连杆小头孔衬套压装质量控制的研究

控， 但这 个参 数不 能 称作 关 键 控 制 变量 ， 只是 藉 此 以 更有 效地 提 升 连 杆 小 头衬 套 的 压 装 质 量 ， 些 将 会 这
收 稿 日期 ：０ １—１ ２１ １—１ 修 回 日期 ：０ １ １— ０ ６； ２ １ —１ ３
作 者简 介 ： 正 德 （ ９５ ） 男 ， 海人 ， 众 动力 总 成 （ 海 ） 限 公 司 教授 级 高 级 工 程 师 ， 究 领 域 为计 量 与 检 测 ， Ｅ —ｍ ｉ ｚｅｇ ｅ ｚｕ 朱 １４ 一 ， 上 大 上 有 研 （ ａｌ ｈ ｎｄ ．ｈ ）
述 连杆 小 头孔 衬 套 组 件 ， 的 就是 其 在 工 况 下 的可 指
靠性、 即抵 御衬 套从 连杆 小头 孔 中脱 出 的能 力 。 本 文研 究对 象 是某 系 列 小 排量 汽 油 发 动 机 的连
过检 测 某 项 相 关 参 数 来 实 现 对 压 装 工 艺 过 程 的 监
＠ Ｖ — ｐ ｗｅ ｔ ｉ ． ｏ 。 Ｗ ｏ ｒｒ ｎ ｔ ｍ ａ
・
３ ８・
组合机 床 与 自动 化加 工技术
第 ２期
在本 文后 面再谈 。
最大 ， 由前 面分 析可 知 ， 这 时 的轴 向摩 擦 力 为最 大 即 值 Ｆ。 。
２ 连 杆 小 头 孔 衬 套 压 装 的机 理 分 析
Ｔａ ｎ ｏ ｒ ｃ ｉａ ｘ ｍｐｌ ｎｄ ｔ ｖ ｌ ｔｎ ｏ ｃ ｕ ｉ ｎ ｔ ｓａ ｔｃｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｈ ｅｉ ｂ ｅ ｍ ｅｈ ｏ ａ — ｋｉｇ ｆ ｒｐ ａ ｔ ｌｅ ａ ｃ ｅ ａ ｈｅ ｅ ａｕａｉ ｇ ｃ ｎ ｌ ｓｏ ｈｉ ｒｉｌ ｒ ｓ ｎ ｓｔ ｅ ｒ ｌａ ｌ ｔ ｏｄ ｔ ｓ ｓ ｒ ｕ ｌ ｙ ｏｆｐｒ ｓ ｏ ｔ ｕ ｅ ｑ ａ ｉ ｅ ｓｍ ｕｎ ｉ ｔ ｎｇ．
。
（ ） 中 的 ｋ为 比例 常数 。而 与压 装 相 关 的 压 １式 入 、 出力则 还与 配合 面间 的摩擦 系数 ，和 接触 面 积 压 Ｓ直 接有 关 。其 实 ， 人 、 出力 在 本 质 上 就 是 衬 套 压 压
与 小头 孔之 间 的摩 擦力 Ｆ ， 以写作 ： ，可 ＝Ｐ Ｓ Nhomakorabea ｏ‘ ｆ
文章绰号： ０ — ２５２１）２—０７ ０ １ １ ２６（０２０ ０３ — ４ ０
连杆 小头孔衬套压装质量控制 的研究
朱 正 德
（ 大众 动 力 总成（ 海 ） 限公 司 ， 上 有 上海 ２ １０ ） ０ ８７
摘 要 ： 文 对 如 何 控 制 连 杆 小 头 孔 衬 套 的 压 装 质 量 进 行 了 研 究 。 通 过 分 析 衬 套 的 压 出 、 入 机 理 和 论 压 过 程 ． 出 为 了确 保 “ 出 力 ” 一 关键 控 制 变 量 符 合 要 求 ， 须 建 立 适 应 批 量 生 产 企 业 实 际 情 况 的 指 压 这 必
（ 也称 装配 应力 ） Ｐ 取决 于过 盈量 ｅ 两配合 件 的 弹 和 性模 量 Ｅ等 物 理 量 ， 与 ｅ成 线 性 关 系 。鉴 于 除过 且
Ｉｅ ｅ ３Ｋ ｓ萎蜀蘑逝莲疆嚣蕈＝●■■－●＿ ■－ －．．－ — ｒ － － ＿ ＿－＿＿－ ＿ ＿ ＿－－＿－ ｕ ｌｆ ｐ － ， ｏＰ 枷 Ｓ ，■
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（） ２
在 上式 中 ， Ｓ：１ Ｄ ・ ， 是 小 头孔 的孔 径 ， Ｔ・ ｈＤ ｈ 是压 入 （ ） 。设 日 是 连杆 小 头 区的 高度 ， 当衬 出 量 则
套完 全压 人 工 件 小 头 孔 时 所 受 到 的 最 大 摩 擦 力
应为：
Ｆ ＝尸 ， Ｈ ・ ０ ０・ｒ ｒ Ｄ ｆ＝Ｐ Ｓ ｆ ０・ ・
第 ２期
２１ ０ ２年 ２月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏｄ ａ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａ ｕｔ ｍ ａ ｉ ａ ｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｑｕ ｕｌ ｒ Ｍ ｃ ｉ ｏ ｏ ｔｃ Ｍ ｎｕ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ ｅ
