CN100515637C - 用来制造剖分型轴承结构的方法及加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用来制造剖分式轴承结构的方法，其中在许多工位中通过引入一个力经过一切断过程使轴承上部与一和它连成一体的轴承底部在一规定的断裂平面内分开，接着通过一至少具有两个螺钉的螺钉连接重新相互连接。轴承底部和轴承上部固定在一从一个工位输送到另一个工位的适配装置上，并且轴承上部至少在一些工序中在工位内通过一设置在适配装置上并在螺钉连接区域之外的作用在轴承上部上的可退回的辅助支承固定。

Description

用来制造剖分型轴承结构的方法及加工装置

本发明涉及一种用来制造剖分式轴承结构的方法，其中在许多工位中通过引入一个力经过一切断过程使轴承上部与一和它连成一体的轴承底部在一规定的断裂平面内分开，接着通过一至少具有两个螺钉的螺钉连接重新相互连接。

其次本发明涉及一种用来制造剖分型轴承结构的加工装置，其中由一轴承底部和一与它连成一体的轴承上部组成的工件输送给至少一个切断工位，将轴承上部从轴承底部上切下，并输送给一个拧紧工位，以便借助于至少一个具有两个螺钉的螺钉连接将轴承上部与轴承底部重新连接。

上述类型的轴承结构具有例如曲轴箱、连杆等工件。

因为在切断过程中断裂曲线是不同的，必须确保，每个切下的轴承上部(在连杆的情况下通常称为“盖”)保持和所属的轴承底部(在连杆的情况下通常称为“杆”)相配。

在大多数已知的方法和加工装置中，例如参见文献EP0507519A2，通过这样的方法确保这种配对，即在切断过程本身开始之前装入螺钉连接的螺钉，从而使相应的轴承底部与所属的轴承上部连接，从而排除了换错或混淆的可能性。

当然如果螺钉没有完全拧入，亦即相对于螺钉纵轴留有几毫米的间隙。则存在这样的危险，即在切断过程中螺钉至少受到冲击，如果没有弯曲的话，这造成螺钉连接的损坏，抗拉强度的减小，结果导致损害连接质量。

由于这个原因已经实现了这样的方法和加工装置，其中相应的轴承上部在切断过程后与轴承底部分开，从过程中甩出，并在结束后重新输送给在切断过程后所要求的工序。

但是由于过程分隔这种加工方式要求可观的物流、工艺和设备费用，而没有完全排除配对差错。

本发明的目的是，提供一种方法及加工装置，用它们完全排除螺钉损坏及相对于轴承上部的配对差错。

按照本发明这个目的在方法方面通过这样的方法实现，即轴承底部和轴承上部固定在一从一个工位输送到另一个工位的适配装置上，轴承上部至少在一些工序中在工位内通过一设置在适配装置上的并在螺钉连接区域之外作用在轴承上部上的可退回的辅助支承固定。

这个目的在加工装置方向按照本发明通过这样的方法实现，即设置一输送装置，通过它将支承工件的适配装置从一个工位输送到至少一个接下来的工位，其中适配装置配备一可拉回的辅助支承，它这样固定可装在适配装置上，使它在螺钉连接区域之外作用在工件的轴承上部上。

本发明以这样的构想为基础，即普通的在切断过程前安装螺钉的方法和加工装置的优点与不带螺钉的切断方法的优点相结合。

按照本发明这通过设置一在整个加工流程上配设于两个轴承部分的辅助支承达到，辅助支承最终以新的方式替代了插入螺钉的功能，并确保，在整个加工流程中相应的轴承上部保持在所属轴承底部上。换言之：辅助支承不配设于一特定的工位，而是由于其设置在适配装置上在整个加工过程中都保持在两个轴承部分区域内，从而保持在工件上。

原则上辅助支承可以按各式各样的方式设计。它可以由一个或几个支承元件组成，它们根据造型的不同作用在轴承上部上的合适的部位上。辅助支承可以机械、气动或液压操作。

虽然在生产线领域内在具有许多工位的生产过程中采用适配装置来容纳和固定工件。但是应用在制造剖分型轴承结构的方法中并在适配装置上安装辅助支承，以及其特殊的结构与进给和退回的可能性的结合是全新的，并对于工艺流程而言带来许多意想不到的可能性。

