发动机前盖油封压装及检测专机的设计
发动机技术 随着我国汽车产量的快速增长，汽车发动机的关键部件之一———前盖的需求量日益增大。发动机前盖需要使用油封，如何将油封快速可靠地压入前盖
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| 随着我国汽车产量的快速增长，汽车发动机的关键部件之一———前盖的需求量日益增大。发动机前盖需要使用油封，如何将油封快速可靠地压入前盖，且能自动检测油封压装后尺寸及安装压力是否合乎技术要求，十分重要。因为油封压装合格才能在后续工序的总成件气密性检测及汽车使用过程中，不会因为油封压装不良而引起泄漏故障。 图１和图２是某轿车5.7L 铝合金发动机前盖，需要在总成件气密性检测之前，在前盖油封孔内压装一个油封。此发动机前盖零件总成油封装配工艺流程为：油封放入压头→放置产品→双手启动→夹紧产品上压板下降，油封压入→上压板上升→ 检测平台伸出，激光传感器检测油封压入高度与平行度→ 数据显示及分析→松开及复位→取出产品→下一产品。  图１ 5.7L 铝合金发动机前盖压装油封前的零件效果图  图２ ５．７Ｌ 铝合金发动机前盖压装油封后的零件效果图 １ 油封压装工艺分析 5.7Ｌ 铝合金发动机前盖是典型的铝合金压铸件，材料为A380铝合金，年需求量为１０万件，零件总成质量为7.1kg。零件的外形尺寸为434ｍｍ×409ｍｍ×145ｍｍ，内腔比较深，根据装配工艺要求，零件需要压装一个油封。 油封压装的技术要求：油封必须按图纸规定的方向压装，方向不可以装反；压装时，保护盖不允许去掉；油封压装后相对于产品底面的平行度是0.25 ｍｍ、高度为77.38~76.88ｍｍ；不允许压伤、压裂油封。不论是 装配过程，还是运输、存储，都必须确保保护盖完好并且处于油封上的正确位置；油封及总成件任何部位都不允许有残留异物。 ２ 油封压装机设计方案 ２.１ 油封压装机结构设计 根据前盖油封的压装技术要求，设计的压装机应完成油封的自动压装及其压装后对油封压入高度、压装压力及平行度的自动检测。由于此前盖零件批量较大，整个零件总成油封压装及其自动检测工作节拍为30ｓ，１台油封压装机就可以满足10 万件的年产量需求。因此，采用单工位设计即可满足产能设计要求。 油封压装机框架采用全铝型材，主体上、下底板采用45号钢板调质加工后镀硬铬制成。主体立柱采用四根光轴车加工、磨削后表面镀铬处理。产品夹具表面也采用镀铬，油封工装夹具为快换结构，方便产品转型后的调试。 电气控制系统设计了自动模式和手动模式，PLC可编程控器自动控制。其特点是：触摸屏集中控制；选择手动模式后，可以进入防错样件检验程序，通过防错样件的验证，可以随时验证此台设备是否处于正常工 作状态；选择自动模式后，将工件预装于工作台板的夹具定位销上，油封装在压头上后，启动按钮，设备自动进行压装。 油封采用液压缸压入，分快速和慢速，压入速度可以实现无级调节；压头处设计有端面槽型防止油封装反，配备气检用以检测油封是否漏装及是否安装到位。 主压板处设置自锁，用于启动压装前锁定主压板，防止液压系统出现故障无压力时主压板在自重作用下滑落，避免出现安全事故。 设置有压力检测系统，用于检测油封压入过程的压入力，压入力可以设置上、下控制限。当压入力超出控制限时，压装机无动作，机器蜂鸣报警，提示操作员处理。 ２.2 油封压装机夹具设计 零件在夹具上的定位采用典型的一面二销方式，依靠产品的质量和夹具四周布置的粗限位，采用液压转角缸进行夹紧，最大夹紧力为２０ｋＮ，同时在夹具的不同定位点上布置了传感器，实现零件在夹具中的快速上下料和可靠地定位。当零件装夹不符合工艺要求时，设备将无法启动，避免了意外发生。 当程序自动模式启动时，为防止出现夹具上无零件压装或重复压装，在夹具上设置了红外线检测装置。 夹具上的红外线接收和发射装置只有检测到存在工件时，才启动。当工件自动压装完成后，压装机自动回复到初始原点后，必须将零件从工作台上取下来。如果零件未从工作台上取下来，重新启动自动模式运行，设备将会蜂鸣报警，设备无法启动。此时，必须将设备运行模式转到手动模式下，消除报警后，才可重新工作。 2.3 油封压装机电动控制系统设计 图３ 为油封压装机电气控制原理图，主要采用ＰＬＣ 和触摸屏菜单式控制，以及独立的电气控制电路。  图３ 全自动数控压装机电气控制原理图 2.4 油封压装机油封压入深度的调整 油封压装机的油封压入深度调节方法，采用上、下压板的限位杆调节。 2.5 油封压装机压装后对油封装配尺寸的自动检测 油封压入后，机器自动进行油封压入高度与平行度的测量，采用３个激光测距传感器均布在油封端面进行测量。测量组件采用滑台式，油封压装前它处于缩回状态。当油封压入完成且上压板上升到位后，检测滑台气缸伸出，带动传感器到达油封端面的设定位置，激光传感器测量基准为工件支承面（即产品底面），测量油封端面至产品底面的高度与平行度。传感器为模拟量输出， 通过模数转换装置，将数据显示在触摸屏上，系统参数中设置上下限，超出上、下限蜂鸣声音报警，激光测距传感器精度为微米级高精度，稳定可靠。 ３ 结 语 发动机前盖油封全自动压装机完成设计，投入生产后，经过近２年的使用，产品品质合格，生产效率高，达到了年产量为１０万件的设计要求。 |
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