3.8螺栓装配和拧紧3.8.1连杆螺栓的技术要求。连杆螺栓是发动机中至关重要的零件，由于其高性能要求，所以在中国制造时应谨慎对待。1998年11月，该部件由上海海特强汽车紧固件有限公司国产化.连杆螺栓的技术要求见表6，装配工艺框图如图19所示。图19装配工艺简图6连杆螺栓技术要求(mm)项目技术要求材料ML 40Cr热处理要求等级12.9，HRC 39 ~ 42热处理后螺纹直径，滚轧螺纹MJ111.25-4H6H螺纹长度26 0.50螺栓杆长59 0.25螺栓头宽12 0.06螺栓头高5.5 0.18定位导颈直径11.075 0.075属于间隙配合0.15的装配工艺根据产品设计要求，拧紧程序包括：拧紧两个螺栓至扭矩为7010n . m，然后完全松开，拧紧两个螺栓至405n . m，再拧紧两个螺栓至角度为605。康明斯公司对合格螺栓在正确装配工艺下的最终扭矩进行了统计分析，得出合格的最终扭矩范围为85 ~ 125 N.m，该数据作为环形固定扭矩扳手设定值复验的依据。当扭矩低于85N*m时，螺栓强度低；当高于125N.m时，说明螺纹的扭矩系数超出正常范围，可能存在螺纹干涉，或者螺纹中有异物，或者螺纹表面质量差，涂层粗糙等问题。当扭矩值超过规定范围时，拧紧机亮起红灯，表示装配失败。此时，应更换螺栓并重新组装。用扭矩角法拧紧螺栓到屈服区时，螺栓的平均伸长量为0.254mm，这有三个优点：(1)即使扭矩系数分散，也能获得稳定的轴向力；(2)充分利用螺栓强度，获得较大的轴向预紧力，从而有效减小螺栓直径和重量；(3)螺栓拧紧屈服承受交变载荷幅度小，疲劳强度高，防松性好。特别需要指出的是，使用扭矩角控制拧紧后，用手动定扭矩扳手对螺栓进行扭矩复验，以防止螺栓遗漏。复验的扭矩值不得超过最终合格扭矩值的下限，否则螺栓将被拉伸或折断。复验时，如果螺栓转动，可能是螺栓旋出、螺栓强度低或复验扭矩设定值过大。在螺栓的使用中，出现了一个问题，就是很多进口的连杆螺栓都被拉伸了。连杆螺栓由于其结构特点，在装配过程中需要100%拧紧两次，有利于该零件的质量控制。用扭矩法拧紧螺栓到屈服区时，如果零件的力学性能不合格，零件会被拉伸，拧紧时机会发出报警，使螺栓因变形而无法啮合。当机械性能在8.8级以上的螺栓在工厂验收时，一般采用简单的硬度试验方法，而不是复杂的机械性能破坏性试验。硬度检测中，一般首选可以直接读取的洛氏硬度进行检测，读取值不能超差。当洛氏硬度试验结果有争议时，应以布氏硬度或维氏硬度来判断，直至以机械性能破坏性试验来判断。作为发动机的关键零件，连杆螺栓的质量控制非常重要。考虑到康明斯CKD连杆螺栓约有0.08%在使用中断裂，连杆结合面和螺纹加工质量存在一些问题，维修市场上有相当一部分发动机总成采用扭矩法拧紧，需要按照规定的上限控制螺栓强度，增加螺栓轴径0.2 ~ 0.5 mm，适当提高螺栓强度(待测)， 这对于确保连杆螺栓的成功定位和减少因连杆螺栓断裂引起的索赔是必要的。 3.9压衬套a
称重过程采用康明斯CDC工厂的方法，使用8工位升降步进自动线。用400面组合铣刀铣削去重，用电子天平称重。工序包括：测量去重面到大头孔中心的距离称大头粗铣掉重块顶面两侧和螺栓方向的倒角精铣掉重块顶面两侧和盖端面方向的倒角称大头按合格、超轻、超重分类。由于连杆盖的凸面经过一次拉削，尺寸公差控制在0.10mm以内，其径向尺寸比较标准。方向上螺栓两侧为毛坯面，受拔模斜度和锻造圆角影响，尺寸公差较大，与实际去重不同。