序14 以连杆分割面，基准定位装夹，铣削沟槽，宽15mm R67mm的盘形铣 刀，对基准A的对称度为0.01mm工序15 车倒角0.5*45和1*45工序16 用微型铣刀内沟槽，直径21+0.28mm，宽1.1+0.12mm两沟槽距离为37+0.15mm工序17 检查各部分尺寸和精度工序18 组装入库六 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .平面加工余量 加工表面 基本尺寸mm 毛坯尺寸mm 单边总加工余量mm 小头孔直径 20 10 5 大头孔直径 81 70 5.5 零件厚度 43 45 1大头空两端厚度 0 3.5 3.5.各项工序加工数据1、钻小头孔 选用钻床
12、Z3080 钻头直径D = 19.6 mm 切削速度V = 0.99 mm切削深度ap = 43 mm 进给量f = 0.12 mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 945 r/min按机床选取n = 1000 r/min则实际钻削速度V = Dn/（100060） = 1.04 m/s 2、镗小头孔 选用钻床Z3080铰刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap =43 mm 进给量f = 0.8 mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 140 r/min按机床选取n = 200 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060）
13、 = 0.32 m/s 3、铣大头孔一侧面选用铣床X62W铣刀直径D = 20 mm 切削速度V = 0.64 m/s铣刀齿数Z = 3 切削深度ap = 1 mm af = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 611 r/min 按机床选取n=750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.78 m/s 4、铣大头孔另一侧面同上5、铣连杆盖底面 选用铣床X62W铣刀直径D =12mm 切削速度V = 0.34 m/s切削宽度ae = 3 mm 铣刀齿数Z = 24 切削深度ap = 2 mm af = 0.15 mm/r 按机床选取n=75
14、0 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.47 m/s 6、粗铣连杆两螺栓底面 选用钻床Z3025铣刀直径D = 8 mm 切削速度V = 0.2 m/s铣刀齿数Z = 6 切削深度ap = 3.5 mm 进给量f = 0.10 mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 50.9 r/min根据表3.130 按机床选取n = 750 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.94 m/s 7、钻螺栓孔选用钻床Z3080切削速度V = 0.99 m/s 切削深度ap = 24mm进给量f = 0.08 mm/r 钻头直径D = 11.8
15、 mm则主轴转速n = 1000*60v/ D = 1910 r/min按机床选取n = 910 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 0.99 m/s8、镗螺栓孔 镗刀直径D = 12 mm 切削速度V = 0.22 m/s切削深度ap = 24 mm 进给量f = 0.1mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 350 r/min按机床选取n = 350r/min则实际切削速度V = 350m/s9、粗镗大头孔 选用镗床T618镗刀直径D = 80.6 mm 切削速度V = 0.16 m/s进给量f = 0.30 mm/r 则主轴转速n = 1000*60
16、v/ D = 38 r/min 按机床选取n = 800 r/min则实际切削速度V = Dn/（100060） = 2.72 m/s 10、精镗大头孔 选用镗床T2115镗刀直径D = 81 mm 切削速度V = 0.20 m/s进给量f = 0.2 mm/r则主轴转速n = 1000*60v/ D = 47r/min切削深度ap = 1 mm按机床选取n = 1000 r/min11、铣大头孔一端倒角 选用机床X62W铣刀直径D=20mm切削速度V = 0.3 m/s 进给量f = 0.10 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000*60v/ D = 477 r/min按机床选取n
17、 = 750 r/min12、铣大头孔一端倒角同上 13、精镗小头孔 选用镗床T2115镗刀直径D = 20mm 切削速度V = 1m/s进给量f = 0.2 mm/r 则主轴转速n = 1000*60v/ D = 955r/min 按机床选取n = 1000 r/min14 、铣小头孔一端倒角 选用机床X62W铣刀直径D=8mm切削速度V = 0.3 m/s 进给量f = 0.50 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000*60v/ D = 716 r/min 按机床选取n = 750 r/min15、铣小头孔另一端倒角 同上16、粗铣槽 选用机床X62W 铣刀直径D=8mm 切削速
18、度V = 0.3 m/s 进给量f = 0.50 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000*60v/ D = 716 r/min 按机床选取n = 750 r/min17、精铣槽选用机床X62W铣刀直径D=8mm 切削速度V = 0.4m/s 进给量f = 0.3 mm/r Z = 8 则主轴转速n = 1000*60v/ D = 955 r/min 按机床选取n = 1000 r/min18、车小头孔一侧的槽 刀具：车削破口进给量f=0.2mm/s 机床主轴转速n=1000r/min19、车小头孔另一侧的槽 同上附录程序代码： 1. 钻小头孔%N1 T1 M6N2 S1000 M3N
19、3 G0 X0. Y85.N4 G43 Z41. H1N5 Z1.N6 G83 X0. Y85. Z-60. Q0 R5. F150.N7 G80N8 G0 Z41.N9 M5N10 M30%2. 钻大头孔N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 Z1.N50 G83 X0. Y0. Z-83.434 Q5. R5. F150.N55 G80N60 G0 Z41.N65 M30%3. 粗镗大头孔N5 G71N10 ( / LIA
20、NGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S800 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 G83 X0. Y0. Z-50. Q.3 R3. F100.N50 G80N55 G0 Z41.N60 M30%4. 精镗大头孔N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 Z1.N50 G83 X0. Y0. Z-60. Q.2 R3. F100.N55 G
21、80N60 G0 Z41.N65 M30%5. 粗镗小头孔N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S200 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 X0. Y85.N50 G83 X0. Y85. Z-50. Q.8 R3. F100.N55 G80N60 G0 Z41.N65 M30%6.精镗小头孔N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0
