连杆是汽车发动机的关键件，随着发动机的技术升级和发展，各大汽车制造厂的连杆生产线从设备、加工工艺等各个方面都进行了改造升级。一条新型连杆高功率加工线到底如何建成？来自上汽大众的专家级汽车工艺师张书桥高级经理等人将自己总结的宝贵经验分享给大家，从每个工序，每台设备的优化改进和关键工艺的创新详细解说。
【汽大众高级经理张书桥】
某汽车发动机厂连杆线是一条始建于20世纪80年代末的生产线，用于原始型号发动机连杆的生产；在1996年通过对部分设备的改造和更新后，实现了改进型发动机连杆的生产；在2002年继续对部分设备改造和更新，实现了新型连杆高功率型号的加工；2013年又通过新型连杆高功率连杆的改装，增加了滚压机，实现了目前最新状态具有小孔巴厘线的新型连杆高功率加工线。
连杆线目前具备改进型、新型高功率等连杆型号的生产，可生产7个品种的连杆。连杆线设备及加工工艺如下所示。
连杆线改造后设备出了什么问题？
因历史原因，连杆线在原来生产原始型号连杆的基础上，利用原来设备经过多次改造勉强具备了生产新型连杆的能力，但因为前期的投资不足，造成在选用设备和工序布局上存在许多不合理的地方和先天缺陷，对后期的生产和产能提升留下了较大的问题。并且投资额比正常生产线的投资少200万欧元，近少了30%，造成各类工艺和机构的稳定性差，如OP210用转台将多个加工内容整合在一起的结构、OP250-5加工小孔椭圆的动力头主轴倾斜调整机构先天构造和制造误差、OP250-5箱体制造误差导致大小孔中心距误差达公差的30%、三台机床机械手采用多型号工件用同样的抓手等。并且设备工艺落后，是一条将其他设备临时拼凑改造的生产线，验收时的设备开动率仅为75%，无法与目前最新正规设计的新型连杆生产线（80%）相比。
因此在2003年，为了首先在发动机厂拥有制造新型连杆的能力，尽管存在诸多先天不足，但采用东拼西凑的方法，在原来的基础上进行改造，此生产线勉强具备了新型连杆的生产能力，但存在的问题也显而易见。
通过对连杆线设备问题进行系统分析，确定了设备存在的主要问题：
1平面磨床双立轴平面磨床是一台20世纪80年代的产品，投产于90年代，运行至今已有近30年，同期运行的设备已全部报废，而该台设备因为随连杆线产品的不断改造更新一直沿用至今，各类部件已严重磨损老化，重大故障经常发生，如上磨头主轴出现故障，停机时间长达1个月，并且加工精度低，无法满足工艺的要求，同时因跑冒滴漏严重，影响生产车间的环境。
2加工中心OP210加工中心是生产新型连杆改造时新增加的设备，主要用于连杆的大小孔粗精镗、钻螺栓孔和攻螺纹，铣螺栓支撑面和标刻面。为了降低投资成本和满足生产场地的实际状态，采用12个工件安装在转台上的方式，转台采用4个加工工位，每个工位有三个工件同时在加工、测量或上下料。在同一工位安排测量大小孔和用机械手在夹具内上下工件，而工件的安装是通过夹具安装在一个钻台上的，每个工位安装3根连杆并同时加工，4个加工面共安装12根工件，在规定的42s内完成一个加工循环。
【布局】
OP210设备4个工位的工作内容如下：
1工位：机械手上下料、测量大小孔的孔径。
2工位：粗钻小孔盲孔、粗鏜大孔及倒角、铣螺栓支撑面和刻字面。
3工位：钻螺栓阶梯空、钻螺纹底孔和反向倒角。
4工位：精镗大小孔、攻螺纹。
OP210加工中心的工件采用安装在转台上进行加工的方式，12根工件连同夹具等相关设施全部集中在上面，因此总体质量较大，而为了满足机床设备加工的节拍，导致该转台的转动速度和加速度均较大，对各旋转部件产生较大的冲击力，产生了无法克服的如大小齿轮的异常磨损等先天设备缺陷，每次故障需停机5天、每天24小时连夜进行抢修。工件转台的重大故障是严重制约正常加工的一个瓶颈。
OP210加工中心在钻削螺纹孔时，首先采用φ8.25mm的阶梯钻钻阶梯孔，然后用φ7mm钻头钻螺纹底孔。当时在购买该机床时为了节省资金，采用一个电动机通过变速箱带动三把钻头旋转加工工件，而一个电动机只能采用一个Artis监控钻削时的平均扭矩，因此该设计带来一个先天缺陷，无法单独监控每个钻头的磨损和受力情况，当三把钻头中有一把出现异常磨损，Artis监控的三根钻头的平均值未超警，就会导致钻头折断和工件报废等情况发生。
OP210加工中心故障状态帕累托图分析：
3激光涨断设备连杆线OP220加工中心连杆激光涨断设备有6个工位，通过转盘将6个工位串联起来，并用机械手上下工件。
1工位：机械手上下料、测量大孔杆盖在涨断面位置的端面错位和孔径错位。
2工位：激光割应力槽。
3工位：连杆涨断。
4工位：螺栓预拧紧。
5工位：螺栓终拧紧和涨断面震动。
6工位：铜套压紧装配工位（用于改进型连杆、新型连杆高功率型号）。
连杆的激光涨断工艺，采用激光加工连杆大头孔的两条涨断应力槽，然后通过涨断机构将连杆杆身与杆盖分离，这种工艺可保持应力槽形状的一致性，从而保证连杆大头孔涨断变形，同时连杆杆身和杆盖的分离面能最完全的啮合，改善了连杆杆身与杆盖的啮合质量，并且分离面不需要进行机械加工，节省了分离面的加工工序。
由于分离面是最完全的啮合，杆身和杆盖装配在一起时不需要采用螺栓孔定位，就可以省掉螺栓孔的精加工。由于涨断连杆应力槽子深度和连杆的大头变形有很大关系，因此必须对其深度进行有效的控制。传统的加工方式采用拉削方法加工连杆大头孔的两条应力槽（如下）。
连杆线在改造初期加工连杆涨断时，因对设备、材料和调整控制方法未有效掌握，导致涨断爆口工费一度高达8%，且占生产线的工件报废的第一位，严重制约连杆生产线产能的提升。
激光割槽涨断与传统拉床对比：
【采用涨断工艺的连杆，接缝一点都看不出来】
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