汽车发动机缸盖连接螺栓装配自动检查装置设计

设计汽车发动机缸盖装配检测生产线的总体流程设计及PLC控制系统设计学生姓名：指导教师：所在院系：工程学院所学专业：机械设计制造及其自动化研究方向：生产线自动化中国·哈尔滨2016 年5 月设计OVERALL PROCESS OF AUTOMOBILE ENGINE CYLINDER HEAD ASSEMBLY TESTING LINE DESIGN AND DESIGN OF PLC CONTROL SYSTEMStudentName:Supervisor:Department and faculty:Engineering CollegeMajor:Mechanical Design and Manufacture andAutomationOrientation: The production line automationHarbin·ChinaMay2016设计摘要随着科技的进步发展、生产力的不断提高，手工装配生产线已经满足不了市场的需求，PLC 的出现使工业自动化成为了可能，自动化生产线提高了生产效率，减轻了人的工作负担。

自动化生产线支持技术的不断发展，使得自动化程度提高，能够满足生产装配中更高的工艺要求。

本文根据生产线的设计原则，设计了发动机缸盖组装检查生产线的总体工艺布置设计。

根据生产中的实际情况设计生产线，使得发动机缸盖装配生产线占用生产面积最小 。

生产线的布置使装配、检测效率最高，成为经得住推敲的最优化方案设计。

生产线采用三菱PLC-MR FX N 642 机控制，同时根据发动机缸盖装配、检查生产线的各个工位的工艺要要求、按照生产节拍每件60秒设计PLC 控制系统。

编程所用软件为GX Developer ，编程方法为步进梯形图编写。

步进梯形图编写使程序逻辑控制简化、程序简单易懂、易于更改、程序设计简单、对于初学者更易上手。

本设计中涉及到的工艺要求较为复杂，所以采用步进梯形图。

摘要论文系统的介绍了汽车发动机缸盖生产线的发展状况，围绕东安汽车发动机的实际装配与检验过程，进行了自动装配与检验生产线的经济可行性分析，生产类型分析，生产条数分析，生产规模分析。

并结合实际条件，确定了装配与检验工序的基准、生产用量和工时定额。

在此基础上，确立了最终装配与检验生产线。

同时，针对以东安为代表的国内特定的生产技术与劳动条件，对其装配与检验工艺规程进行了详细设计。

并用系统工程学的原理对发动机缸盖各部件的装配与检验时间定额，以及生产线的配置进行了初步优化，对自动装配与检验过程提出详细的要求，最终确立了一套完整的适合国内生产实际的生产线。

汽车发动机缸盖连接螺栓自动检查装置的设计，是完全自动化的检查装置，检查时间为60秒。

没有连接螺栓检查装置的生产线，主要凭借工人的肉眼来检查螺栓安装的正确性，不仅工作单调，而且容易产生疲劳，进而容易导致生产事故。

而自动化的检查装置完全可以弥补这一不足。

同样可以做到检查的准确性和可靠性，大大地节约了劳动资源。

本设计就是要检查螺栓和垫片安装的正确性。

本生产线是为东安465发动机缸盖而设计的。

发动机的缸盖共有10个螺栓孔分别分布在缸盖的两侧，设计的任务是检查上一道缸盖连接螺栓的安装工序中，垫圈和螺栓的安装是否正确，综合所有出现的安装错误，大致会出现五种情况：①只有两个垫圈没有螺栓②没有垫圈也没有螺栓③只有一个垫圈没有螺栓④没有垫圈只有螺栓⑤有两个垫圈一个螺栓。

