王永和

摘要：Pa6柴油機是我國從法國熱機協(xié)會引進的一型性能先進、通用性好的柴油機，廣泛應(yīng)用于民用發(fā)電和船舶主機上。在法國，將Pa6柴油機作為海軍艦船的主要動力，大到4700噸級的驅(qū)逐艦，小到800噸級的護衛(wèi)艦，均采用Pa6柴油機作主機。在我國，Pa6柴油機作為船舶主機，一直表現(xiàn)出良好的性能和可靠性。本文通過對艦船用Pa6連桿試制的工藝分析、總結(jié)，介紹了在該新產(chǎn)品試制過程中遇到的困難和解決辦法。突出介紹了作為軍用產(chǎn)品在試制過程中應(yīng)該如何控制產(chǎn)品質(zhì)量，提高加工精度和效率。

關(guān)鍵詞：Pa6連桿；工藝；關(guān)鍵工序；精度；加工能力

因為連桿是活塞式發(fā)動機的主要零件之一，其大頭孔與曲軸連接，小頭孔通過活塞銷與活塞連接，其作用是將活塞的氣體壓力傳送給曲軸，又受曲軸驅(qū)動而帶動活塞壓縮汽缸中的氣體。連桿承受的是沖擊動載荷，因此要求連桿質(zhì)量小，強度高，因此加工工藝要求也就高。

筆者曾作為連桿工藝負(fù)責(zé)人就職的四川資陽發(fā)動機連桿生產(chǎn)基地年產(chǎn)中速機連桿8000余組，現(xiàn)主要產(chǎn)品有240柴油機連桿，280柴油機連桿、卡特柴油機連桿、MAN系列發(fā)動機連桿以及本文所述的Pa6發(fā)動機連桿。Pa6連桿是某型艦船裝備的16VPa6STC柴油機所裝連桿，該連桿材質(zhì)選用35CrMoA，整體機械性能很好，韌性很好，加工難度較大，且軍檢要求眾所周知。

一、Pa6連桿的特點分析

（一）精度要求高。作為非民品，其精度要求非常高。如桿身的對稱度，大小頭軸承孔軸線平行度、軸線對端面垂直度，螺紋孔與連桿蓋螺栓支撐面的垂直度，螺紋孔各臺階孔及螺紋的同軸度，平面、扁尾面的對稱度、表面粗糙度以及非加工面的強化噴丸質(zhì)量等等各方面的綜合因素給試制造成了客觀存在的難度。且驗收標(biāo)準(zhǔn)非常苛刻。如深斜油孔的對接，在連桿內(nèi)部直徑相差2毫米的深孔要實現(xiàn)100%的對接，用戶用高清內(nèi)窺鏡檢測，只要稍有臺階，或內(nèi)孔粗糖度目視不佳，立即判廢。

（二）加工難度大。Pa6連桿從整體看來和16V280連桿是類似的。但即使細(xì)微的差別卻能在加工中體現(xiàn)出巨大的差異。如Pa6連桿采用的材質(zhì)是35CrM〇A，含碳量較42CrM〇低，且屬于高級優(yōu)質(zhì)鋼，硬度較280連桿低，但軔性極好。在剖分體蓋工序，由于韌性和應(yīng)力的原因，就造成機用鋸條卡死，不但造成鋸條報廢，還大費周章把鋸條取出并保證了連桿未受損傷。又如劃線工序：Pa6連桿前后安排了3個劃線工序共8個工步。工作強度大，完成這些工序也頗費周折。

二、關(guān)鍵工序典型工藝難點分析舉例

整個試制過程充滿著問題和困難，如何在這樣的困境中趟出一條路來，使這批連桿順利完成所有工序，順利交付使用，是工藝人員的職責(zé)和使命。不單是上面提及的幾個關(guān)鍵工序存在困難，這些困難只是整個試制過程的代表和縮影。

