CN101564753A - 粉末冶金曲轴的铆接装配工艺及其铆接工装 - Google Patents
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Abstract
一种粉末冶金曲轴的铆接工艺及其工装，其包括一用于安装粉末冶金曲轴的底座，底座上放置粉末冶金曲轴，单轴的待铆接部位稍微伸出粉末冶金结构件的表面，粉末冶金曲轴的上方设置一顶板，顶板下底面安装一冲头，在顶板与底板之间设置弹性支撑复位结构，冲头的运动行程中设置限位装置。工作时，液压机的升降动力头快速带动上模板下冲，首先铆冲销快速的冲击在曲轴的单轴端面，然后上模板击打定位块限制了冲头的工作行程，铆冲过程结束，上模板带动冲头通过强力弹簧复位。本发明解决了单轴与粉末冶金结构件的松动的问题，并且该工艺大大提高了生产效率，降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于汽油机引擎上的传动件的装配工艺及其装配专用设备，具体的说是一种单轴与粉末冶金构件组成粉末冶金曲轴的装配工艺及其完成其工艺的铆接工装，属于汽车制造领域。
背景技术
随着汽车制造业的迅猛发展，为了更好地为人们提供优质的生活条件，汽车性能的改进已随着人们的需求不断优化，其中曲轴的应用作为汽车制造业中必不可少的部件，曲轴的质量将影响整个汽车的性能。中国发明专利88108407.7公开了一种曲轴的制造方法，一种组装的曲轴，该曲轴至少由主轴颈或主轴承轴颈、曲柄臂和曲柄轴颈或曲轴边杆颈或连杆轴承轴颈组成。该曲轴在曲柄臂与轴承轴颈之间在塑性变形下制造连接接头，同时该轴承轴颈为连接，其端部安装在曲柄臂的孔中。在主轴颈和/或曲轴连杆颈上设计有直线的、外表光滑的管段作为连接区域，该连接区域安装在曲柄臂的直的、轴平行或同轴的通孔中并借助该管段的塑性护径在一定的弹性预应力下固定在通孔中。
中国发明专利97100150.2公开了一种铸造曲轴的方法，它的工序包括：钢水、结晶器及保护渣准备——钢水经中间包净化处理——浇注成型——补渣和加热——成品。中国发明专利88108408.5还公开了一种通过在分开轴颈上的轴套的扩径来装配曲轴的制造方法，主要是由单个的异型件来安装曲轴的，曲轴总是具有一个曲柄臂和两个轴颈附件。配对的轴颈部件被推装到一个总的轴套上，在接合之前可以在轴承轴颈2也包括曲轴箱3上安装的轴承轴套和/或滚动轴承连杆。在曲柄臂，轴套与轴颈之间设置了畅通连续的润滑。通过安置在曲轴臂上的孔可使压力扩径装置伸入到轴套之中去。
上述曲轴的制造方法虽各有特点，但均存在一些缺陷，比如成本较高、生产效率较低、曲轴的力学性能较差、在工作的过程中易出现曲轴装配结构件的松动，以及装配时较大的过盈量易导致结构件开裂从而造成废品率大大增加等。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种粉末冶金曲轴的铆接装配工艺及其工装，使通过这种工艺和工装制造出来的粉末冶金曲轴能够在实现产品高速旋转来满足工作要求的基础上，能承受更大的扭矩，并且在高速负载工作过程中成功的解决了单轴与粉末冶金结构件容易出现松动的问题。并且该工艺大大提高了生产效率，降低了成本，在没有改变装配结构件材料的基础上保证了其使用所满足的力学性能，而且延长了使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种粉末冶金曲轴的铆接工装，其包括一用于安装粉末冶金曲轴的底座，底座上放置粉末冶金曲轴，单轴的待铆接部位稍微伸出粉末冶金结构件的表面，粉末冶金曲轴的上方设置一顶板，顶板下底面安装一冲头，在顶板与底板之间设置弹性支撑复位结构，冲头的运动行程中设置限位装置。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述底座上设置一下隔板，一下模板，所述下模板上方设置一用于放置粉末冶金曲轴的支架，该支架为一辅助支撑块，通过螺栓固定在下模板上。