淺談缸蓋導(dǎo)管、座圈壓裝

何北平 等

摘 要：缸蓋導(dǎo)管、座圈壓裝作為缸蓋線關(guān)鍵輔機(jī)工序，壓裝質(zhì)量的好壞對后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。本文對C型結(jié)構(gòu)壓裝機(jī)與傳統(tǒng)壓裝形式進(jìn)行了簡單的對比分析。

關(guān)鍵詞：壓裝機(jī)；C型結(jié)構(gòu)；立式壓裝；臥式壓裝

發(fā)動機(jī)缸蓋加工過程中導(dǎo)管座圈壓裝是生產(chǎn)線中關(guān)鍵輔機(jī)工序，壓裝質(zhì)量的好壞對后序?qū)Ч堋⒆庸ご嬖谥苯佑绊?，根?jù)壓裝工藝，對導(dǎo)管壓裝深度及進(jìn)排氣導(dǎo)管、座圈壓裝一致性有很高的要求，由于導(dǎo)管、座圈壓裝精度較高，需要采用一面兩銷定位，如出現(xiàn)定位銷受力情況，就會損傷缸蓋銷孔，影響后續(xù)定位銷孔的使用，因此在選擇導(dǎo)管、座圈壓裝工藝及機(jī)床結(jié)構(gòu)時尤為重要。

1 導(dǎo)管、座圈壓裝機(jī)組成

①缸蓋輸送系統(tǒng)：通過機(jī)動滾或擺桿到將工件輸送到壓裝工位，壓裝完成后再通過機(jī)動滾道或擺桿將工件輸送到下一工位；②缸蓋噴油系統(tǒng)：通過噴油裝置將潤滑油霧化后噴到缸蓋導(dǎo)管底孔內(nèi)壁或?qū)Ч芡獗?；③壓裝系統(tǒng)：一般采用兩個工位進(jìn)行壓裝，一個工位壓裝進(jìn)氣導(dǎo)管、座圈，一個工位壓裝排氣導(dǎo)管、座圈；④導(dǎo)管、座圈上料機(jī)構(gòu)：導(dǎo)管、座圈上料形式多種多樣，其中最常見的幾種上料形式有A：手動上料；B：采用彈夾加料道形式上料；C：采用震動料斗加料道形式上料；⑤閥座冷卻系統(tǒng)：通過液氮對座圈冷卻后進(jìn)行壓裝，目前不少發(fā)動機(jī)廠家已經(jīng)采用常溫壓裝，無需液氮冷卻。

2 C型結(jié)構(gòu)壓裝機(jī)壓裝特點

2.1 以往的壓裝機(jī)多采用油缸驅(qū)動，機(jī)床結(jié)構(gòu)為四角立柱型結(jié)構(gòu)（如圖1），此壓裝方式在壓裝導(dǎo)管、座圈過程中存在較大弊端：①首先在壓裝過程中存在剪切力，定位銷孔受力，易變形，容易造成座圈壓偏，導(dǎo)管啃傷導(dǎo)管底孔，影響后序加工精度；②設(shè)備采用液壓驅(qū)動，并且多個壓頭同時壓裝，在壓裝過程中由于難以控制多個壓頭壓力長期保持一致，存在壓力不穩(wěn)現(xiàn)象，容易造成壓入深度一致性差；③對位移無法有效監(jiān)測；④設(shè)備本體采用螺栓固定，精度易走失。

2.2 目前的壓裝機(jī)多采用伺服電缸驅(qū)動，C型壓裝結(jié)構(gòu)（如圖2）：①平衡壓裝，減少缸蓋在壓裝過程中的變形；②整體鑄造而成，精度不易走失；③有效地避免工件在壓裝過程中承受剪切力，避免定位銷受力壓傷；④伺服電缸驅(qū)動可實現(xiàn)位移監(jiān)控和壓力監(jiān)控。

