發(fā)動機(jī)鎖夾壓裝機(jī)械設(shè)計應(yīng)用

1、發(fā)動機(jī)鎖夾壓裝機(jī)械設(shè)計應(yīng)用 1發(fā)動機(jī)三槽氣門鎖夾壓裝機(jī)設(shè)計方案區(qū)分于發(fā)動機(jī)單槽氣門，氣門桿頂部帶有三道鎖夾槽的氣門稱為三槽氣門，對應(yīng)帶有三道突起環(huán)帶鎖緊氣門的鎖夾稱為三槽氣門鎖夾。鎖夾一般對稱分成兩半，環(huán)抱在氣門桿的鎖夾槽部位，氣門鎖夾的內(nèi)外表有三個凸起的環(huán)帶，環(huán)帶與氣門桿頂部的三個鎖夾槽匹配并留有間隙，兩片氣門鎖夾對合抱緊后，氣門在氣門鎖夾內(nèi)可以自由轉(zhuǎn)動。氣門鎖夾的外側(cè)面為圓錐面，與氣門彈簧座內(nèi)孔的錐面配合，通過氣門彈簧將氣門彈簧座與氣門鎖夾壓緊。氣門下部的盤形錐面與鑲嵌在缸蓋上的氣門座圈的錐面配合，形成密封環(huán)帶。該構(gòu)造使得氣門頭部圓周溫度均勻，并防止氣門與座圈偏磨，從而保證了氣門的密封性。

2、同時由于氣門緩慢旋轉(zhuǎn)，在氣門密封錐面上產(chǎn)生的細(xì)微摩擦力，有自清潔作用，可防止積炭的形成，保證了發(fā)動機(jī)的性能良好。三槽氣門鎖夾因不能使用機(jī)械式直壓入槽，而必須采用鎖夾到位后對合抱緊入槽，使其壓裝設(shè)備必須具備保持鎖夾、挪動找位、準(zhǔn)確對槽等復(fù)雜特性，適用于不同機(jī)型氣門位置、不同氣門尺寸的兼容性。鎖夾壓裝機(jī)的設(shè)計的關(guān)鍵在與壓裝機(jī)構(gòu)的精度、上料系統(tǒng)的穩(wěn)定性和換型策略的選擇。根據(jù)發(fā)動機(jī)消費(fèi)線需求和機(jī)械設(shè)備實用性要求，提出了三槽鎖夾壓裝機(jī)構(gòu)造設(shè)計方案。壓裝過程大致為：發(fā)動機(jī)缸蓋通過輥道進(jìn)入工位后，頂升翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將其定位、升起、翻轉(zhuǎn)至對應(yīng)氣門垂直處，鎖夾與座圈通過上料系統(tǒng)送至壓裝臺，壓裝臺下降進(jìn)展鎖夾壓裝。為保

3、持壓裝穩(wěn)定性，設(shè)備主體應(yīng)有配重機(jī)構(gòu)進(jìn)展平衡。2機(jī)械構(gòu)造設(shè)計鎖夾壓裝臺作為整臺設(shè)備中最關(guān)鍵的機(jī)構(gòu)，其難點(diǎn)在于壓裝頭設(shè)計加工的精細(xì)程度以及如何兼容現(xiàn)階段各種型號的發(fā)動機(jī)。三槽氣門鎖夾構(gòu)造精細(xì)，高度只有5mm，使壓頭在取料和壓裝時需保持極高的精準(zhǔn)度。在三槽鎖夾的裝配過程中，所謂壓裝;，并非機(jī)械直壓入槽的傳統(tǒng)方式，而是需要壓頭抓持住鎖夾，將氣門彈簧下壓至氣門三道槽位置，鎖夾對合抱緊?，F(xiàn)階段壓頭抓持鎖夾的方案大致分為兩種：磁力吸附和真空吸附，但由于電磁鐵易使鎖夾磁化影響裝配精度，故一般使用真空吸附方式。壓頭內(nèi)有座圈吸附通道和鎖夾吸附通道，上料系統(tǒng)將座圈送至壓頭下方，鎖夾送至壓頭夾爪，由真空吸附系統(tǒng)抓持，

4、再進(jìn)展下一步壓裝。所設(shè)計的鎖夾壓裝臺利用多層級直線運(yùn)動系統(tǒng)實現(xiàn)柔性化，其換型變距機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)、絲杠、導(dǎo)軌、滑塊、支撐部件、壓頭等部件組成，四個鎖夾壓頭通過兩個伺服電機(jī)控制變距2#壓頭作為初基準(zhǔn)固定在板上，1#與3#壓頭通過螺母副與反向絲杠相連在變距導(dǎo)軌上滑動，即1#與3#以2#為中心可進(jìn)展對稱變距，4#壓頭由單獨(dú)的伺服系統(tǒng)控制。壓裝四缸機(jī)不同氣門間距機(jī)型時通過變距伺服調(diào)整壓頭間距完成，壓裝三缸機(jī)時4#壓頭通過變距伺服移至與機(jī)構(gòu)無干預(yù)的一端完成。該構(gòu)造設(shè)計簡單，可在單臺設(shè)備上兼容不同機(jī)型甚至不同缸數(shù)的缸蓋進(jìn)展壓裝，便于實現(xiàn)產(chǎn)品更新?lián)Q代加工，且能降低在不同機(jī)型之間加工時的換型損失。該設(shè)備上料系統(tǒng)