这些可能性之一是辅助支承送进和退回的可能性。例如在一定的工序时和特别是从一个工位输送到下一个工位时要求，将轴承上部牢固固定在轴承底部上。但是在一定的工序和一些工位中必需，使辅助支承至少不受力，或完全拉回，而且是在还没有或者还没有完全建立或设置螺钉连接的阶段。通过送进或退回的可能性在各式各样工序中实现迄今为止没有达到的灵活性，而且不限制在采用适配装置的情况下加工的优点。

为了确保可靠的加工，必须将轴承底部在的所有工位中牢固夹紧在适配装置上。这种牢固夹紧可以通过内部的或外部的夹紧装置实现。但是如果为了将轴承底部牢固夹紧在适配装置上，设置一个或几个与适配装置上相应的对应止挡共同作用的夹紧气缸，那么便得到一种特别有利的方案。

原则上辅助支承可以设计成这样，使它在切断过程中承担将轴承上部固定在轴承底部上的功能。但是对于一特定的材料和工件形状而言，在切断工位内设置从外部作用的主支承可能是适宜的，它们在切断过程中弹性地作用在轴承上部上。

原则上在切断过程后将工件直接输送给拧紧工位，但是根据本发明设置成，轴承上部和轴承底部在切断后在断裂平面内经历一次分离和清洗过程。

这个分离和清洗过程可以用各式各样方法进行。

如果分离过程通过振动或冲击作用进行，是有利的。为此可以在相应的工位内设置一振动或冲击装置，它作用在轴承上部上，并使轴承上部以较快的顺序在断裂平面内与轴承底部接触。用这种方法可以去除通过切断过程产生的、松散地留在断裂面上的金属颗粒。这个过程可以通过吹风、抽吸或刷扫装置支持。

在振动或冲击作用阶段轴承上部相对于轴承底部必须平行于断裂平面位置精确地固定，同时在垂直于断裂平面的方向上保持松动。有利的是，这里设置一具有可插入螺钉孔内的固定以及支承心轴的固定装置。在这个过程中辅助支承缩回，以便进行吹风，抽吸或刷扫等清洗过程，从而轴承上部可以从轴承底部后退比较远，甚至形成一缝隙，然而不消除这两个部分之间的连接，从而不会出现开头所述的配对差错。

原则上可以以任何方式设置固定以及支承心轴。但是对于具有两个螺钉的螺钉连接而言有利的是，将这里所需要的两个固定以及支承心轴在一个末端通过一梁相互连接，并借助于一用来进行所需要的送进和退回运动的送进气缸操纵这个梁。

实际上已经证实有利的是，在切断过程之前为了确定断裂平面首先在工件上加工一个所谓的断裂切口。此切口可以用各式各样方法制造。如果借助于激光在断裂平面区域内加工出切口是有利的。

这里借助于激光在一个紧接在切断工位之前的单独的工位内加工断裂切口是适宜的。

有利的是，在分离和清洗过程后立即将用于螺钉连接的螺钉插入必需的孔内，最后用规定的扭矩拧紧。这个过程适宜于在一紧接分离以及清洗工位之后的单独的拧紧工位内进行。

但是不是在插入和拧紧螺钉之前，而是在插入和拧紧螺钉之后进行分离和清洗过程也可能是适宜的。为此要求，在拧紧螺钉后重新松开螺钉，并拧开到这种程度，使得轴承上部可以从轴承底部上略微抬起。然后在这个阶段可以通过振动或冲击作用进行上述分离过程，以及通过吹风、抽吸或刷扫支持。由于安装了螺钉这时辅助支承处于后退位置。当然此后需要重新拧入和拧紧螺钉。根据工艺流程的不同这可以通过从分离以及清洗工位退回到拧紧工位或在一附加的拧紧工位内进行。

原则上工件从一个工位到另一个工位的输送可以用任何分别与空间条件、加工以及待加工工件相匹配的形状进行。但是这里升降台结构证明是特别合适的，围绕它设置各个工位，并通过它将适配装置输送给各个工位或从各个工位送出。例如在升降台结构区域内可以设置上料工位、卸料工位、激光工位、切断工位、分离以及清洗工位以及拧紧工位。

