【正文】 乏幾何直觀性；缺少對(duì)零件形狀、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的直觀圖形顯示和刀具軌跡的驗(yàn)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(dòng)化，集成化。針對(duì)APT語言的缺點(diǎn)，1978年，法國(guó)達(dá)索飛機(jī)公司開始開發(fā)集三維設(shè)計(jì)、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/Engineering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(shè)計(jì)、修改及刀具軌跡生成，走刀過程的仿真顯示、驗(yàn)證等問題，推動(dòng)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(chǔ)上，逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）及并行工程（CE）的概念。目前，為了適應(yīng)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(luò)化和智能化方向發(fā)展。 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(shè)計(jì)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(duì)刀點(diǎn)、換刀點(diǎn)的選擇，刀具的補(bǔ)償。（4）進(jìn)行數(shù)控編程。（5）自動(dòng)運(yùn)動(dòng)使至程序結(jié)束。 數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)數(shù)控加工工藝具有以下特點(diǎn)：(1) 數(shù)控機(jī)床加工精度高。一般只需一次加工即能達(dá)到加工部位的精度，而不需分粗加工、精加工。(2) 在數(shù)控機(jī)床上工件一次裝夾，可以進(jìn)行多個(gè)部位的加工，有時(shí)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(jī)床上加工工件時(shí)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(jī)床加工時(shí)工件裝夾特點(diǎn)與刀具配置、使用的特點(diǎn)區(qū)別于普通機(jī)床加工時(shí)的情況，工件的各部位的數(shù)控加工順序可能與普通、機(jī)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(jī)床高速、高效、高精度、高自動(dòng)化等特點(diǎn)，數(shù)控加工還具有以下工藝特點(diǎn)：（1）提高生產(chǎn)率。（2）切削量用比普通機(jī)床大。（3）工序相對(duì)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(dòng)換刀(ATC)。（6）容易進(jìn)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(xì)，工藝要求更嚴(yán)密更精確。（10）操作容易，極大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度。高效率、高精度加工是數(shù)控機(jī)床加工最主要特點(diǎn)之一。利用數(shù)控機(jī)床加工，其產(chǎn)品加工的質(zhì)量一致性好，加工精度和效率均比普通機(jī)床高出很多，尤其是在輪廓不規(guī)則、復(fù)雜空間曲面、 多工藝復(fù)合化加工和高精度要求的產(chǎn)品加工時(shí)，其優(yōu)點(diǎn)是傳統(tǒng)機(jī)床所無法比擬的。數(shù)控加工另一個(gè)特點(diǎn)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(duì)其高效應(yīng)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(zhǔn)備周期長(zhǎng)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(duì)較高也是制約其廣泛應(yīng)用的一個(gè)因素。數(shù)控加工對(duì)技術(shù)人員的水平要求相當(dāng)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(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量完全靠數(shù)控工藝和數(shù)控程序來保證。產(chǎn)品加工的具體細(xì)節(jié)在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和程序編制時(shí)必須全面考慮，只有設(shè)計(jì)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(fù)合化加工方向發(fā)展的趨勢(shì)下，對(duì)技術(shù)人員就提出了更高的要求。第2章 連桿加工工藝 連桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)連桿是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的主要傳動(dòng)部件之一，它在柴油機(jī)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(dòng)而帶動(dòng)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(dòng)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(bǔ)償軸瓦的磨損。連桿小頭用活塞銷與活塞連接。在發(fā)動(dòng)機(jī)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(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度外，還應(yīng)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(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)均衡，同一發(fā)動(dòng)機(jī)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(shè)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(duì)稱分布在連桿中截面的兩側(cè)?？