俄罗斯伏尔加汽车厂加快工艺创新步伐

　　伏尔加汽车将推出新型家用车“卡丽娜”

　　VAZ-2110

VAZ-2110

　　当时由于包括经济因素在内的诸多原因，俄罗斯伏尔加不可能像其他西方国家一样停止生产，改造老设备，安装调试全新的工艺线，使大部分职工带薪休长假。最后，该厂作出了空前的决定：在现有的企业结构内新建一座年产22万辆新型轿车的工厂，并且同时力求完成原有的生产计划。

　　显然，要顺利推进这一战略并不轻松，要知道VAZ-2110轿车是由4065个零部件组成的，其中2194个零部件为全新设计。该车型除发动机采用了先进的燃油喷射电控装置以外，还采取了其他一系列有别于俄罗斯国内其他汽车生产厂家的技术措施，比如采用镀锌钢板生产轿车车身零部件；运用了新的车身底漆系统，环保性好，能实现多种颜色金属漆的喷涂；并采用了达到国际标准的玻璃粘合新工艺等等。另外，为了减轻汽车自质量、降低有害排放，VAZ-2110轿车的许多钢制零件已经改用轻质合金或塑料生产。同时，为了达到日趋严厉的环保要求，伏尔加汽车厂在生产过程中减少了氟化碳的使用量，并且完全不使用石棉制品。

　　结果表明，伏尔加汽车厂的这一决策是极其正确的。使得在生产原有车型的同时，成功投入运行了一批具有先进工艺性的冲压、机械装配及生产塑料件的设备。采用了工艺先进的三套铸造设备，能生产特殊结构的气缸盖、储气罐、排气管等。

　　VAZ-2111

VAZ-2111

　　现在伏尔加汽车厂VAZ-2110系列轿车的生产面积已经超过43万m2，总共改造了数百台老设备，并投入了5051台新设备（其中俄罗斯产3345台），设计了生产各种专门工装（模具、刀具等）23233件，从而保证了VAZ-2110轿车以及其变型车VAZ-2111轿车和VAZ-2112轿车的大规模生产，并顺利达到年产22万辆的目标。

　　VAZ-2112

VAZ-2112

　　为此，伏尔加汽车厂在具体的生产过程中采取了一系列强有力的措施，这表现在：

　　在机械装配过程中破解了原来的一些难题，首推发动机曲轴的强化及耐磨性的提高。伏尔加汽车厂率先在俄罗斯采用了用难熔焊条对凸轮（白口）进行电弧表面重融。在这一生产工艺流程中，采用了熔炼、成型工艺，而且采用蛭石状铸铁（而不是球墨铸铁）铸造毛坯，从明显的提高了发动机的寿命，改善了汽车的使用性能。另外，还减少了以往在高强度铸铁的生产过程中必须使用的贵重元素的用量，降低了生产凸轮轴铸造毛坯时的能耗。

　　VAZ-2108

VAZ-2108

　　伏尔加汽车厂在生产球笼式等速万向节时也进行了工艺创新。比如原先VAZ-2108轿车的球笼是用半热模在单工位液力冲床上生产的，之后需要加工内孔，而现在等速万向节球笼毛坯都采用4工位自动机械冲床生产，而且内孔的加工余量很小，从而减少了后续磨削工序的加工量。测试表明，这项工艺创新把以前的劳动量降低了2/3，金属耗量也减少了12％。

　　同样伏尔加汽车厂的这种工艺创新也体现在等速万向节球型壳毛坯的生产上。原先VAZ-2108轿车的等速万向节球型壳毛坯是在单工位冲床上冷冲获得的，并需要回火及磷化，而现在使用的是5工位自动冲床，并采用了混合冲压的方法（半热模冲＋冷拉）。结果劳动量降低了1/2，原先生产毛坯的节拍为3.5min/套，而现在已经加快为1.7min/套。而且在这一工艺中根本不需要另外的化学处理及热处理，明显改善了生产条件，并有利环保。