但是如果在这种加工设备中，上料以及卸料工位、拧紧工位和激光工位、切断工位和分离及清洗工位分别合并成双工位，那么便得到特别优良的结构。用这种方法可以在不同的工位内同时进行不同的工序，使得每个工位的停机时间减小到最小的程度。因此按这种方法设计的加工装置能够在单位时间内加工比用普通的顺序连接的工位和待加工工件步进式通过的方法更多数量的工件。

下面参照附图详细描述和说明本发明的主要元件、观点和工步。

图1表示一适配装置的实施例，该适配装置具有曲轴箱形式的工件，该工件具有作用在曲轴箱的轴承上部上的、亦即送进的辅助支承；

图2表示按图1的结构，具有从曲轴箱的轴承上部上后退的辅助支承；

图3a-3l示意表示按图1和2的曲轴箱的轴承上部，辅助支承处在不同的加工阶段和在本发明加工装置的不同工位；

图4表示一本发明的配备升降台结构的用来实施本发明方法的加工装置的示意机器总图。

在图1和图2中以垂直剖视图表示的适配装置1的实施例支承在一输送装置2上，并且基本上设计成槽形，亦即在横截面内成U形。

曲轴箱3形式的工件放在槽形适配装置1的内部，并且(在图纸平面内观察)配备许多顺序设置的轴承结构4，它们分别由一轴承底部5以及一轴承上部6组成。

曲轴箱3以其底面支承在对应止挡7上，并在朝向轴承结构4的一侧紧靠在对应止挡8上。

在背向轴承结构4的一侧上，适配装置配备两个夹紧气缸9，通过它们将曲轴箱3压紧在对应止挡7和8上，并可以用这种方法牢固夹紧在适配装置内。

为了将轴承结构4分开，必须将轴承上部6沿一断裂平面10从与它连成一体的轴承底部5上切下。这通过在一所谓的切断工位内用已知的切断过程进行，在切断工位内用已知方法通过一大多分成两件的切断心轴将切断力输入轴承结构4的孔内。

如由图1和2可见，在适配装置1的与夹紧气缸9相对的一侧上设置相互成一锐角布置的各支承顶杆11，它们安装在支承气缸12的前端上，它们共同构成用于轴承上部6的辅助支承13。已经说过，图1表示辅助支承13在作用在轴承上部上的位置，亦即送进的位置上，而图2表示辅助支承13的支承顶杆11在后退的位置，亦即从轴承上部6上抬起的位置上。

在图中所示的实施例中在切断过程进行后，轴承上部6通过一具有两个螺钉的螺钉连接固定在轴承底部5上。

为此在一未示出的钻孔工位内在切断过程之前在轴承上部6和轴承底部5上用已知方法加工出用于螺钉的安装孔以及为此所需要的螺纹。然后将用这种方式准备好的曲轴箱借助于输送装置2通过适配装置1输送到加工装置的第一个工位内，在该工位内在断裂平面10内加工断裂切口14。这种工艺是公知的，并可以用不同方法，但尤其是通过用激光切除材料进行。

在图3a中示意表示这个过程。在这个阶段辅助支承13缩回。

在加工断裂切口14后曲轴箱3通过输送装置2在适配装置1中输入切断工位。因为在这个阶段轴承上部6还与轴承底部连成一体，辅助支承13还处于缩回状态，如由图3b所见。

在所示实施例中在后续的切断过程之前主支承15被送进，它们以已知方法弹性地作用在轴承上部6上并在切断过程中防止所谓的旋转断裂。

只有在完成切断过程后辅助支承13才送进，接着主支承15退回，如图3c中示意表示的那样。在这种情况下辅助支承13用来，使在这个阶段已经从轴承底部5上切下的轴承上部6不会从轴承底部5上掉下，并在这时不会与其它轴承上部混淆。

在主支承15退回后-如图3d中示意表示的那样-固定装置16被送进。在本实施例中固定装置16具有两个固定以及支承心轴17，它们通过一梁18相互连接。

其次在固定装置区域内设置一振动或冲击装置19。

如由图3e可见，固定以及支承心轴17在另一个工步中插入螺钉孔内，并用这种方法使轴承上部6相对于轴承底部5平行于断裂平面10位置精确地固定，同时在垂直于断裂平面的方向上保持松动。然后在这个阶段辅助支承13退回，振动和冲击装置19送进，并紧靠在轴承上部6上，如在图3e中示意表示的那样。接着便实施振动或冲击功能，从而去除可能附着在断裂平面上的金属颗粒。

