连杆裂解加工主要缺陷及其许用尺寸计算方法初探

【摘要】在发动机零部件制造中，连杆作为典型的剖分类零件，其制造工艺非常复杂。二十世纪末期发展起来的发动机连杆裂解加工技术是目前国际上生产连杆的最新技术，与传统连杆加工工艺相比有着无可比拟的优越性。连杆裂解加工简化了加工工序，节省精加工设备，使连杆生产成本大幅度降低。此外，增加了连杆的承载能力和抗剪切能力，显著提高了连杆体/盖的定位精度，从而使连杆装配质量大幅度提高。对发动机的整机性能改善和连杆生产技术水平的提高具有重要作用，是剖分类零件制造技术的发展方向。随着国内连杆裂解加工技术的推广应用，在生产技术上还存在很多问题，在实际连杆生产中还容易出现各种裂解加工缺陷，对于各类裂解缺陷产生位置及原因、检测方法与许用值的确定并不十分明确，导致目前生产企业对于常见裂解缺陷没有统一的规范标准，多依据经验或同行数据作参考来确定，制定的标准差异较大。本文对连杆裂解加工质量问题进行研究，分析裂解连杆的加工缺陷及其产生的主要原因，并根据连杆螺栓强度、后续机械加工工序、以及连杆承载能力要求，对胀断工序的主要缺陷如断裂线偏移、大头孔失圆、断裂面面积缺损进行了分析，对其许用尺寸进行了初步计算，为裂解连杆缺陷控制标准的制定提供参考。本文的主要研究工作及取得的成果如下：1．针对裂解连杆的核心加工工序，结合实际生产归纳分析了连杆裂解加工的缺陷种类及其检测方法。裂解槽加工工序主要存在槽深缺陷，槽长不足/过切，相对位置精度差和因加工方式不同造成的表面缺陷等。胀断工序缺陷主要包括断裂线偏移，断裂面面积缺损，大头孔失圆变形，严重时存在单边断裂及未断裂现象。装配螺栓工序主要有夹渣，错口和螺栓预紧力不足等缺陷。2．分析总结裂解加工缺陷产生的主要原因，并初步给出相关控制措施。针对连杆制坯、预制裂解槽、胀断、装配螺栓等裂解连杆主要加工过程，用因果图把影响加工质量的因素归结为材料，设备和工艺设计三大类，其中材料成分、制坯工艺、设备和工装夹具、裂解力能参数与裂解槽质量是影响胀断加工质量的主要因素。3．依据连杆螺栓强度要求对断裂线偏移问题进行了分析，给出裂解加工许用偏移角度。在断裂面失效极限状态下，分析连杆螺栓剪切受力，通过螺栓剪切强度分析确定螺栓安全强度下所允许的偏移角度，进而对三类连杆进行螺栓强度校核，得出了允许的断裂线偏移极限角度，符合实际生产中断裂线偏移规范的要求，即随着连杆重量（结构尺寸）的增加，断裂线偏移范围允许增大。4．采用实际生产中精加工余量要求对裂解连杆大头孔失圆量进行分析，给出最大失圆量公式。进而计算了轿车类及中型卡车类连杆的许用失圆量分别为0.1mm和0.19mm，较现有常用的大头孔失圆量规范更为宽松。5．依据逆向工程提出了一种计算连杆断裂面面积的方法，并通过与传统加工方法相比较确定断裂面缺损尺寸。首先借助激光扫描获取连杆断裂面数据信息，并基于STL实体模型文件计算断裂面面积。与传统机械加工平面相比，裂解加工的轿车连杆断裂面面积增加了13.1%。因此，在不降低接合面接触面积和连杆承载能力的前提下，断裂面缺损面积可达4.4×4.4mm2。据此规范因颗粒脱落造成的断裂面缺损尺寸，其许用尺寸较经验参考值大大提高。
【作者】张希明；
【导师】寇淑清；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】连杆；裂解缺陷；断裂线偏移；大头孔失圆；断裂面面积缺损；许用尺寸；计算方法；

【参考文献】
[1]彭锂.锂离子电池MnO_2及其复合物负极材料的制备与电化学性能研究[D].燕山大学,2012.
[2]葛昱.环境友好方法制备石墨烯及其复合材料的研究[D].上海交通大学,2012.
[3]胡珊珊.ARHI基因对胰腺癌微环境血管生成的影响及相关分子机制的研究[D].北京协和医学院,内科学,2014,博士.
[4]冯永财.提高企业竞争力的重要因素—竞争情报问题研究[D].西安科技大学,2005.
[5]刘艳.云计算环境下图书馆的服务模式与运行机制研究[D].黑龙江大学,情报学,2012,硕士.
[6]潘萍萍.大型风力机塔架动响应特性及失效机理研究[D].沈阳工业大学,机械设计及理论,2013,博士.
[7]张黄甘枝.粤语词汇的源流演变及纽约的粤语教育[D].华东师范大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[8]胡姝.江苏滨海潮滩沉积物中还原无机硫和重金属的形态特征[D].复旦大学,环境科学,2012,硕士.
[9]张绪坤,毛志怀,李华栋,徐刚,熊康明,顾震.热泵流化床组合干燥胡萝卜丁的试验[J].农业机械学报.2006(03)
[10]贾晓洁.硅醇、聚乙二醇催化体系的建立及其氧化性能研究[D].西北师范大学,2011.
