變速器殼體壓裝機(jī)設(shè)計(jì)方法

于成國

摘 要： 隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)汽車關(guān)鍵部件穩(wěn)定、快速、保證質(zhì)量的裝配十分重要。為了解決以往變速器裝配流水線上軸承、油封或銷套外圈手工裝配效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，在分析相關(guān)技術(shù)要求和參數(shù)及現(xiàn)場條件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出變速器殼體零件壓裝機(jī)，給出了變速器殼體零件壓裝機(jī)總體方案設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：變速器；壓裝機(jī)；殼體

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，變速器殼體零件裝配效率、裝配質(zhì)量、作業(yè)人員水平成為制約行業(yè)發(fā)展的重要因素，擁有高效率和高質(zhì)量的自動(dòng)化裝配線才能適應(yīng)現(xiàn)代化進(jìn)程的要求。針對(duì)汽車變速器原有裝配線中，手工裝配勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低等問題， 本文結(jié)合實(shí)際需求給出了變速器殼體壓裝機(jī)的設(shè)計(jì)方法及注意事項(xiàng)，市場應(yīng)用前景廣闊。

設(shè)備的功能

變速器殼體壓裝機(jī)的基本功能是將軸承、油封或銷套壓裝到變速器前殼體和后殼體中。變速器線殼體壓裝機(jī)的壓裝內(nèi)容主要分為三大類：油封壓裝（差速器油封和輸入軸油封）、軸承壓裝（輸入軸前軸承和輸出軸前軸承）和套類壓裝（定位銷套和叉軸自潤滑套）。有的手動(dòng)變速器線殼體壓裝機(jī)要求有壓力和位移監(jiān)控，裝配元件采用人工上料方式，屬于半自動(dòng)壓裝類設(shè)備，采用龍門式結(jié)構(gòu)。半自動(dòng)變速器殼體壓裝機(jī)如圖1所示。

設(shè)備的設(shè)計(jì)

通常殼體壓裝都是通過幾臺(tái)設(shè)備完成，壓裝內(nèi)容需要靈活調(diào)整，盡量使設(shè)備結(jié)構(gòu)對(duì)稱，工作內(nèi)容均衡。

設(shè)備的主要部件包括：基礎(chǔ)定位部分——床身和抬起定位裝置；功能部分——插銷裝置、支撐裝置和壓裝裝置；輔助部分——潤滑裝置、防護(hù)、氣動(dòng)設(shè)備及電氣設(shè)備。

（1）基礎(chǔ)定位部分 包含床身和抬起定位裝置。

1）床身是其他所有部件的安裝基礎(chǔ)，床身的主體是由上蓋、底座和四個(gè)立柱組成，由鋼板、型材等焊接而成。由于是壓裝類機(jī)床設(shè)備，需要保證精度與剛性，要慎重考慮機(jī)床基礎(chǔ)的剛性。

2）抬起定位裝置由氣缸和四個(gè)導(dǎo)向組成，其功能是將工件抬起。

（2）功能部分。

1）插銷裝置。由于托盤的精度不能滿足壓裝的要求，而多數(shù)的前殼和后殼在同一托盤上，所以設(shè)備配備有插銷裝置。托盤到位后，插銷裝置先插銷將工件定位。插銷裝置由氣缸、導(dǎo)向部分及銷組成。插銷裝置作為一個(gè)獨(dú)立部件，當(dāng)銷位置變化時(shí)，只需更改定位板上插銷裝置的安裝位置即可。

2）支撐裝置。變速器殼體是薄壁件，所以壓裝時(shí)工件不能受力，支撐裝置的主要作用是在壓裝位置支撐工件，承受壓裝時(shí)的壓裝力。支撐裝置主要由升降氣缸、楔緊部分和楔緊氣缸組成?？紤]到支撐部位的深度，升降氣缸采用無桿氣缸，這樣可以節(jié)省空間（節(jié)省了活塞桿的空間）。楔緊部分采用8°自鎖角以及斜面對(duì)斜面的結(jié)構(gòu)（針對(duì)退回困難考慮），支撐裝置如圖2所示。氣缸活前端連接桿與楔緊塊之間留有空間，有利于氣缸將楔緊塊拉回，楔緊塊到位檢測應(yīng)通過檢測楔鐵的位置來判斷，不能通過楔緊氣缸的磁性開關(guān)判斷，這樣容易造成誤判。

由于變速器殼體面積少，壓裝內(nèi)容多，所以有的地方同時(shí)安裝兩套支撐裝置比較困難，需要特殊的支撐裝置，兩個(gè)支撐點(diǎn)通過一個(gè)升降氣缸完成，如圖3所示。

3）壓裝裝置。壓裝裝置是設(shè)備完成功能的主要部件，由壓裝油缸、導(dǎo)向部分和壓頭組成。各組壓裝裝置均配有位移和壓力傳感器，壓頭部分有工件有無檢測裝置（通過真空度檢測），工件漏裝時(shí)機(jī)床不起動(dòng)，如圖4所示。

壓裝力的計(jì)算

裝配所需軸向壓力是根據(jù)相配零件的材料、壁厚、形狀、表面粗糙度和配合公差大小而定。壓力機(jī)產(chǎn)生的壓力應(yīng)為計(jì)算所得的1.5～2倍。拆卸力要比壓合力大10%～15%。

壓合力的計(jì)算公式

P=πfdlp? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中P——壓入時(shí)的最大軸向壓力（N）；

f——壓入時(shí)的表面摩擦系數(shù)，通常取0.2左右，

或按表1選??；

d——配合表面的公稱直徑（mm）；

l——配合表面的長度（mm）；

p——過盈配合時(shí)，接觸表面的壓應(yīng)力

（kg/mm2）。

過盈配合時(shí)，接觸表面的壓應(yīng)力p

（2）

其中? ? ? ? ? ? ? ? ?δ＝δT -1.2（RZ1+RZ2）? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （3）

（4）

（5）

δ——配合表面的計(jì)算過盈量（μm）；

δT——配合表面的實(shí)際過盈量，由選定的配合來決

定（μm）；

RZ1——被包容件（軸）表面的平面度平均高度

（μm），可按表2選取；

RZ2——包容件（套）表面的平面度平均高度（μm），

可按表2選??；

D——包容件（套）的外圓直徑（mm）；

d0——被包容件（套）的內(nèi)孔直徑（mm）；

E1——被包容件（軸）的彈性模數(shù)，按表3選取

（kg/mm2）；

E2——包容件（套）的彈性模數(shù)，按表3選取

（kg/mm2）；

μ1——被包容件（軸）的柏松系數(shù)，按表3選??；

μ2——包容件（套）的柏松系數(shù)，按表3選取。

結(jié)語

本文基于現(xiàn)場的實(shí)際需求，大量的現(xiàn)場驗(yàn)證總結(jié)給出的上述設(shè)計(jì)思路及方法，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化作業(yè)，提高了自動(dòng)化程度、裝配效率和裝配質(zhì)量，降低了勞動(dòng)力成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，市場前景廣闊。同時(shí)為后續(xù)相關(guān)類似設(shè)備提供設(shè)計(jì)依據(jù)及參考。

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