　　伏尔加汽车厂还在VAZ-2110轿车的开发及设计过程中，彻底改变了原来的机械装配的思路，在汽车底盘及动力装置零部件生产工艺的改进方面，做了一些具有独创性的工作。

　　首先尽力提高生产的柔性化程度。主要措施是提高零件机械加工及焊接工艺流程中的数控机床的比例。目前，VAZ-2110轿车生产线中的数控机床比重已经达到43％。其中在车削工序中达到了31％，在齿轮加工工序中达到了30％，在磨削工序中达到了100％，而在焊接工序中达到了13％（在汽车后悬挂平衡杆及发动机支架的生产工序中使用了程控机器人）。另外，对发动机及传动装置的轴的校正也实现了程控自动化。

　　伏尔加汽车厂在机械加工中也进行了工艺创新。伏尔加汽车厂科学生产试验室的专家与陶里亚蒂工学院研制出了140台用于检测磨削工位零件尺寸的自动检测设备，以及32台微程序处理系统（ИСЛ9231型）。其中，微处理系统能够在工序完成后检测许多零件（如VAZ-2110及VAZ-2112轿车的发动机活塞、曲轴、齿条式转向机构的齿轮、变速箱主轴等）的各种参数。该系统不仅能够完成传统仪表的功能，而且还有利于操作、检验人员对产品质量进行统计分析。

　　伏尔加汽车厂另一个工艺创新的例子就是在各个工序之间采用了多种液力、轮式、链式、步进式传动装置，提高了工艺流程的自动化程度。现在用于生产VAZ-2110轿车的工艺设备已经有69％的实现了工序间的自动化。

　　同样，工艺创新也体现在变速箱齿轮的生产上，变速箱齿轮在热处理以前就已经完成了其他的所有工序，并能根据热处理过程中所发生的形变对其参数进行修正。其加工过程分为以下几步。

　　第一步，加工齿轮毛坯，获得基础表面（圆孔及端面）。在VAZ-2101轿车的变速箱的生产过程中，采用车削的方法加工孔（加工余量为20微米），然后对其端面进行精削，摆差为30微米。而在VAZ-2110轿车的变速箱的生产过程中，齿轮毛坯在预车削加工后，还要在同一台设备上进行孔的磨削，加工余量为20微米，摆差为15微米。此外，外齿环预先用1－3棱A级铣刀进行铣齿，而内齿环用A级插齿刀进行加工，并使用“Topler”型自调心楔形弹簧卡盘进行定位。在以上两个加工过程中均使用机油冷却。

　　第二步，对轮齿进行精加工。对角剃齿或者切入剃齿，轮齿厚度余量为80微米。质量等级为6～7级，采用机油冷却。

　　第三步，齿轮的热加工。对于20XГHM钢制成的齿轮采用渗碳氮法，渗碳层厚度为0.6±0.1mm，然后在同一台设备上进行油淬至硬度58HRC以上。为了避免轮齿产生裂纹，齿轮的搬运及热处理均在同一铬镍箱中进行，也就是说不用转挪。

　　第四步，磨削圆孔，加工余量为20微米，端面偏差为25～30微米。

　　为了获得稳定的加工质量，剃齿机调整工每天都抽检齿轮，测量齿轮热加工时的形变量，并记下剃齿机的修正量（更换刀具或调整机床）。此外，所有加工后的齿轮将在半自动化设备上同标准齿轮进行比较。不合格的齿轮将被送到噪声试验台架上进行测试。最后再对装配好的变速箱进行噪声测试。

　　伏尔加汽车厂对VAZ-2110轿车转向齿条的加工工艺也进行了创新。所使用新型齿条具有变齿距，无法采用传统方法生产，目前是在“施密特”公司的T630型特种液压机上采用冷冲的方法得到的。之后再进行球化退火，并使它在上下模之间进行冷塑性形变，而且上模同时作滚压运动，对它进行精整，这样就以一道工序更好地加工了齿条。接下来再对条齿（50碳钢）进行淬火，淬深为2.5mm，以提高条齿的结构强度及耐磨性能。最后用“Cirad”公司的检测仪进行质量检测，把加工后的齿条同一个标准齿条进行对比。

　　VAZ-2110轿车的发动机具有较高的压缩比（高于VAZ-2101轿车的发动机），因此其燃烧室的温度也较高。为了保证发动机气门具有较长的使用寿命，采用了钴基合金材料，而不象VAZ-2101轿车发动机气门采用了铬镍合金。为此伏尔加汽车厂开发出了一种新型的自动设备，并获得了4项俄联邦专利，而且该设备可用于生产VAZ-2112轿车16气门的发动机的气门。在积累了经验之后，该工艺设备有望推广到俄罗斯其他发动机厂。

