一種襯套壓裝裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

周衛(wèi)兵 楊 虎 張晉偉

（常州南車鐵馬科技實(shí)業(yè)有限公司，江蘇常州 213011）

1 現(xiàn)狀

襯套壓裝工序通常是將需要壓裝襯套的零部件吊至壓機(jī)，在專用工裝的配合下完成襯套的壓裝。如圖1、圖2所示零件，要對(duì)其進(jìn)行襯套壓裝工作，采用傳統(tǒng)方法需要在壓機(jī)上完成1次零件翻轉(zhuǎn)和2次壓裝工序。襯套壓裝工序通常存在打斷原有生產(chǎn)流程、輔助設(shè)備多（吊裝設(shè)備和壓裝設(shè)備）、工序復(fù)雜、效率低且安全隱患多等問(wèn)題。此外由于壓機(jī)工作能力等限制，較難完成大型零件的襯套壓裝。因此，為了解決目前零件襯套壓裝問(wèn)題，迫切需要設(shè)計(jì)一套便捷的壓裝設(shè)備，來(lái)提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，并增強(qiáng)壓裝設(shè)備的通用性。

本文設(shè)計(jì)的這套襯套壓裝設(shè)備移動(dòng)方便、操作簡(jiǎn)單，并能一次完成2個(gè)襯套的同時(shí)壓裝，大大提高了襯套壓裝的效率。該設(shè)備采用的壓裝方案對(duì)其他類似工序有著重要的借鑒意義。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 方案原理分析

襯套壓裝方案的設(shè)計(jì)以解決現(xiàn)有問(wèn)題為基礎(chǔ)，結(jié)合自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并兼顧零件生產(chǎn)的工藝性能，采用了液壓推拉式壓緊機(jī)構(gòu)，主要由液壓機(jī)構(gòu)和機(jī)械壓緊機(jī)構(gòu)組成。

襯套壓裝設(shè)計(jì)方案如圖3所示，其中拉桿與液壓缸活塞桿相連，壓蓋6與拉桿7螺紋連接。工作狀態(tài)下，液壓缸1活塞桿向缸筒內(nèi)拉動(dòng)，通過(guò)壓蓋6和2之間的夾緊力，實(shí)現(xiàn)把襯套3壓入零件5孔內(nèi)。襯套在壓裝過(guò)程中的導(dǎo)向和定位是通過(guò)導(dǎo)筒4與零件5孔的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.2 壓緊力計(jì)算

為確保新方案設(shè)計(jì)的工裝性能及尺寸參數(shù)，滿足實(shí)際壓裝工藝要求，利用有限元軟件對(duì)襯套的壓裝力進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 襯套壓裝力計(jì)算參數(shù)

根據(jù)計(jì)算結(jié)果得到襯套壓入過(guò)程中的壓裝力變化曲線如圖4所示。由圖4可以看出，襯套的壓裝力基本呈線性增大的趨勢(shì)，最大壓裝力為41.8 kN。

2.3 機(jī)械壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)零件襯套壓裝作業(yè)工藝性和最大壓裝力要求，對(duì)工裝壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。拉桿與活塞桿定制為一體;壓蓋6與拉桿7之間通過(guò)螺紋連接;壓蓋2與拉桿、導(dǎo)筒與拉桿以及導(dǎo)筒與零件孔之間均為間隙配合。壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果和結(jié)構(gòu)空間限制，選取拉桿等承載件的材料和尺寸參數(shù)見(jiàn)表2。

2.4 液壓機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)最大壓裝力和實(shí)際壓裝工藝性要求，采用普通的定壓油路，如圖6所示。其采用軸向柱塞泵直接為壓力設(shè)備提供高壓油，再通過(guò)3位4通電磁換向閥將油壓傳遞給液壓缸，實(shí)現(xiàn)液壓缸的壓縮和回退工作。

表2 承載件材料和尺寸參數(shù)

表3 液壓缸參數(shù)

液壓系統(tǒng)參數(shù)選擇是難點(diǎn)，通過(guò)對(duì)最大夾緊力的計(jì)算和結(jié)構(gòu)空間分析，得出液壓缸滿足工作方向輸出壓力應(yīng)大于50 kN，行程應(yīng)大于80 mm，且活塞桿直徑應(yīng)大于30 mm等要求，選取液壓缸的參數(shù)如表3所示。并選擇YCY14－1B型軸向柱塞泵和34BMH10B－T型電磁閥。此外，將小型液壓站裝于小推車上，提高設(shè)備作業(yè)的靈活性。

3 對(duì)比與結(jié)論

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)襯套壓裝工序的跟蹤，并與以往的壓裝工藝相比，新設(shè)備具有以下優(yōu)勢(shì):

（1）降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。工人在作業(yè)過(guò)程中省去了搬運(yùn)零件的工作且不需要對(duì)零件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）提高了操作的安全性，避免了零件在搬運(yùn)及翻轉(zhuǎn)過(guò)程中的安全隱患，也降低了襯套壓裝時(shí)操作人員的手被壓傷的幾率。

（3）該設(shè)備取代了天車和立式液壓機(jī)，節(jié)約了電力和場(chǎng)地，且其由液壓部分和機(jī)械部分組成，液壓部分可與其他工裝共用，節(jié)省設(shè)備成本。

（4）機(jī)械部分結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，且若零件出現(xiàn)磨損或損壞，只需更換相關(guān)零件即可繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。

（5）由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械部分重量較輕，便于手提式作業(yè)，操作靈活。

（6）襯套壓裝工序采用新壓裝方式后，平均每個(gè)零件作業(yè)時(shí)間從原來(lái)9 min壓縮到3 min，約縮短67%，大大提高了生產(chǎn)效率。

（7）此外，該工裝升級(jí)空間大，只需更改成本低廉的機(jī)械部分即可另作他用。

綜上實(shí)踐檢驗(yàn)結(jié)果表明，該襯套壓裝設(shè)備達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，保證了其原有的工作能力，同時(shí)減少了輔助工序和作業(yè)輔助時(shí)間;并提高了設(shè)備通用性和作業(yè)安全性，避免了零件吊裝搬運(yùn)過(guò)程中的安全隱患。因此，這套襯套壓裝設(shè)備是一套更加安全可靠、作業(yè)便捷的設(shè)備，該方案對(duì)類似壓裝工序有著重要的參考價(jià)值。

［1］邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京:高等教育出版社，1977.

［2］邱國(guó)慶.液壓技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京:人民郵電出版社，2008.