裝配式凸輪軸滾花式連接自動化裝配機的製作方法

2023-08-10 14:10:31 2

專利名稱：裝配式凸輪軸滾花式連接自動化裝配機的製作方法
技術領域：
本發明涉及裝配式凸輪軸的自動化連接裝置
背景技術：
凸輪軸是發動機的關鍵部件，傳統的製造方法主要是鍛造或鑄造，凸輪與軸呈一體。裝配式凸輪軸則採用鋼管做成的芯軸與凸輪及軸頸分體製造，然後再裝配為一體，該方法與傳統的製造方法相比，裝配式凸輪軸具有重量輕、生產成本低、材料分配合理、易於生產製造等優點。裝配式凸輪軸生產的技術關鍵是芯軸與凸輪的連接。目前，用於芯軸與凸輪連接加工的裝置主要有熱套法連接裝置，雷射焊接法連接裝置等等。對於採用滾花式的連接方法加工凸輪軸的裝置，尚未見有關專利揭載。

發明內容
本發明的目的是提供一種用於滾花式的連接方法，精確、快捷的將芯軸與凸輪連接的裝配式凸輪軸滾花式連接自動化裝配機。
本發明的上述目的是這樣實現的，結合


如下應用變速傳動機構的高速傳動比機構解決滾珠絲槓的快速升降問題；應用高速傳動機構的低速傳動比機構解決芯軸與凸輪的連接壓入問題；應用芯軸滾花機構解決芯軸的滾花不均勻及快速滾花加工問題；應用自動分度機構解決凸輪的進給問題；應用頂出導向機構解決芯軸的支撐導向問題；應用芯軸夾緊旋轉機構解決芯軸的夾緊旋轉問題；應用導軌滑塊機構解決滑塊的導向及芯軸、凸輪的精確裝配問題。具體技術方案是裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，是由傳動機構、夾緊旋轉機構、芯軸滾花機構、頂出導向機構、凸輪進給機構、導軌滑塊機構組成，傳動機構置於機架34的頂部，它包括電機3和由電機3通過齒輪變速箱4驅動的傳動齒輪5以及滾珠絲槓6，傳動齒輪5與滾珠絲槓6上的螺母7連接，並通過軸承2、10支撐在與機架34固定在一起的上支架1和下支架9內，滾珠絲槓6與滑塊12連接，滑塊12可沿固定在機架34上的直線導軌13滑動，夾緊旋轉機構包括油缸17、油缸外套14和裝在油缸17缸體下端的夾頭23，油缸外套固定在滑塊12上，油缸推桿18向下推動夾頭23加緊芯軸24，缸體上固定有傳動齒輪20，它與由電機32驅動的蝸杆31相嚙合，頂出導向機構為一液壓油缸26，它固定在機架底座上，頂出導杆28與活塞27連接，並能自由轉動，芯軸滾花機構30裝在夾緊機構的下方，並固定在機架上，芯軸滾花機構30包括滾花刀48和由滾花液壓缸44驅動控制滾花刀進給的滾花轉盤45構成，滾花刀可沿導軌47前後運動，用於凸輪25進給到裝配位置的自動旋轉分度盤29裝在芯軸滾花機構的下方。
本發明優點及技術效果是
1.本發明採用滾花和芯軸、凸輪的裝配在同一設備上進行，可極大節省連接裝配時間。2.本發明採用芯軸空程快速移動，壓入時低速壓入的方式，有效地節省了時間，增大了壓入力。3.本發明在夾緊旋轉裝置中採用外套14在迴轉油缸進出油孔處設凹形槽，使芯軸旋轉順利進行。4.本發明採用頂出導向裝置，確保芯軸滾花加工精確及芯軸準確地壓入凸輪中，防止由於芯軸和凸輪壓入時的軸線偏心造成的事故。5.本發明採用芯軸在滾花時旋轉的方式，有利於滾花加工，確保滾花均勻、不偏心。6.本發明採用數控旋轉分度盤自動將凸輪、軸頸進給的方式，使凸輪軸連接裝配完全達到自動化。

