数控机床加工精度异常故障的诊断和处理生产中经常会遇到数控机床加工精度异常的故障。此类故障隐蔽性强，诊断难度比较大。形成这类故障的原因主要有五个方面：{1}机床进给单位被改动或变化。{2} 机床各个轴的零点偏置 [NULL OFFSET]异常。{3}轴向的反向间隙[BACK LASH]异常。{4}电机运行状态异常，即电气及控制部分异常。{5}机械故障，如丝杠，轴承，轴联器等部件。另外加工程序的编制，刀具的选择及人为因素，也可能导致加工精度异常。1． 系统参数发生变化或改动 系统参数主要包括机床进给单位，零点偏置，反向间隙等。例如SIMENS，FANUC 系统，其进给单位有公制和英制两种。机床修理过程中某些处理，常常影响到零点偏置和间隙的变化，故障处理完毕后应作适时的调整和修改；另一方面，由于机械磨损严重或连结松动也可能造成参数实测值的变化，需要对参数做相应的修改才能满足机床加工精度的要求。2． 机械故障导致的加工精度异常 一台THM6350立式加工中心，采用SIMENS 840D系统。在加工联杆模具过程中，忽然发现Z轴进给异常，造成至少1毫米的切削误差量（ Z向过切） 。调查中了解到：故障是忽然发生的。机床在点动，MDI（手动数据输入方式）操作方式下各个轴运行正常，且回参考点正常；无任何报警提示，电气控制部分硬故障的可能性排除。分析认为，主要应对以下几个方面逐一进行检查。 [1]检查机床精度异常时正在运行的加工程序段，特别是刀具长度补偿，加工坐标（G54—G59）的校对和计算。 [2]在点动方式下，反复运动Z轴，经过视，触，听对其运动状态诊断，发现Z向运动噪 音异常，特别是快速点动，噪音更加明显。由此判断，机械方面可能存在隐患。[3]检查机床Z轴精度。用手摇脉冲发生器移动 Z轴， （将其倍率定为1X100的挡位，即每变化一步，电机进给0.1毫米） ，配合百分表观察Z轴的运动情况。在单向运动精度保持正常后作为起始点的正向运动，脉冲器每变化一步，机床Z轴运动的实际距离d=dl=d2=d3….=0.1mm ，说明电机运行良好，定位精度也良好。而返回机床实际运动位移的变化上，可以分为四个阶段：①机床运动距离d1>d=0.1mm(斜率大于1)； ②表现出为d1=0.1>d2>d3(斜率小于1)；③机床机构实际没移动，表现出最标准的反向间隙；④机床运动距离与脉冲器给定数值相等（斜率等于1） ，恢复到机床的正常运动。 无论怎样对反向间隙（参数1851）进行补偿，其表现出的特征是：除了③阶段能够补偿外，其他各段变化依然存在，特别是① 阶段严重影响到机床的加工精度。补偿中发现，间隙补偿越大，①阶段移动的距离也越大。 分析上述检查认为存在几点可能原因：一是电机有异常；二是机械方面有故障；三是丝杠存在间隙。为了进一步诊断故障，将电机和丝杠完全脱开，分别对电机和机械部分进行检查。检查结果是电机运行正常；在对机械部分诊断中发现，用手盘动丝杠时，返回运动初始有非常明显的空缺感。而正常情况下，应能感觉到轴承有序而平滑的移动。经过拆卸检查发现其轴承确实受损，且有滚珠脱落。更换后机床恢复正常。3． 机床电气参数未优化电机运行异常 有一台北京产的立式数控铣床，配备SIMENS840D系统。在加工过程中，发现X轴精度异常。检查发现X轴存在一定间隙，且电机启动时存在不稳定的现象。有手触摸X轴电机时感觉电机抖动比较厉害，停止是抖动不明显，尤其是点动方式下比较明显。分析认为，故障原因有两点，一是丝杠反向间隙很大；二是X轴电机工作异常。利用SIMENS系统的参数功能，对电机进行调试。首先对存在的间隙进行补偿；调整伺服增益参数及脉冲抑制功能参数，X 轴电机的抖动消除，机床加工精度恢复正常。4． 机床位置环异常或控制逻辑不妥 一台TH61140加工中心，系统是FANUC18I，全闭环控制方式。加工过程中，发现该机床Y轴精度异常，精度误差最小为0.006mm ，最大为1.4mm。检查中，机床已经按照要求设置了G54工件坐标系。在MDI （手动数据输入方式）方式下，以G54坐标系运行一段程序即“G00G90G54Y80F100 ；M30；”，待机床运行结束后显示器上显示的机械坐标值为“-1046.605”，记录下该数值。然后在手动方式下，将机床点动到其他任意位置，再次在MDI方式下运行上次的程序段，待机床停止后，发现此时机床机械坐标数值显示为“-1046.992”，同第一次执行后的数值相比差了0.387mm。按照同样的方法，将Y 轴点动到不同的位置，反复执行该程序段显示器上显示的数值不定。用百分表对Y 轴进行仔细检查，发现机械位置实际误差同数显显示出的误差基本一致，从而认为故障原因为Y 轴重复定位误差过大。对Y轴的反向间隙及定位精度进行检查，重新做补偿，均无效果。因此怀疑光栅尺及系统参数等有问题。但为什么产生如此大的误差，却未出现相应的报警信息呢？进一步检查发现，次轴为垂直方向的轴，当Y 轴松开时主轴箱向下掉，造成了误差。 对机床的PLC 逻辑控制程序做了修改，即在Y轴松开时，先把Y 轴使能加载，再把Y轴松开；而在夹紧时，先把轴夹紧后，再把 Y轴使能去掉。调整后机床故障得以解决。CNC machining accuracy of the abnormal fault diagnosis and treatmentProduction often encounter unusual precision CNC machining of the fault. Such failure concealed strong, and the diagnosis more difficult. Such a failure of the main reasons there are five areas: (1) machine tool unit to be altered or changed. (2)-axis machine tools all the 0.1 bias [NULL OFFSET] anomaly. (3) axial reverse the gap [BACK LASH] anomaly. (4) abnormal motor running, electrical and control of the anomaly. (5) mechanical failure, such as the screw, bearings, shaft and other components for the. In addition the establishment of procedures for processing, tool selection and human factors, may also lead to abnormal