连杆螺栓装配液压夹具设计.pdf

第 1 0期 2 0 1 0年 1 0月 机 械 设 计 与 制 造 Ma c h i n e r y De s i g nMa nu f a c t u r e 2 3 9 文章编号 1 0 0 1 3 9 9 7 2 0 1 0 1 0 0 2 3 9 0 2 连杆螺栓装配液压夹具设计 赖 思 琦张 立 红 西南科技大学 工程技术中心 ， 绵阳 6 2 1 0 1 0 Th e d e s i g n o f c o n n e c t i n g r o d b o l t h y d r a u l i c s e t f i x t u r e LAI S i qi ． ZHANG Li h o ng C e n t e r o f En g i n e e r i n g T e c h n o l o g y ， S o u t h w e s t Un i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Mi a n y a n g 6 2 1 0 1 0． C h i n a l 【 摘 要】 针对连杆螺栓装配 工序的 特点及技术 要求， 设计了 用于 该工 序的液压夹 具， 给出 夹具的总体l l 结 构图 、 液 压 原 理图 、 电 气系 统 图 。 实 践 证明 ， 该夹 具 结 构 合 理， 使用 方 便， 产 品 质 量 可 靠， 生 产 效率 高 ， 为 企 业l l 创造了良 好效益。 i l 关键词 连杆螺栓； 装配； 液压夹具 l ； 【 A b s t r a c t 】T h e h y d r a u l i c fi x t u r e d e s ig n a i m s to t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f c o n n e c t i n g r o d b o l t a S S e m b l y l l p r o c e s s a n d t e c h n ic a l r e q u i r e m e n t s ． e e n t i r e fi x t u r e is m a d e f r o m t h e r a c k a n d t h e b aS e ， h y d r a u l i c p a r ts ,and ； l e l e c t r ic a l c o n t r o l c o m p o n e n ts ．， h a v e g i v e n t h e o v e r a l l s t r u c t u r e c h ar t fi x t u r e ， l i q u id p r e s s u r e d i a g r a m a n d l l e l e c t r ic a l s y s t e m d i a g r a m ．P r act ic e h aS p r o v e d t h a t th e fi x t u r e ’ s t r u c t u r e i s r e aS o n a b le ， e aS y t o u s e ， 恸 q u al it y , i l and r e l i able ， w e l l ∞h ig h - t h r o u g h p u t, w h i c h h as c r e a t e d Ⅱ g o o d b e n e fi f f o r th e e n t e r p r i s e ． i l K e y w o r d s C o n n e c t i n g r o d b o l t s ； A s s e m b l y ； H y d r a u l i c fi x t u r e i 中图分类号 T H1 6 文献标识码 A 1引言 连杆螺栓用于连杆盖和连杆体大头的连接和定位，如图 1 所示。因此， 通常情况下， 螺栓杆部与连杆盖为间隙滑配合， 与连 杆体大头为过盈配合。这就要求在螺栓装配工序中， 以一定大小 的压力将螺栓压入连杆体螺栓孔中。并且， 其压力值必须准确控 制， 如压力过大， 容易压坏工件； 压力过小， 则无法完成装配动作， 这对螺栓装配夹具提出了较高要求。 ★来稿 日期 2 0 0 9 1 2 2 2 2 液压夹具设计 根据连杆螺栓装配工序的工作过程，压头下行一将螺栓压 入连杆体螺栓孔一当压力达到一定值时，压头上行一退回原点。 该夹具采用液压缸提供压力， 由上座、 下座、 导向柱等组成， 采用 继电器一 接触器组成电气回路来实现对夹具操作过程的控制， 夹 具整体结构， 如图 2 所示。 在装配工序中， 先将螺栓穿在连杆体螺栓孔中， 工件以件 2 4 ． 2遗传操作 1 选择， 采用轮盘赌选择方式， 在当前群体中选中优良个题， 进 行适应性排序， 适应度越高， 选中r 1 率越大。 2 交叉， 模仿自 然界有性 繁殖的基因重组过程，将选择过后的群体内的各个个体以某一概率 交叉概率， 进行基因交换， 产生新的染色体。一般取P , 0 ．4 4 ．9 9 。 3 变异， 模仿自然界生物进化体重染色体 E 某位基因发生的突 变现象， 选中的个体按给定的概率 变异概率， P m 进行变异， 形成新一 代群体， 般取P m O ．O 1 -- 0 ． 1 。 4 终止代数， 经过选择、 交叉、 变异操作 后生成新的种群， 当达到给的循环次数之后， 遗传算法终止， 将当前种 群中的最佳个体作为最优解输出， 终止代数通常取 1 0 0 - 6 0 0 。 4 ． 3计算结果 表2焊装夹具参数优化结果 从计算结果我们可以看到， 后者的结果优于前者， 表面积减 少 了 6 ． 8 ％。 