圖1是滾花式凸輪軸自動化裝配裝置示意圖。
圖2是滾珠絲槓機構與傳動齒輪結構示意圖。
圖3是圖2的A-A示意圖。
圖4是齒輪變速箱示意圖。
圖5是芯軸滾花機構示意圖。
圖中1上支架、2軸承、3電機、4齒輪變速箱、5傳動齒輪、6滾珠絲槓、7螺母、8連接塊、9下支架、10軸承、11法蘭盤、12滑塊、13導軌、14油缸外套、15軸承、16油缸蓋、17油缸、18油缸推桿、19軸承、20蝸輪、21連接壓盤、22夾塊、23夾頭、24芯軸、25凸輪、26頂出導向油缸、27活塞、28頂出導向杆、29自動旋轉分度盤、30滾花裝置、31蝸杆、32電機、33託架、34機架、35變速箱輸出軸、36低速輸出齒輪、37輸出離合器、38主傳動軸、39低速主動齒輪、40主傳動離合器、41高速主傳動齒輪、42高速輸出齒輪、43變速箱輸出齒輪、44滾花液壓缸、45滾花轉盤、46轉輪、47滾花刀導軌、48滾花刀具體實施例方式下面結合附圖所示實施例進一步說明本發明具體內容及其工作過程。
參閱圖1本發明採用滾花與裝配同時進行的方法進行設計的。滾花裝置30裝於凸輪軸裝配位置(即凸輪25擺放位置)的上方。首先在油缸推桿18的向下推動下，夾頭23夾緊凸輪軸的芯軸24，電機3可採用交流伺服電機，經齒輪變速箱4的高速傳動比機構帶動傳動齒輪5轉動，由於傳動齒輪5與滾珠絲槓6的螺母7連接，帶動螺母7轉動，滾珠絲槓6快速下移，滾珠絲槓6靠法蘭盤11與滑塊12相連，滑塊12在直線導軌13上可上下滑動，滑塊12下端與芯軸24夾緊旋轉機構相連接。由於滾珠絲槓6快速下移，則芯軸24亦快速下移。當下移到欲滾花位置時，頂出導向油缸26的活塞27推動頂出導向杆28頂住芯軸24的下端，保證滾花時芯軸24不振動及準確裝入凸輪25中。與此同時，電機32啟動，帶動蝸杆31旋轉，經蝸輪20帶動油缸17及夾塊22、夾頭23等一起旋轉，芯軸24也隨之旋轉，芯軸滾花機構30進行滾花加工。由於是三刀120°同心加工可確保滾花快速、均勻。滾花完畢後，電機3變換成低速傳動比機構，將芯軸壓入凸輪中，第一個凸輪連接裝配完畢。在進行第二個凸輪的連接裝配時，在滾花完畢後，要經電機32調整角度後方可壓入凸輪中。依此類推，直至連接裝配全部完成。
參閱圖4齒輪變速箱是由高速傳動比機構和低速傳動比機構組成，主傳動軸38上裝有低速主傳動齒輪39、主傳動離合器40分別連接在低速主傳動齒輪39和高速主傳動齒輪41上，輸出軸35上裝有變速箱輸出齒輪43、輸出離合器37上上分別裝有第數輸出齒輪36和高速輸出齒輪42，低速主傳動齒輪39與低速輸出齒輪36嚙合，高速主傳動齒輪41與高速輸出齒輪42嚙合。
齒輪變速箱的工作過程是高速傳動比機構電機3帶動主傳動軸38轉動，此時主傳動離合器40連接，輸出離合器37分離，主傳動軸38帶動低速主動齒輪39，主傳動離合器40，高速主傳動齒輪41，高速輸出齒輪42，輸出軸35，變速箱輸出齒輪43一起轉動，完成高速傳動比輸出(此時，低速輸出齒輪36空轉)。
低速傳動比機構電機3帶動主傳動軸38轉動，此時主傳動離合器40分離，輸出離合器37連接，主傳動軸38帶動低速主傳動齒輪39、低速輸出齒輪36、輸出離合器37、高速輸出齒輪42、輸出軸35、變速箱輸出齒輪43一起轉動，完成低速傳動比輸出(此時，高速主動齒輪41空轉)。
傳動機構中的傳動齒輪5與滾珠絲槓6上的螺母7可通過鑲套在滾珠絲槓6上的螺母7上的連接塊8連接。
夾緊旋轉機構中，在油缸17進出油孔處的油缸外套14上設凹形槽，可保持即使油缸在旋轉時也可使液壓油自由進出。夾頭23可通過夾塊22裝在油缸17缸體的下端。
其工作過程是液壓油經液壓缸17上油孔進油，推桿18向下推動夾塊23夾緊芯軸24；電機32旋轉經蝸杆31帶動蝸輪20轉動。由於齒輪與油缸相連，故帶動油缸及夾頭、芯軸轉動。
參閱圖5芯軸滾花機構30中的滾花刀48可採用3把並均布在滾花轉盤45內，滾花刀48裝在導軌47上，滾花刀48上的轉輪46與呈圓的漸開線形狀的滾花轉盤45內壁接觸。