processing accuracy1. System parameters change or alterationSystem parameters including machine feeding units, 0.1 bias, such as reverse gap. For example, SIMENS, FANUC system, feeding its metric and English units of two. Machine repair in certain treatment, often affecting 0.1 gap and offset the change, fault should be disposed of after timely adjustments and amendments on the other hand, due to mechanical wear or link may also be caused by loose parameters measured the changes , The parameters need to be revised accordingly to meet the requirements of precision machining.2. Mechanical failure caused by abnormal processing precisionTHM6350 a vertical machining centers, used SIMENS 840D system. Die-processing in the process, suddenly found Z-axis feed anomaly, at least one millimeter of error of cutting (Z to the cut-off). In that survey: the fault is all of a sudden. Machine tools to move in, MDI (manual data input method) mode of operation under normal operation of the shaft, and the reference point back to normal without any warning tips, electrical control of the hard rule out the possibility of failure. Analysis, the main one by one the following aspects should be checked[1] check accuracy of abnormal machine is running at the processing procedures, the length of particular tool compensation, processing coordinates (G54-G59) the proof-reading and computing. [2] to move in the way, the Z-axis movement repeatedly, through visual, touch, listen to their campaign of state, found that the noise Z to the abnormal movement, in particular to move fast, noise more pronounced. This judgement, machinery possible hidden dangers[3] Z-axis precision machine tool inspection. Using hand-cranked generator mobile Z-axis, (its rate set at the Shift 1 X100, which is in step, the electrical feed 0.1 mm), with Bai Fenbiao observe the movement of Z-axis. In a one-way movement to maintain normal accuracy of the positive movement as a starting point, every change in pulse-step machine Z-axis movement of the actual distance d = dl = d2 = d3… .= 0.1 mm, that motor running well and also positioning accuracy Good. Back to the actual movement and displacement of the machine changes, can be divided into four stages:① machine movement distance d1> d = 0.1mm (slope greater than 1); ② show for d1 = 0.1> d2> d3 (slope less than 1); ③ machine actually did not move bodies, showing the most standard reverse gap ; ④ movement from the machine and pulse for a given numerical equivalent (slope equal to 1), return to the normal movement of the machineNo matter how the reverse gap (parameters 1851) compensation to their performance characteristics: In addition to ③ stage to compensation, all of the other changes still exist, especially ① stage seriously affect the accuracy of the processing machine. Compensation found that the greater the