紤]到裝夾、安放、搬運(yùn)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(shè)有油孔(或油槽)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，依靠曲軸的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，把氣缸體下部的潤(rùn)滑油飛濺到小頭頂端的油孔內(nèi)，以潤(rùn)滑連桿小頭襯套與活塞銷之間的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。連桿的作用是把活塞和曲軸聯(lián)接起來，使活塞的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍幕剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以輸出動(dòng)力。因此，連桿的加工精度將直接影響柴油機(jī)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(gè)：（1）連桿大端中心面和小端中心面相對(duì)連桿桿身中心面的對(duì)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。 連桿的主要技術(shù)要求連桿上需進(jìn)行機(jī)械加工的主要表面為：大、小頭孔及其兩端面，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21）如下：圖21 連桿總成圖 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?zèng)_擊的不良影響和便于傳熱。大頭孔公差等級(jí)為IT6，；小頭孔公差等級(jí)為IT6。 大、小頭孔軸心線在兩個(gè)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(huì)使活塞在汽缸中傾斜，從而造成汽缸壁磨損不均勻，同時(shí)使曲軸的連桿軸頸產(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小；而兩孔軸心線在垂直于連桿軸線方向的平行度誤差對(duì)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；在垂直與連桿軸心線方向的平行度在100 mm。 大、小頭孔中心距及兩端面對(duì)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(dòng)機(jī)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(duì)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(duì)它也提出了一定的要求：規(guī)定其垂直度公差等級(jí)應(yīng)不低于IT9（大頭孔兩端面對(duì)大頭孔的軸心線的垂直度在100 mm）。 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(jí)為IT9，, 小頭兩端面的尺寸公差等級(jí)為IT9。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(shí)候，采用臥式雙端面磨床，同時(shí)加工，因此厚度、平行度、平面度、對(duì)稱度、粗糙度都是一樣的。 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(dòng)載荷的作用。這一動(dòng)載荷又傳遞到連桿體和連桿蓋的兩個(gè)螺栓及螺母上。因此除了對(duì)螺栓及螺母要提出高的技術(shù)要求外，對(duì)于安裝這兩個(gè)動(dòng)力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。規(guī)定：； mm。 有關(guān)結(jié)合面的技術(shù)要求在連桿受動(dòng)載荷時(shí)，接合面的歪斜使連桿蓋及連桿體沿著剖分面產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)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(duì)于本連桿， mm。 毛坯的選擇和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(qiáng)度。因此，連桿材料一般采用高強(qiáng)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(yīng)用，使粉末冶金件的密度和強(qiáng)度大為提高。因此，采用粉末冶金的辦法制造連桿是一個(gè)很有發(fā)展前途的制造方法。在選擇毛胚應(yīng)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(shè)計(jì)人員提出毛胚材料和加工后要達(dá)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(shè)備，人員和技術(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(duì)零件的加工質(zhì)量和制造的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響，余量過大會(huì)浪費(fèi)原材料及機(jī)械加工時(shí)增加機(jī)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(yīng)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(gè)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(shí)間，降低零件的加工費(fèi)用。（2）應(yīng)有足夠的加工余量，特別是最后工序，加工余量應(yīng)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(shí)，應(yīng)考慮到零件在熱處理后的變形，負(fù)責(zé)可能出現(xiàn)次品，造成浪費(fèi)。（4）決定加工余量時(shí)，應(yīng)考慮被加工零件的大小。零件越大，由切削力、內(nèi)應(yīng)力引起的變形會(huì)越大，因此加工余量也相應(yīng)大些。(5) 數(shù)控加工余量不宜過大，特別是粗加工時(shí)，其加工余量不宜太大，否則數(shù)控機(jī)床高效、高精度的特點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于加工余量過大的毛坯，可在普通機(jī)床上先安排粗加工工序。 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(jī)械加工帶來了很多困難，必須充分的重視。連桿機(jī)械加工工藝過程如下表(22)所示：表(22)工序工序名稱工序內(nèi)容工藝設(shè)備OP10探傷、退磁檢查毛坯質(zhì)量，去除磁性磁粉探傷、退磁機(jī)OP20粗磨兩端面磨大小頭孔，厚度mm