正确的安装是只有一个垫圈和一个螺栓，检查时间不得超过60秒。

本文着重介绍了汽车发动机缸盖连接螺栓装配自动检查装置的设计方法及工作原理。

说明书在检查装置中大胆提出了自己的观点，重点对检查装置进行了结构的设计和理论的分析，对其主要部件进行了理论设计。

本设计中自动检查装置主要部件的设计：1、整体机架的设计2、检查机构的设计3、传动机构的设计4、平衡机构的设计关键词：发动机缸盖；螺栓装配；自动检查；生产线ABSTRACTIn this paper I introduced the development of the production line of the cylinder assembly systematically. Based on the real production line of assembly and checking process in Dong An Car Company, we do economical analysis about the automatic assembly and checking production line, we also do the analyses on type of the production and production scale .At the same time ,combined with real situation ,we determined the standard of the checking and assembly .process. Based on the above analyze, we finally determine the final assembly and checking production line. Besides pointed to the common production technique and working environment in our country as in Dong An Car factory, we have proceeded a detailed design of its assembly and checking process, .with the help of systematical principles ,I fix time limits of assembly and checking to each parts on the engine, and superior the configuration of the production line . I put out detailed requirements on the automatic assembly and checking process, and finally established a set of completed production line which suit to the situation of our county.The car engine cylinder head connection bolts automatic device is fully automated design, inspection, checking for 60 seconds. have bolts to check the connection line by the naked eye. install bolts to check the validity of work, not only dull and weary, and easy to cause accident. the production.And automatic check device can make up for the same can be done. check the accuracy and reliability, in a saving labor resources. this design is to install the bolts and washers of accuracy.This line is for dongan 465 engine cylinder head and design. the engine cylinder head 11 bolt hole in the respective cylinder head on the design of the task is to check on a link to install the bolts cylinder head process, gaskets and bolts of the installation is correct, Comprehensive all of the general setup error will occur, five cases ：a man with two rings no bolts and washers ii is not bolt income is only a gasket no bolts he didn't ring gaskets bolts aerials are only two washers a bolt. the proper installation is only a washer and a bolt for it shall not exceed 60 seconds.This paper mainly introduces the car engine cylinder head bolts automatic devices to connect with the design and works. Manual checking of the unit made bold to air his views to examine the device carried out in the structure of the design and theoretical analysis, for its main component design. This design automatic device design of the major components ：one.,Overall rack design.two,Reviewmechanism designed.three,Transmission of the design.four, Transmission of the design.Key words：Valve chamber cover；Bolt assembly；Auto-inspection；Production line目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论 (1)1.1 汽车及汽车工业概述 (1)1.2.1 发动机的概述 (1)1.2.2 发动机的组成 (2)1.2.3 发动机的分类 (2)1.2.4 发动机的构造 (3)1.2.5 汽车发动机行业的发展前景 (3)1.3 汽车生产线 (4)1.3.1 生产线的概述 (4)1.3.2 装配线型式 (4)1.3.3 装配线的长度 (5)1.3.4 装配线的劳动量 (5)1.3.5 生产线的展望 (6)1.4 生产线的方案选择 (6)1.4.1 汽缸盖自动装配与检验生产线的总体方案选择 (6)1.4.2 方案的择优与拟定 (7)1.5 本课题的研究意义 (8)1.6 设计的预期成果 (8)第2章自动检查装置的总体设计 (9)2.1 研究的主要内容 (9)2.2 发动机缸盖装配生产线的工艺要求 (9)2.3 设计的目的 (9)2.4 连接螺栓自动检查装置的构思 (10)2.5本章小结 (12)第3章自动检查装置主要部件的设计 (13)3.1 检查装置的设计 (13)3.1.1 检查装置的原理 (13)3.1.2 数字侧长传感器个数的选择 (14)3.1.3 检查机构的连接和固定 (14)3.2 整体机架的设计 (16)3.2.1 机架形式的确定 (16)3.2.2 挠度的计算 (17)3.3 传动机构的设计 (18)3.4 螺栓连接计算 (20)3.4.1 水平汽缸螺栓的链接和校核： (20)3.4.2 竖直气缸螺栓的连接和校核 (23)3.5 平衡机构的设计 (26)3.6 本章小结 (27)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1 汽车及汽车工业概述汽车，这个有上万个零件组合的机电产品，凝结了人类智慧的结晶，和谐地将科学技术与艺术相统一，并绽放出绚丽的文化光芒。

毕业设计开题报告学生姓名系部汽车工程系专业、班级指导教师姓名职称高工从事专业车辆工程是否外聘□是√否题目名称发动机（DA465Q）缸盖连接螺栓自动装配装置设计一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义1、研究现状汽车发动机装配的自动化程度，在一定程度上先知了汽车的自动化生产水平。

因此，提高汽车发动机的自动装配生产选水准，是目前我们必须要解决的重要难题，近十余年，工业发达国家在产品需求多样化，产品精度不断提高和新技术不断发展的推动下，装配作业自动化技术得到了迅速的发展。

