凸轮轴摇臂室座气水双检机设计.doc
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1、全套设计(图纸)加扣扣 194535455摘要为了提高发动机的工作性能,提高产品的生产质量,减少零件的生产成本,又由于凸轮轴摇臂室座是铸件,会因为有砂眼,气孔,缩孔,披缝等缺陷而影响发动机的性能。故要设计一个凸轮轴摇臂室座气水双检机来对凸轮轴摇臂室的质量进行检测。该气水双检机是由机架组件、水箱总成、主压封装置、右侧压封装置、左侧支撑装置、后堵封装置、摇臂装置、非机动轨道、底座组件、电柜组件、液压站组成。根据检测要求,设备工作时,手动将待检工件拉入工作台板定位好,按双手启动按钮后,夹紧装置将工件夹紧,然后封堵装置动作将工件封堵。封堵到位后,检漏仪启动按要求向工件内腔充入压缩空气,经平衡及检测后,
2、仪器显示工件的泄漏值并通过指示灯在控制面板处显示检测结果,然后下料;不合格件水箱上升,方便查找漏点。该机采用单工位形式,工件检测时配备单独的夹紧及封堵夹具,采用一台干式气体泄漏检测仪,对工件进行泄漏检测。夹紧及封堵采用液压为原动力。而且设备机架采用铝型材组装框架结构,且夹具的设计方便产品换型时更换。关键词:封堵夹具 气动系统 液压系统 压封装置 AbstractIn order to improve engine performance, increase the product quality, reduce the production cost of parts, another the
3、 camshaft rocker seat casting, because the have trachoma, porosity, shrinkage, Phi sewing defects and affect the performance of the engine. Therefore, to design a camshaft rocker seat air-water double-check to detect the quality of the camshaft rocker. The gas-water double-check machine rack assembl
4、y, the assembly of the tank, the main pressure seal device, pressure sealing device on the right, the left side of the supporting device, after dam device, rocker device, non-motorized track, the base assembly, electrical cabinets components, hydraulic station. According to the testing requirements,
5、 the device is working, the manual will be seized artifacts pulled into the table plate good location, press the start button with both hands, clamping the workpiece clamping device, and then plugging the device moves the workpiece closure. Closure is in place, the leak detector to start on demand t
6、he workpiece cavity filled with compressed air, balanced and testing, the instrument displays the value of the leak of the workpiece by the indicator in the control panel displayed at the test results, and then cutting; fail piece tank up, easy to find the leak. The machine uses a single station wit