3 C型結(jié)構(gòu)壓裝機(jī)壓裝原理（如圖3）

工步1：機(jī)床處于復(fù)位狀態(tài)，工件上料；工步2：伺服電缸帶動導(dǎo)向套向下運動與工件接觸；工步3：由于反作用力帶動座圈壓頭向上運動與工件接觸；工步4：當(dāng)上下壓頭都與工件接觸后，氣液增壓抱死系統(tǒng)進(jìn)行抱死；工步5：開始進(jìn)行座圈壓裝；工步6：伺服電缸通過導(dǎo)管壓壁進(jìn)行導(dǎo)管壓裝；工步7：壓裝完成，導(dǎo)管壓臂退回；工步8：導(dǎo)向套退回；工步9：復(fù)位彈簧帶動C型框架復(fù)位。

4 立式壓裝與臥式壓裝的特點

C型結(jié)構(gòu)形式缸蓋導(dǎo)管、座圈壓裝機(jī)又分為立式壓裝和臥式壓裝兩種形式：①立式導(dǎo)管座圈壓裝機(jī)優(yōu)缺點：優(yōu)點：能夠?qū)崿F(xiàn)全自動式在線通過式壓裝，能夠自平衡壓裝，不受自身重力影響，減小缸蓋在壓裝過程中的變形，立式結(jié)構(gòu)成本較低，并且能夠節(jié)省占地面積，設(shè)備本身結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：設(shè)備本身柔性較差，僅能適用2種不同的缸蓋；壓裝時燃燒室面向下；節(jié)拍較長對于4缸產(chǎn)品，常溫壓裝節(jié)拍最短在80秒左右，如果采用液氮和可換座圈壓頭時節(jié)拍在100秒以上。②臥式導(dǎo)管座圈壓裝機(jī)優(yōu)缺點：優(yōu)點：采用機(jī)器人上下料減少了預(yù)定的停機(jī)時間，靈活性較強；平衡壓裝可減小缸蓋在壓裝過程中的工件變形；有更好的柔性適應(yīng)，可實現(xiàn)多品種混流生產(chǎn)，多種產(chǎn)品，不同導(dǎo)管、座圈，不同的導(dǎo)管壓裝角度都可以實現(xiàn)共線壓裝。缺點：由于采用機(jī)器人上下料注定占地面積較大；價格相對于立式導(dǎo)管座圈壓裝機(jī)較高。

5 壓力位移曲線在導(dǎo)管、座圈壓裝機(jī)上的應(yīng)用

由于導(dǎo)管壓入深度及進(jìn)排氣導(dǎo)管、座圈壓裝的一致性直接影響發(fā)動機(jī)性能，因此對壓裝機(jī)的壓入效果要求極高，目前采用最常見的為壓力、位移曲線監(jiān)控，壓裝過程曲線采用F-S形式，設(shè)備運行過程中壓力位移監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)控導(dǎo)管、座圈壓入過程的位移及壓力之間的變化，及時發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)備報警，確保壓裝質(zhì)量的一致性。設(shè)備檢測系統(tǒng)，可根據(jù)力/行程軌跡繪制測量比較；可自動生成文檔，并與工件上的二維碼信息進(jìn)行綁定，制定統(tǒng)一格式存儲在工控機(jī)內(nèi)，通過MES系統(tǒng)對該信息進(jìn)行采集，并進(jìn)行統(tǒng)一存儲，方便后期信息查詢、問題解決、產(chǎn)品質(zhì)量追溯等。

6 結(jié)語

伺服電缸驅(qū)動，C型結(jié)構(gòu)伺服壓裝具有很高的靈活性、可編程性；可實現(xiàn)精確的位置控制和壓力控制；可利用外部的信號控制伺服電缸進(jìn)行位置補償；可自動調(diào)用控制程序；集成的檢測系統(tǒng)，可根據(jù)力/行程軌跡繪制測量比較；可自動生成文檔，目前壓裝技術(shù)已成熟并廣泛用于各種機(jī)加工行業(yè)，尤其汽車行業(yè)。

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