应用Nd∶YAG激光加工连杆初始裂解槽

为改善连杆裂解槽加工精度和质量,进而提高裂解连杆的成品率,通过试制两种连杆产品,确定了激光加工参数。采用Nd∶YAG固体激光器对两种类型的连杆进行了裂解槽激光加工试验,分析了采用不同切割参数加工的裂解槽质量,并对激光切割参数进行了优化。结果表明:激光峰值功率、离焦量、切割速度、脉冲频率、辅助气体压力、激光入射角等对裂解槽的加工质量均有很大的影响,其中激光峰值功率2.4kW,脉冲时间0.4ms时,切槽深度为0.453～0.457mm,当脉冲频率与切割速度比值约为3,在非正离焦量状态下,所加工的裂解槽对连杆的裂解非常有利,能够满足M0406连杆的裂解质量要求。

发动机连杆裂解加工初始裂解槽预制技术及应用

发动机连杆初始裂解槽的预制是连杆裂解加工的关键技术。介绍了采用机械加工、线切割加工和激光加工等加工连杆初始裂解槽的方法,并对比分析了机械拉削、线切割、光纤传输激光切削和常规光束传输激光切削加工裂解槽的优缺点。阐述了连杆初始裂解槽加工技术及其裂解加工在国内外的应用现状。

连杆裂解半自动生产线的应用

介绍了国内首条连杆裂解加工半自动化生产线的构成及其特点,各工位的具体工作过程。连杆裂解半自动生产线由上料、裂解槽加工工位、连杆定向裂解、螺栓初拧紧、螺栓终拧紧、下料6个工位组成。各工位间工件的传送采用机械手的形式。生产实践证明,该半自动化生产线的应用有助于降低连杆加工废品率,提高连杆加工精度。

激光预制裂纹槽的断裂分析

进行了单边激光加工裂纹槽试样轴向拉伸试验。试样取自用高碳微合金非调质钢(C70S6)锻造的连杆。分析了激光预制裂纹槽对材料断裂的影响,并与线切割和拉削加工裂纹槽拉伸断裂试样进行了断口分析和断裂载荷的对比。结果表明:采用激光预制裂纹槽试样的断口具有最小的裂尖塑性变形区域,与有相同裂纹槽深度的线切割和拉削加工裂纹槽试样相比,其拉伸断裂载荷分别小20%和30%左右。在试验结果基础上确定了激光加工裂纹槽的等效临界应力强度因子为25.51 MPa.m1/2。本文结果可用于激光预制裂纹槽的连杆裂解载荷参数计算。

预制裂纹槽加工方法对连杆裂解加工质量的影响规律

通过大量工艺试验研究了预制裂纹槽加工方式对裂解质量的影响规律,结果表明,激光加工裂纹槽生产效率高,裂解加工后大头孔的圆度误差及裂纹线与断裂面的水平误差最小,而拉削加工的裂纹槽上述两项误差值最大,线切割加工方式居中。同时采用有限元数值模拟正交试验,分析了连杆预制裂纹槽几何参数对裂解载荷的影响规律,结果表明,槽深对裂解载荷影响最显著,曲率半径次之,而张角对裂解载荷的影响不显著,并给出了预制裂纹槽合适的工艺参数范围。

连杆尖锐裂解槽的脉冲YAG激光切割

对激光加工连杆裂解槽工艺进行了研究,根据材料状态、能量平衡和孔形变化,将脉冲激光加工裂解槽孔过程分为起始、准稳定破坏及收尾3个阶段;对脉宽、波形、脉冲频率、切割速度等影响裂解槽槽根半径的因素进行了分析;设计了一种新的激光脉冲波形,以满足槽根尖锐度的要求。分析及实验结果表明:长脉冲宽度与切割速度的合理匹配是获得尖锐裂解槽的关键,当脉宽取1ms,切割速度为10mm/s时,获得了根部尖锐的裂解槽。对于要求深且尖锐的裂解槽,可增加频率转化为多个长脉冲加工;当频率增加到40Hz,脉宽取0.5ms,得到的裂解槽纵横比大且根部尖锐。裂解槽形貌对比表明,对于脉宽和频率进行优化,可在加工裂解槽孔的各个阶段合理地注入能量,获得高质量的裂解槽。

