活塞連桿組件壓裝工藝設(shè)計(jì)

圖1顯示了該公司大規(guī)模生產(chǎn)的汽油車的活力鏈結(jié)構(gòu)的圖。產(chǎn)品試制初期,經(jīng)對(duì)壓裝后的活塞連桿組件檢測(cè),發(fā)現(xiàn)活塞徑向變形很大,圓度誤差最大達(dá)到0.20mm,嚴(yán)重影響活塞連桿的裝配質(zhì)量。1技術(shù)分析1.1鋁合金直線運(yùn)動(dòng)如圖1示,活塞的整體結(jié)構(gòu)類似于圓筒體,材料為鋁合金。工作時(shí)在燃燒室內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。為了減小活塞質(zhì)量,并在其內(nèi)腔給連桿小頭提供一定的運(yùn)動(dòng)空間,活塞被設(shè)計(jì)成薄壁筒件。1.2壓裝過(guò)程中的變形由圖1知,活塞銷與活塞a、b兩銷孔為過(guò)盈配合,與連桿孔為間隙配合。壓裝時(shí)活塞銷先壓入a孔,再穿過(guò)連桿孔,最后壓入b孔。在產(chǎn)品試制時(shí),壓裝的全過(guò)程都是以活塞B面為支承面;當(dāng)活塞銷壓入活塞a孔時(shí),因連桿兩側(cè)面與活塞內(nèi)腔兩凸臺(tái)端面存在較大間隙,薄壁活塞在壓裝力F和支承力f的作用下產(chǎn)生徑向變形。因此要消除活塞在壓裝過(guò)程中的徑向變形,就是在活塞銷壓入a孔的過(guò)程中,要將支承面設(shè)置在活塞內(nèi)腔凸臺(tái)的A端面上。要解決這個(gè)問(wèn)題,必須設(shè)計(jì)新的壓裝模具。2壓裝模設(shè)計(jì)2.1u形承接裝置設(shè)計(jì)根據(jù)前述,在活塞銷壓入活塞a、b兩孔過(guò)程中需要2個(gè)支承面;為此在壓裝模內(nèi)設(shè)計(jì)如下2個(gè)支承元件:如圖2所示,設(shè)計(jì)一個(gè)U形支承3,用作活塞銷壓人a孔時(shí)對(duì)活塞A端面的支承元件。又如圖3所示,活塞內(nèi)腔存在兩個(gè)凸臺(tái),再去除連桿小頭所占空間,U形支承有效工作空間在高度方向僅4mm。為提高該結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度,綜合利用活塞內(nèi)腔凸臺(tái)兩側(cè)空間,將其截面也設(shè)計(jì)成U形結(jié)構(gòu),具體形狀和尺寸見圖2和圖3中的K向視圖。U形支承是模具的重要零件,焊接在支座5的上部。為提高其抗彎強(qiáng)度,采用40Gr制造,調(diào)質(zhì)處理硬度為200~220HB。設(shè)計(jì)一個(gè)氣動(dòng)支承裝置,其中活動(dòng)頂桿7用作活塞銷壓入b孔時(shí)對(duì)活塞B平面的支承元件。頂桿的下端為斜面,用于傳遞柱塞11的運(yùn)動(dòng)及其支承力;側(cè)面開一腰形槽,在導(dǎo)向銷釘9的作用下對(duì)自身定位。活動(dòng)頂桿為空腔結(jié)構(gòu),內(nèi)部裝有彈簧6和鋼球8;受限于活塞B平面結(jié)構(gòu),活動(dòng)頂桿的直徑尺寸設(shè)計(jì)為ue78816mm(圖3)。2.2模具型模具為方便壓裝過(guò)程中的具體操作,又考慮到活塞連桿屬于大批量壓裝,生產(chǎn)節(jié)拍短,設(shè)計(jì)定位塊1,裝在模具的最上方。壓裝前將活塞銷插入定位塊的定位孔內(nèi),可實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞銷的4點(diǎn)定位及導(dǎo)向(圖4)。2.3裝鋼球完全定位在氣動(dòng)裝置中設(shè)置一鋼球。壓裝開始前,鋼球和已插入定位塊中的活塞銷構(gòu)成組合定位元件,對(duì)活塞實(shí)行完全定位(圖4)。其中鋼球定3點(diǎn),活塞銷定2點(diǎn)。鋼球8裝在活動(dòng)頂桿7內(nèi),由彈簧6支承(圖2)。設(shè)計(jì)活塞銷孔倒角錐面為活塞的定位面,錐面與其中位面的交線為鋼球的接觸線;鋼球直徑以此為設(shè)計(jì)條件用CAD作圖求出。2.4a、b兩腔組合如圖2所示,氣動(dòng)支承裝置由活動(dòng)頂桿7、堵頭14、導(dǎo)向銷13、氣缸體12和柱塞11等組成。裝置的a腔和b腔通過(guò)管路與換向閥(裝在氣動(dòng)壓床上)相連接。壓裝開始時(shí),a腔為出氣低壓腔,柱塞左端頂在堵頭端面上,活動(dòng)頂桿7處在最低位置。當(dāng)活塞銷壓進(jìn)連桿小頭孔時(shí),行程開關(guān)驅(qū)動(dòng)換向閥動(dòng)作,此時(shí)a腔變?yōu)楦邏呵?柱塞右行,其右端面頂住孔底,活動(dòng)頂桿處在最高支承位置。3aa壓井中采用克氏原螯蝦傳動(dòng)機(jī)構(gòu),在壓力較大的溫度下,過(guò)粗調(diào)整連塔板上設(shè)之保壓生產(chǎn)中壓裝模安裝在氣動(dòng)壓床上。壓裝開始前,模具的氣動(dòng)支承裝置處于初始狀態(tài),活動(dòng)頂桿處于最低位置。首先將連桿小頭裝入活塞內(nèi)腔兩凸臺(tái)平面間,再將它們同時(shí)插入模具的U形懸臂支承中。左手將活塞的b銷孔倒角錐面壓在定位鋼球上;右手將活塞銷插進(jìn)定位塊的定位孔中,并將銷下端的倒角錐面壓在活塞的a銷孔倒角錐面上,此時(shí)活塞在模具中獲得了相對(duì)于活塞銷的定位(圖4)。右腳踩下氣動(dòng)開關(guān),裝在氣動(dòng)壓床上的壓桿緩慢地將活塞銷壓入活塞的a孔,活塞立即垂直下行,其A平面壓在U形懸臂支承的D面上(圖4);迅即用右手調(diào)整連桿小頭位置,使活塞銷穿過(guò)連桿銷孔。此時(shí)裝在壓床上的換向閥換向(圖5),活動(dòng)頂桿在柱塞推動(dòng)下到達(dá)最高位置,其上端面頂住活塞的B平面。壓桿繼續(xù)下行,將活塞銷壓入活塞b孔中;銷的軸向位置由行程開關(guān)確定。4研發(fā)組合定位元件活塞連桿壓裝模設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)懸壁U形結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)頂桿元件,在活塞壓裝過(guò)程的兩個(gè)時(shí)段依次對(duì)其合理部位進(jìn)行支