compensation gap, ① stage of moving from the greaterAnalysis of the inspection that there may be a few reasons: First, motor abnormalities and the other is in a mechanical fault; three screw there is space. In order to further diagnose problems, and the screw will be fully undocked from the electrical, mechanical and electrical were part of the inspection. Inspection results of the electrical operating normally in the diagnosis of the mechanical parts that move hand-screw, to return to the initial campaign have a very clear sense of vacancy.And under normal circumstances, should be able to feel bearing orderly and smooth movement. After the demolition inspection found that it really damaged bearings, and the ball is falling. After the replacement machine back to normal3. Machine did not optimize the electrical parameters of abnormal motor runningBeijing has a capacity of vertical milling machine, equipped with SIMENS840D system. In the process, we found abnormal X-axis precision. X-axis inspection found that there are certain gaps, and the motor of instability at the start of the phenomenon. A hand touching the X-axis motor, sensory motor jitter relatively powerful, and stop dithering is not obvious, especially under way to move more obvious. Analysis of that failure for two reasons, First, screw reverse big gap and the other is abnormal X-axis electrical work. SIMENS system using the parameters of function, the motor debugging. First on the compensation gap, adjusting the servo gain parameters and pulse suppression parameters, X-axis motor to eliminate the jitter, precision machining back to normal4. Central location of machine control logic is nothing wrong or unusualTH61140 a processing center, the system is FANUC18I, closed-loop control the whole way. In the process, found that the Y-axis precision machine tools abnormal, the smallest error for the accuracy of 0.006 mm, the largest to 1.4 mm. During the inspection, and machine tools have been set up G54 in accordance with the requirements of the workpiece coordinates. In MDI (manual data input method) mode, the G54 to coordinate procedures for running a section that is “G00G90G54Y80F100; M30;“, machine tool operation to be displayed on the monitor after the end of the mechanical coordinates for the “-1046.605,“ a record of the numerical.Then in the manual mode, the machine will be to move to any other location, again running under way in the last MDI procedures, the question following the cessation of machine tools, machine tools found at this time numerical mechanical coordinates displayed as “-1046.992,“ with the first After the implementation of the numerical difference compared to the 0.387 mm. In accordance with the same methods, will move the Y-axis to a different location and repeatedly monitor the implementation of the program displayed