发动机连杆裂解槽激光加工机床的加减速控制

提出了一种对激光机床的加减速进行预处理的方法,并将处理的结果与程序相结合,编制出新的NC加工程序。对激光切槽后得到的连杆进行裂解,并用工具显微镜检测。检测结果表明,对于各种型号的连杆,切割出来的裂解槽在深度上基本保持一致(裂解槽上各个点的槽深度公差为±0.02 mm),完全没有过切及残留,说明该方法的使用大大提高了该连杆裂解槽激光加工机床的稳定性及精度。

发动机连杆裂解制造工艺及设备

连杆裂解是对连杆杆身和连杆盖结合面进行无屑断裂剖分加工的新技术,具有构思新颖、操作经济、效益显著的特点。阐述了连杆裂解加工原理、主要工艺流程以及裂解加工方法对材料和锻造毛坯的要求。介绍了加工裂解槽、有控裂解、装配螺栓等核心工序与设备,探讨了裂解加工常见缺陷及预防措施。

基于裂解设备的连杆裂解加工质量影响分析

连杆裂解方法是近些年发展起来的一种连杆加工新技术,目前正在逐步取代传统加工方法,利用裂解连杆自动化生产线,针对A型连杆完成了激光切割裂解槽工序和定向裂解加工工序,并进行了系统的裂解试验研究。首先讨论了影响激光裂解槽加工质量的因素,其次讨论了裂解槽对于裂解质量的影响,最后讨论了定向裂解工序中,夹具、加载速度及背压力等因素对于裂解质量的影响。系统地介绍了裂解连杆开发过程中出现的各种质量缺陷,并给出了相应缺陷的解决方案,为进一步提高裂解连杆产品的质量提供了可靠的理论与实践基础。

曲轴轴承座/连杆激光加工裂解槽的组织与胀断性能

采用Nd∶YAG脉冲激光对连杆所用材料C70S6钢和发动机曲轴轴承座常用材料灰铸铁进行了裂解槽加工,并在裂解设备上进行了胀断实验。采用工具显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等对比研究了裂解槽的几何形貌、裂解槽附近显微组织和显微硬度变化以及断口形貌,探讨了脉冲激光加工裂解槽的特性,揭示了脉冲激光加工韧/脆性材料裂解槽对胀断工艺的影响机制。结果表明:脉冲激光加工韧/脆性材料裂解槽的几何形貌、缺口效应均明显优于拉削加工和线切割加工,其中灰铸铁的缺口敏感性得到显著增强,在韧/脆性材料裂解槽附近均生成了易碎的马氏体,在槽的根部出现了微裂纹,组织明显细化;韧/脆性材料熔化区显微硬度约为820/850HV,相变硬化区约为860/550HV,显微硬度均高于基体,硬化效果显著;在C70S6钢槽根部区域未见韧性撕裂现象,韧/脆性材料断口都表现出脆性断裂特征,满足裂解工艺要求。

连杆裂解加工力参数数值分析

为了确定合适的连杆裂解工艺中裂解力参数,采用数值分析的方法建立了53d斜切口连杆裂解加工的数值模型。对裂纹尖端的节点采用了1/4节点技术用于模拟裂纹尖端应力场的奇异性,分析得到了裂解力与应力强度因子的关系曲线。根据连杆材料的临界应力强度因子KIc,确定了连杆裂解加工所需的裂解力。结果表明：裂纹1的裂解力为851 kN,裂纹2的裂解力818 kN。与实际生产中的裂解力860-880 kN相比,其误差小于10%。

激光切割头摆动机构的动力学仿真及试验

激光切割裂解槽机床是连杆裂解加工的关键设备之一,用于完成连杆初始裂解槽的切割。本文介绍了该机床的激光头摆动机构,对摆头机构进行了ADAMS动力学仿真。根据仿真结果确定了合理的液压参数(液压压力为2.5MPa,溢流阀流量系数为0.2),并完成了摆头机构的物理切割试验。试验结果表明,在合适的工艺参数条件下,摆头机构的定位精度达到±0.02mm,且工作稳定、可靠,连杆裂解槽槽深均为(0.5±0.05)mm。提出了伺服电机驱动激光头摆头方案,对改进的摆头方案进行了ADAMS运动学仿真。仿真结果表明,改进后的摆头机构可在0.4s内完成摆头动作,且摆动角度调整方便,说明改进后的摆动机构是较理想的激光头摆动方案,可为连杆初始裂解槽激光加工主机结构优化提供可靠的理论依据。