一次去重很难满足产品重量精度要求，故设置粗去重和精去重两次去重过程，以减小精去重误差。产品要求以大小头孔中心为支点，称大头1498 7g。其实和康明斯CDC工厂的测试方法是不一样的。方法是在大头孔和小头孔的中心连线上，从大头孔中心向外延伸39毫米，进行单点定位测量数据，与小头孔上两个带小圆角的刀口支撑定位点一起，形成零件稳定可靠的三点支撑称重。大小头孔与相应的导向定位销之间的径向间隙由轻推重面的装置消除，以保证称重的重复精度。大头的称量值和大头重量的定义值可以换算成：大头重量的称量值=大头重量的定义值大小头孔中心距=1498 192 (192 39)=1245 (g)。由于大小头孔在称重去重后需要精镗，大头孔精镗去除量为9g，所以加工精度控制在12543g，成品控制在12456g。每去除1g重量，切削进给率为x=1g(7.8g/cm33.1cm3.6cm)=0.12mm。对大头重量与总成总重量的匹配没有明确要求。通过CKD进口零件
和国产件总成总重量对比，来不断地改进国产毛坯的质量。 称重去重返修设备采用标准卧式铣床及专用夹具，用小头孔圆销和大头侧面定位。通过更换小头孔定位销，可作为称重去重自动线能力补充的手段和对成品中重量超差件进行返修。对在标准铣床上称重去重后零件凸台周边的毛刺，用风动砂带机进行手工去除，能满足大批量生产要求。 传感器称重并控制去重量的多工位自动线，其控制系统较为复杂且故障率较高，设备制造成本高，刀具、动能消耗也相对较高；标准铣床作为称重去重设备，虽然是低投入，低消耗，但存在劳动强度大、加工质量难以保证等问题。从目前使用状况来看，两种加工方法的设备选型都不理想，通过表7各项指标对比，选用组合专机较为经济合理。表7 设备选型比较
设备名称设备造价t>(万元)
刀片使用数量刀 片耐用度班产件数千辆刀片消耗机床功率(kW)千辆功率消耗班产百辆人员配备 (人)标准铣床1551003803007.510261.5组合专机505010004003003045001自动线340188300060037670560023.10 清洗 由于各机床都采用了大流量冷却(兼起冲洗零件的作用)的清洗方式，确保了零件在清洁状况下进行加工，为稳定工艺、保证加工质量提供一个良好的外部条件。为了满足特殊要求，在探伤工序前、装配工序前和终检工序前，均安排了清洗工序。该连杆的清洁度要求较高，成品为20mg/件，所以在装配工序前和终检工序前的清洗设备都采用了三室清洗机，零件逐件悬挂在悬链上进行自动喷射清洗，清洗液采用低温清洗剂或常温清洗剂。3.11 检验 整个生产线工序质量的控制采用量仪与专用检具相结合的检测手段。对于拉结合面、半精镗大头孔、精镗小头衬套底孔与精镗大头孔、小头衬套孔等高精度工序，则采用了微机电感式检测量仪。 检测仪由微型机和专用机械装置组成，采用IBM PC/XT-286计算机和英国产SAGNA1920型传感器，具有数字显示、数据处理、判断显示、打印、输出测量结果等功能。在测量软件支持下工作，具有测量精度高、速度快、操作简单等特点。量仪按测点布置要求设置传感器通道，并采用比较法测量，精度为：显示为辨率1μm，分辨率0.2μm，测量精度±2μm，显示精度1μm，零点漂移1.2μm/24h 。由于采用比较法测量，标准样件本身的制造精度至关重要，量仪测量精度须由高精度三坐标测量机对标准样件进行测量，并将测量结果输入计算机内来体现。 采用气动量仪对精镗大头孔、小头衬套孔工序后总成零件的大小头孔径、中心距、弯扭曲五项主要指标进行定性100%检测及采用连杆最终测量仪对成品质量进行定量抽检，并指导机床调试及校正机床测量装置和气动量仪。 