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行業(yè)新聞

解析汽車發(fā)動機裝配夾具設(shè)計

2017年07月25日


發(fā)動機主燃燒室是整個發(fā)動機重要三大組成部分之一。其按照工序集中原則研制,主要加工集中在精密定位、數(shù)控銑榫頭和數(shù)控銑型面工序。解決如何使葉片快速準確地定位問題,對于提升葉片制造能力,提高生產(chǎn)效率,實現(xiàn)精益生產(chǎn),都具有非常重要的意義。圖1為發(fā)動機主燃燒室組成部分局部示意圖。本夾具設(shè)計的目的是為了裝配主燃燒室內(nèi)部的螺母,它位于軸頸頂部下方320mm處,直徑在Ф195圓周上,力矩要求在1500N·cm左右,從圖1中可以看出,裝配是在近似于倒立的喇叭口狀腔體內(nèi)進行,上端Ф120止口為扳手進、出位置,由于裝配位置在Ф195圓上,通常扳手很難伸到內(nèi)部,也達不到力矩要求,因此設(shè)計了本夾具以達到裝配目的和限力要求。
 

 圖1  發(fā)動機主燃燒室組成部分局部示意圖


 

夾具設(shè)計
 

根據(jù)工藝要求, 首先在螺母限力前,靜子部分與轉(zhuǎn)子部分要保持相對位置不動,靜子部分首先固定于安裝架上,因此首先設(shè)計了固定盤與轉(zhuǎn)子部分連接,設(shè)計反扭架,反扭架上加工了20個圓孔,用來套裝轉(zhuǎn)子部分上的螺母,反扭架通過螺栓與固定盤連接,這樣發(fā)動機靜子部分,轉(zhuǎn)子部分、固定盤、反扭架固定在一起,通過靜子部分的20個螺母的反作用力實現(xiàn)了靜子部分和轉(zhuǎn)子部分的相對靜止。

 

圖2為夾具固定部分(不包括發(fā)動機零件)。其次,設(shè)計螺母限力扳手,扳手要有足夠的長度和強度,要在施加大扭矩的時候不會變形甚至斷裂,扳手主體部分采用Ф30X6X301的冷拔鋼管,一端焊接扳手頭,扳手頭加工有與擰緊螺母配合的12角孔,鋼管另一端焊有一個轉(zhuǎn)接塊,用于與折疊扳手塊連接,轉(zhuǎn)接塊上加工了與折疊扳手塊配合的導(dǎo)軌槽,折疊扳手塊伸直時將扳手組件伸進發(fā)動機內(nèi)部,套進限力螺母,折疊扳手塊合上,插上限位插銷,則扳手組件處于擰緊狀態(tài)。
 

 圖2  固定部分

1-固定盤   2-銜接盤   3-反扭架


 

圖3為限力扳手示意圖。第三,在施加力矩時,為避免力矩損失,必須保證力矩旋轉(zhuǎn)中心與12角螺母中心基本重合,因此夾具還設(shè)計了轉(zhuǎn)接盤,轉(zhuǎn)接盤上加工有24處于擰緊螺母對應(yīng)的圓孔,圓孔與折疊扳手塊上的圓凸臺配合,這樣就保證了力矩旋轉(zhuǎn)中心與螺母旋轉(zhuǎn)中心重合,避免力矩損失而達不到限力要求。
 

圖3  限力扳手組件

4-限力扳手   5-限位插銷   6-扳手塊

 

 

實用情況
 

設(shè)計的夾具,經(jīng)過實際應(yīng)用,每個螺母都達到了設(shè)計要求的條件,夾具結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,而且第一次實現(xiàn)在發(fā)動機內(nèi)部安裝螺母,根據(jù)操作者反應(yīng),夾具最大優(yōu)點是使用方便快捷,限力效果好,節(jié)省時間,生產(chǎn)效率高。圖4為夾具使用裝配示意圖。
 

圖4  夾具使用裝配示意圖


 

下面介紹一種汽車發(fā)動機裝配夾具的應(yīng)用
 


1、夾具板的設(shè)計

 