22、G43 Z41. H1N45 X0. Y85.N50 Z1.N55 G83 X0. Y85. Z-50. Q.2 R5. F100.N60 G80N65 G0 Z41.N70 M30%7.端面铣削1N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 X-35.5 Y.01N50 Z3.N55 G1 Z-.1 F100.N60 X-51.522N65 Y.99N70 X-35.488N75 X-35.452 Y1.981N80 X-51.5
23、22N85 Y2.971N90 X-35.393N95 X-35.31 Y3.962N100 X-56.344N105 X-56.256 Y4.9528.断面铣削2N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z95. H1N45 X35.5 Y.01 B180.N50 Z48.N55 G1 Z44.9 F100.N60 X51.522N65 Y.99N70 X35.488N75 X35.452 Y1.981N80 X51.522N85 Y2.971N9
24、0 X35.393N95 X35.31 Y3.962N100 X56.344N105 X56.256 Y4.9529.粗铣槽N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S750 M03N40 G0 X23.598 Y130. B0.N45 G43 Z-19. H1N50 Y109.915N55 G1 Y104.415 F100.N60 Z-26.N65 X22.615N70 Z-19.N75 X21.631N80 Z-26.N85 X20.648N90 Z-19.N95 X19.665N10
25、0 Z-26.N105 X18.68210.粗铣槽2N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 X23.598 Y110. B0.N45 G43 Z-19. H1N50 G1 Y109.915 F2540.N55 Y104.615 F100.N60 Z-26.N65 X22.615N70 Z-19.N75 X21.631N80 Z-26.N85 X20.648N90 Z-19.N95 X19.665N100 Z-26.N105 X18.68211.轨迹铣削1N
26、5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z41. H1N45 X-7. Y85.N50 Z1.N55 G1 Z-1. F100.N60 G2 X7. Y85. I7. J0.N65 X-7. Y85. I-7. J0.N70 G1 Z41.N75 M30%12.轨迹铣削2N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G
27、43 Z41. H1N45 X32.5 Y0.N50 Z4.N55 G1 Z-1. F100.N60 G3 X-31.229 Y9. I-32.5 J0.N65 G1 X-10.252N70 Z41.N75 M30%13.轨迹铣削3N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z65. H1N45 X32.5 Y0. B180.N50 Z47.N55 G1 Z44. F100.N60 G3 X-32.5 Y0. I-32.5 J0.N65 G1 Z65.
28、N70 M30%14.轨迹铣削4N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z65. H1N45 X7. Y85. B180.N50 Z47.N55 G1 Z44. F100.N60 G3 X-7. Y85. I-7. J0.N65 X7. Y85. I7. J0.N70 G1 Z65.N75 M30%15.孔加工1N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T3 M0
29、6N35 S910 M03N40 G0 X55. Y-20. B0.N45 G43 Z-22.5 H3N50 G83 X55. Y0. Z-54.045 B0. Q.1 R-17.5 F100.N55 G80N60 G0 Y-20.N65 Z-22.5N70 M30%16.孔加工2N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S910 M03N40 G0 X-55. Y-50. B0.N45 G43 Z-22.5 H1N50 G83 X-55. Y0. Z-56.045 B0. Q.1 R-1
30、7.5 F100.N55 G80N60 G0 Y-50.N65 Z-22.5N70 M30%17.孔加工3N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S350 M03N40 G0 X-55. Y-50. B0.N45 G43 Z-22.5 H1N50 G83 X-55. Y0. Z-50.5 B0. Q.1 R-17.5 F100.N55 G80N60 G0 Y-50.N65 Z-22.5N70 M30%18.孔加工4N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G
31、99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S350 M03N40 G0 X55. Y-50. B0.N45 G43 Z-22.5 H1N50 G83 X55. Y0. Z-50.5 B0. Q.1 R-17.5 F100.N55 G80N60 G0 Y-50.N65 Z-22.5N70 M30%19.底面铣削15 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 X-51. Y-50. B0.N45 G1 G43 Z-1.802 F2540
32、. H1N50 G0 Y-10.N55 G1 Y.1 F100.N60 Z-22.029N65 X-53. Z-20.843N70 Z-4.681N75 X-55. Z-6.026N80 Z-20.5N85 X-57. Z-20.843N90 Z-6.667N95 X-59. Z-7.186N100 Z-22.029N105 X-61. Z-8.10820.底面铣削25 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 G0 G49N30 T1 M06N35 S1000 M03N40 G0 G43 Z5. H1N45 X-45.522 Y-5
33、0. B0.N50 Y-10.1N55 G1 Y0. F100.N60 Z-50.N65 X-44.533N70 Z5.N75 X-43.543N80 Z-50.N85 X-42.554N90 Z5.N95 X-41.564N100 Z-50.N105 X-40.574 Z-49.07421.车削轮廓1N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 S1000 M03N30 G0 X-4.541 Y0.N35 G1 Z-2.1 F2540. M08N40 X-10.5 F100.N45 X-2.563N50 M30%22.车削轮廓2N
34、5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 S1000 M03N30 G0 X-4.087 Y0.N35 Z-4. M08N40 G1 X-10.5 F100.N45 X-3.757N50 M30%23.车削轮廓3N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 S1000 M03N30 G0 X-4.204 Y0.N35 Z-41. M08N40 G1 X-10.5 F100.N45 X-3.889N50 M30%24.车削轮廓4N5 G71N10 ( / LIANGANGAI)N15 G0 G17 G99N20 G90 G94N25 S1000 M03N30 G0 X-3.166 Y0.N35 Z-42.9 M08N40 G1 X-10.5 F100.N45 X-2.633N50 M30%七小结八三维零件图九参考文献
