第二章   总体方案设计

2。1 加工零件介绍

活塞冷却喷嘴的功能是定向的喷射机油至活塞的冷却位置，从活塞带走发动机燃烧过程作用在活塞头部的热量。

其设计的主要要求如下：

1)油束指向是否作用在活塞头部的集热区；

2)喷油流量是否足够带走活塞头部热量；

3)油束的速度是否大于活塞平均线速度(汽油机)；

4)喷嘴结构设计对油束稳定性的影响；

5)喷嘴开启压力选择，不同工况下流量曲线的确定；

7)活塞冷却喷嘴单体及搭载整机的验证试验策划；

针对小型冷却喷嘴的管端成型机本身要具有稳定性、必须保证加工精度和加工效率，利用管端成型机缩管后达到喷嘴设计要求的内径与外径的公差，保证内部油道的粗糙度要求，才能批量生产制造出合格的活塞冷却喷嘴产品。

2。2 整体结构方案的确定

目前国内管端成型方法主要分为无模成形、管端偏心回转成型、利用NC工作机的管端成型、机械成型、四种方法[3]。

机械成型主要是应用液压系统来控制机械部分的动作，来实现对管端进行冲压成型的一种方法。是管端成型方法中比较普遍又经济，容易实现工作要求，原理简单易操作。

本课题研究的铝管管端成型机采用机械成型的方法比较经济且实用性高，并且机械成型方法比较成熟，容易实现工作要求，原理简单易操作，运行稳定适合工人使用。

目前用于生产发动机冷却喷嘴的管端成型机以半自动为主，大多数冷却喷嘴管端成型机为人工上料，并且加工工位较少，效率较低，遇到要求较高的管件，需要多次装夹甚至更换模具，生产效率较低。市场需求一种针对发动机冷却喷嘴生产制造的全新的自动多工位的管端成型机。文献综述

针对现有缩管机的缺点，设计了一种全自动管端成型机，在原有的基础上，加上振动盘进行上料，同时，加上三自由度桁架搬运机构，该机构可以将待加工件抓取至加工位进行加工，然后抓取加工件至下一工位继续加工，至加工完成后，将工件抓取放入料箱，从而实现上料到出料做到同步进行，以往需要几步完成缩管成形的工件现在一次缩管循环过程中便可完成，极大地缩短了加工时间，提高了生产效率，保证产品的统一性和合格率，进而提高产品的经济效益。

2。2。1 全自动管端成型机的组成单元

全自动管端成型机主要由振动盘上料单元、缩管单元（推进及夹紧装置）、液压系统、XYZ桁架搬运单元以及控制系统组成(如图2-1所示)。

图 2-1全自动管端成型机示意图

2。2。2 主要设计单元

1)振动盘上料单元

振动盘通过振动，使得振动盘腔内的管材沿着导轨运动。利用振动盘上料，将待加工管材倒入振动盘腔内，管材便跟随振动，运动到待加工位置等待加工。

2)缩管单元、液压系统

缩管单元主要是对管材进行二次或多次缩管加工，由液压系统和模具、控制系统组成。

模具部分包括冲压缩管模和夹紧模，冲压缩管模具是根据冷却喷嘴加工图纸设计的专用模具，夹紧模根据加工管材的尺寸确定。工作时，在在推进液压缸执行进给动作时，夹紧模具夹紧工件保证工件位置不变，冲压缩管模具被推进到固定位置，对管材端部造成缩管挤压变形。管件成型加工完成后冲压缩管模具退回零点，夹紧模松开，搬运系统抓取加工完成工件。

液压系统由两个液压缸组成，分别为推进液压缸和夹紧液压缸，其中，推进液压缸的功能是推动冲头部分进给或后退，对管材进行管端冲压成型，成型后带动模具后退；夹紧液压缸的功能是带动上夹紧模上下运动，实现夹紧模对管材的夹紧和放松两个动作。推进液压缸设计要求：有足够的推进力和合理的行程，保证冲压模具稳定运行，并完成对工件的缩管动作；夹紧液压缸设计要求：夹紧时保证夹紧力的稳定不变，从而确保加工过程中工件不产生移动。(示意图如下图 2-2所示）