汽車發(fā)動機裝配夾具是用來使發(fā)動機和變速器在生產(chǎn)線中可以靈活安裝生產(chǎn),在維修時可以配合維修的要求,自由轉(zhuǎn)動、移動的一種設(shè)備。所以設(shè)計裝配夾具,不僅要考慮檢修、拆裝以及運輸?shù)姆奖阈裕瑫r還要考慮對不規(guī)則物體定位的方法,而且它在工作時,還要求翻轉(zhuǎn)一定角度后,能夠定位。考慮到這些要求,在整體設(shè)計上把它定為一個可自由活動的臺架,高度要適應(yīng)人們檢修的方便,為1m左右。原來的夾具板如圖5。因為這種夾具夾板的設(shè)計受到螺栓孔位置的限制,不能完全滿足各種型號發(fā)動機的安裝要求,所以要求改變夾板的結(jié)構(gòu)。在夾板上開4個槽,使螺栓孔的位置可以在槽間自由移動,適應(yīng)不同型號發(fā)動機的尺寸要求,同時還可以減少夾板的厚度。改進后的夾板形狀如圖6所示,可自由調(diào)動,且工作時能固定。力臂與發(fā)動機的連接處有凸臺,可以滿足發(fā)動機連接處有突出部分的安裝。夾具板用一個轉(zhuǎn)動套筒和外套筒相配合,使夾具板可以自由的轉(zhuǎn)動。
 

圖6  夾具示意圖

1-夾具板    2-力臂


 

2、夾具的設(shè)計與分析

 

圖7  夾具方案示意圖
 

1-搖柄   2-蝸桿減速器   3-上支架   4-外套筒   5-止動銷  6-轉(zhuǎn)動套筒   7-夾具板   8-力臂   9-下支架   10-千斤頂  11-萬向輪   12-托盤   13-底架

此方案采用蝸桿減速器,這不僅方便工作人員操作,更重要的是它的轉(zhuǎn)動是不可逆的,即只能由蝸桿帶動蝸輪轉(zhuǎn)動,而不能由蝸輪帶動蝸桿轉(zhuǎn)動。這樣減速器既可起到省力的作用,又起鎖緊裝置的作用。為降低成本,減輕重量,支架及底架都采用常見的鋼板軋壓而成。然后進行焊接。為了能調(diào)整臺架的高度,在下支架中設(shè)計一液壓千斤頂,由它可以少量地調(diào)整臺架的高度,以適應(yīng)不同的工作要求。為了能使臺架運動、方便操作,在減速器下方設(shè)計一推車手柄,操作人員可利用此手柄推著整個臺架移動到所需地點。在推車手柄同一高度設(shè)計有工具臺,可臨時放置拆裝發(fā)動機的工具和從發(fā)動機上拆下來的零件。這個工具臺高度適宜,更富有人性化。

在裝夾發(fā)動機的下方設(shè)計有一托盤,它能防止發(fā)動機上的機油亂流和發(fā)動機零件的丟失。整個臺架設(shè)計有4個推車輪,在靠近減速器一端的是兩個萬向輪,它能起到轉(zhuǎn)向的功能,在萬向輪上有鎖緊裝置,利用此裝置可以使臺架固定在任何地方不動。整個裝置在設(shè)計過程中充分考慮到既經(jīng)濟、又適用的原則,最大限度體現(xiàn)人性化功能。

 

夾具的設(shè)計主要分為夾具板的設(shè)計和力臂的設(shè)計。由于發(fā)動機型號不同,其外形尺寸也不同。為了能裝夾多種型號的發(fā)動機,擴大其通用性,將夾具板與力臂之間的連接設(shè)計為活動的、可調(diào)大小的。所以選擇在夾具板上開4 個槽,用螺栓將夾具板與力臂連接起來,這樣力臂就有了一個很大的活動范圍。發(fā)動機的輸出軸端面有與變速器相連用的螺栓孔,用此孔來將發(fā)動機和變速器連接在力臂上。由于輸出端面有壓面的緣故,所以力臂有凸臺。 
 

部分內(nèi)容來源:中國汽車制造網(wǎng)


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