由于轴承上部6通过固定以及支承心轴17松动地支承，轴承上部在必要情况下甚至可以从轴承底部5上抬起一有限的量，并通过吹风、抽吸或刷扫附加地清洗断裂面。

然后在下一个工步中重新送进辅助支承13，从而使轴承上部6相对于轴承底部5精确固定。然后在这个阶段便可以脱开振动或冲击装置19，并将固定装置16退回。

然后在一接着的工步中使得钉到位并插入孔内，如在图3g和3h中示意表示的那样。在螺钉送入后在一紧接的工步中拧紧装置20进给。接着用规定扭矩拧紧螺钉，如图3k中示意表示的那样。

在所述阶段内(图3f至3k)中轴承上部6始终精确地固定在轴承底部5上，从而不仅排除了开头所述的混淆，而且确保，轴承上部6在轴承底部5上可靠地固定在与切断过程之前的位置精确对应的位置上，亦即一个零件的断裂面的凹坑和突起与另一个零件的断裂面的凹坑和突起精确地吻合。此外按照本发明在整个加工过程中都确保这种状态，因为轴承上部在轴承底部上或通过辅助支承13或(如图3e中所示)通过固定以及支承心轴17保持在精确配对的位置上。

本发明方法的另一个优点在于，在切断过程结束后才输入和拧紧螺钉，从而始终确保高质量的螺钉连接。因此排除了在切断过程中的螺钉损坏或甚至螺钉弯曲。

在利用一个预定的扭矩拧紧螺钉后，辅助支承被退回，并且通过这种方式加工的曲轴箱通过适配装置1和输送装置2输送到一个另外的工位。

在图4中示意示出的加工装置中，一个所谓的升降台结构21被选作中心输送装置2，围绕其边缘设置各个工位。

这个特殊结构的另外一个特征在于，每两个工位合并成一个工位。

在图4中通过箭头表示从一个工位到与它相连的工位的输送。顺序分别通过在一圆周内给出的位置号得到，它们除了表示不同的工位外，还表示升降台结构上的流程。

具体来说在图4中所示的加工装置中的流程如下：

在工位1中工件装入适配装置中、校正并借助于夹紧气缸牢固夹紧。这时辅助支承位于退回位置(参见图2)。

适配装置连同牢固夹紧的工件从位置1处的上料工位输送到位置2处的升降台结构上，并从那里输送给位置3处的激光工位。

在激光工位加工出断裂切口后，适配装置连同工件被送回升降台结构，进入位置4，并通过升降台结构的旋转运动到位置5，然后它从那里输送给位置6处的切断工位，并在切断后输送给位置7处的分离以及清洗工位。

然后适配装置带着切断和清洗过的工件重新到达位置8处的升降台结构上，通过升降台结构的旋转送入位置9，然后适配装置连同工件输送给位置10处的拧紧工位，在这里拧入螺钉并用规定的力矩拧紧。

在这个工序后适配装置经过在升降台结构上的位置11输送给位置12处的卸料工位。在那里将完工工件从适配装置中取出并输出。

一方面采用升降台结构21作为中央输送装置和上、卸料工位的结构，另一方面拧紧以及激光工位，以及切断工位和分离及清洗工位分别做成一双工位，有这样的优点，即可以同时进行下列工序，亦即不用等上一个已经完工的工件卸料后才开始新工件的装料。

因此由于升降台结构21可以这样地选择流程，使得在工件在激光工位内配备断裂切口的时间段内，一已经配备断裂切口的工件同时在切断工位内经历切断过程，并在分离以及清洗工位内可以去除可能的金属颗粒。用这种方法可以在各个工位内缩短停机时间，并提高单位时间内的加工件数。

Claims (21)

1.用来制造剖分式轴承结构的方法，其中在许多工位中通过引入一个力经过一切断过程使轴承上部与一和它连成一体的轴承底部在一规定的断裂平面内分开，接着通过一至少具有两个螺钉的螺钉连接重新相互连接，其特征在于：