on the numerical uncertain. Bai Fenbiao with the Y-axis to double-check and found that mechanical error with the actual location of the show was basically the same error, the reasons for that failure to repeat Y-axis positioning error too large.Y-axis on the reverse gap and positioning accuracy check and re-do of compensation, no effects. Therefore suspected grating device and system parameters such as a problem. But why have such a large error, the alarm has not been a corresponding information? » Further inspection found that the vertical axis of the shaft, when the Y-axis release me down when the spindle out, causing the error.The PLC logic of the machine tool control program made changes, that is, in the Y-axis release, the first Y-axis can be loaded, then release the Y axis and in clamping, the first axle clamp, then Y-axis can be removed. After adjusting machine fault is resolved.南通职业大学 2008 届毕业设计（论文）任务书学生姓名 黄飞 所学专业 机制数控方向 班 级 机制 055课题名称 柴油机连杆工艺工装设计工作内容（应完成的设计内容、论文内容）1、绘制该零件的夹具图和装配图2、编制该零件的机械加工工艺规程3、设计该零件的工艺装备4、编写设计说明书4、专业英语资料翻译 3000 字符左右工作要求（设计应达到的性能、指标，论文质量要求）1、 生产纲领：大批生产。2、 工艺过程合理，工序设计基本能指导工人生产，能达到零件图样规定的要求。3、 夹具设计应满足工艺设计规定的精度和生产效率，同时还应符合可靠、简单、方便的原则。夹具本身结构工艺性好。4、 说明书应概括地介绍设计全貌，对设计的各部分内容应作重点说明，分析论证及必要的计算。主要参考资料1 机械制造工艺学. 郑本修主编2 先进制造技术 王隆太主编3 机械制造工程专业英语 章跃主编4 机械制造工艺设计简明手册 李益民主编5 机械设计基础 扬可桢 程光蕴主编6 机床夹具设计 肖继德 陈宁平主编 工作进度要求1、 3 月 21 日-3 月 25 日 零件结构性工艺分析 绘制毛坯图2、 3 月 26 日-5 月 10 日 编制机械加工工艺过程卡 、机械加工工序卡 。3、 5 月 10 日-5 月 15 日 编写设计说明书、专业英语资料翻译4、 5 月 16 日- 答辩前的准备课题组其他成员 无指导教师（签名） 张丽萍教研室主任（签名）部门批准（盖章） 签发日期实习报告学习自动化专业已经三年了，一年级时学校安排了金工实习，到了两年级的时候，老师带我们参观了柴油机单位，这些实习的机会是我们受益匪浅，从对自动化这一专业的诸多疑惑，到了现在对该专业的基本认识，这其中包含了老师的良苦用心。现在我自己走出去了，在生产针式打印机的”富士通”公司以及了解了电梯的基本工作原理和一些基本的工艺制作。这三年中我们已经学习了几门专业基础课和一些专业课。在实习过程中怎样将我们所学与实际所面临的问题相结合这对我们无疑是一个大大的挑战。 第一天我带着强力的好奇心到位于黄家圩附近的生产“富士通”针式打印机的厂家。众所周知， “富士通”是来自于日本的品牌。日本产品一向以高品质，高价格闻名于世， “富士通”的针式打印机亦不例外。而到了那，我感受到更多的是日本式的管理理念，其对于员工的管理近乎苛刻，每天八小时的工作中只有二十分钟的时间可以休息，员工在工作过程中必须保持良好的精神状态，稍有疏忽，整个工作过流程将因此打乱。从中我找出为何日本的产品总是那么受欢迎，日本式管理尽管有时不近人情，但通常都会为人们所接受的原因了。 如今的打印机大都分为喷墨打印机，激光打印机以及针式打印机。最早的打印机就是针式打印机，现在多用在银行，税务局等行业。针式打印机是利用直径 0.2mm～0.3mm 的打印针通过打印头中的电磁铁吸合或释放来驱动打印针向前击打色带，将墨点印在打印纸上而完成打印动作的，通过对色点排列形式的组合控制，实现对规定字符、汉字和图形的打印。所以，针式打印机实际上是一个机电一体化系统。机械部分主要组件有：字车传动机构，输纸传动机构，色带传动机构，打印头。电气控制部分中主要组件有：微处理器或单片机，数据／程序／字符点阵存储器，驱动电路与传感器，电源以及接口电路。喷墨打印机分为机械和电路两大部分，机械部分通常包括墨盒和喷头、清洗部分、字车机械、输纸机构和传感器等几个部分。而激光打印机采用的是电子照相(Electro-photo-graphy)技术。该技术利用激光束扫描光鼓，通过控制激光束的开与关使传感光鼓吸与不吸墨粉，光鼓再把吸附的墨粉转印到纸上而形成打印结果。我们参观浏览了针式打印机的整个生产过程，了解了在银行等行业普遍使用的打印机的工作过程和打印原理。看着工人们熟练的手法，将每一根针插进预留的孔中，再传到下一个工序，环环相扣，时间非常很紧张并且不能出丝毫差错。想用一个下午了解针式打印机的全部生产过程是不太现实的，我看的只是皮毛而已，想要了解决非一朝一夕的事。 我所学的专业在这里地到了很好应用，不过自动化这门课听起来简单可实际操作起来并不那么容易，但是话说回来我学这门课就是为了将复杂的事情变简单，但在这一过程中我们将经历更为复杂的实践。没有实习这一环节我可能不知道自己差那么多，离社会对我们专业的要求相去甚远，因此这次实习在今后的学习中又给了我指导方向，要求我懂得更多，做得更多。 但也有让我头痛的实习，那就是在印刷电路板车间。去的那车间第一天我一进门便能闻到一股浓浓的双氧水的气味，让人甚至都有呼气困难的感觉，刚进去便觉得眼睛酸痛，这种感觉伴随着整个参观过程。但我的确从这次实习中了解了关于印刷电路板制作的基本知识。