7、h separate clamping and closure fixture in the form of the workpiece is detected, the use of a dry-type gas leak detector, leak detection of the workpiece. The clamping and plugging hydraulic as the driving force. Equipment rack with aluminum assembled frame structure, replacement and fixture design
8、 for easy product changeover. Keywords: Closure fixture Pneumatic system Hydraulic system Pressure seal device 目录摘要IAbstractII1 绪 论11.1 本课题的来源、目的及意义11.1.1课题的来源11.1.2本课题研究目的11.1.3本课题研究的意义11.2 课题背景及国内外研究现状21.2.1课题的国内外研究现状21.2.2课题的研究趋势预测21.2.3课题的技术领域和背景技术31.3 开展本课题预计达到的要求及关键技术31.3.1 被加工零件分析、生产条件及工艺流程31
9、.3.2预计的关键技术41.4 本课题研究的主要内容42 凸轮轴摇臂室座气水双检机方案设计52.1 设计要点52.2 设备的总体设计思路52.3 具体方案62.3.1课题分析62.3.2可行性分析62.4 小结113 凸轮轴摇臂室座气水双检机的设计123.1 概述123.2 总图的设计123.3 主要零部件的设计153.3.1机架组件153.3.2水箱总成163.3.3主压封装置183.3.4 左侧支撑装置223.3.5左非机动轨道223.3.6底座233.4 本章小结244 驱动水箱的液压系统设计244.1 设计要求与选型要求244.2 液压缸的要求与选择244.2.1液压缸的要求244.2
10、.2液压泵的选择244.3 液压驱动水箱原理图设计254.4 液压泵的要求与选择264.5 过滤系统要求274.6 油箱要求274.7 本章小结275 气动系统设计计算275.1 气动系统的技术要求275.2 气密检测的工作原理275.3 气控缸径的选择与缸径的出力285.3.1当检测对象为圆孔285.3.2当检测对象为面积295.4 本章小结306 结论与展望306.1 本文总结306.2 将来展望31结 束 语31致 谢32参考文献33V1 绪 论1.1 本课题的来源、目的及意义1.1.1课题的来源本课题是来源于东风特种商用车公司专用设备厂为江铃汽车发动机厂设计的凸轮轴摇臂室座气密试验机,
11、用于检查凸轮轴摇臂室内腔是否有泄漏所必要的要求。本课题针对东风特种商用车公司专用设备厂的凸轮轴摇臂室座,对于刚刚生产出来的凸轮轴摇臂室座,不能直接的投入到实际的应用中,需要设计气水双检机来检验凸轮轴摇臂室座是否有泄漏,并检查泄露的部位。1.1.2本课题研究目的凸轮轴摇臂室座是发动机上必不可少的零件,它的好坏直接的影响发动机的性能。以往制造凸轮轴摇臂室时,不经检测,就直接投入使用。这样就出现了大量的发动机性能不好,不合格的情况。又要重新的拆装,检测到底是什么地方有问题,给企业人员造成了很大的技术难题。所以对于凸轮轴摇臂室座的检测尤为重要。设计气水双检机来检测凸轮轴摇臂室座是否泄漏,以及泄漏的部位