自动装配线的制造和应用也进入了一个新的历史时期。

目前国外自动装配线制造以美国、日本等最为发达。

其他国家，如联邦德国、法国、英国、苏联、捷克、瑞士等也发展很快。

当代具有代表性的主要厂家有：美国Cross公司、日本的东芝机械与三协精机、法国的Renault公司、苏联的明斯克自动线工厂等。

自动装配设备的使用也以美国和日本为领先。

据介绍，美国在1983年已拥有自动装配机近五十万太，占美国机床拥有量的8%左右。

日本现役装配机也在二万台以上。

在机械装配过程中,基础件和装配件的传送、给料和装配作业可部分地或全部地实现半自动化或自动化。

机械装配自动化的主要目的是：保证产品质量及其稳定性，改善劳动条件，提高劳动生产率，降低生产成本。

装配自动化的一般要求是：产品的生产批量较大；产品结构的自动装配工艺性好，如装配工作有良好的可分性，零件容易定向、定位，零件间联接多用胶接和焊接代替螺纹联接，避免使用垫片等调整件；采用自动化装配后应具有较好的经济效果。

装配作业的自动化程度往往需要经过技术经济分析来确定。

2、工业机器人的应用及其自动装配线工业机器人由于可在一次动作循环中灵活完成各种动作，从而代替了装配机中许多复杂部件的功能，使装配机本身复杂程度大大降低。

工业机器人有固定程序的，也有计算机控制的。

由于计算技术的不断发展与完善，采用计算机控制似乎已成为当前发展的方向，其经济效益也为实践证明是十分显著的。

题目：吉利14TB发动机气缸盖罩六角法兰面螺栓、线束卡、PCV阀门装配工艺设计目录1．气缸盖罩、PCV阀 (1)1.1 气缸盖罩、PCV阀简介 (1)1.2 气缸盖罩的组成 (1)2．装配的工作要求 (1)2.1 工作前要求 (1)2.2 工作中要求 (1)2.3 工作后要求 (2)3．气缸盖罩六角法兰面螺栓装配丶PCV阀装配工艺 (2)3.1 物料准备及检查 (3)3.2 六角法兰面螺栓装配 (3)3.3 气缸盖罩线束卡装配 (4)3.4PCV阀装配和预拧打紧四颗螺栓总成装配 (6)3.5检验、标记 (7)4.常见问题分析 (8)5.总结 (9)参考文献 (10)吉利14TB发动机气缸盖罩六角法兰面螺栓、线束卡、PCV阀门装配工艺设计1．气缸盖罩、PCV阀1.1 气缸盖罩、PCV阀简介气缸罩盖是盖在发动机缸体上的罩壳，能够防止外界杂质进入到发动机内，遮盖并密封气缸盖,将机油保持在内部,同时将污垢和湿气等污染物隔绝于外。

PCV阀即曲轴箱强制通风，由阀体、阀门、阀盖、弹簧组成，不可分解。

其主要作用是将曲轴箱内的气体通过PCV阀导入进气歧管，并有少量的空气由空气滤清器经PCV阀直接进入进气歧管，这就避免了节气门处结冰、燃烧不充分、排放恶化等现象，防止窜气进入大气，同时防止机油变质【1】。

1.2 气缸盖罩的组成气缸盖罩最基本的功能是与缸盖一起形成一个似闭空腔，遮盖并密封气缸盖，同时还兼顾将机油与空气隔离、曲轴箱通风、充当机油注口、作为传感器安装在支座，气缸盖罩一般由金属所主导应用。

2．装配的工作要求2.1 工作前要求(1)操作员工须经过专业知识、安全知识培训合格后方可上岗进行操作。

(2)开线前首先检查工位悬挂的拧紧枪和物料架是否牢固稳定。

(3)开线做好首件检查表记录首台发动机号码，并且检查线束卡是否错装和右侧气缸盖罩黑胶是否溢出。

(4)穿戴好劳保用品，避免工作中受伤。

(5)检查线旁螺栓螺柱是否足量，若不够则需提前告知自由人或班长。

摘要微型及普及型汽车在我国有很大市场，从0.9L到1.6L，价格适合我国国情，适合正在发展的中国的现况。

发动机是汽车重要零件之一，随着现在设计加工制造技术的发展，发动机的装配方法及技术手段等也在不断发展，确定装配工艺与装夹方案及设计，从而达到对发动机装配工艺进一步的更深了解。

