连杆应力曲线孔加工.pdf

彭 晶朱更红谌国权杨坚 连杆应力 曲线孑 L 加工 连杆应力曲线孑 L 加工 Co n ne ct ing Ro d S t r e s s o f Cur v e d Ho l e M a ch ining 彭晶朱 更 红谌 国权杨坚 长沙一派数控机床有限公司 摘 要 针 对连 杆应 力 曲线孔 的精 加 工 介 绍一 种 专用数控 连杆 镗床 和加 工方 法 关键词 连杆应力曲线孔数控镗床 Ke y wo r d s Co n ne ct in g r o d S t r e s s o f cu r v e d ho l e NC Bo r in g ma ch in e 刖 罱 随着发动机技术的发展 特别是双涡轮增压技 术 的应用 不 仅 仅是 活 塞销 孔 要求 加 工成 应 力 曲 线 孑 L 一派 已累计生产三百余 台异形活塞销孔镗床 连杆小头孔也要求加工成应力 曲线孑 L 近年来 本 公 司 接 到 国内连 杆 生产 厂 的需 求订 单 并 成 功 研制 用 于连杆大头孔和小头应力曲线孔精加工 的数 控 镗 床 1 连杆大 头孔 小 头孔 结构参数 及技 术要求 根据客户所提供的产品工序图纸 本工序需完 成连杆大头孑 L 和小头孔 的精加工 大孔为直 圆孔 小头孔 为应力 曲线孔 孔 的中间段为直孔 两端为 锥孔 连杆主要的结构参数 加工要求归纳如下 大 小头孔中心距 2 1 7 0 0 1 mm 厚度 5 0 m m 大 头孔 径 8 5 0 O 1 8 mm 粗 糙 度 R a 1 6 m 圆 柱 度0 0 0 5 ram 小头孔径 5 4 0 0 1 ra m 粗糙 度R a 0 8 1 L m 圆柱 度0 0 0 5 m m 小孔 铜套 两侧锥 孔 角度0 3 0 1 深 度7 5 m m 两侧面对孔 中心线的垂直度0 1 m m 大 小头孑 L 相互平行度0 0 1 5 m m 弯曲 0 0 3 m m 扭曲 2加工工艺分析及参数设定 2 1 定位 连杆大头孑 L 小头孑 L 的形位公差主要由专用夹 具保证 定位夹 紧示 意 图如 图1 所示 图 1连 杆 足位 夹 紧 2 2 加 工参 数的设 定 1 大头孔加工参数 切削速度 V 1 x D x n 1 1 0 0 0 x 6 0 3 1 4 x 8 4 1 0 0 0 1 0 0 0 x 6 0 4 4 r ds V 切削速度 m s D 大 头孔直径 mm H i 主轴转速 r m in 进 给量0 1 mm r 工 进速度 1 0 0 mm mi n 背 吃刀 量0 3 ra m 一次进刀保证加工孔径尺寸 2 小头孔加工参数 由于原始加工面为毛坯 面并且要求 加工成异 形孔 分两次进刀可保证加工精度 第一刀是粗加 工直孔 第二刀是在粗加工的基础上精加工锥孔 切削速度 V 2 w x d x n 1 1 0 0 0 x 6 0 3 1 4 x 5 4 x 5 0 1 0 0 0 8 5 m s V 切 削 速 度 m s d 小 孔 直 径 m m n 主轴转速 r m in 进 给量0 0 8 mm r 工 进速度 2 5 0 mm mi n 内 燃 机 与 配 件 2 0 1 2年第 8期 粗 镗 孔 背吃 刀量 约0 2 3 ra m 精 镗异 形 孑 L 背 吃刀 调 量0 0 2 mm 计算 锥孔 加工 所需 镗杆 最大单 边变 形量 m m A h x t a n e 7 5 xt a n 0 3 0 0 0 7mm 异形 孔加 工轨 迹如 图2 所 示 l熹 I 2 异 形 孔 加 工轨 迹 3 连 杆精 镗床 的研 制 3 1 机 床设 计方 案 采用整体铸造床身 X Z 轴配高精度直线导轨及 滚珠丝杠 两个静动压主轴平行布置 第一主轴配定 向装 置 用于加工连杆大头孑 L 第二主轴配精密微位移 伺服 镗 削装置 用 于加工 连杆 小头应 力 曲线孔 专业 数控 系统 X Y Z 轴 均采用 交 流伺服 内外整体防护 自动排屑器 镗床光机结构布局如图3 所示 图 3 光机 结 构 布 局 3 2 机 床主 要技 术规 格 加 工连杆 小 头孔直 径范 围 6 3 o b 6 0 mm 加 工连 杆大 头孔直 径范 围 6 5 o b l 0 0 m m 加 工连 杆长度 范 围 2 2 0 3 5 0 ra m 连 杆大 小头孔 距 范 围 1 8 0 2 4 0 mm 镗刀最大单边偏移量 0 0 6 m m 3 3 应力 曲线 孑 L 加 工实现 方法 精密微位移镗削伺服装置E J X 5 1 0 6 A 见图4 是 实现应力曲线孔加工的核心部件 