何北平 聂锋乐
长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心 河北 保定 071000
摘 要：缸盖导管、座圈压装作为缸盖线关键辅机工序，压装质量的好坏对后续产品质量有至关重要的影响。本文对C型结构压装机与传统压装形式进行了简单的对比分析。
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关键词 ：压装机；C型结构；立式压装；卧式压装
发动机缸盖加工过程中导管座圈压装是生产线中关键辅机工序，压装质量的好坏对后序导管、座圈精加工存在直接影响，根据压装工艺，对导管压装深度及进排气导管、座圈压装一致性有很高的要求，由于导管、座圈压装精度较高，需要采用一面两销定位，如出现定位销受力情况，就会损伤缸盖销孔，影响后续定位销孔的使用，因此在选择导管、座圈压装工艺及机床结构时尤为重要。
1 导管、座圈压装机组成
①缸盖输送系统：通过机动滚或摆杆到将工件输送到压装工位，压装完成后再通过机动滚道或摆杆将工件输送到下一工位；②缸盖喷油系统：通过喷油装置将润滑油雾化后喷到缸盖导管底孔内壁或导管外壁；③压装系统：一般采用两个工位进行压装，一个工位压装进气导管、座圈，一个工位压装排气导管、座圈；④导管、座圈上料机构：导管、座圈上料形式多种多样，其中最常见的几种上料形式有A:手动上料；B：采用弹夹加料道形式上料；C:采用震动料斗加料道形式上料；⑤阀座冷却系统：通过液氮对座圈冷却后进行压装，目前不少发动机厂家已经采用常温压装，无需液氮冷却。
2 C型结构压装机压装特点
2.1 以往的压装机多采用油缸驱动，机床结构为四角立柱型结构（如图1），此压装方式在压装导管、座圈过程中存在较大弊端：①首先在压装过程中存在剪切力，定位销孔受力，易变形，容易造成座圈压偏，导管啃伤导管底孔，影响后序加工精度；②设备采用液压驱动，并且多个压头同时压装，在压装过程中由于难以控制多个压头压力长期保持一致，存在压力不稳现象，容易造成压入深度一致性差；③对位移无法有效监测；④设备本体采用螺栓固定，精度易走失。
2.2 目前的压装机多采用伺服电缸驱动，C型压装结构（如图2）：①平衡压装，减少缸盖在压装过程中的变形；②整体铸造而成，精度不易走失；③有效地避免工件在压装过程中承受剪切力，避免定位销受力压伤；④伺服电缸驱动可实现位移监控和压力监控。
3 C型结构压装机压装原理（如图3）
工步1：机床处于复位状态，工件上料；工步2：伺服电缸带动导向套向下运动与工件接触；工步3：由于反作用力带动座圈压头向上运动与工件接触；工步4：当上下压头都与工件接触后，气液增压抱死系统进行抱死；工步5：开始进行座圈压装；工步6：伺服电缸通过导管压壁进行导管压装；工步7：压装完成，导管压臂退回；工步8：导向套退回；工步9：复位弹簧带动C型框架复位。
4 立式压装与卧式压装的特点
C型结构形式缸盖导管、座圈压装机又分为立式压装和卧式压装两种形式：①立式导管座圈压装机优缺点：优点：能够实现全自动式在线通过式压装，能够自平衡压装，不受自身重力影响，减小缸盖在压装过程中的变形，立式结构成本较低，并且能够节省占地面积，设备本身结构紧凑。缺点：设备本身柔性较差，仅能适用2种不同的缸盖；压装时燃烧室面向下；节拍较长对于4缸产品，常温压装节拍最短在80秒左右，如果采用液氮和可换座圈压头时节拍在100秒以上。②卧式导管座圈压装机优缺点：优点：采用机器人上下料减少了预定的停机时间，灵活性较强；平衡压装可减小缸盖在压装过程中的工件变形；有更好的柔性适应，可实现多品种混流生产，多种产品，不同导管、座圈，不同的导管压装角度都可以实现共线压装。缺点：由于采用机器人上下料注定占地面积较大；价格相对于立式导管座圈压装机较高。
5 压力位移曲线在导管、座圈压装机上的应用
由于导管压入深度及进排气导管、座圈压装的一致性直接影响发动机性能，因此对压装机的压入效果要求极高，目前采用最常见的为压力、位移曲线监控，压装过程曲线采用F-S形式，设备运行过程中压力位移监控系统能够实时监控导管、座圈压入过程的位移及压力之间的变化，及时发现不合格产品进行设备报警，确保压装质量的一致性。设备检测系统，可根据力/行程轨迹绘制测量比较；可自动生成文档，并与工件上的二维码信息进行绑定，制定统一格式存储在工控机内，通过MES系统对该信息进行采集，并进行统一存储，方便后期信息查询、问题解决、产品质量追溯等。
6 结语
伺服电缸驱动，C型结构伺服压装具有很高的灵活性、可编程性；可实现精确的位置控制和压力控制；可利用外部的信号控制伺服电缸进行位置补偿；可自动调用控制程序；集成的检测系统，可根据力/行程轨迹绘制测量比较；可自动生成文档，目前压装技术已成熟并广泛用于各种机加工行业，尤其汽车行业。
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参考文献：
[1]胡丹.导管座圈压装机控制系统设计[J].科学技术与工程,2009.
[2]柯马.（上海）工程有限公司技术资料.
[3]大连智云自动化股份有限公司技术资料.
[4]宋威岩，刘俭.新型位移—压力曲线轴承压装机的原理[J].哈尔滨铁道科技.