Ｎｏ． ２ Ｆｅ ｂ． ２ ２ ０１
测 试方 法 ， 并对 涉及压 装质 量 的各 个环 节和 过程 ， 定具 有针 对性 的监控 方式 、 拟 手段 。文 章通 过 有说
服 力的具 体 案例 和验证 结 果 ， 出 了在批 量 生产情 况下如何 保 证连 杆 小头孔 衬 套 压装 质 量 的有 效做 提
法。
关 键 词 ： 杆 衬 套 ； 盈 配 合 ； 入 ／ 出力 ； 试 方 法 ； 控 手 段 ； 相 关 验 证 连 过 压 压 测 监 正
３ 压 装 质 量 的验 证 与关 键控 制 变 量 Ｆ 的 确 认 ｎ
在前 节 中已 明确 阐明 ， 了验 证 衬 套 、 杆 小 头 为 连 孔 的压装 质量 ， 必须 通 过 衬套 的压 出实 验 ， 以确 认 最 大 压 出力 、 由过 盈 配 合 所 决 定 的轴 向 摩 擦 力 最 大 即 值 这 一关 键控 制 变量 是 否符 合 产 品 的技 术 要 求 。 不 同于 之前介 绍 的压装 （ ） 作所 呈 现 的单 向变 化 人 操 趋势 ， 即压人 力 如 图 １显 示 的 由 ０近 似 地 线 性 升 至
仅从 表 面上 看 ， 压装 ” 是 把 衬 套 压 入 连 杆小 “ 只
头 孔 的一 道装 配工 序 ， 如前 所 述 ， 了确 保 发 动 机 但 为 中这一 重要 组件 的连 接 质 量 ， 须 对 其 完 成 “ 装 ” 必 压
的 工 艺 和 事 后 验 证 压 装 质 量 的 全 部 过 程 和 实 物 进 行
中图分 类号 ： Ｈ ６ Ｔ ６ Ｔ １ ；Ｇ ５
文献标 识 码 ： Ａ
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａｉｙ Ｃｏ ｔｏ ｆＰ ｅｓＭ ｏ ｎ ｉｇ ｆ ｒＣｏ ｎ ｃｉｇ Ｒｏ ｍａｌＥｎ ｌ ｓ ｉｇ ｓ ａ ｃ ｎ Ｑｕ ｌ ｎ ｒ ｌｏ ｒ ｓ ｕ ｔｎ ｏ ｎ ｅ ｔ ｄ Ｓ ｌ ｔ ｎ ｄ ＨｏｅＢｕ ｈ ｎ
实验 表 明 ， 套 的 压 出过 程 将 经 历 一 个 加 载 时 衬
段 ， 顶 出相持 阶段 ” 只有等 到 当压 出力 达到 最 大 即“ ，
一 ［ －
即 ～
一
（） ３
摩擦 力 后 ， 真正进 入压 出阶段 ， ２是衬 套压 出 才 图
试验 的位 移压力 曲线 图 ， 其 中显 示 的二 个 实 例 中 ， 从 可 以清楚 地看 出 曲线 Ｃ 由 ｎ和 ｂ两部分 组 成 的 ， 是 当
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｃ ｎ－ｏ ｓ ｉ ｇ；ｉ ｔｒｅ ｅ ｃ ｉ ；ｉ ｒ ｓ ｕ ｅ＼ ｔｐ ｅ ｓ ｅ；ｔｓｉ ｇ ｍ ｅｈ ｄ； ｃ ｎ ｒ ｌｍ ｏ ｅ； ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｒ ｄ ｂｕ ｈ ｎ ｎ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆｔ ｎ ｐ ｅ ｓ ｒ ｏｕ ｒ ｓｕｒ ｅ ｔｎ ｔ ｏ ｏ ｔｏ ｄ ｃ ｎ ｉｍ ｉ ｇ ｃ ｒｅ ａｉ ｎ ｏ ｆｒ ｎ ｏ ｒ ｌｔｏ
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图 １
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盈量 外 ， 他参 量都 可视 作常数 ， 有 ： 其 故
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压 装 过 程 中 的 位 移 压 力 曲 线
Ｚ Ｕ ｅ ｇ ｄ Ｈ Ｚｈ ｎ — ｅ
（ Ｏ Ｋ ＷＡ Ｅ Ｏ Ｅ Ｔ Ａ Ｎ （ ＨＡ Ｇ Ｉ ｏ Ｌｄ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ，Ｃ ｉａ Ｖ Ｌ Ｓ Ｇ Ｎ Ｐ Ｗ Ｒ Ｒ Ｉ Ｓ Ｎ ＨＡ ）Ｃ ． ｔ ， ｈ ｎ ｈｉ ０ ７ ｈｎ ） １ ８