[11]孟春光.“拍客”行为性质的法律分析[D].黑龙江大学,法律,2013,硕士.
[12]赵俊华,文福拴,杨爱民,辛建波.电动汽车对电力系统的影响及其调度与控制问题[J].电力系统自动化,2011,14:2-10+29.
[13]刘旭.锌指核酸酶介导的体细胞基因打靶技术生产转基因克隆牛的研究[D].西北农林科技大学,临床兽医学,2014,博士.
[14]曹琴琴.An Analysis of Jerusalem the Golden from the Perspective of Narrative Ethics[D].西安外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[15]李娟.右美托咪啶对神经病理性疼痛大鼠脊髓p38丝裂原活化蛋白激酶和脑源性神经营养因子mRNA表达的影响[D].兰州大学,麻醉学,2013,硕士.
[16]颜江瑛.中国药品安全的伦理学研究[D].中南大学,生物医学工程,2013,博士.
[17]胡少华,李秀珍,王庆果.塔里木盆地志留纪地层分布及其地震层序特征[J].石油地球物理勘探,2005,S1:11-18+138.
[18]李奕彤.宫颈癌螺旋断层调强放疗中位移及受照剂量研究[D].河北医科大学,肿瘤学,2014,硕士.
[19]孙兆慧.全球化的哲学思考[D].中央民族大学,马克思主义哲学,2004,硕士.
[20]洪家宜,李怒云.天保工程对集体林区的社会影响评价[J].植物生态学报,2002,01:115-123.
[21]史佳文.基于Windows CE的Scara型机械手运动控制系统设计[D].东华大学,机械工程（专业学位）,2014,硕士.
[22]龙万凯.赖氨酸工业生产菌的研究进展[J].食品与发酵工业.2003(09)
[23]傅若农.近几年国内外气相色谱固定相的进展[J].分析试验室,2013,05:111-124.
[24]刘晓琳.通窍活血汤对气滞血瘀型突发性耳聋的临床疗效观察[D].福建中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[25]张俊勇.基于本体的网络舆情挖掘研究[D].重庆大学,计算机系统结构,2014,硕士.
[26]孟繁博.关于如何提高铅笔印花质量的研讨[J].中国制笔.2007(03)
[27]邱小艳,燕良轼.论农村殡葬礼俗的心理治疗价值——以汉族为例[J].中国临床心理学杂志,2014,05:944-946+929.
[28]陈改丽.刑法中的类推解释问题研究[D].河北大学,刑法学,2014,硕士.
[29]钟务.自由基本体聚合制备磁性聚合物纳米复合材料[D].兰州大学,2012.
[30]朱春妹.互联网药品信息监管研究[D].山东大学,制药工程（专业学位）,2012,硕士.
[31]王帅楠,宗红,陆信曜,诸葛斌,方慧英,党艺文,孙进,楼笑笑,冯倩.利用酶解-发酵联用技术提高猪骨泥的功能性[J].食品与发酵工业.
[32]谢赣南.团队管理成熟度评价体系在土建工程项目中的应用研究[D].西南交通大学,项目管理,2012,硕士.
[33]王晓静.中国电视剧批评的论争与分野（2000-2010年）[D].中国艺术研究院,广播电视艺术学,2014,硕士.
[34]曲爽.商业网络团购中合同纠纷的法律问题研究[D].兰州大学,民商法（专业学位）,2013,硕士.
[35]贺强.背面抛光及钝化多晶硅太阳能电池研究[D].北京交通大学,2013.
[36]贺小帆,董颖豪,李玉海,刘文珽.综合考虑载荷谱和结构特性分散的概率断裂力学方法[J].航空学报.
[37]陆勇.社区卫生服务机构收支两条线管理现状、补偿机制及对策[D].复旦大学,社会医学与卫生事业管理,2013,博士.
[38]颜聪亚.FGFR1，Survivin在乳腺浸润性导管癌中的表达及意义[D].河北医科大学,肿瘤学,2013,硕士.
[39]杨红.人体器官移植供体法律问题研究[D].浙江大学,民商法,2012,硕士.
[40]何柯.青藏高原南部冈底斯地体电性结构及动力学研究[D].中国地质大学（北京）,地球探测与信息技术,2013,硕士.
[41]杨成云.齿轮传动系统耦合振动响应及抗冲击性能研究[D].重庆大学,2006.
[42]吴桂芳.基于红外光谱和场发射扫描电镜技术的羊绒原料品质分析的研究[D].浙江大学,2009.
[43]孟建明.全业务光纤接入网及终端系统的研究与设计[D].山东大学,电子与通信工程（专业学位）,2012,硕士.
[44]唐玉荣.生物信息学中的序列比对算法[J].计算机工程与应用,2003,29:5-7.
[45]朱晨艳.基于自由现金流量的上市公司过度投资行为研究[D].浙江工业大学,会计学,2013,硕士.
[46]王春林.产权与治理：模糊产权的治理价值与实践[D].华中师范大学,政府经济学,2014,硕士.
[47]王立英.浙江地区汉族人群IL-27p28基因多态性与克罗恩病的相关性研究[D].浙江大学,内科学,2013,硕士.
[48]张程.企业人力资源管理中的法律风险及对策研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[49]李萍.作业分析法在高一物理“运动学”部分形成性评价中的应用研究[D].苏州大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[50]赵军,聂宏.切换系统输入对状态稳定性的充分条件(英文)[J].自动化学报,2003,02:252-257.