该毕业设计可以加强常用工具AutoCAD软件的使用与掌握；加快了解汽车企业生产装配工艺设计、制造及应用的过程。

汽车发动机装配的自动化程度，在一定程度上限制了汽车的自动化生产水平。

因此，提高汽车发动机的自动装配生产线水准，是目前我们必须解决的重要难题。

汽车发动机的气缸分为缸体与气缸盖两大部分，其中缸体主要提供发动机的动力输出，而气缸盖主要提供发动机的动力来源。

它将输入的燃料以化学能转化成热能形式、进而转化成发动机的动力，以实现汽车的动力与预期功用。

汽车发动机的配气机构是发动机实现其正常工作的必备机构，发动机通过配气机构的运动带动活塞的往复运动，进而实现其吸气、排气、做功等一系列的动作与功能。

弹簧座是气门组的重要固定与夹紧装置，在弹簧预紧力的作用下，锁片、气门阀、以及弹簧座的实现紧密配合，即自锁。

弹簧座可大致分为正向与反向两种固定方式。

起重，正向固定一般为与水平垂直90度“上大下小”方式，而反向固定为与水平垂直90度“下小上大”方式。

本设计采用的是正向固定方式。

在弹簧座的自锁机构中，为了更加的保证配合的精度，有时需要在弹簧座中加入一锁片套，利用锁片套与锁片之间的紧密配合，来达到更高的技术要求。

汽车发动机气缸盖进、排气门组自动检验装置的设计，是完全自动化的检查装置，检查时间为60s。

关键词：发动机；气缸盖；气门组；检查装置；传感器ABSTRACTThe universal mini-vehicles in China has great market, from 0.9L to 1.6L, the price for China's national conditions, China is developing for the current situation. One of the important parts in automotive engines, with the present design manufacturing technology, engine assembly methods and techniques are evolving such as to determine the assembly process and the clamping scheme and design of the engine assembly process so as to achieve further deeper understanding.The graduation project can enhance the use of common tools and mastery of AutoCAD software; Accelerate the understanding of automobile production assembly process design, manufacturing and application process.Engine assembly automation, to a certain extent, limit the level of automated production of motor vehicles. Therefore, improving the car engine standard automatic assembly line, is we have to solve important problems.Automotive engine cylinder block and cylinder head cylinder head is divided into two parts, of which the main provider of the engine cylinder power output, and provide the engine cylinder head main power source. It will enter the fuel to form chemical energy into heat, and then into the engine's power, in order to achieve the expected vehicle dynamics and function.Automotive engine valve train is the engine must work to achieve their normal body, engine valve mechanism by the movement of the piston driven reciprocating motion, thus achieving its suction, exhaust, doing work and a series of actions and functions..Valve spring seat is an important group of fixed and clamping device, the role of preload in the spring, the locking pieces, gas patriarch, and the spring seat closely with the realization that the self-locking. Spring seat can be broadly divided into two fixed positive and negative ways. Lifting, forward fixed is generally 90 degrees with the horizontal and vertical "next big small" way, but the reverse is fixed at 90 degrees with the horizontal and vertical, "the next big small" way. This design uses a positive fixation.In the spring seat of the self-locking, in order to better guarantee the accuracy of cooperation, sometimes in the spring seat by adding a lock piece sets, the use of locking plates and locking plates between the sets of close coordination to achieve higher technical requirements.Into the automobile engine cylinder head, exhaust valve set automatic test equipment design, is fully automated inspection equipment, inspection time was 60s.Keywords: Engine;cylinder head; Doors group; Check;sensor device目录摘要ⅠAbstractⅡ第1章绪论 11.1 汽车的概述 (1)1.1.1 汽车的概念与组成 (1)1.1.2 汽车的分类 (1)1.2 汽车工业的概述 (2)1.2.1汽车工业在机械制造业中的地位 (2)1.2.2汽车工业的发展 (2)1.3 汽车生产线 (3)1.4 发动机 (3)1.4.1发动机的概述 (3)1.4.2发动机的分类 (3)1.4.3发动机的构造 (4)1.5 本课题所要解决的问题 (5)1.6 本课题的研究意义 (5)1.7 预计本课题将取得的研究成果 (6)第2章工艺设计72.1 生产线的可行性分析 (7)2.1.1 市场调研 (7)2.1.2 装配工艺 (8)2.1.3 主要注意问题 (9)2.1.4 初步分析结论 (10)2.2 生产线的总体选择 (11)2.2.1 型式 (11)2.2.2 条数 (12)2.2.3 长度 (12)2.2.4 劳动量 (12)2.3 生产线的方案选择 (13)2.3.1 气缸盖自动装配与检验生产线的总体方案选择 (13)2.3.2 自动检验装置的方案选择142.4 方案的择优与拟定 (15)2.5 本章小结 (16)第3章自动检验装置的设计173.1 构思与分析 (17)3.1.1 气缸盖的构造 (17)3.1.2 气门组的结构 (18)3.2 自动检验装置的设计 (19)3.2.1 自动检验装置的图样确定 (19)3.2.2 气门组的装配位置 (20)3.2.3 发动机进、排气门组自动检验装置的构思 (20)3.2.4 几种位置尺寸的计算 (21)3.3 自动检验装置的选型 (21)3.3.1 传感器的类型 (21)3.3.2 导轨的选型 (22)3.3.3 传感器的检测方案233.3.4 气缸的选型 (23)3.4 自动检验装置的空间布置方案 (24)3.4.1 检验的布置方案 (24)3.4.2 支架的布置方案 (24)3.4.3机架的设计 (25)3.5 本章小结 (27)结论28参考文献29致谢30第1章绪论1.1 汽车的概述1.1.1 汽车的概念与组成汽车工业，在二次世界大战后，特别是进入80年代以来，无论在生产规模，生产数量，生产车型种类方面都有飞跃的发展。