印刷电路板（printed circuit board）工艺流程分为：浸酸→全板电镀铜→图形转移→酸性除油→二级逆流漂洗→微蚀→二级逆流漂洗→浸酸→镀锡→二级逆流漂洗→逆流漂洗→浸酸→图形电镀铜→二级逆流漂洗→镀镍→二级水洗→浸柠檬酸→镀金→回收→2-3 级纯水洗→烘干。它的内部制作与检查有几种方法： 发料→对位孔→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜 发料→铜面处理→影像转移→蚀刻→剥膜→工具孔 发料→钻孔→通孔→电镀→影像转移→蚀刻→剥膜。 监测的方法为：AOI(简单线路采目视) →电测→(修补)→ 确认。内层板线路成完后,必须保证通路及绝缘的完整性(integrity),即如同单面板一样先要仔细检查。因一旦完成压合后,不幸仍有缺陷时,则已为时太晚,对于高层次板子而言更是必须先逐一保证其各层品质之良好,始能进行压合, 由于高层板渐多,内层板的负担加重,且线路愈来愈细,万一有漏失将会造成压合后的昂贵损失.传统目视外,自动光学检查(AOI)之使用在大厂中已非常普遍, 利用计算机将原图案牢记,再配合特殊波长光线的扫瞄,而快速完美对各层板详作检查。但 AOI 有其极限,例如细断路及漏电(Leakage)很难找出,故各厂渐增加短、断路电性测试。这只是我在实际参观以及查资料所得，真实情况会更为复杂。这次我要了解的对象是我们平时经常使用却最不了解的电梯的工作原理。电梯是自动化程度相当高的机械设备，也是非常容易操作的日常工具。电梯主要由电梯曳引系统、电梯轿厢和门系统、电梯的导向系统、电梯的重量平衡系统、自动扶梯及自动人行道、电梯的电力拖动系统、电梯电气控制系统、电梯的安全保护系统组成。发明电梯的人叫做奥的斯，世界上最大的电梯公司创始人,其公司 140 万台奥的斯电梯在 200 多个国家和地区运转,每三天运载全球人口一次。 电梯控制系统主要有三种控制方式，继电器控制、PLC 控制、微机控制，其中继电器控制系统故障率高，微机控制系统抗干扰能力弱．而 PLC 控制系统运行可靠，编程简单、维修方便、抗干扰性强．已成为目前电梯系统中使用最多的控制方式。 电梯的基本规格有以下参数组成：（1）电梯的类型。乘客电梯、载货电梯、病床电梯、自动扶梯等，表明电梯的服务对象。 （2）电梯的主参数。包括电梯额定载重量、额定速度。 （3）驱动方式。直流驱动、交流单速驱动、交流双速驱动、交流调压驱动、交流变压变频驱动、永磁同步电机驱动、液压驱动等。 （4）操纵控制方式。手柄开关操纵、按钮控制、信号控制、集选控制、并联控制、群控等。 （5）轿厢形式与轿厢尺寸。轿厢有无双面开门的特殊要求，以及轿厢顶、轿厢壁、轿厢底的特殊要求。轿厢尺寸有内部尺寸和外廓尺寸，以宽 X 深 X 高表示。内部尺寸根据电梯的类型和额定在重量确定；外廓尺寸关系到井道设计。 （6）井道形式与尺寸。井道是封闭式还是空格式，井道尺寸以宽 X 深表示。 （7）厅轿门形式。按开门方式可分为中分式、旁开式、直分式等；按控制方式可分为手动开关门、自动开关门等。 （8）开门宽度与开门方向。开门宽度是指厅轿门完全开启时的净宽度。根据开门方向确定左开门或右开门。 （9）层站数。电梯运行其中的建筑的层楼称为层，各层楼用以进出轿厢的地点称为站。 （10）提升高度和井道高度。 （11）顶层高度和底坑深度。 （12）机房形式。上机房、下机房、无机房等。通过这段时间的实习我对我学习书本知识有了更多的了解，我只是从外围了解最基本的实现方式，用我们所学去解释一些最基本的现象，这在将来的工作是远远不够的，这段时间的实习也给我提出了我将来的努力方向。——于红亮南通职业大学毕业设计（论文）1摘 要本文主要论述了柴油机连杆的加工工艺及其夹具设计。因为连杆是活塞式发动机和压缩机的主要零件之一，其大头孔与曲轴连接，小头孔通过活塞销与活塞连接，其作用是将活塞的气体压力传送给曲轴，又收曲轴驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体。连杆承受的是冲击动载荷，因此要求连杆质量小，强度高。所以在安排工艺过程时，按照“先基准后一般”的加工原则。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螺栓孔定位面。 在夹具设计方面也要针对连杆结构特点比较小，设计应时应注意夹具体结构尺寸的大小等，最终就能达到零件的理想要求！关键词: 连杆 变形 加工工艺 夹具设计AbstractThe diesel connecting rod treating handicraft the main body of a book has been discussed mainly and their grip design. Because of the connecting rod is one of dyadic engine of piston and main compression engine part, whose larger end hole and crank shaft link up , the small head hole links up by the wrist pin and the piston , whose effect is that the piston gas pressure is transmitted to the crank shaft , collect crank shaft gas in driving but setting a piston in motion to compress a cylinder. Being that the pole bears pounds a live load , request connecting rod mass is minor therefore , the intensity is high. Therefore when arranging procedure for, according to “first the criterion queen-like “ treating principle. The connecting rod main part processes a surface being that head hole and both ends big or small are weak, more important faying face and bolt hole locating surface being the connecting rod body and cover treating