12、所在,以防止不合格的凸轮轴摇臂室座影响发动机的性能,这样避免了直接投入使用而带来的生产成本和劳动力的损失。1.1.3本课题研究的意义凸轮轴摇臂室座对发动机来说,是非常重要的。凸轮轴摇臂室座是顶置式气门发动机中,进排气机构的一个部件。如果凸轮轴摇臂室内腔有泄漏或者凸轮轴摇臂室座被堵住了,那么发动机在进排气的过程中,会因进气不够,排气排不出等情况,严重的损坏发动机,也会使发动机的效率下降。研究表明,如果不对凸轮轴摇臂室座进行检测,凸轮轴摇臂室座铸件会因为有砂眼,气孔,缩孔,披缝等缺陷而影响发动机的性能,甚至还会给企业带来巨大的损失,这是企业的领导所不愿看到的。因此开发这样的凸轮轴摇臂室座气水双检机
13、设计就显得十分的有意义。这样可以进一步提高车间内的资源利用率,优化产品的物流通道,提高产品的生产率,综合降低产品的生产成本,提高产品的合格率,进而提高产品的市场竞争优势。,如果采用简单的人工检漏,不仅会浪费不必要的劳动力资源,同时零件的生产成本和零件质量都无法得到保证。基于这方面的原因,根据生产实际需要,设计一台凸轮轴摇臂室座气水双检机设计对于提高劳动生产率,提高被加工件的质量及减少成本是非常必要的。1.2 课题背景及国内外研究现状1.2.1课题的国内外研究现状在学校图书馆,网上和网上图书库上搜索关于凸轮轴摇臂室座气水双检机 的国内外现状和发展,发现很少关于这方面的资料。根据指导老师赵国华的透
14、露,可能是因为这里面涉及到重要技术的问题,大部分都会被保密。但凸轮轴摇臂室座气水双检机属于专用机床,而专用机床的国内外现状和发展很多资料都有叙述,了解专用机床的国内外现状对设计凸轮轴摇臂室座气水双检机也很有意义。随着现代科技发明凸轮轴摇臂室座气水双检机以来,为了适应生产的需要,其结构性能都发生了很大的变革进步。随着凸轮轴摇臂室座的精密化,质量要求更高,设计了很多检测凸轮轴摇臂室座的各样机床。随着电子技术的发展,就开发设计了高精密的凸轮轴摇臂室座气水双检机,使凸轮轴摇臂室座的检测操作更简单、检漏的精度更高、适用更广泛。凸轮轴摇臂室座气水双检机其动作过程: 手动上料-启动-自动封堵-小箱上升到位-
15、气密检测-水箱下降-解封-手动下料,夹具全部采用液压自动定位、夹紧。定位、夹紧应可靠,并且有自锁功能。水箱的驱动采用液压油缸,要求使用刚性较好的导向部件,以保证水箱结构可靠、上下运行平稳。设备机架采用铝型材组装框架结构,且夹具的设计方便产品换型时更换,操作简单方便。经过总结归纳,日本和欧美的组合专用机床的制造精度比国内的高,几乎所有的精加组合专用机床都要靠进口。另外日本和欧美的专用机床的组成部件标准化程度高,检测时间(单件加工工时)短,机床负荷率(工具更换简便)高。国内的专用机床都会向这些方面发展,而在本次设计中也力求使机构合理,效率高,精度稳定,维修方便等。1.2.2课题的研究趋势预测由于考
16、虑到成本经济性等情况,目前的凸轮轴摇臂室座气水双检机其结构都是实用经济,操作简单可靠,但效率和精度比起国外的凸轮轴摇臂室座气水双检机来说还是有很大的差距。因此凸轮轴摇臂室座气水双检机将逐步向数控方面发展,采用计算机控制其送料、变距、移动、夹紧等。这样检测出来的产品精度、质量都能大大提高,效率更是得到大的提高。进而公司的生产效益都能得到很多的提升。由于很多技术还有待完善,因此研究此方向的课题仍然有很大的发展前景。未来的气水双检机向着操作更便捷更智能的方向发展。1.2.3课题的技术领域和背景技术本课题所涉及的技术领域为制造行业,具体来说是用凸轮轴摇臂室座气水双检机,来达到对凸轮轴摇臂室工件的气密性
17、检测为目的。现今,大多数的小企业因为这样或那样的原因,比如:资金的短缺或者是技术的不成熟。而缺少一部检测工件气密性的仪器,这样的企业在生产过程中,要么在生产的时候,尽量使零件的质量保证的最好,进而直接投入使用。这样直接导致的结果就是,生产出来的发动机性能很差,公司效益不好。企业又要组织一些技术人员去检查原因,不仅花费了大量的时间,也浪费了大量的劳动力。要么就是弄一些简单的仪器设备,成立一个部门专门负责零件合格与否的检测。这样检测的精度不是很高,操作起来比较复杂。最终使得工人劳动强度大,劳动效率低,生产成本高,效益低。利用凸轮轴摇臂室座气水双检机,采用单工位形式,工件检测时配备单独的夹紧及封堵夹
