CN101966700A - 气缸盖喷油器铜套压装工具及压装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸盖喷油器铜套压装工具和压装方法，压装工具包括：钢球压杆、防护套、强力弹簧、端面压杆和钢球；端面压杆为空心杆结构，钢球压杆套进端面压杆内，以在端面压杆孔内上下滑动方式连接；强力弹簧设置在钢球压杆和端面压杆之间；防护套安装在钢球压杆外面。气缸盖喷油器铜套压装方法使用本发明压装工具，压装铜套端面和压钢球连续进行。本发明压装工具具有结构简单、操作方便、效率高、成本低廉的优点。

Description

气缸盖喷油器铜套压装工具及压装方法

技术领域

本发明涉及一种柴油机气缸盖部件的装配技术，具体地说涉及气缸盖喷油器铜套的压装工具及压装方法。

背景技术

为了适应排放标准，柴油机气缸盖普遍采用四气门技术，其中气缸盖喷油器孔通常采用胀接式的铜套结构：喷油器铜套下端设计成内锥面，气缸盖喷油器底为台阶孔，小孔中间加工有环槽；要求铜套压装后，铜套端面紧贴喷油器底孔台阶面，同时铜套内锥面被压进喷油器小孔，铜套末端翻边嵌入并填充满整个环槽，从而固定铜套和密封缸盖水腔。

传统的气缸盖铜套压装方法是采用旋转芯轴对铜套进行压扩，但存在设备投资大、变型机型不灵活、能耗高等不足。

现有技术中改进的铜套压装一般采用两步法：第一步压铜套端面，紧贴喷油器底孔台阶面；第二步压一定直径的钢球，穿过铜套内锥面，挤压铜套嵌入缸盖环槽；后来发现压完第二步，铜套端面又离开喷油器底孔台阶面(简称铜套鼓起)，在两工步之间增加锁紧端面压杆工步。

实现上述压装铜套的方法归纳有二种：

方法1：如CN200820112711.8“气缸盖涨紧式卡口定位铜套压装机构”所介绍的内容，在液压机工作台安装专用夹具，工作时，液压机压下端面压杆，将铜套压贴到位；手动螺纹锁紧端面压杆，保持端面压杆对铜套的压力；液压机退回，插入钢球压杆；液压机压下钢球压杆，将钢球从铜套锥孔压出，挤铜套嵌入喷油器孔环槽；液压机退回，松开锁紧装置，抽出端面压杆和钢球压杆。

方法2：采用复杂的专用机床，除了包括电气柜、液压站、床身、导轨、管路等部件外，主要部件是由内外活塞杆组成的非标复合液压油缸。工作时，外活塞杆先将铜套端面压贴到位；保持外活塞杆压力，一直压住铜套端面；然后内活塞杆将钢球从铜套锥孔压出，挤铜套嵌入喷油器孔环槽；内外活塞杆退回。

上面两种压装方法都存在一定不足：

1、都需要缸盖准确定位，让缸盖喷油器底孔正对压杆或活塞杆；

2、方法1操作繁琐，中途要停顿液压机，效率低；

3、方法2成本高，需要投资一台几十万元的专机；

4、两者都要专用夹具，对不同型号的缸盖适应性差；

5、钢球预先塞在端面压杆和铜套端面之间，不能在压杆孔内准确定位，有时会压伤铜套端面；

6、虽然能克服铜套鼓起，但并没阐明铜套鼓起规律。

发明内容

本发明的目的是针对现有气缸盖喷油器铜套压装技术存在操作繁琐、成本高、适应性差、压伤铜套等不足，提出一种具有结构简单、操作方便、效率高、成本低廉的压装工具和压装方法。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具包括：钢球压杆、防护套、强力弹簧、端面压杆和钢球；端面压杆为空心杆结构，钢球压杆套进端面压杆内，以在端面压杆孔内上下滑动方式连接；强力弹簧设置在钢球压杆和端面压杆之间；防护套安装在钢球压杆外面。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，除钢球外，其它元件组装成一个手持式整体。在端面压杆的末端小孔内设置磁棒，钢球设置在端面压杆末端小孔内，被磁棒吸住。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，在端面压杆中部设置径向柱销，钢球压杆对应端面压杆径向柱销位置设置长槽，柱销穿过端面压杆和钢球压杆对应位置的长槽。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，端面压杆为空心阶梯轴结构。端面压杆外圆与喷油器底孔小间隙配合定位；端面压杆大端带凸缘，用于定位强力弹簧和承载；端面压杆的中部开有一个径向通孔，用于安装柱销，柱销优选为圆柱销，圆柱销过盈装配在中部径向小通孔，端面压杆末端附近开有四个径向小孔，磁棒过盈安装在末端径向小孔内；钢球压杆从大端套进端面压杆，与端面压杆内孔小间隙配合定位。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，钢球压杆为多台阶轴结构，大端设计成球面并淬硬，承载液压机压力；背对球面的大台阶与强力弹簧端面接触；压杆小头端面去除中心孔并淬硬；钢球压杆中部铣有长槽，位置对应端面压杆中部径向柱销。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，强力弹簧是重载型矩形截面螺旋弹簧，弹簧常数大于40Kg/mm，弹簧行程为保证钢球顺利压出，铜套快填充满缸盖环槽时，铜套端面压力一般要大于600Kg。强力弹簧通常在弹簧制造商选取标准产品。强力弹簧定位在端面压杆大端的凸缘，两端分别接触端面压杆和钢球压杆。