outside. Also should be comparatively small specifically for connecting rod structure characteristic in the field of grip design , design that the size should pay attention to gripping the concrete structure dimension of the season waits, the ideal being therefore likely to reach a part ultimately demands!Keyword: Connecting rod Deformination Processing technology Design of clamping device南通职业大学毕业设计（论文）2目 录摘 要 ....................................................................................................................................1Abstract.................................................................................................................................1第一章 柴油机连杆的加工工艺 .........................................................................31.1 柴油机连杆的用途及其特点 .......................................................................................31.2 连杆的的材料及毛坯制造 .........................................................................................41.3 连杆的加工工艺过程 .................................................................................................61.4 连杆的加工工艺过程分析 ...........................................................................................71.4.1 定位基准的选择 ................................................................................................71.4.2 加工阶段的划分和加工顺序的安排 ................................................................81.4.3 确定合理的夹紧方法 ........................................................................................81.4.4 连杆主要面的加工方法 ....................................................................................91.4.5 连杆主要孔的加工方法 ....................................................................................91.4.6 连杆体与连杆盖的铣开工序 ..........................................................................101.5 夹具使用 ......................................................................................................................101.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差 .....................................................101.6.1 确定加工余量 ..................................................................................................101.6.2 确定工序尺寸及其公差 ...................................................................................111.7 各项加工数据的计算 .................................................................................................121.8 连杆的检验 .................................................................................................................191.8.1 观察外表缺陷及目测表面粗糙度 ..................................................................191.8.2 检查主要表面的尺寸精度 ..............................................................................191.8.3 检验主要表面的位置精度 ...............................................................................201.8.4 连杆螺钉孔与结合面垂直度的检验 ..............................................................20第二章 