淺談缸蓋導管、座圈壓裝

何北平 等

摘 要：缸蓋導管、座圈壓裝作為缸蓋線關鍵輔機工序，壓裝質量的好壞對后續產品質量有至關重要的影響。本文對C型結構壓裝機與傳統壓裝形式進行了簡單的對比分析。

關鍵詞：壓裝機；C型結構；立式壓裝；臥式壓裝

發動機缸蓋加工過程中導管座圈壓裝是生產線中關鍵輔機工序，壓裝質量的好壞對后序導管、座圈精加工存在直接影響，根據壓裝工藝，對導管壓裝深度及進排氣導管、座圈壓裝一致性有很高的要求，由于導管、座圈壓裝精度較高，需要采用一面兩銷定位，如出現定位銷受力情況，就會損傷缸蓋銷孔，影響后續定位銷孔的使用，因此在選擇導管、座圈壓裝工藝及機床結構時尤為重要。

1 導管、座圈壓裝機組成

①缸蓋輸送系統：通過機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動滾道或擺桿將工件輸送到下一工位；②缸蓋噴油系統：通過噴油裝置將潤滑油霧化后噴到缸蓋導管底孔內壁或導管外壁；③壓裝系統：一般采用兩個工位進行壓裝，一個工位壓裝進氣導管、座圈，一個工位壓裝排氣導管、座圈；④導管、座圈上料機構：導管、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：通過液氮對座圈冷卻后進行壓裝，目前不少發動機廠家已經采用常溫壓裝，無需液氮冷卻。

2 C型結構壓裝機壓裝特點

2.1 以往的壓裝機多采用油缸驅動，機床結構為四角立柱型結構（如圖1），此壓裝方式在壓裝導管、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，導管啃傷導管底孔，影響后序加工精度；②設備采用液壓驅動，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，存在壓力不穩現象，容易造成壓入深度一致性差；③對位移無法有效監測；④設備本體采用螺栓固定，精度易走失。

2.2 目前的壓裝機多采用伺服電缸驅動，C型壓裝結構（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伺服電缸驅動可實現位移監控和壓力監控。

3 C型結構壓裝機壓裝原理（如圖3）

工步1：機床處于復位狀態，工件上料；工步2：伺服電缸帶動導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：當上下壓頭都與工件接觸后，氣液增壓抱死系統進行抱死；工步5：開始進行座圈壓裝；工步6：伺服電缸通過導管壓壁進行導管壓裝；工步7：壓裝完成，導管壓臂退回；工步8：導向套退回；工步9：復位彈簧帶動C型框架復位。

4 立式壓裝與臥式壓裝的特點

C型結構形式缸蓋導管、座圈壓裝機又分為立式壓裝和臥式壓裝兩種形式：①立式導管座圈壓裝機優缺點：優點：能夠實現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，立式結構成本較低，并且能夠節省占地面積，設備本身結構緊湊。缺點：設備本身柔性較差，僅能適用2種不同的缸蓋；壓裝時燃燒室面向下；節拍較長對于4缸產品，常溫壓裝節拍最短在80秒左右，如果采用液氮和可換座圈壓頭時節拍在100秒以上。②臥式導管座圈壓裝機優缺點：優點：采用機器人上下料減少了預定的停機時間，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，可實現多品種混流生產，多種產品，不同導管、座圈，不同的導管壓裝角度都可以實現共線壓裝。缺點：由于采用機器人上下料注定占地面積較大；價格相對于立式導管座圈壓裝機較高。

5 壓力位移曲線在導管、座圈壓裝機上的應用

由于導管壓入深度及進排氣導管、座圈壓裝的一致性直接影響發動機性能，因此對壓裝機的壓入效果要求極高，目前采用最常見的為壓力、位移曲線監控，壓裝過程曲線采用F-S形式，設備運行過程中壓力位移監控系統能夠實時監控導管、座圈壓入過程的位移及壓力之間的變化，及時發現不合格產品進行設備報警，確保壓裝質量的一致性。設備檢測系統，可根據力/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行綁定，制定統一格式存儲在工控機內，通過MES系統對該信息進行采集，并進行統一存儲，方便后期信息查詢、問題解決、產品質量追溯等。

6 結語

伺服電缸驅動，C型結構伺服壓裝具有很高的靈活性、可編程性；可實現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行位置補償；可自動調用控制程序；集成的檢測系統，可根據力/行程軌跡繪制測量比較；可自動生成文檔，目前壓裝技術已成熟并廣泛用于各種機加工行業，尤其汽車行業。

參考文獻：

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[3]大連智云自動化股份有限公司技術資料.

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