镗杆的微位移运 动在主轴高转速的情况下完成 具有 自动动平衡功 能 而且能保持主轴高精度 连杆小头孑 L 的大小可 以通过程序微调 异形孑 L 大小及长度通过 程序可 I璺 l 4精 密 微 1 立移 镗 削 1 司服 装 置 对 产 品图纸 图5 进行 分析 并建 立数 学模 型 1抽r 0删 糍 m l 每 0 r r 一 l 图 5 产 品 It t t l 应 力 曲线 孔 设定销孔轴 向为x 径 向为Y 对x y 轴 的坐标数 值进行二次方程曲线拟合 如图6 所示 图 6 二 次 方 程 曲 线 拟 合 计算出该曲线孔最接近的二次曲线方程式为 Y a b x cx 其 中a 0 0 6 8 4 3 b 一 0 0 0 2 1 8 8 e 1 7 3 0 5 8 5 6 e 一 0 0 0 5 在机床实际加工编程时 将上述 二次方程转换成数控坐标方程X R A R B f R C R 0 为径 向伺服起始坐标值 R1 为z 轴坐标值 循 环 变量 A B C 为 转换 后所得 到 的 常数 编 程完 成 并检查无误后 执行该程序能加工得到所需的应力 曲线孔 3 4 机床 加工 动作 流程 安 装 连 杆 手 动 夹具 定 位 夹 紧连 杆 自动加 工程序启 动 第 一 主轴启 动 Z 轴快 进 z 轴工进 精镗大头孔 主轴定 向 x 轴 快进 定 位 Z 轴 快 退 X轴 快 进 定 位 第 二 主轴 启 动 Z 轴快 进 Z 轴 工进 粗 镗小 头 孔 Z 轴 反 向 与Y轴联 动 工进 精 镗 小 头 异 形 孔 z轴 快 退 主 轴 停 止 x轴 快 退 定 位 自动加工程序结束 夹具松开 取连杆 彭晶朱更 红谌 国权杨坚 连杆应力曲线T L b 1 工 2 7 连杆大 小头孔精加工完成 要求 4用户测试 在 用 户现 场 连续 加工 5 0 只 连杆 随机 抽 取 1 5 只 连杆 检测后均能达到 以下精度 大 小头孔中心距变化量5 tx m 符合要求 小 头 孔 径 变 化 量 2 t x m 圆 柱 度4 m 粗 糙 度 为 R a 0 4 1 x m 符合要求 大 头 孔 径 变 化 量 5 t x m 圆 柱 度4 m 粗 糙 度 为 R a 1 0 t x u m 符合要求 孑 L 对连杆指定平面的垂直度为7 1 z m 符合要求 大 小头孔平行度2 t x m 符合要求 小孔 异形孔 形线 测量 如 图7 所 示 满 足锥孔 角 度 图 7 异 形 孔 形 线 5 后 语 现在增压内燃机的活塞销孔 连杆小头孔都设 计成应力 曲线孑 L 同时 德国马勒 MA HL E 已采用 一 派的应力曲线孔加工设备 上接第2 4 页 2 7 耐破度 滤纸单位面积上所能承受的最大压力 常用单 位 k P a 测试方 法G B T 4 5 4 纸耐破 度 的测定 G B T 4 5 4 2 0 0 2 id t I S O 2 7 5 8 2 0 0 1 纸 张 耐破 度测 定 仪 此外 滤 纸还有 树脂 含量 挥发 量 孔隙度 等技 术 指标 在此 不再赘 述 3滤纸 的选择 选择 滤纸 材 时首先 要考虑 滤清 器 的几项基 本 性能要求 如流量阻力 过滤效率 寿命 过滤精度 等 此外 还应考虑以下一些 因素 1 过滤 介质 的化学 性质 2 过滤介质的粘度 使用温度等 3 滤芯制造的工艺性及经济性等 4滤纸 的发展方 向 随着科 技 的发展 滤 清器 采 用 的 滤纸 也 已经融 入 了其它 的新技术 如在树脂中加入不 同添加剂或 采用后处理方法 可 以制造具有特殊功能 的滤材 滤 纸具 有防火 阻燃 防水 油水分 离 高效过滤 按 透 气度 透气度L m S 用 途 1 5 1 5 O 旁通 分流 机油滤 电喷燃 油滤 高效燃油滤 8 0 2 5 0 旁通 分流 机油滤 燃油滤 l 5 0 3 0 0 重负荷空气滤 2 5 0 5 0 0 全流机滤 重负荷空气滤 客车用空气滤 电喷燃油滤 4 0 0 l 5 0 0 全流机滤 轻轿空气滤 按 孔 径 最大孔径 m 平均孔径 m 用 途 4 5 4 0 二级燃油滤 精滤 4 5 6 0 4 0 4 5 旁通 分流 机 油滤 一级燃油滤 6 0 7 0 5 0 6 0 全流机滤 重负荷空滤 液压滤 7 0 1 0 0 6 0 9 0 全流机滤 空滤 液压滤 复合纤维 防静电 复合材料和微纤维的应用等特 点 而我 国把节能减排这一项基本国策推出后 对 制造业的节能 环保 绿色的呼声越来越高 今后滤 纸的生产制造及使用都必须具有无污染 可回收 可降解等特点 参考 文献 1 G B f r 4 5 1