上述技术方案中，对强力弹簧有过载保护：强力弹簧被压缩到接近极限位置处，钢球压杆的台阶面达到端面压杆大端的凸缘，钢球压杆被端面压杆顶住不能继续移动。

本发明气缸盖喷油器铜套压装工具中，磁棒是永磁体，选用市面上常用规格线切割而成。防护套是铝质的薄壁套，外圆滚花，与钢球压杆过盈连接。

本发明气缸盖喷油器铜套压装方法使用本发明的气缸盖喷油器铜套压装工具，过程包括：在液压机作用下，步骤一压铜套端面，液压机向下压钢球压杆的球面，使强力弹簧作用于端面压杆，端面压杆使铜套端面紧贴喷油器底孔台阶面；步骤二压钢球，液压机进一步向下压钢球压杆，使钢球穿过喷油器铜套锥孔，步骤二紧接步骤一，不作任何停顿。

本发明气缸盖喷油器铜套压装的一种具体使用过程如下：塞钢球进端面压杆孔内，钢球被磁棒吸住定位；压装工具插进气缸盖喷油器底孔，用喷油器底孔定位端面压杆外圆；启动液压机，往下压钢球压杆的球面，直至钢球从气缸盖的喷油器底孔掉下，液压机退回。

在上述压装过程，压力传递路径有两条：液压机→钢球压杆→强力弹簧→端面压杆→铜套端面(压贴喷油器底孔，上述步骤一的压力传递)；端面压贴后，液压机→钢球压杆→钢球(穿过铜套锥孔，上述步骤二的压力传递)。

上述技术方案的铜套鼓起规律：钢球压入铜套过程，或钢球挤压铜套嵌入缸盖环槽过程，铜套并不鼓起；环槽被铜套完全填充满，钢球继续挤压铜套，才发生铜套鼓起；铜套鼓起后，用液压机复压，铜套也不会恢复紧贴喷油器底孔台阶面。

本发明通过手持式铜套压装工具，复合了压铜套端面和压钢球步骤，在液压机作用下，能快速将铜套一步压到位，并且缸盖不需准确定位(只需喷油器底孔大致对准液压机矩形压板)。具有结构简单、操作方便、效率高、成本低廉等优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本发明装配前的铜套结构示意图；

图2为本发明装配前的气缸盖喷油器底孔结构示意图；

图3-1为本发明的压装工具剖视图；

图3-2为本发明的压装工具局部放大图；

图4为本发明的压装工具爆炸图；

图5为本发明的端面压杆剖视图；

图6为本发明的钢球压杆主视图。

附图标记：

1-钢球压杆；    2-防护套；      3-强力弹簧；

4-圆柱销；      5-端面压杆；    6-铜套；

7-钢球；        8-磁棒；        9-气缸盖；

20-铜套锥孔     21-环槽         23-端面压杆凸缘

24-钢球压杆弹簧接触面

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明，如钢球的固定方式、钢球压杆与端面压杆的限位方式等均可以采用适宜的替代结构。

图1是本发明的铜套在装配前结构示意图，从图中明显看出，铜套6有一台阶面和锥孔20。内台阶面正是端面压杆5所要压的面，锥孔20是钢球7所要挤压穿过的。

图2是本发明装配前的气缸盖9喷油器底孔结构示意图，从图中明显看出，喷油器底孔是一台阶孔，小孔中间加工有环槽21，用于镶嵌铜套。

图3-2是本发明的压装工具局部放大图，可以看出，铜套台阶被压贴在喷油器底孔台阶面，铜套锥孔被钢球7挤压穿过，将铜套嵌入气缸盖环槽，起到固定和密封作用。

图3-1是本发明的压装工具剖视图，图4是本发明的压装工具爆炸视图，包括：钢球压杆1、防护套2、强力弹簧3、圆柱销4、端面压杆5、钢球7和磁棒8，除钢球7外，其它元件组装成一个手持式整体。钢球7塞进端面压杆5孔内，被磁棒8吸住；端面压杆5外圆插进气缸盖喷油器底孔定位；钢球压杆1套进端面压杆5，可在端面压杆5孔内上下滑动；强力弹簧3安装在钢球压杆1和端面压杆5之间；圆柱销4穿过端面压杆5的小孔和钢球压杆1对应位置的长槽；磁棒8装在端面压杆5的末端小孔内；防护套2安装在钢球压杆1外面。