发动机（DA465Q）缸盖连接螺栓装配⾃动检查装置设计第1章绪论1.1 汽车及汽车⼯业概述汽车，这个有上万个零件组合的机电产品，凝结了⼈类智慧的结晶，和谐地将科学技术与艺术相统⼀，并绽放出绚丽的⽂化光芒。

⽂化是⼈类在社会历史实际过程中所创造的精神财富和物质财富，是⼈类⾏为的精神内涵。

⼈们在制造和使⽤汽车的实践过程中，形成的⼀套⾏为⽅式、习俗、法规、价值观念等构成了汽车⽂化。

汽车⽂化以汽车产品为载体并与之结合，影响着⼈们的思想观点与⾏为。

汽车⼯业，在⼆次世界⼤战后，特别是进⼊80年代以来，⽆论在⽣产规模，⽣产数量，⽣产车型种类⽅⾯都有飞跃的发展。

在⼯业发达国家中，轿车的产量和牌型增加很快。

重型载货车、特种车的应⽤领域⽇⼴，发展就业很快。

汽车⼯业是加⼯设备⼯业的最⼤⽤户，⼤量⽣产汽车的特殊要求，对⾼度专⽤的加⼯设备的设计和发展具有深远的影响。

根据汽车动⼒装置、运送对象和使⽤条件的不同，汽车的总体构造可以有很⼤的差异，但他们的基本结构都是由发动机、底盘、车⾝和电器与电⼦设备四⼤部分所组成。

随着电⼦计算机的飞速发展和⼴泛运⽤，汽车产品也和其他许多领域的产品⼀样越来越多地引进了微处理机、各种传感器和调节装置，使汽车产品由单⼀的机械产品向机（机械）—电（电器与电⼦）—仪（仪表）⼀体化的产品过度，并逐步向⾃动控制和智能化⽅向发展。

1.2 汽车发动机1.2.1发动机的概述齿轮、有⼈把引擎成为发动机，其实，发动机是⼀整套动⼒输出设备，包括变速引擎和传动轴等等，可见引擎只是整个发动机的⼀个部分，但却是整个发动机的核⼼部分，因此把引擎称为发动机也不为过。

随着科技的不断进步，⼈们不断地研制出不同类型不同⽤途的发动机，但是不管哪种发动机，它的基本前提都是要以某种燃料燃烧来产⽣动⼒，所以，以电为能量来源的电动机，不属于发动机的范畴。

回顾发动机产⽣和发展的历史，它经历了外燃机和内燃机两个发展阶段。

发动机就是将燃料的化学能转换成机械能的机器。