轴承底部和轴承上部固定在一从一个工位输送到另一个工位的适配装置上，并且轴承上部至少在一些工序中在工位内通过一设置在适配装置上并在螺钉连接区域之外的作用在轴承上部上的可退回的辅助支承固定，

轴承底部和轴承上部在切断过程后在断裂平面内经历一次分离以及清洗过程，并且

轴承上部在分离和清洗过程期间相对于轴承底部平行于断裂平面位置精确地固定，同时在垂直于断裂平面的方向上保持松动。

2.按权利要求1的方法，其特征为：轴承底部在所有加工工位中都牢固夹紧在适配装置上。

3.按权利要求1的方法，其特征为：在切断过程中主支承弹性地作用在轴承上部上。

4.按上述权利要求1至3之一项的方法，其特征为：分离过程通过振动或冲击作用进行。

5.按上述权利要求1至3之一项的方法，其特征为：清洗过程通过吹风、抽吸或刷扫进行。

6.按权利要求1的方法，其特征为：在切断过程之前借助于激光在断裂平面内加工出一分断切口。

7.按上述权利要求1至3之一项的方法，其特征为：在分离以及清洗过程后插入螺钉，并用规定的扭矩拧紧。

8.按上述权利要求1至3之一项的方法，其特征为：适配装置输入各个工位或从工位中输出是通过升降台结构进行的。

9.用来制造剖分式轴承结构的加工装置，其中由轴承底部(5)和与该轴承底部连成一体的轴承上部(6)组成的工件输送给至少一个用来使轴承上部(6)与轴承底部(5)沿着一断裂平面分离的切断工位和一用来使轴承上部与轴承底部借助于至少一个具有两个螺钉的螺钉连接重新连接的拧紧工位，

设置一输送装置(2)，携带工件的适配装置(1)通过此输送装置从一个工位输送到至少一个相连的工位，其中适配装置(1)配备一可退回的辅助支承(13)，此辅助支承这样地固定安装在适配装置上，使得它在螺钉连接区域之外作用在工件的轴承上部(6)上，并且

紧接切断工位之后设置一分离以及清洗工位，在此工位内设置一固定装置(16)，以便平行于断裂平面位置精确地固定和垂直于断裂平面松动地支承。

10.按权利要求9的加工装置，其特征为：为了将轴承底部(5)牢固夹紧在适配装置(1)上，设置安装在所述适配装置上的夹紧气缸(9)，所述夹紧气缸和对应止挡(7，8)共同作用。

11.按权利要求9或10的加工装置，其特征为：在切断工位内设置主支承(15)，所述主支承在切断过程中弹性地紧靠在轴承上部(6)上。

12.按权利要求9或10的加工装置，其特征为：分离以及清洗工位配备一作用在轴承上部(6)上的振动或冲击装置(19)。

13.按上述权利要求9或10的加工装置，其特征为：分离以及清洗工位配备一吹风、抽吸或刷扫装置。

14.按上述权利要求9或10的加工装置，其特征为：固定装置(16)具有可插入螺钉孔内的固定以及支承心轴(17)。

15.按权利要求14的加工装置，对于具有两个螺钉的螺钉连接，其特征为：设置两个固定以及支承心轴(17)，它们在一端通过一梁(18)相互连接。

16.按权利要求15的加工装置，其特征为：梁(18)与一进给气缸相连。

17.接上述权利要求9或10的加工装置，其特征为：在切断工位前设置一激光工位。

18.按上述权利要求9或10的加工装置，其特征为：在分离以及清洗工位后面设置一拧紧工位，在该工位内插入螺钉并通过拧紧装置用规定的扭矩拧紧螺钉。

19.按上述权利要求9或10的加工装置，其特征为：输送装置(2)基本上设计成升降台结构(21)，各工位围绕升降台结构的边缘设置。

20.按权利要求19的加工装置，其特征为：在升降台结构(21)区域内设置上料工位、卸料工位、激光工位、切断工位、分离以及清洗工位以及拧紧工位。

21.按权利要求20的加工装置，其特征为：上料以及卸料工位；拧紧工位和激光工位；以及切断工位和分离及清洗工位分别合并成双工位。

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