（一）體螺紋孔加工。體螺紋孔為4-M24X2-6H，用戶要求螺紋塞規(guī)檢查螺紋，必須“通規(guī)到底，止規(guī)一點都進不去”。根據(jù)240連桿和280連桿采用擠壓絲錐攻絲的經(jīng)驗，這樣的要求是很不容易達到的。為了滿足用戶的檢驗要求，試制團隊對該工序每一個工步都進行了嚴(yán)格的規(guī)范，嚴(yán)格控制螺紋底孔直徑；攻絲前徹底清潔底孔，杜絕積屑瘤的產(chǎn)生；仔細(xì)配制攻絲潤滑劑；攻絲前對絲錐夾頭進行仔細(xì)修磨整備，并用試用件進行了試加工驗證等等，一系列措施，最終保證了體螺紋孔的精度要求。

（二）蓋螺栓孔加工。連桿蓋螺栓孔在肩面端有一截長35，孔徑為小25+0.1的臺階孔，而整個螺栓孔孔徑為小24.5，加工蓋螺栓孔、定位套孔的時候必須從結(jié)合面方向鉆孔、擴孔，這個臺階孔就無法從這個方向加工出來，必須采用二次裝夾。由于該臺階孔與體螺紋孔同軸度要求很高，二次裝夾的定位問題便成了該工序的一大難題。在前期的工藝和工裝準(zhǔn)備中沒有涉及到這個尺寸，致使該臺階孔加工工序出現(xiàn)困難，無法實現(xiàn)。最后采取借用240型連桿鏜蓋螺栓孔工裝的思路，在磨齒工序后安排鏡該臺階孔工序。采用齒面、連桿大頭平面定位的方式，以體螺栓孔坐標(biāo)為鏜蓋螺栓孔坐標(biāo)，有效保證了該臺階孔與體螺紋孔的同軸度。

（三）體螺紋底孔球形銑削。為避免螺紋底孔尖角造成疲勞應(yīng)力集中源，Pa6連桿螺紋底孔采用球形設(shè)計方案，對提高連桿內(nèi)在質(zhì)量起到了很好效果。但在深孔底部加工球形且粗糖度、形狀等要求很高，加工難度較大。在長期的探索中發(fā)現(xiàn)，高速鋼麻花鉆經(jīng)過不同的刃磨，可以加工出不同形狀的孔底，通過觀察成型球刀的切削部分發(fā)現(xiàn)，兩條切削刃在一個平面內(nèi)，組合成半圓，前刀面平整，與切削刃夾角為零，后刀面成橢圓型，與切削刃有10-15°的夾角，刀尖部分過渡平整就可以用于加工。要刃磨球刀，首先要根據(jù)孔的尺寸，刃磨出一個相同大小的半圓環(huán)，這個半圓環(huán)可以用一塊厚2-3mm的鐵片，配合大小相同的芯軸，在沙輪上磨出，直到圓環(huán)與芯軸配合無縫為止，對光檢查。球刀的刃磨要利用砂輪的側(cè)面刃磨鉆頭的螺旋面，直到刃磨出兩平面在一平面內(nèi)，并且平整，注意兩平面對接處，不要磨穿。在磨切削刃的時候，注意要磨出10-15°的后角，使切削刃與樣板間無縫隙，對光可觀測，精磨后刀面注意不要傷到切削刃，后刀面不能高出切削刃，盡量磨光滑，做到這些，一把球刀就磨好了。

三、發(fā)動機關(guān)鍵零部件制造任重道遠(yuǎn)

Pa6是性能可靠、技術(shù)成熟、用途廣泛的柴油機，今后在我國船舶行業(yè)還將長期、大批量使用。要作好Pa6柴油機技術(shù)的消化、吸收和“反設(shè)計”工作，對Pa6柴油機的設(shè)計和技術(shù)要“知其然，還要知其所以然”。試制成功后的總結(jié)，對發(fā)動機制造者來說是一筆寶貴財富的積累。發(fā)動機人需繼續(xù)戒驕戒躁，虛心學(xué)習(xí)，潛心鉆研，努力實現(xiàn)我國裝備制造的全面國產(chǎn)化和技術(shù)領(lǐng)先。

參考文獻

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