曲轴端面封堵工装的设计.pdfVIP

1序言

随着汽车工业的快速发展，市场竞争日益激烈，越来越多的主机厂在进行品

质管控的同时聚焦于降本增效、提升产能，如何有效兼顾产品质量、生产效率和

成本投入，成为众多车企在规划产线时考虑的重要因素之一。为保证最终成品质

量，汽车发动机总成在装配过程中需进行总成试漏测试，由于试漏测试时发动机

并未完成最终装配，因此一些特定的封堵点需要由工装封堵。常用的封堵方式有

自动封堵和手动封堵，相比自动封堵通过执行单元输送的较高成本投入，手动封

堵采用轻便的封堵工装由人工实现快速封堵，具有维护成本低，生产效率高等优

势。

用户新规划的发动机装配线在总成油道试漏时需要一款工装来封堵曲轴端面。

曲轴端面上有6个M10孔与缸体内部相通，需要封堵，试漏测试压为0.02～

0.04MPa，产品结构如图1所示。

图1产品结构

1—后油封2—曲轴3—防脱螺钉4—原有封堵工装

2产品结构

总成试漏时分为冷却水道试漏和油道试漏，某用户前期的装配线上从国外引

进的工装是利用曲轴端面上的6个螺孔用气动扳手拧入螺钉固定并进行密封，因

受工位节拍制约，该工装在试漏测试完后，需随发动机流转至后续节拍宽裕的工

位进行拆卸再周转。现有方案由于要在两个工位均配置气动扳手并由专人转运，

成本较高，因此用户希望新建装配线上对此工装进行优化改善，力求操作简单便

捷，封堵可靠。

φ

通过与用户沟通，了解到曲轴端部有1个21mm的盲孔，孔径公差为H9

φ

级，且允许工装使用。据此笔者拟定的设计思路为通过该21mm盲孔定位固定

工装，同时封堵端面的螺孔，试漏测试完成后要求工装可实现在本工位快速装拆。

3设计要点

3.1封堵设计

图2是该工装的剖视结构，其本质是一套复合曲柄滑块机构，设有内、外连

杆，铰接于同一曲柄（图中未显示），共享同一动力源。同时内、外连杆又分别

与不同的滑块相连，与外连杆相连的滑块是调节螺套；与内连杆相连的滑块是推

拉杆。

图2工装剖视结构

1—密封座2—压盖3—小O形圈4—大O形圈5—锥套6—弹性胀套

7—推拉杆8—碟形弹簧9—内连杆10—导向套11—外连杆12—调节螺套

根据工艺要求，为实现对6×M10的封堵，设计了线径一致、内径不一的两

φφ

种O形圈与曲轴轴线同心布置，大O形圈尺寸为77.5mm×2.62mm，小O形

φφ

圈为48.9mm×2.62mm，由压盖固定在密封座上，如图3所示。压盖与密封

座装配后会留出两道截面为直角梯形的环槽，环槽上窄下宽，该设计既能保证O

形圈不容易脱落，又留出了O形圈受压后变形退让的空间，同时也简化了相关零

件的加工难度，密封座仅需加工截面为矩形的环槽，尺寸精度更容易保证。

图3压盖与密封座装配

密封座与调节螺套通过螺纹联接，轴向位置可微调后由专用紧定螺钉锁定，

调节螺套通过铰链销与外连杆铰接，并与导向套滑动配合，当外连杆推动调节螺

套沿导向套作轴向滑移时，密封座被推向曲轴端面，两O形圈会率先与曲轴端面

接触并变形，从而形成1个环形的密封腔，封住分布圆直径为66mm的6个螺孔。

3.2封堵反力的设计计算

由测试工艺得知试漏时最大充气压为