18、具,采用一台干式气体泄漏检测仪,对工件进行泄漏检测。夹紧及封堵采用液压为原动力。设备机架采用铝型材组装框架结构,且夹具的设计方便产品换型时更换,操作简单方便,气水双检机的设计使得检测的效率更高,劳动力更省。在机械制造领域方兴未艾,有着旺盛的生命力和广阔的发展前景。被广泛应用于各种零件的检测中。设计的气水双检机,将其安装在生产线上,可以使得产品生产的时间大大的缩短。该仪器具有独立的电气系统、气动系统、液压系统、检漏系统。设备电气控制系统采用PLC单元控制;设备具有自动检测和手动调试两种功能。设备具有外形美观、性能可靠、操作方便、维修简单的特点。目前,国内有厂家生产此气水双检机,生产量少,且没有形
19、成系列化、批量生产的能力;国外,有厂家生产这种气水双检机,现在已经系列化、批量生产。目前国内的气水双检机基本上用的都是外国厂家的所设计的。随着机械化大生产的到来,新投产企业的不断诞生,原有企业的不断扩大,产值、产能不断提高,汽车行业零件制造的生产基地的规模和影响进一步巩固和扩大。机械化程度高、工厂化大生产的企业逐渐显示出优势,成为行业中的主流。急需这样的仪器来提高生产的效率。1.3 开展本课题预计达到的要求及关键技术1.3.1 被加工零件分析、生产条件及工艺流程1.加工对象:凸轮轴摇臂室座2.检测压力:1.35bar3.保压时间:30秒4.泄漏量:10cm3/min。5.生产纲领与生产节拍:生
20、产纲领:年产8万台。生产班次:双班。生产节拍:2.1min/件。6.生产要求:人工手动上下料,采用液压驱动夹紧。7.凸轮轴摇臂室工艺流程:OP20.半精铣底面、精镗定位销孔及底面孔系加工 OP10.粗铣前端面、精铣顶面及顶面孔系加工OP30 粗铣排气、进气面及孔系加工OP40 最终清洗OP50.凸轮轴摇臂室内腔气密封检漏1.3.2预计的关键技术凸轮轴摇臂室座的检测,关键的技术就是工件的密封情况,以及工件检测设备的灵敏度。密封不好,检测设备的不灵敏,会影响工人的判断情况。夹具全部采用液压自动定位、夹紧。定位、夹紧应可靠,并且有自锁功能。夹紧点和夹紧元件要设计合理,夹紧力应可调、操作方便。夹紧部位
21、不允许有明显的压痕,不应引起工件的变形和损伤。1.4 本课题研究的主要内容本课题研究的目的是为了减小工人劳动强度,提高劳动效率,提高发动机的工作效率,设计一种操作方便、快捷检测零件的精密仪器。设备的主要组成部分:主要由机体机架、封堵夹具、检漏系统、气动系统、液压系统、电气系统组成;课题需完成的内容:凸轮轴摇臂室座气水双检机的总体装配图、机架组件、水箱总成、主压封装置、后堵封装置、非机动轨道的设计与绘图, 系统的其余部分只作了解。2 凸轮轴摇臂室座气水双检机方案设计2.1 设计要点凸轮轴摇臂室座气水双检机是在制造发动机上零件所必须得检测仪器。它可以对零件的气密性进行检测,还能检测出泄露的具体部位
22、所在。目前该气水双检机已在国外行业得到广泛使用,在国内机械行业也正在兴起。凸轮轴摇臂室座气水双检机的设计最重要的部分就是堵封装置和液压夹具的设计及仪器检测的精密性。大多数的零件的检测的原理基本上都大致的相同,不同的地方只不过就是夹具的设计和堵封的形式。夹具设计的好与坏直接的影响零件检测的效果。现在对凸轮轴摇臂室座气水双检机进行设计。2.2 设备的总体设计思路1、设备为单仪器单工位检漏设备,采用铝型材组合框架式结构床身,对产品进行检测;产品合格控制面板上绿灯亮,不合格时红灯亮并通过三色灯进行报警;2、工装夹具设计检测依据:检测压力:1.35bar; 泄漏量:10cc/min,要求保压30s;3、
23、夹紧及封堵采用液压为动力,主要液压元件采用派克产品;4、设备与外界加装安全光栅和网状金属防护板来保障操作者安全;5、设备作业时间在126s内(包含上下料时间);检测时间为大约构思时间,具体时间根据工程技术人员现场调试为准;6、设备品质要求:无因工件的误安装、漏装而引起的工件不良,夹具破坏;工件的气密性通过差压式气密仪检测并判定(全检);工件出现NG时,蜂鸣报警提示,指示灯闪烁;7、夹具设计说明:夹具设计成板块式,更换时整体更换,夹具上气管与设备连接采用快速插装式方便快速更换;夹具受力、接触部位表面热处理HRC60度,手接触棱角倒钝;密封堵头采用应保证密堵口完全,堵头使用PU或丁腈橡胶制作;金属
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