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述弹性支撑复位结构，为四根导向柱，其外面设置强力弹簧，支撑上隔板，其下端过盈固定在下隔板上，上隔板与导向柱有0.02-0.05的间隙。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述顶板设置为一上隔板和一上顶板，上下模板通过螺栓及定位销分别固定在上下隔板上。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述支架为一辅助支撑块，通过螺栓固定在下模板上。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述的限位结构为两块定位块，定位块与底座磁性连接，固定在下模板上，其定位块底部有一直径10毫米、高5毫米的盲孔，该盲孔内置一圆柱形强力磁铁与下模板磁性连接。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，所述冲头为一铆冲销，铆冲销与上模板间有0.01-0.02的间隙，并用深孔螺栓与上模板固定锁住铆冲销。
上述的粉末冶金曲轴的铆接工装，其铆冲销的下端部是一个内凹的球面结构，内凹部分的最高点与铆冲销端部距离为1毫米。
为实现粉末冶金曲轴的铆接，本发明所采用的粉末冶金曲轴的铆接装配工艺，其具体步骤是：单轴首先通过加工将与粉末结构件装配的端部铣扁，同时预留一定的过盈量，并与粉末结构件装配在一起，保证单轴的待铆接部位稍微伸出粉末冶金结构件的表面，构成了待铆接的粉末冶金曲轴，铆接采用快速进给单轴液压机完成；其特征在于：首先调整上模板与下模板的开合度，使其能保证粉末冶金曲轴能从辅助支撑块上方插入，将粉末冶金曲轴的待铆接部位向上插入到辅助支撑块上，并用下模板的锥度来定位，工作时，液压机的升降动力头快速带动上模板下冲，首先铆冲销快速的冲击在曲轴的单轴端面，然后上模板击打定位块限制了冲头的工作行程，铆冲过程结束，上模板带动冲头通过强力弹簧复位。由于铆冲销冲头的结构，会使得单轴的端面向四周变形，即完成单轴与粉末冶金结构件的铆接。
本发明粉末冶金曲轴的铆接装配工艺及工装，通过这种工艺和工装制造出来的粉末冶金曲轴，能够在实现产品高速旋转来满足工作要求的基础上，能承受更大的扭矩，并且在高速负载工作过程中成功的解决了单轴与粉末冶金结构件容易出现松动的问题。该铆接工装结构简单，且铆冲销不仅硬度高，耐磨性强使用寿命长，并且该工艺大大提高了生产效率，降低了成本，在没有改变装配结构件材料的基础上保证了其使用所满足的力学性能，而且延长了使用寿命。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明的单轴结构图；
图2为本粉末冶金曲轴与粉末冶金结构件的结构图；
图3为本发明粉末冶金曲轴的铆接工艺结构图；
图4为本发明的工装结构示意图；
图5为铆冲销的A-A结构剖视图；
图6为定位块与强力磁铁的B-B结构剖视图；
图7为粉末冶金曲轴的铆接成品结构图。
具体实施方式
如图一所示，该单轴1，其与粉末冶金结构件2装配的部位铣扁，并预留一定的过盈量。
如图二所示，将单轴1与粉末冶金结构件2装配在一起，构成了待铆接的粉末冶金曲轴15。
如图三所示，铆接采用快速进给单轴液压机3完成，将铆接工装4置于快速进给单轴液压机3的工作台上。首先调整上模板与下模板的开合度，使其能保证待铆接的粉末冶金曲轴15能从辅助支撑块上方插入，然后将粉末冶金曲轴的待铆接部位向上插入到辅助支撑块10上，并用下模板12的锥度来定位，工作时，液压机的升降动力头5快速带动上模板7下冲，铆冲销9快速的冲击在曲轴的单轴端面，由于铆冲销9的冲头的内凹特殊结构，会使得单轴的端面向四周变形，铆冲销9下行短短0.8-1.0毫米距离后，上模板8与两个定位块11接触，而结束行程，即完成了单轴1与粉末冶金结构件2的铆接。在运行过程中会有两声声响(一是铆冲销9与单轴1端面的撞击，二是上模板8与定位块11的撞击)，松开脚踏开关，液压动力头5快速退回原位，上模板8通过导向柱6上面的强力弹簧16，弹回原位，取下工件，再放上另一支曲轴，重复生产。