发动机连杆裂解槽激光加工机床中的丝杠误差分析及补偿

发动机连杆裂解槽激光加工机床的主要功能是对连杆大头孔内表面两侧进行切槽加工。裂解槽质量的好坏与激光和CNC系统的配合有很大关系。为了消除由于丝杠的误差所带来的激光头的定位误差,以便能够更精确地调整激光头喷嘴与连杆内表面的位置,首先在该激光加工机床的工作原理的基础上对该误差进行了测量,然后采用直线插补补偿算法消除了该误差。最后对激光切槽后得到的连杆进行裂解,并且经过工具显微镜检测后,结果表明,对于各种型号的连杆,切割出来的裂解槽在深度上基本保持一致(裂解槽上各个点的槽深度公差为±0.02 mm)。说明该种方法能够很好地解决这一问题。

C70S6可裂解锻钢的微观组织和力学性能

通过锻造后控制冷却的方法得到可裂解锻钢C70S6锻坯,观察其微观组织,并采用高频疲劳试验机与拉伸试验机测定了其断裂韧性及应变速率敏感性。结果表明,在室温下该材料为珠光体加断续的铁素体,而且铁素体大致呈网状包围在珠光体周围,二者比例大致为10%的铁素体和90%的珠光体。抗拉强度为900～1050MPa,屈服强度为585MPa,最大延伸率为10%。材料断裂韧性为39.74MPa.m1/2,断口基本无塑性变形,为脆性的解理断裂。随着应变率的上升,屈服强度随之增加,而抗拉强度随应变率的上升变化幅度不大。

锻造工艺对发动机连杆裂解加工质量的影响

研究了锻造工艺对发动机连杆力学性能及微观组织的影响,并对连杆不同锻造工艺参数的C70S6材料连杆进行了裂解加工试验。结果表明,在同一锻造加热温度下,冷却速度越快,连杆的硬度、强度越高;冷却速度相同时,随锻造加热温度的增高,硬度、强度降低。综合考虑裂解加工质量与后续机械加工质量,认为该发动机连杆的锻造工艺采用1150～1250℃加热温度、弱风冷条件比较适合。

连杆裂解加工质量要求及影响因素分析

论述了连杆裂解加工技术的质量要求及常见缺陷,研究了连杆材料、锻造工艺、裂解载荷、加载速度及预制裂纹槽的加工方式与几何参数对裂解加工质量的影响因素规律,并给出了合适的工艺参数。

发动机连杆裂解槽激光加工机床的加减速前瞻控制

为了提高发动机连杆裂解槽激光加工机床的加工效率,提出了一种对机床数控系统的加减速进行前瞻控制与S型曲线加减速相结合的方法。将高档数控系统常用的S型曲线加减速算法原有的七段过程简化为五段,将前瞻控制理论应用到S型曲线加减速算法中,在速度突变前提前规划速度,将这五段曲线中的位移、速度和加速度从连续量转变成离散的、周期变化的量,最后将改进后的算法移植到数控系统中。仿真结果表明,应用改进算法,变速后系统达到新稳态的时间缩短了3.5 ms,最大超调量是原来的80%。切槽实验结果表明:对连杆大头孔进行激光切槽后,裂解槽的槽深均匀无超差(裂解槽上各个点的槽深度差异小于±0.02 mm),完全符合后续加工要求,该方法大大提高了连杆裂解槽激光加工机床的稳定性以及速度和精度。

全生命周期质量管理理念下的建筑工程管理研究

本文运用质量管理的理论知识,采用调查研究、理论和实际相结合的方法,对建筑工程质量进行了较全面深入、系统的研究,提出全生命周期质量管理理念下的建筑工程管理,即全生命周期质量管理,指出从工程建设的可行性研究、投资决策、勘察设计、建筑施工、质量验收直至使用维修阶段,任何一个环节出了问题都会给工程质量留下隐患。

连杆裂解半自动生产线中步进梁机械手的加减速控制

发动机连杆裂解工艺是当今国际上最新的连杆加工技术。连杆裂解槽激光加工机床的作用是在连杆裂解（胀断）前．在连杆大头孔内表面两侧各切出一条裂解槽．产生一个裂解应力集中区域，以利于后续的裂解。在连杆裂解半自动化生产线中，步进梁机械手与上料工位、激光切槽工位、裂解工位、螺栓拧紧工位和下料工位之间的协调运动是设计位置高精度运行控制系统时必须考虑的问题。为此，本文通过采用加减速控制以及前馈控制理论来很好地解决了这一问题。