Ａｂｓｒ ｃ ：Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｌ ｙ ｃ ｎｔｏ ｆｐ ｅ ｓｍ ｏ ｔｎ ｏ ｏ ｎｅ ｔ ｇ ｒ ｄ ｓ ａｌｅ ｄ ｈ ｌ ｕｓ ｉ ｇ，ａ ａ ｔａ ｔ ｓ ａ ｃ ｎ ｑ ａｉ ｏ ｒ ｌｏ ｒ ｓ ｕｎ ｉ ｇ ｆ ｒｃ ｎ ｃ ｉ ｏ ｍ ｌ ｎ ｏ ｅｂ ｈ ｎ ｔ ｎ ｎ — ｌ ｓ ｓｔ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐｅ ａ ｒ ｃ ｓ ｆｂ ｈ ｎ ｒ ｓ ｕ 、 ｒ ｓ ｎ ｓ ａｌｅ ｌ ． Ｔｈ ｒｉｌ ｉ ｕｔｔ ａ ｔ ｙ ｅ ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｎｄ ｐ ｏ ｅ ｓｏ ｕｓ ｉ ｇ ｐ ｅ ｓ ｏ ｔ ｐ ｅ ｓｉ ｍ ｌ ｎｄ ｈｏ ｅ ｅ ａ ｔｃｅ ｐｏｎｔｏ ｈ ｔｉ ｉ ｅ ｅ ｓ ｒ ｏ ｅ ｔｂｌ ｈ ａ ｅ ｔｎ ｍ ｅｈ ａ ｐ ｅ ｔ ｂ ｎ ｈ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｉ ｏ ｄｅ ｏ ｃ ｎｆｒ ｓ ｎ ｃ ｓａ ｙ ｔ ｓａ ｉ ｔｓｉ ｇ ｓ ｔ ｏｄ ｄａ ｔ ｄ ｏ ｅ ｃ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｎ ｒ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ “ｏ ｔ ｐ ｅ — ｕ ｒ ｓ
Ｏ 引 言
过 盈配 合 在 机 械 、 力 制 造 领 域 有 着 广 泛 的应 动 用 ， 塞式 发动 机 的连 杆 小头 孔 、 套 之 间 的 连接 就 活 衬
杆小 头 孑 与衬 套 组合 ， 孔 径 尺寸 为 ２ ． １ ’ ， Ｌ 其 １０５
合金 材 质 且 覆 盖 涂 层 的 衬 套 的 外 径 为 ２ ． ５ １ ０ ５～
求 ） 即 ： 套 的 最 大 压 出 力 ， 衬
必须 达到：
≥
２ ０ Ｎ。显 然 ， ５０ 衬套 的最 大压 出 力
就 是 评 价 该 组
小 头孔 衬 套 的压装 质量 进行 分析 、 究 。 研
件 过盈 连 接 压 装 质 量 的关 键 控 制 变 量 。事 实 上 ， 其
ｌ 过 盈 连 接 的压 装 质 量 与 关键 控 制 变 量
所 采用 的 术语 、 谓 有 所 不 同 ， 在 民航 的生 产 、 称 如 维
修企 业 中 ， 命名 为 “ 被 固持 力 ” 其 含 义相 同。至 于 为 ， 了更 有 效地 保 证 实 物 的 连 接 质 量 ， 某 些 高 性 能 的 在 压装 设 备 中所 设 置 的 压 人 力 监 控 环 节 ， 然 也 是 通 虽
虽然“ 压装 ” 本质 上 是一 种 实现 二 工件 过 盈 连接 的工艺 过程 ， 一般 说 来 ， 里 所 提 到 的压 装 质量 强 但 这 调 的则是所 形 成 的 过 盈 连 接 的实 物 质 量 ， 对 于上 如
他 产业 部 门 的活 塞 式 发 动 机 也 有 类 似 的规 定 ， 是 只
２ ． ９ ， 始 过 盈 量 为 ０ ０ ５～０ ０ ５ ｍ。 在 连 杆 １０ ５ 初 ．２ ．９ｍ
的产 品 图 纸 上 清 楚 地 列 出 了 这 样 的 技 术 条 件 （ 要
是 一个 典 型 例 子 。在 极 大 多 数 情 况 下 ， 装 是 实 现 压
过盈 连接 的 主 要 工 艺 手 段 ， 文 将 对 如 何 控 制 连 杆 本
１ ５
？
● ５
考察 、 分析 。事 实 上 ， 者 进 行 的是 将 衬 套 压 入 （ 前 连 杆 ） 头孑 的 操 作 ， 后 者 正 好 相 反 ， 行 的是 压 出 小 Ｌ 而 执 程序 。材料 力学 、 弹性 力 学 理 论 和实 践 的结 果 告 知 ，
由连 杆 小头 孑 和衬 套 的过 盈 配合 所 产生 的接 触 应力 Ｌ