5、需要配送兩種物料，彈簧座圈和氣門鎖夾。所設(shè)計的鎖夾上料系統(tǒng)由振動盤料斗、鎖夾料軌、分料機(jī)構(gòu)、鎖夾料管組成。選用的旋轉(zhuǎn)式壓電振動盤，由頂盤、壓電雙晶片、主振彈簧片、底座和橡膠支撐腳等組成。工作時在壓電雙晶片上施加交流電壓使之彎曲振動，傾斜的彈簧片帶動料斗繞其垂直軸做扭擺振動，料斗內(nèi)零件由于受到這種振動而沿螺旋軌道上升，在上升的過程中經(jīng)過一系列軌道的挑選或者姿態(tài)變化，零件可以按照組裝或者加工的要求呈統(tǒng)一狀態(tài)，其工作目的是通過振動將無序工件自動有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到壓裝頭。鎖夾在振動盤中通過排序，從料軌進(jìn)入分料機(jī)構(gòu)，通過分料氣缸帶動分料盤兩次取料，由吹氣口的壓縮空氣將8片鎖夾吹入壓頭內(nèi)。所設(shè)

6、計的座圈上料系統(tǒng)為半自動機(jī)構(gòu)，其方案是：操作工將彈簧座圈放置在上料小托盤上，由直線無桿氣缸帶動小托盤運(yùn)動到壓頭正下方，壓頭下降將座圈吸附在底部，隨后進(jìn)展壓裝動作。作為承重主體，設(shè)備底座及立柱需通過第四強(qiáng)度理論建立ANSYS有限元分析模型進(jìn)展強(qiáng)度校核，構(gòu)造優(yōu)化后確認(rèn)最終設(shè)計方案。由于壓裝臺重量大概在450kg左右，一般伺服驅(qū)動需要很大的扭矩，造成不必要的浪費(fèi)，故增加配重系統(tǒng)使壓裝臺接近平衡，減小伺服驅(qū)動所需的扭矩，節(jié)省制造本錢。頂升翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是工件的核心定位機(jī)構(gòu)，頂升行程一般可用電機(jī)凸輪、氣缸導(dǎo)桿、氣缸杠桿等機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，但為保證構(gòu)造精度，該設(shè)備選用了氣缸加雙導(dǎo)軌的形式：頂升高度通過硬限位和氣缸調(diào)節(jié)，

7、為保證頂升平穩(wěn)，并在兩邊設(shè)有直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，在舉升板上設(shè)計有左右兩個托盤定位銷，當(dāng)頂升板隨氣缸上升時，帶錐度定位銷插入缸蓋托盤銷孔中缸蓋準(zhǔn)確定位，在頂升板上還設(shè)計有16個與缸蓋氣門孔對應(yīng)的環(huán)形頂塊，以確保氣門桿定位準(zhǔn)確。翻轉(zhuǎn)行程選擇了兼容性更好的伺服電機(jī)翻轉(zhuǎn)，而不是構(gòu)造更為簡單的氣缸加限位翻轉(zhuǎn)，為后續(xù)新增機(jī)型奠定改造根底。通過運(yùn)用UG平臺進(jìn)展的參數(shù)化建模、虛擬裝配、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)仿真分析，進(jìn)展優(yōu)化設(shè)計后最終確定了各機(jī)構(gòu)的設(shè)計方案。3制造、安調(diào)及應(yīng)用三維設(shè)計完成后，運(yùn)用AutoCAD對需機(jī)械加工的非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)展二維圖設(shè)計，再按圖紙進(jìn)展零部件制造加工，其過程要充分考慮材料特性、外表處理、加工精度、配合尺寸等工藝要求。該設(shè)備非標(biāo)準(zhǔn)件共102種，300余件，尺寸較大的如立柱、壓裝臺，需要使用大型加工中心來進(jìn)展加工；尺寸較小的如壓頭，那么是通過精細(xì)加工和特種加工來保證精度。零部件裝配過程需按照圖紙裝配要求進(jìn)展，正確使用激光干預(yù)儀、高精程度儀、跳動測量儀等工具可以保證裝配精度。機(jī)械局部及電氣系統(tǒng)安裝完成后，接上發(fā)動機(jī)缸蓋輥道試運(yùn)行，進(jìn)展參數(shù)調(diào)試，壓裝500臺成功率到達(dá)98%以上，即可投入現(xiàn)場使用。4完畢語本文對發(fā)動機(jī)三槽氣門鎖夾壓裝機(jī)進(jìn)展了機(jī)械設(shè)計開發(fā)，通過運(yùn)用數(shù)字化虛