5结论 建立汽车车身焊装夹具的数学模型，结合惩罚函数法的遗 传算法求解约束优化问题是可行的； 利用遗传算法解决焊装夹具 的优化设计问题是一种新 的尝试 ，而得到的结果是令人满意的。 同时也看到 MA T L A B软件及其工具箱的应用为求解提供了很大 的方便 ， 在结构优化设计中有很大的意义。 参考文献 1 W ．Y． Z h a n g ， S ． B． T o r ， G． A．B r i t t o n a n d Y． M ． De n g A Kn o wl e d g e Ba s e d Ex p e r t S y s t e m f o r F u n c t i o n a l De s i g n o f En g i n e e r i n g S y s t e ms En g i n e e r i n g wi t h c o mp u t e r ， 2 0 01 ， 1 73 3 9 - 3 5 3 2 Sa n g C． P a r k Kn o wl e d g e Ca p t u r i n g me t h o d o l o g y i n p r o c e s s p l a n n i n g， 2 0 0 3 3 XUANZHU， RI CHARDG．HE AL EY， RI CHARD J ．AS P I NAL； AKn o wl e d g e Ba s e d S y s t e ms Ap p r o a c h t o De s i g n o f S p a t i a l De c i s i o n S u p p o r t S y s t e ms for E n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t [ J ] E n v i r o n m e n t a l M a n a g e m e n t ， 2 0 0 5 ， 2 2 1 3 5 48 4 基于 U G的汽车车身焊装夹具的3 D设计[ J ] ．现代制造技术与 装备， 2 0 0 9 1 1 5 ～ 1 6 5 王小平，曹立明遗传算法理 论应用于软件实现[ M] 西安交通大学出版社， 1 9 9 4 2 4 0 赖思琦等 连杆螺栓装配液压夹具设计 第 1 0期 定位方销和件 8 定位板定位， 放置在件 1 底座上， 螺栓对应底座 上的两孑 L 。 按启动按钮， 件 6 液压缸活塞杆伸出， 件4压头以件 3 导柱导向下行， 压头上的顶杆头顶在螺栓头部， 将螺栓压人螺栓 孔内。当压力达到预定值时， 液压缸停止， 操作人员按退回按钮， 活塞杆带动压头上行， 退回工作原点位置。 整个工作工程完成， 准 备下一次装配 。 图 1连杆螺栓装配简图 图 2连杆螺栓装配夹具结构 1 ． 连杆体大头 2 ．连杆螺 栓 1 ．底座 2 ． 定位方销 3 ． 导柱 4 ．压头 3 ．连杆盖4 - 连杆螺母 5 ．顶板 6 液压缸 7 应 板 8 ．定位板 9 ． 工件 2 ． 1夹具液压系统设计 夹具的装配压力由液压缸提供， 大小由压力继电器限定 ， 液 压原理图， 如图 3 所示。 图 3液压原理图 1 - 液压站 2 ．三位四通阀 3 压 力继 电器 4 ．行程开关 5 腋 压缸 6 ． 液控单向阀 当电源接通， 电机带动油泵运转时， 液压油自油箱经过滤油 网后被吸入油泵， 并经油泵排油管进入阀总成。 此时按下启动键， 三位四通阀置于左位， 液压缸活塞杆被油液驱动而下行， 当连杆 螺栓被压入螺栓孔内， 油压达到规定值后， 三位四通阀回到中位， 活塞杆不再运动， 液控单向阀即自动关闭保压， 使油缸内的压力 能维持不降， 达到保压作用； 当退回键按下， 三位四通阀置于右 位， 液流自动换腔并打开液控单向阀， 油液倒回油箱 ， 即液压缸活 塞杆上行， 退回行程开关处。 油泵排油管位置的溢流阀用于调节工作液压大小，并起到 系统超载时的安全保护作用；压力继电器接口与油缸主腔相通， 用于限制油缸压力， 其压力值根据实验结果设定， 以保证螺栓完 全压入连杆体， 同时不会压伤工件为准。 2 _ 2夹具电气系统设计 夹具液压系统原动机为三相异步电机， 换向阀为电磁控制， 所以电控对象除电机外， 还包括电磁元件， 液压泵驱动电机控制 电路， 如图4所示。 图 4液压泵电机控制电路 夹具控制电路采用继电器一 接触器控制，具有控制线路简 单， 维修方便， 便于掌握 ， 价格低廉等优点， 完全能够满足螺栓装 配工序的需要， 夹具控制电路如图 5 所示。 图 5夹具控制电路图 电路控制简述 工作时， 先按下 S B 2 ， 电机启动。再按下 S B 3 ， 此时 Y V1 得 电， 液压系统启动。断开 S B 3 ， 按下 S B 4， 此时Y V1 和Y V 2 得电， 三位四通阀置于左位 ，液压缸活塞杆下行至压力继电器 S P常闭 开关断开 。断开 S B 4 ， 按下 S B 5 ， 此时 Y V 1 和 Y V 3 得 电， 三位 四 通阀置于右位， 液压缸活塞杆上行至行程开关 s Q断开。 通过 S B 1 控制系统动作停止。 注 Y V 1 ～控制液压站二位三通阀右路， Y V 2 一控制三位四 通阀左路， Y V 3 控制三位四通阀右路。 3 小结 经过半年在生产现场的使用，连杆螺栓液压装配夹具收到 较好的效果。该夹具结构合理， 定位精度好， 装夹可靠， 有效地保 证了连杆螺栓装配工序的各项技术要求。投入生产以来， 产品质 量稳定， 生产效率高， 起到了极好的作用。 参考文献 1 成大先． 机械设计手册[ M ] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 2 2 黄平． 常用机械零件及机构图册[ M ] ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 2 3 刘金琪． 机床电气自动化控制[ M ] ． 哈尔滨 哈尔滨工业大学出版社， 】 9 9 9