　　为了提高发动机连杆及活塞的装配质量，伏尔加汽车厂的专家开发出了连杆活塞的自动装配工艺。现在使用了多条“卫星”自动线，54％的工位已经实现全自动化装配，18％的实现了半自动化装配。而且柔性化程度较高，能装配8气门及16气门的发动机。火花塞的安装、发电机与支架的固定、缸盖紧固以及曲轴飞轮的安装固定都是自动进行的，而且能根据所装配发动机的类型调整缸盖紧固螺栓的拧紧度。并用激光对气门头与气门锁片的安装进行检测。另外，在装上连杆活塞之后，在发动机装配线上对曲轴的扭矩进行检测。

　　在测试发动机时，采用了6个冷试验台架及20个热试验台架，进行负荷试验，检测扭矩、油耗、曲轴箱气体的情况，对燃油喷射电子控制系统进行诊断，并对所获得的各项数据进行静态分析。结果表明，新工艺极大地降低了缺陷发动机的返修率，已经从1995年的0.11％，1998年的0.083％，降到了2000年的0.043％。

　　在伏尔加汽车厂用于生产VAZ-2110轿车的近5万m2的生产用地上，还新建了一个塑料零部件生产车间，配备了先进的设备，主要生产高质量的大尺寸内饰件（如车身衬里、仪表板）以及保险杠等。保险杠是在热塑自动成型机上采用压力铸造（压力3200t）的方法用抗冲击耐低温聚丙烯塑料生产的。保险杠采用振动焊技术与托架相连，之后再进行喷漆。

　　车门衬里先采用木纤维聚丙烯板材热压，然后再压合一层俄罗斯产的面材（“豪华型”采用人造革加天鹅绒，“标准型”采用人造革加一般丝绒）。而仪表板则是采用压力铸造的方法用ABS/PK塑料热压而成的（压力3000t）。

　　在VAZ-2110轿车的车身焊装线上，采用了多台柔性化程度较高的先进自动设备，能焊接包括VAZ-2110轿车变型车在内的所有车型的车身。现在VAZ-2110基础型轿车的车身由370个冲压件组成，共有焊点4510个，自动化程度达到了100％，而以前VAZ-2106轿车的车身由536个冲压件组成，焊点高达7296个，自动化程度仅为42％。采用新工艺后，相应地降低了劳动强度，减少了作业时间（由原来的10小时减少到现在的8小时），每辆汽车节省了654卢布(约合人民币200多元)。

　　汽车玻璃原来采用橡胶密封条固定，在工艺改进后，采用机器人用特种密封胶直接把玻璃粘接到窗框上。这一工艺明显地提高了轿车车身的刚度，优化了轿车的空气动力性能，达到了国际上规定的“当汽车以56km/h的速度发生正面碰撞时，挡风玻璃不掉”的要求。

　　针对调节轿车前轮前束及车灯光线等最后工序，伏尔加汽车厂的专家还开发了一种全新的工艺。其核心部分是一台带有激光发生器的台架，能辨别并追踪前轮前束及车灯光线的测量值，从而保证了装配及调整质量，并改善了劳动条件，同时提高了汽车的安全性。

　　伏尔加汽车厂在完成VAZ-2110轿车的装配之后，还应用了先进的滚轮式诊断台架，该试验台架装有隔音室及自动灭火系统，能自动检测尾气系统、刹车系统电控单元的功能。并具有快速与车载控制单元诊断接口相连的装置。一些有关轿车的原始数据，如汽车的辨别号、底盘号、燃油喷射类型、发动机控制类型等可以采用手动方式录入诊断台架的电脑，也可采用自动方式（使用编码自动识别机）录入，并对实验结果以文件的形式保存。

　　综上所述，伏尔加汽车厂VAZ-2110轿车的生产虽然谈不上已经处于世界同类水平，但是伏尔加汽车厂积极进行工艺创新，极大地提高了自己的产品质量，降低了生产成本，从而提升了产品在国际国内市场上的竞争力，这不仅仅是单靠价格取胜的，而是靠极好的性价比取胜的。

　　张少华编译

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