工装设计 .................................................................................................202.1 铣削分面夹具设计 .....................................................................................................202.1.1 夹具的问题注意 ...............................................................................................202.1.2 夹具设计 ..........................................................................................................212.2 扩大头孔夹具 .............................................................................................................232.2.1 夹具的注意问题 ..............................................................................................232.2.2 夹具设计 ..........................................................................................................23参考文献: ...................................................................................................................26致 谢 .......................................................................................................................26南通职业大学毕业设计（论文）3第一章 柴油机连杆的加工工艺1.1 柴油机连杆的 用途及其特点连杆是发动机中的主要传动部件之一，它在柴油机中，把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修，连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底，底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，以减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。在发动机工作过程中，连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用，连杆除应具有足够的强度和刚度外，还应尽量减小连杆自身的质量，以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡，同一发动机中各连杆的质量不能相差太大，因此，在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块，以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求，连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽)，发动机工作时，依靠曲轴的高速转动，把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内，以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。连杆的作用是把活塞和曲轴联接起来，使活塞的往复直线运动变为曲柄的回转运动，以输出动力。因此，连杆的加工精度将直接影响柴油机的性能，而工艺的选择又是直接影响精度的主要因素。反映连杆精度的参数主要有 5个：（1）连杆大端中心面和小端中心面相对连杆杆身中心面的对称度；（2）连杆大、小头孔中心距尺寸精度；（3）连杆大、小头孔平行度；（4）连杆大、小头孔尺寸精度、形状精度；（5）连杆大头螺栓孔与接合面的垂直度。1.2 连杆的 的材料及毛坯制造连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，南通职业大学毕业设计（论文）4连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如 45 钢、55 钢、40Cr、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，成本低。随着粉末冶金锻造工艺的出现和应用，使粉末冶金件的密度和强度大为提高。因此，采用粉末冶金的办法制造连杆是一个很有发展前途的制造方法。连杆毛坯制造方法的选择，主要根据生产类型、材料的工艺性（可塑性，可锻性）及零件对材料的组织性能要求，零件的形状及其外形尺寸，毛坯车间现有生产条件及采用先进的毛坯制造方法的可能性来确定毛坯的制造方法。根据生产纲领为大量生产，连杆多用模锻制造毛坯。连杆模锻形式有两种，一种是体和盖分开锻造，另一种是将体和盖锻成—体。整体锻造的毛坯，需要在以后的机械加工过程中将其切开，为保证切开后粗镗孔余量的均匀，最好将整体连杆大头孔锻成椭圆形。相对于分体锻造而言，整体锻造存在所需锻造设备动力大和金属纤维被切断等问题，但由于整体锻造的连杆毛坯具有材料损耗少、锻造工时少、模具少等优点，故用得越来越多，成为连杆毛坯的一种主要形式。总之，毛坯的种类和制造方法的选择应使零件总的生产成本降低，性能提高。目前我国有些生产连杆的工厂，采用了连杆辊锻工艺。图（1-2）为连杆辊锻示意图．毛坯加热后，通过上锻辊模具 2 和下锻辊模具 4 的型槽，毛坏产生塑性变形，从而得到所需要的形状。用辊锻法生产的连杆锻件，在表面质量、内部金属组织、金属纤维方向以及机械强度等方面都可达到模锻水平，并且设备简单，劳动条件好，生产率较高，便于实现机械化、自动化，适于在大批大量生产中应用。辊锻需经多次逐渐成形。