热工仪表自动化在火电厂中的应用研究

力使其断裂达到盖和体分离的目的。 这就要求材料既要满足缸体曲轴孔的机械 力 学性 能 ， 又要 适合 涨断 工艺 的要 求且满 足 涨断 的质量 。 铸铁 具有 良好的 机械 加工性能 ， 因此容 易加 工涨断槽 。 缸体多 采用 优质灰 铸铁、 球墨铸铁、 蠕墨铸铁 、 铝合金等制造。 对于灰铸铁（ 灰铸铁微观形态见图 １ ） ， 抗 拉性能 远小 于其抗 压性 能 ， 韧性 低 ， 因此 具有 良好 的裂解性 能 ， 而且 因其 韧性低 ， 涨断 过程 的塑 性变形 也小 。 球墨铸 铁与灰铸 铁相 比 ， 主要优点 是高的 强 度和韧性。 蠕墨铸铁（ 蠕墨铸铁微观形态见 图２ ） 是在高碳 、 低硫和低磷的灰口铸 铁浇注时， 向铁水中加入蠕化剂（ 稀土镁钛合金等） ， 使石墨形成短蠕虫状 ， 蠕墨 铸铁 中的蠕虫状 石墨形 态是介 于球状 和片状石 墨之 间的一种过 渡型石 墨 ， 所 以 蠕墨铸铁的性能介于灰 口铸铁和球墨铸铁之间。 该材料具有极高的抗拉强度及 抗疲劳强度， 目前该种材料在ＭＣｌ １ 系列发动机的应用， 填补了国内发动机行业 在此 领域 的空 白 ， 达到 国 际先进 水平 。
ＷＤ６ １ ５ 系列发动机为缸体、 曲轴箱分体式铸造及加工 ， ＭＣ １ １ 系列发动机 缸体 曲轴 箱为 一体 式铸 造及 加工 。 两者相 比， ＭＣ １ １ 省去 了 曲轴箱 的铸 造 和加 工， 从而大大降低了发动机的整体重量 ， 且精确的激光刻痕及涨断力， 使得精细 的断裂面能够完美的组装到一起， 粗糙的涨断面可产生较高的横向负载 ， 能够 大大 降低 主轴 承孔 的磨损 并 延长 发动机 使用 寿命 。 １ ． ５ 激光 涨断 加工 优点 （ １ ） 节 省主轴 承盖和轴 承座结 合面 的加 工 ， 自然形成 断裂裂 口并合拢 装配 ， 获得 良好 的重 复 定位装 配精 度 。 （ ２ ） 节省 曲轴 箱 的加 工及定 位销 孔 的加工 。
剖分类 零件 （ 连杆 、 发动机缸 体曲轴 孔） 涨 断加工技术 是利用材 料的 断裂特 性， 在零件 圆柱 孔内侧对 称加工两 条涨 断槽 ， 形成初始 断裂源 ， 然后施 加垂 直于 预定 断裂 面的正 应力 使剖分 类零 件在 断裂源 处脆性 断裂分 离 成本体 和盖 体的 过程。 １ ２涨 断材料 涨断 技术 的本质 是利用 材料 的脆性 ， 在 人为制 造断裂 源的 前提 下 ， 通 过外
１ ． １涨 断原理
但 拉刀刀 片随着加 工易磨 损 ， 造成 涨断槽 的形状 、 深度 变化 。 而涨 断槽 的形状 与
深度， 直接影响涨断力， 从而影响涨断变形。 所以采用拉削方式加工涨断槽质量
不稳定 。 激光 刻痕 是一种 先进 的切割 技术 ， 具有 快 的加热和 冷却速度 、 无刀具 磨损 以及 窄的 热影响 区 ， 可 显著 减少涨 断力 及 曲轴 孔涨 断变 形 ， 而且激 光可对 涨断 槽缺 口根部 进行淬 火处 理 ， 使脆性 断裂 力学条 件更 易于 实现 ， 大幅度 提高 涨断 质量 等优点 ， 因此近年 来 已逐步取 代机 械拉 削工艺 ， 成 为涨 断槽加 工的 主要手 段。 １ ４ 主要 工艺 流程 以 中国重汽 集 团ＷＤ ６ １ ５ 系列 发动 机曲轴 孔 的加工 方法 为例 ， 传 统发 动机 曲轴 孔 加工步 骤分 为 ： （ １ ）缸 体 ： 缸体 底面 粗铣 定位销 孔加 工 曲轴半 孔 粗镗 合 箱 销孔 钻 铰 底 面 精铣
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的是德￣Ａ Ｌ Ｆ Ｉ Ｎ Ｇ 公司生产 目 前世界上最先进的激光涨断设备 ， 缸体的材料为蠕墨铸铁Ｇ Ｊ Ｖ ４ ５ ０ ， 采用激光涨断工艺替代传统的铣、 磨等分体加工方法 ， 使 曲轴孔 主轴承盖定位精度、 装配质量大幅提高 ， 对提高主轴承盖承载、 抗剪切能力及发动机整机性能具有重要作用。
应用 技 术
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｅ ｌ ｅ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ
浅 析 ＭＣ ｌ １系列 发动 机缸 体激 光涨 断 技术 的应 用
石 小锐 王振亮 刘 欣
［ 摘 要］ 中国重 汽 集团ＭＣ１ １ 系列 发动机 是 中国 重汽 集团 与德 国ＭＡ Ｎ公 司合作 生 产 的 目前 世 界上最 先进 的 重卡 发动 机 ， 该 系列 发动 机缸 体生 产 线上 采用
［ 关键 词］ 缸 体 曲轴孔 ； 涨断 ； 激 光刻 痕 中图分 类号 ： Ｔ Ｇ３ １ ６ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ９ １ ４ ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ １ ９ ４ － ０ ２
１涨 断工 艺 精确 加工剖分 类零件结 合面 ， 并使之 精确组合 ， 一直 是机械 加工领域难 题 。 涨断加工 工艺 使得 精确 吻合成 为可能 ， 是剖分 类零件 加工领域 中一项 革命性 的 新型加 工技 术， 具有 加工工 序少 、 制造精 度高 、 节能 降耗 、 降低生 产成本等 特点 ， 已迅 速应 用 于发 动机 连杆 等生 产 中。 近 年来 随着 世界 汽车 工 业发展 和 市场 竞 争， 该 技术在 发 动机 缸体 曲轴 Ｌ 加 工上 的应 用 已成为 国外 汽 车行业 研 究的 重 点。
１ ． ３ 激光 刻痕
（ ２ ）曲轴箱 ： 曲轴箱与缸体结合面粗铣 定位及合箱销孔加工 曲 轴 半孔 粗 镗 结 合面 精 铣 （ ３ ）缸体与曲轴箱合箱 （ ４ ）曲轴 孔精 加 工 而ＭＣ １ １ 系列 发动机 曲轴 孔的加工 方法 为激光涨 断加 工工 艺 ， 主要 步骤如
下：
缸 体 曲轴 孔粗 加工 孔精加 工
激光 刻痕
曲轴 孔涨断
合箱
曲轴
涨断加 工技术 的关 键是 涨断槽 的加 工。 目前 ， 涨断槽 的加 工主要 采用机 械 拉 削和激 光加 工两 种方法 。 在涨 断加工 技术 的早 期应 用 中 ， 采 用 了机械 拉削 工艺 加工 “ Ｖ 型” 涨断 槽 ，