发动机冷却喷嘴全自动管端成型机缩管及控制系统设计(附件)【字数:16260】

本设计的目的是设计一台全自动管端成型机(缩管机)设备,该设备主要用于加工活塞冷却喷嘴,对管件的管端进行缩管加工(喷嘴的后续加工由其它设备完成)。目前国内管端成型方法主要分为管端偏心回转成型、利用NC工作机的管端成型、无模成型、机械成型四种方法。针对小型管件普通的缩管机是人工上料、下料,加工工位少,效率低,并且存在工人劳动强度较高,生产过程中危险隐患较大等问题。综合考虑决定发动机冷却喷嘴的加工设备采用机械成型的方式。本文主要的具体设计要点与设计任务是对管端成型机的缩管模具和夹紧模具的设计、液压系统的设计以及整体结构的设计与有限元强度校核。根据加工零件的要求设计计算缩管模具,保证加工完成后的产品精度和质量。液压系统是整个设备加工的动力装置,合理科学的液压系统是保证设备加工的基础。全自动缩管机的结构必须满足强度要去以及使用寿命要求,保证设备的安全运行。 本设备将含多工位缩管,每套模具可将喷嘴从相应的直径缩减至一定的直径,模具之间设计一套自动搬运系统,从而在缩管机加工时实现逐次对管件进行自动缩管加工,最终达到要求的直径尺寸,可以适应多种相似零件的加工,满足客户需求,大大提高生产效率。 关键字管端成型机 模具 液压系统 强度校核
目录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文主要研究内容 2
第二章 总体方案设计 4
2.1 加工零件介绍 4
2.2 整体结构方案的确定 4
2.2.1 全自动管端成型机的组成单元 5
2.2.2 主要设计单元 5
2.2.3 全自动管端成型机的工作流程: 6
第三章 模具的设计 8
3.1金属塑性成形 8
3.1.1产品概述 8
3.1.2金属塑性成形定义与原理 9
3.1.3冷却喷嘴的缩管冲压变形加工 9
3.2 冲压缩管模具与冲压工位设计 9
3.2.1冲压工位的确定 10
3.2.2缩管模具的缩管尺寸设计 13
3.2.3缩管工艺的计算 15 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });

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3.2.4缩管模具的结构设计 18
3.2.5缩管模(冲头)的详细设计 19
3.3夹紧模具设计 24
3.3.1夹紧模具材料选择 24
3.3.2夹紧模具详细设计 24
第四章 液压系统的设计 27
4.1 设计规格、性能及液压系统工作流程 27
4.2液压系统的总体结构方案 28
4.2.1液压缸的安装 28
4.2.2液压站的总体方案 28
4.3工况分析 29
4.3.1推进液压缸的工况分析 30
4.3.2夹紧液压缸的工况分析: 33
4.4确定主参数,绘制工况图 34
.4.1推进液压缸的主要参数和工况图 34
4.4.2夹紧压缸的主要参数和工况图 37
4.5拟定液压系统原理图 40
4.5.1推进缸液压回路的设计 40
4.5.2夹紧缸液压回路的设计 41
4.5.3液压系统原理图 42
4.6液压系统的组成元件设计 44
4.6.1液压泵及其驱动电机 44
4.6.2液压控制阀和部分液压元件选型 45
4.7液压系统的验算 47
4.7.1验算压力损失 47
4.7.2确定系统调整压力 48
4.7.3估算系统效率、发热和温升 49
第五章 Ansys workbench有限元分析强度校核 51
5.1箱体的设计与强度校核分析 51
5.2桁架支座的静应力结构分析 53
5.3推板基座的静应力结构分析 55
5.4缩管模具和夹紧模具的疲劳分析 56
5.4.1缩管模具的疲劳分析 57
5.4.2夹紧模具的疲劳分析 59
结论 62
致 谢 63
参考文献 64 第一章 绪论
1.1研究背景
发动机冷却喷嘴一般是固定在发动机机体上的冷却装置用,在活塞作高速往复运动时,将冷却机油喷入内冷油腔内。如果一旦出现喷嘴堵塞或喷嘴疲劳而造成泄油量过大、喷射无力等故障。活塞受热膨胀,使活塞顶隙空间变小,就会与气门发生碰撞。此外发动机活塞在高温下得不到正常的冷却和润滑,运动件的材料随温度升高而膨胀,会使活塞与缸套配合间歇逐渐减小形成不了保护油膜面形成金属干摩擦,还会造成热车停车后无法启动的故障,严重时造成拉缸[1]。因此活塞冷却喷嘴的质量与精度要求很高,对活塞冷却喷嘴的加工设备要求也就大大提高,加工设备必须保证加工的活塞冷却喷嘴达到零件图纸的尺寸精度与形状精度。
活塞冷却喷嘴的加工主要包括缩管工艺和弯管工艺。缩管工艺是产品质量好坏的基础,采用管端成型技术完成缩管工艺。管端成型技术的加工主要对象是某种材质管件的接头,主要是将管件的接头处进行直接冲压变形,使用相应的模具对管件的接头处进行加工、处理,形成扩口、缩口或是各式各样的形状,以满足人们对管端形状的要求。缩管机被广泛运用于管件接插、汽车油管、风管、水管、空调管等连接部位的加工成型,是理想的管端成型加工设备[2]。发动机冷却喷嘴的加工也是采用缩管机完成缩管工艺。
1.2国内外研究现状
我国缩管机行业发展时间比较晚,但是经过近年来不断发展,目前国内缩管机在机械性能和操控水平上已经和国外产品相差不大。但是,国内缩管机行业依然存在着很多问题。研发投入少。市场恶性竞争,近几年来,越来越多的企业涌入缩管机市场,导致市场竞争加剧[3]。
目前江苏省内管端成型机行业集中于苏州市张家港南丰镇,其中江苏合丰机械制造有限公司是其中一家管材加工机械的专业生产基地,是行业的领导者。合丰机械针对不同管材生产制造了各种型号缩管机,但是多数缩管机均需要人工上料,且现有缩管机的加工工位多为一工位或者二工位。不能满足发动机冷却喷嘴的大批量的生产要求。塞冷却喷嘴加工厂商国内也有多家,以其中九江汇瑞机械有限公司,该公司是生产汽车零部件的专业厂家,公司产品中活塞喷嘴就是其中一项生产批量较大的零件之一。但目前生产喷嘴主要采用的缩管工艺也是人工上料,工人劳动强度高,生产管径较小喷嘴时危险程度高,批量生产时效率较低、产量难以提高。

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