图（1-2 ）连杆辊锻示意图图(1-3)、图(1-4)给出了连杆的锻造工艺过程，将棒料在炉中加热至1140～1200C 0，先在辊锻机上通过四个型槽进行辊锻制坯见图(1-3)，然后在南通职业大学毕业设计（论文）5锻压机上进行预锻和终锻，再在压床上冲连杆大头孔并切除飞边见图(1-4)。锻好后的连杆毛坯需经调质处理，使之得到细致均匀的回火索氏体组织，以改善性能，减少毛坯内应力。为了提高毛坯精度，连杆的毛坯尚需进行热校正。连杆必须经过外观缺陷、内部探伤、毛坯尺寸及质量等的全面检查，方能进入机械加工生产线。1.3 连杆的加工工艺过程由上述技术条件的分析可知，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。(连杆机械加工工艺过程见加工工艺卡片)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、小头孔和大头外侧南通职业大学毕业设计（论文）6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。1.4 连杆的加工工艺过程分析1.4.1 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，如图（1—5）所示：在安装工件时，注意将成套编号标记的一面不图（1-5）连杆的定位方向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：南通职业大学毕业设计（论文）7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。1.4.2 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。再工序安排上先加工定位基准，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。连杆工艺加工过程可分为以下几个方面：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。南通职业大学毕业设计（论文）81.4.3 确定合理的夹紧方法既然连杆是一个刚性比较差的工件，就应该十分注意夹紧力的大小，作用力的方向及着力点的选择，避免因受夹紧力的作用而产生变形，以影响加工精度。在加工连杆的夹具中，可以看出设计人员注意了夹紧力的作用方向和着力点的选择。在粗铣两端面的夹具中，夹紧力的方向与端面平行，在夹紧力的作用方向上，大头端部与小头端部的刚性高，变形小，既使有一些变形，亦产生在平行于端面的方向上，很少或不会影响端面的平面度。夹紧力通过工件直接作用在定位元件上，可避免工件产生弯曲或扭转变形。在加工大小头孔工序中，主要夹紧力垂直作用于大头端面上，并由定位元件承受，以保证所加工孔的圆度。在精镗大小头孔时，只以大平面（基面）定位，并且只夹紧大头这一端。小头一端以假销定位后，用螺钉在另一侧面夹紧。小头一端不在端面上定位夹紧，避免可能产生的变形。1.4.4 连杆主要面的加工方法采用粗铣、精铣、粗磨、精磨四道工序，并将精磨工序安排在精加工大、小头孔之前，以便改善基面的平面度，提高孔的加工精度。粗磨在转盘磨床上，使用砂瓦拼成的砂轮端面磨削。这种方法的生产率较高。精磨在 M7130型平面磨床上用砂轮的周边磨削，这种办法的生产率低一些，但精度较高。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） 。1.4.5 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、扩、铰三道工序。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、扩、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与大头孔的中心距超差。大头孔经过扩、粗镗、半精镗、精镗、金刚镗和珩磨达到 IT6 级公差等南通职业大学毕业设计（论文）9级。表面粗糙度 Ra 为 0.4μm，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、扩、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。粗铣螺栓孔端面采用工件翻身的方法，这样铣夹具没有活动部分，能保证承受较大的铣削力。精铣时，为了保证螺栓孔的两个端面与连杆大头端面垂直，使用两工位夹具。连杆在夹具的工位上铣完一个螺栓孔的两端面后，夹具上的定位板带着工件旋转 1800 ，铣另一个螺栓孔的两端面。这样，螺栓孔两端面与大头孔端面的垂直度就由夹具保证。1.4.6 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。1.5 夹具使用应具备适应“一面一孔一凸台”的统一精基准。而大小头定位销是一次装夹中镗出，故须考虑“自为基准”情况，这时小头定位销应做成活动的，当连杆定位装夹后，再抽出定位销进行加工。保证螺栓孔与螺栓端面的垂直度。为此，精铣端面时，夹具可考虑重复定位情况，如采用夹具限制 7 个自由度（其是长圆柱销限制 4 个，长菱形销限制 2 个） 。长销定位目的就在于保证垂直度。但由于重复定位装御有困难，因此要求夹具制造精度较高，且采取一定措施，一方面长圆柱销削去一边，另一方面设计顶出工件的装置。南通职业大学毕业设计（论文）101.6 确定各工序的加工余量、计算工序尺寸及公差1.6.1 确定加工余量 用查表法确定机械加工余量：（根据《机械加工工艺手册》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） 单面加工方法单面余量经济精度 工序尺寸 表面粗糙度毛坯 43 12.5粗铣 1.5 IT12( )320.40( )320.12.5精铣 0.6 IT10( )1.038.8( )1.03.2粗磨 0.3 IT8( )5.38.2( )5.1.6精磨 0.1 IT7( )02. 38( )170.230.8则连杆两端面总的加工余量为：A 总 = 21ni=（A 粗铣 +A 精铣 +A 粗磨 +A 精磨 ） 2=（1.5+0.6+0.3+0.1） 2= mm05.（2） 、连杆铸造出来的总的厚度为 H=38+ = mm 05.05.431.6.2 确定工序尺寸及其公差（根据《机械制造技术基础课程设计指导教程》 表 2—29 表 2—34）1） 、大头孔各工序尺寸及其公差（铸造出来的大头孔为 55 mm）工序名称工序基本余量工序经济精度工序尺寸最小极限尺寸表面粗糙度
