技术与检测Һ㊀
贺少柳
摘㊀要：创新研究了发动机连杆传统加工工艺ꎬ提出了连杆加工的精益制造技术理念ꎮ精益制造技术的应用ꎬ颠覆了传统连杆加工工艺ꎬ全新的连杆卧式双端面磨削精益制造工艺ꎬ提高了加工精度和表面质量ꎻ连杆分离面涨断精益制造工艺ꎬ实现了连杆及连杆盖加工一体化ꎬ提高了连杆总成的装配精度ꎻ连杆头孔精益制造铰珩工艺ꎬ提升了孔加工的圆度㊁圆柱度和粗糙度的精度等级ꎮ精益制造技术ꎬ使连杆加工更加精细化ꎬ智能化和国际化ꎬ生产效率更高ꎬ产品质量更稳定ꎬ国际竞争力更强ꎮ关键词：连杆ꎻ精益制造ꎻ磨削ꎻ涨断ꎻ铰珩ꎻ经济性
一㊁连杆精益制造创新技术路线
(１)连杆两端面卧式双端面磨削工艺ꎻ
(２)连杆分离面涨断工艺ꎻ
(３)连杆头孔铰珩工艺ꎮ
发动机连杆ꎬ如图１所示ꎮ连杆两端面和小头孔是机加工艺定位基准ꎮ汽车连杆
(ａ)连杆总成图
(ｂ)连杆零件图
图１㊀发动机连杆
二㊁连杆卧式双端面精益制造磨削工艺的应用
连杆双端面磨削新老工艺对比:
１.传统立式双轴平面磨削
立式双轴平面磨削即两台立式单轴平面磨削的组合ꎬ如图２所示ꎮ
图２㊀立式双轴平面磨削
立式双轴平面磨削时ꎬ工件是自由状态置于圆盘上ꎬ受工件自重的影响ꎬ加工后的连杆上下面磨削量不对称ꎬ影响连杆的形位精度ꎮ
２.精益制造卧式双端面磨削
卧式双端面磨削即连杆侧立往复于旋转的组合砂轮间ꎬ实现磨削加工ꎮ
这是连杆精益制造的典型加工方法ꎮ磨削时ꎬ卧式组合双砂轮ꎬ同时旋转ꎬ工件在砂轮槽面间往复进给ꎬ自动测量ꎬ自动补偿ꎮ效率非常高ꎮ连杆导料方式有圆盘式和往复式ꎬ圆盘式适用自动上下料ꎻ往复式适于手动上下料ꎮ精益制造卧式双端面磨削工艺具有高效率ꎬ高精度ꎬ高可靠性ꎬ给发动机连杆生产及其发动机产业带来了高效益ꎮ
三㊁连杆分离面精益制造涨断工艺的应用(一)连杆分离面涨断工艺
传统的连杆加工ꎬ是将连杆毛坯件采用整体式或分体式两种形式ꎬ整体式连杆毛坯常采用锯削或铣削工艺将连杆盖和连杆体分开ꎬ它们的结合面经拉削和磨削后ꎬ加工出连接孔ꎬ再用螺栓将连杆盖和连杆体联接在一起ꎬ然后再精镗大头孔ꎬ工艺烦琐ꎬ且定位精度不易保证ꎮ
精益制造连杆分离面的涨断工艺ꎬ是把连杆盖从连杆本体上断裂分离开ꎮ针对连杆毛坯把连杆盖和连杆体锻成一体情况ꎬ不是用铣削㊁锯削或拉削这类传统切削加工的方法ꎬ而是在连杆大头孔的涨断处预先加工出槽线或使用激光设备加工出槽线ꎬ用涨断设备对连杆大头孔产生径向推力ꎬ这样就使其在槽线处出现裂缝ꎬ在径向力的继续作用下ꎬ裂缝也继续扩大ꎬ最终把连杆盖从本体上涨断分离出来ꎬ如图３所示
ꎮ
图３㊀涨断分离方式
连杆涨断技术用一道工序取代传统的锯削(或铣削)和磨削多道工序ꎬ节约设备ꎬ减少投入ꎬ提高效率ꎬ提高质量ꎮ(二)简化了连杆总成的技术条件
连杆分离面采用涨断工艺后ꎬ连杆与连杆盖的分离面是最完全啮合的ꎬ大大改善了连杆盖与连杆体分离面的结合质量ꎬ分离面不再进行机械加工ꎬ分离面即为装配的结合面ꎬ省去了连杆和连杆盖螺栓孔的精加工
ꎮ
(三)保证了连杆总成大头孔的精度
传统的连杆加工工艺在装配前连杆体与连杆盖的分离面要磨削加工一次ꎬ并且采用螺栓连接定位ꎬ所以螺栓孔与分离面的垂直度和两螺栓孔的中心距都有严格要求ꎬ虽然加工控制很严ꎬ但仍会出现一定的偏差ꎬ因此连杆体与连杆盖装配后总有残余应力ꎬ连杆总成的两端面和大小孔精加工后ꎬ为了装配ꎬ需要拆开连杆盖和连杆体ꎬ此时残余应力就会释放出来ꎬ从而产生连杆大头孔的变形ꎮ而采用精益制造的涨断工艺就会避免这些现象的发生ꎬ保证连杆总成大头孔的精度ꎮ
四㊁结论
发动机连杆加工卧式双端面磨削工艺㊁连杆结合面的涨断工艺以及连杆头孔铰珩工艺是发动机连杆精益制造的核心部分ꎮ精益制造技术的应用ꎬ使发动机连杆生产和质量显著提高ꎬ连杆加工设备和人员因此减少三分之一ꎮ成本低ꎬ质量稳ꎬ充分体现了精益制造技术的核心价值ꎮ精益制造技术成功用于发动机连杆生产ꎬ为发动机国产化生产提供了示范ꎮ
参考文献:
[１]张大木ꎬ于巍令ꎬ姚广英.斜连杆加工[Ｊ].机械设计与制
造ꎬ２０１６(５):４２－４４.
[２]吴宗泽.机械结构设计[Ｍ].北京：机械工业出版社ꎬ２０１８:５５－７９.
作者简介:
贺少柳ꎬ河北省承德市ꎮ
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