王秀平

青島淄柴博洋柴油機股份有限公司 山東青島 266700

氣缸蓋作為柴油機的重要零部件之一，其在柴油機運行過程中要承受苛刻條件的高溫高壓燃氣帶來的熱負荷，其產(chǎn)品整體裝配精度、裝配過程的控制與裝配質(zhì)量將直接影響到柴油機動力組整體穩(wěn)定運行和密封性。為了保證氣缸蓋的可靠性并提高其使用壽命，利用數(shù)字化設備與技術手段對其裝配信息進行收集、在線檢測、數(shù)字化裝配智能升級。進一步提高柴油機關鍵零部件的裝配水平，從整體上提升國內(nèi)船用柴油發(fā)動機的競爭力。

1 設計方案

1.1 設計原則

氣缸蓋部件總成為大批量生產(chǎn)，按流水線形式組織，采用早班、晚班兩班制，每年生產(chǎn)14000 個。根據(jù)氣缸蓋部件的結(jié)構(gòu)特點和安裝要求，按照各零件安裝工序互不干涉原則，首先選用合適的氣動和液壓系統(tǒng)，然后設計專用的壓裝定位機構(gòu)和輥道傳輸線，從而實現(xiàn)工件的自動化裝配，避免人為因素導致的質(zhì)量問題。

1.2 裝配工藝

裝配線需滿足流水線作業(yè)要求，實現(xiàn)在氣缸蓋本體上完成氣閥導管及閥座的壓入；氣閥錐面與閥座的密封研磨、氣閥內(nèi)外彈簧及氣閥鎖夾的壓裝等，要求整個裝配線在7min 內(nèi)組裝一個氣缸蓋總成。裝配工藝流程設計為：

（1）以底平面為基準，工件上料。

（2）以側(cè)面定位，對氣閥導管進行壓裝。

（3）壓緊工件，用翻轉(zhuǎn)裝置對工件翻轉(zhuǎn)180°。

（4）以側(cè)面定位，對氣門閥座進行壓裝。

（5）以側(cè)面定位，安裝進排氣閥，研配氣閥與閥座后進行密封試驗。

（6）壓緊，對工件翻轉(zhuǎn)180°。

（7）對氣閥內(nèi)外彈簧、氣閥旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、氣閥鎖夾進行定位壓裝。

（8）裝配閥頂架及其它零部件[1]。

1.3 設計方案

根據(jù)裝配要求，在設計階段，對裝配線上涉及的主要組成部分進行理論分析計算，主要針對氣動控制系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)和各機械模塊進行設計和測試。

1.3.1 氣動控制系統(tǒng)

由于氣動控制系統(tǒng)簡單，易于操作，所用元件使用壽命長，因此裝配線缸蓋本體的閥座壓裝、擋停機構(gòu)、翻轉(zhuǎn)機壓緊塊、研閥及彈簧的壓裝機構(gòu)均由氣體驅(qū)動實現(xiàn)。氣動控制系統(tǒng)由氣流調(diào)節(jié)裝置、管路及其附件等組成，輸送的壓縮空氣配有壓力調(diào)節(jié)、穩(wěn)壓、過濾裝置，并安裝壓力表進行顯示測量。

1.3.2 液壓控制系統(tǒng)

通過計算氣閥導管安裝的配合過盈量及壓緊力，確定該裝配線的氣門導管安裝工位設計采用液壓壓裝方式。針對選用的液壓元件參數(shù)，確定液壓油缸的型號為HCA70FA125-200[2]。

2 裝配線的工藝信息模式設計

2.1 工藝信息模式流程設計

流水線系統(tǒng)設置流程虛擬裝配類。在收到上級生產(chǎn)職能部門下達的生產(chǎn)任務單后，編制氣缸蓋裝配單，進行過程虛擬裝配。調(diào)度系統(tǒng)傳輸部分的倉庫的信息，選擇合適的部分根據(jù)裝配過程和技術條件，進行虛擬裝配，最后裝配表形式，并將其發(fā)送給倉庫，運輸轉(zhuǎn)變、裝配線等協(xié)調(diào)功能類。將整個裝配過程中的零件信息、裝配數(shù)據(jù)、裝配結(jié)果等信息自動輸入裝配列表，最終生成、上傳或保存實際的匹配列表。

2.2 工藝流程信息數(shù)據(jù)處理

氣缸蓋裝配過程輸出裝配過程信息數(shù)據(jù)表，包括零件信息、裝配工藝信息、工裝信息、刀具信息、設備信息等，指導整個裝配過程，最終輸出并保存實際的裝配過程表。零件信息包括零件倉庫信息、尺寸信息、生產(chǎn)單位或人員信息、裝配順序、裝配件倉庫位置等信息。各裝配子部件打印二維碼，對信息碼進行編碼，并將其附著在裝配件存放位置上，供裝配機械手讀取信息，保證零件裝配準確，并做好記錄以便進行查詢和追溯。氣缸蓋的工藝設備信息管理、裝配不同的模型，不同的裝配模塊負責人將被使用，車間將這些工具進行分類并給出二維代碼管理、掃描和提取的機械手，實現(xiàn)快速、準確提取，以確保適當?shù)墓ぞ邅斫M裝線的交付工具庫[3]。

公司通過實施氣缸蓋生產(chǎn)線數(shù)字化升級改造項目，將提升中低速大功率船用柴油機氣缸蓋的數(shù)字化制造關鍵技術；項目達產(chǎn)后，氣缸蓋的加工、清洗打磨、組裝整體的節(jié)拍為28min，班次二班制，預計可實現(xiàn)年產(chǎn)各型柴油機氣缸蓋8400 個的生產(chǎn)能力，公司關鍵部件數(shù)字化制造水平將能達到國內(nèi)領先水平。通過采用數(shù)字化制造技術提高生產(chǎn)管理水平，提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)過程對環(huán)境的不良影響，促進傳統(tǒng)制造業(yè)向智能制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。氣缸蓋數(shù)字化生產(chǎn)線項目建設，堅持“總體規(guī)劃、分步實施、重點突破、效益驅(qū)動”的兩化融合推進原則，強調(diào)“戰(zhàn)略、流程、技術三位一體”協(xié)同化規(guī)劃和部署策略，通過氣缸蓋生產(chǎn)線數(shù)字化改造，逐步實現(xiàn)氣缸蓋生產(chǎn)的數(shù)字化、智能化，從而帶動中低速大功率船用柴油機制造水平升級，建成國內(nèi)柴油機產(chǎn)品數(shù)字化制造示范基地[4-5]。

3 結(jié)語

社會效益方面，柴油機氣缸蓋生產(chǎn)線數(shù)字化升級將提高我公司柴油機生產(chǎn)能力的數(shù)字化水平，推動柴油機制造體系向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。