采用电子天平对大头重量进行100%检测。 大小头孔中间测量仪设置在半精镗大头孔、精镗小头衬套底孔工序后，用于工序加工质量控制；中间测量仪和最终测量仪的测量内容为：孔径、孔的圆度、锥度、圆柱度、垂直度、中心距、平行度、扭曲度。共有16个测量点，其布置为每孔两截面，每截面四点测量，较为真实地反映出实物形状精度。 结合面测量仪设置在拉削结合面工序后，杆盖的检测项目为：长度尺寸精度、平行度、垂直度、角度、轮廓度、倾斜度、配对公差。共有19个测量点，其布置为杆盖结合面上各三点、杆盖内外止口上各一点、螺栓窝座面上各三点。 微机电感式检测量仪经过生产厂家——西安航空发动机公司通用机械厂近十年的改进，已趋于完善和成熟，形成了系列化。4 尺寸链计算(略)5 工艺平面布置与厂房设计(略)6 经济性分析(略)7 连杆的货源鉴定 所谓的零件货源鉴定就是对重要的新产品设计或工艺重大更改后现生产产品以及重要的新供货源厂进行质量体系调查和对产品的生产样品进行全面的、严格的检验和试验，并对其结果处置的过程。 连杆货源鉴定进行了五次(40MnBH)，历时近2年。其间主要解决了连杆盲孔处断裂的质量问题，同时还发现毛坯表面质量是影响零件总成疲劳寿命的另一个主要因素。为此对毛坯表面增加了强力喷丸处理工艺，对加工中出现的零件表面磕碰现象进行了严格控制。 连杆零件疲劳试验所用设备为INSTRON 1346型液压伺服式疲劳试验系统，试验频率为13～14Hz。8 连杆撑断加工新工艺 连杆撑断工艺的基本原理是：在连杆大头孔的剖分面上，加工一个V型凹槽，在该凹槽处施加一个撑开的力，由于在V形凹槽处形成应力集中，而将连杆体和连杆盖撑开，断口沿V形凹槽准确断裂，其断裂面的特性可使连杆体和连杆盖在装配时处于最佳吻合状态。 采用撑断工艺将连杆断开以后，结合面不再进行任何加工。断面虽然比较粗糙，但合上以后断口吻合良好，连杆体和盖会得到良好的定位，可以不必象传统连杆那样采用定位螺栓、定位销、齿形等定位方式，大大降低了成本。其优点如下： (1)减少了加工工序数(无结合面的铣削、磨削及拉削)，使连杆的加工变得更简单，可节省机床投资和机床占地面积； (2)由于结合面的特殊开口，使盖的定位准确，可保证连杆在使用过程中的精度，而不需要定位螺栓(只需普通螺栓)，并省去了螺母； (3)连杆毛坯大头孔为圆形，不象传统工艺那样为椭圆形，节省了金属材料和模具费用，使连杆大头孔的粗加工变得更为简单； (4)节省了操作人员； (5)降低了生产线运行费用。 可以预见，材料的塑性变形及断裂方向的精确控制将是在今后推广应用中着重研究解决的课题。9 结束语 虽然连杆加工本身所包括的工艺内容并不复杂，但由于材质、外形尺寸以及要求的加工精度，经常给加工带来不少困难。锻造毛坯的精度及刚性差、孔加工的精度低、连续带状切屑的断屑、平面加工的毛刺、因夹压和内应力的重新分布而产生的几何变形等，是加工工艺长期以来需要研究和解决的主要技术问题。随着新型刀具材料的不断出现，促进了刀具材料、加工工艺的相互替代及生产流程的变革；随着高效加工工艺的出现，更合理和更经济地安排零件的加工工艺及生产流程便成为可能。同时也应该看到，先进的制造技术仍需通过精细的工作不断地完成善和提高。实践证明，从事生产准备全过程的工程技术人员越能长时间地稳定于生产一线，零件的生产、质量状况就越好，生产加工线各方面就越稳定。其工艺设计通过现场的不断改善，最终达到设计的目标。