如图四所示，铆接工装由四根导向柱6、上隔板7、上模板8、铆冲销9、辅支撑块10、两块定位块11、下模板12、下隔板13以及待铆接的粉末冶金曲轴15组成。其中，四根导向柱6过盈固定在下隔板13上，上隔板7与导向柱6有0.02-0.05的间隙，上隔板7可以在导向柱6上面自由运动并通过4个强力弹簧16支撑上隔板7，强力弹簧16套在导向柱上面，上模板8与下模板12通过螺栓及定位销分别固定在上隔板7与下隔板13上面，辅助支撑块10通过螺栓固定在下模板12上。铆冲销9与上模板8间有0.01-0.02的间隙，为防止铆冲销9掉下，用深孔螺栓与上模板8固定锁住铆冲销9。辅支撑块10置于下模板12的上方，并通过螺栓与下模板12连接，用下模板12的锥度来定位，辅支撑块10只起到辅助支撑的作用，防止曲轴的轴颈变形。
如图五所示，其铆冲销9的下端部，是一个内凹的球型结构，内凹部分的最高点与铆冲销端部距离为1毫米，从而保证了在铆冲销9快速冲下时使得单轴1的端面向四周变形，以形成帽状的结构保证其铆接成功。
如图六所示，2块定位块11放在下模板12上其定位块11下端内部打有一直径10毫米、高5毫米的盲孔，该盲孔内置一圆柱形强力磁铁14，为了更好地对定位块11做辅助固定，使其在下模板12上可以自由移动，从而保证能方便的调试铆冲销9与辅助支撑块10的孔对正。
如图七所示，为本发明粉末冶金曲轴的铆接成品17。
Claims (9)
1.一种粉末冶金曲轴的铆接工装；其特征在于：包括一用于安装粉末冶金曲轴的底座，底座上放置粉末冶金曲轴，单轴的待铆接部位稍微伸出粉末冶金结构件的表面，粉末冶金曲轴的上方设置一顶板，顶板下底面安装一冲头，在顶板与底板之间设置弹性支撑复位结构，冲头的运动行程中设置限位装置。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金曲轴的铆接工装；其特征在于：所述底座上设置一下隔板，一下模板，所述下模板上方设置一用于放置粉末冶金曲轴的支架，该支架为一辅助支撑块，通过螺栓固定在下模板上。
3.根据权利要求2所述的一种粉末冶金曲轴的铆接工装；其特征在于：所述弹性支撑复位结构，为四根导向柱，其外面设置强力弹簧，支撑上隔板，其下端过盈固定在下隔板上，上隔板与导向柱有0.02-0.05的间隙。
4.根据权利要求2所述的铆接工装；其特征在于：所述顶板设置为一上隔板和一上顶板，上下模板通过螺栓及定位销分别固定在上下隔板上。
5.根据权利要求3所述的铆接工装；其特征在于：所述支架为一辅助支撑块，通过螺栓固定在下模板上。
6.根据权利要求4所述的铆接工装；其特征在于：所述的限位结构为两块定位块，定位块与底座磁性连接，固定在下模板上，其定位块底部有一直径10毫米、高5毫米的盲孔，该盲孔内置一圆柱形强力磁铁并与下模板磁性连接。
7.根据权利要求5所述的铆接工装；其特征在于：所述冲头为一铆冲销，铆冲销与上模板间有0.01-0.02的间隙，并用深孔螺栓与上模板固定锁住铆冲销。
8.根据权利要求1所述的铆接工装；其特征在于：其铆冲销的下端部是一个内凹的球面结构，内凹部分的最高点与铆冲销端部距离为1毫米。
9.一种粉末冶金曲轴的铆接装配工艺，其具体步骤是：单轴首先通过加工将与粉末结构件装配的端部铣扁，同时预留一定的过盈量，并与粉末结构件装配在一起，保证单轴的待铆接部位稍微伸出粉末冶金结构件的表面，构成了待铆接的粉末冶金曲轴，铆接采用快速进给单轴液压机完成；其特征在于：首先调整上模板与下模板的开合度，使其能保证粉末冶金曲轴能从辅助支撑块上方插入，将粉末冶金曲轴的待铆接部位向上插入到辅助支撑块上，并用下模板的锥度来定位，工作时，液压机的升降动力头快速带动上模板下冲，首先铆冲销快速的冲击在曲轴的单轴端面，然后上模板击打定位块限制了冲头的工作行程，铆冲过程结束，上模板带动冲头通过强力弹簧复位。由于铆冲销冲头的结构，会使得单轴的端面向四周变形，即完成单轴与粉末冶金结构件的铆接。
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