芯軸滾花機構30的工作過程是當要對芯軸24進行滾花時，滾花液壓缸44依箭頭方向運動，滾花轉盤45逆時針轉動，轉輪46與滾花轉盤45內壁接觸，由於內壁是圓的漸開線形狀，隨著滾花轉盤的轉動，推動滾花刀48沿導軌47向軸心運動，到達滾花位置時開始滾花加工。
權利要求
1.裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，其特徵是由傳動機構、夾緊旋轉機構、芯軸滾花機構、頂出導向機構、凸輪進給機構、導軌滑塊機構組成，其特徵在於傳動機構置於機架(34)的頂部，它包括電機(3)和由電機(3)通過齒輪變速箱(4)驅動的傳動齒輪(5)以及滾珠絲槓(6)，傳動齒輪(5)與滾珠絲槓(6)上的螺母(7)連接，並通過軸承(2、10)支撐在與機架(34)固定在一起的上支架(1)和下支架(9)內，滾珠絲槓(6)與滑塊(12)連接，滑塊(12)可沿固定在機架(34)上的直線導軌(13)滑動，夾緊旋轉機構包括油缸(17)、油缸外套(14)和裝在油缸(17)缸體下端的夾頭(23)，油缸外套固定在滑塊(12)上，油缸推桿(18)向下推動夾頭(23)加緊芯軸(24)，缸體上固定有傳動齒輪(20)，它與由電機(32)驅動的蝸杆(31)相嚙合，頂出導向機構為一液壓油缸(26)，它固定在機架底座上，頂出導杆(28)與活塞(27)連接，並能自由轉動，芯軸滾花機構(30)裝在夾緊機構的下方，並固定在機架上，芯軸滾花機構(30)包括滾花刀(48)和由滾花液壓缸(44)驅動控制滾花刀進給的滾花轉盤(45)構成，滾花刀可沿導軌(47)前後運動，用於凸輪(25)進給到裝配位置的自動旋轉分度盤(29)裝在芯軸滾花機構的下方。
2.根據權利要求1所述的裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，其特徵在於傳動齒輪(5)與滾珠絲槓(6)上的螺母(7)可通過鑲套在滾珠絲槓(6)上的螺母(7)上的連接塊(8)連接。
3.根據權利要求1或2所述的裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，其特徵在於在油缸(17)進出油孔處的油缸外套(14)上設凹形槽，夾頭(23)可通過夾塊(22)裝在油缸(17)缸體的下端。
4.根據權利要求1所述的裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，其特徵在於所說的滾花刀(48)可採用(3)把並均布在滾花轉盤(45)內，滾花刀(48)裝在導軌(47)上，滾花刀(48)上的轉輪(46)與呈圓的漸開線形狀的滾花轉盤(45)內壁接觸。
5.根據權利要求1所述的裝配式凸輪軸滾花式自動化裝配機，其特徵在於所說的齒輪變速箱是由高速傳動比機構和低速傳動比機構組成，主傳動軸(38)上裝有低速主傳動齒輪(39)、主傳動離合器(40)分別連接在低速主傳動齒輪(39)和高速主傳動齒輪(41)上，輸出軸(35)上裝有變速箱輸出齒輪(43)、輸出離合器(37)上分別裝有第數輸出齒輪(36)和高速輸出齒輪(42)，低速主傳動齒輪(39)與低速輸出齒輪(36)嚙合，高速主傳動齒輪(41)與高速輸出齒輪(42)嚙合。
全文摘要
本發明的裝配式凸輪軸滾花式連接自動化裝配機涉及裝配式凸輪軸的自動化連接裝置。該裝置的傳動機構置於機架的頂部，它由電機通過齒輪變速箱和與滾珠絲槓上的螺母連接的傳動齒輪驅動滾珠絲槓上下移動；滾珠絲槓與直線導軌滑動的滑塊連接；夾緊旋轉機構包括油缸、固定在滑塊上油缸外套和裝在油缸缸體下端的夾頭，油缸推桿向下推動夾頭加緊芯軸，缸體上固定有由電機驅動的傳動齒輪；頂出導向機構為一固定在機架底座上的液壓油缸，頂出導杆與活塞連接，並能自由轉動；芯軸滾花機構裝在夾緊機構的下方，其滾花刀和由滾花液壓缸驅動控制滾花刀進給的滾花轉盤構成。該裝置可精確、快捷的將芯軸與凸輪連接的裝配式凸輪軸滾花式連接自動化裝配機。
文檔編號B23P9/02GK1433870SQ0311105
公開日2003年8月6日 申請日期2003年2月22日 優先權日2003年2月22日
發明者楊慎華, 寇淑清, 張馳, 金文明, 趙勇, 谷諍巍, 鄧春萍, 王學寰, 金明華 申請人:吉林大學