图5是本发明的端面压杆剖视图，从图明显看出：是空心阶梯轴结构，钢球压杆1可从内孔穿过并用内孔定位，压杆外圆与内孔同轴，插进喷油器底孔定位；大端设计成凸缘23，用于强力弹簧3的定位；压杆中间开一小通孔，圆柱销4过盈穿过该通孔；压杆末端附近开有四个小孔，磁棒8过盈安装在小孔内；压杆末端端面垂直压杆轴线，用于压铜套台阶。

图6是本发明的钢球压杆主视图，从图明显看出：是多台阶轴结构，大端设计成球面，可准确传递液压机的压力；钢球压杆弹簧接触面24背对球面的大台阶面接触强力弹簧3，用于传递压力给强力弹簧3；钢球压杆中间铣有长槽，位置对应于端面压杆5的中间小通孔，圆柱销4间隙穿过长槽；钢球压杆小头端面去除中心孔，并淬硬，用于挤压钢球。

结合图3-1阐述铜套压装过程：以液压机作动力源，液压机压钢球压杆1的球面，推钢球压杆1往下移动，钢球压杆1推强力弹簧3，强力弹簧3推端面压杆5，端面压杆5压铜套内台阶，使铜套端面贴紧喷油器底孔台阶；液压机继续往下压，钢球压杆1推钢球7进入铜套锥孔，随着钢球7往下挤压，铜套端面的压力也不断增大，当铜套端面的压力接近600Kg，铜套嵌入并逐渐充满缸盖环槽；液压机继续往下将钢球7压出缸盖，直至钢球压杆1被顶死在端面压杆5的凸缘端面才停下。实际上整个压装过程时间非常端，在10几秒内完成。

在本实施例，压装工具非常轻便，工具重约3Kg，方便工人手持。同时，液压机压力不可过大，防压坏气缸盖喷油器底孔，本实施例调液压机压力3～5MPa。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种气缸盖喷油器铜套压装工具，其特征在于包括：钢球压杆、防护套、强力弹簧、端面压杆和钢球；端面压杆为空心杆结构，钢球压杆套进端面压杆内，以在端面压杆孔内上下滑动方式连接；强力弹簧设置在钢球压杆和端面压杆之间；防护套安装在钢球压杆外面。

2.按照权利要求1所述的工具，其特征在于：在端面压杆的末端小孔内设置磁棒，钢球设置在端面压杆末端小孔内，被磁棒吸住。

3.按照权利要求1所述的工具，其特征在于：在端面压杆中部设置径向柱销，钢球压杆对应端面压杆径向柱销位置设置长槽，柱销穿过端面压杆和钢球压杆对应位置的长槽。

4.按照权利要求1或2所述的工具，其特征在于：端面压杆为空心阶梯轴结构，端面压杆外圆与喷油器底孔小间隙配合定位；端面压杆大端带凸缘。

5.按照权利要求1或3所述的工具，其特征在于：钢球压杆为多台阶轴结构，大端设计成球面并淬硬，承载液压机压力；背对球面的大台阶与强力弹簧端面接触；压杆小头端面去除中心孔并淬硬；钢球压杆中部铣有长槽，位置对应端面压杆中部的径向柱销。

6.按照权利要求1所述的工具，其特征在于：强力弹簧是重载型矩形截面螺旋弹簧，弹簧常数大于40Kg/mm，弹簧行程为保证钢球顺利压出，铜套快填充满缸盖环槽时，铜套端面压力要大于600Kg。

7.按照权利要求1或6所述的工具，其特征在于：强力弹簧设置过载保护装置：强力弹簧被压缩到接近极限位置处，钢球压杆的台阶面达到端面压杆大端的凸缘，钢球压杆被端面压杆顶住不能继续移动。

8.按照权利要求2所述的工具，其特征在于：磁棒是永磁体；防护套是铝质的薄壁套，与钢球压杆过盈连接。

9.一种气缸盖喷油器铜套压装方法，其特征在于：使用权利要求1至8任一权利要求所述的气缸盖喷油器铜套压装工具。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于：气缸盖喷油器铜套压装方法过程包括：在液压机作用下，步骤一：压铜套端面，液压机向下压钢球压杆的球面，使强力弹簧作用于端面压杆，端面压杆使铜套端面紧贴喷油器底孔台阶面；步骤二：压钢球，液压机进一步向下压钢球压杆，使钢球穿过喷油器铜套锥孔；步骤二紧接步骤一，不作任何停顿。

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