CN103567701B - 一种弹性零件的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性零件的安装方法，包括以下步骤：（1）将高硬度零件固定在工装上，（2）弹性零件的第一次压入，弹性零件第一次压入时，设定第一次压入位置P1，设定P1=K1M0+Tn，位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S1，（3）第一次压入后合格判断，即判断弹性零件位置是否落在（M0-Tp,M0+Tn）范围内，（4）弹性零件的第N次压入，设定PN=KNM0+S1，直到回弹量小于或等于Tp+Tn，完成弹性零件的安装。通过上述方式，本发明弹性零件的安装方法降低了产品的生产时间、降低了产品的生产成本、提高了产品的生产效率、提高了压配的精度、压配合格率高、适用范围广。

Description

一种弹性零件的安装方法

技术领域

本发明涉及将弹性零件压入到金属零件的压入方法领域，特别是涉及一种弹性零件的安装方法。

背景技术

在工业领域，特别是汽车工业领域，存在大量的减震、密封、降噪等零件，该部分零件主要由弹性元器件组成，所以在汽车工业领域里，存在大量的弹性元器件安装到金属元件中的总成零件，尤其是弹性零件安装到金属零件上。现代工业对总成零件的性能、外观、耐久等各个指标也提出了更为严格的要求，但是由于弹性零件的自身属性，包括其轴向刚度、径向刚度、扭转刚度、回弹特性等属性，并且随着时间的变化，材料成分的差异及其各项属性也会发生变化，因此，精确控制弹性零件的压入力和位置在汽车领域一直是个难题，现有的弹性零件的安装方法主要有两种，第一种是一次性安装方法，这种安装方法必须依据经验数据和应用数据，设定一个压入位置值，凭借操作工人的安装经验，一次性将弹性零件压入到其他硬度更高的零件中，比如金属元件中，由于弹性零件具有一定的回弹量，这种方法无法精确控制弹性零件的压入位置，只能针对对弹性零件的压入要求不高的总成零件的安装，第二种安装方法为多次压入安装方法，弹性零件第一次没压到位，需要进行第二次或者多次重复压装，该过程存在的问题为零件压配循环过程时间过长，影响产品单位时间产出，同时也存在在第二次或者多次压配过程中压过头的问题。

因此，目前针对弹性零件的压配解决方案都存在压过头或者重复压装循环时间过长的问题，都不可避免的降低弹性零件的合格率和单位时间的产出率。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种降低产品的生产时间、提高产品的生产效率、产品的压配精度和压配合格率高、适用范围广的弹性零件的安装方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种弹性零件的安装方法，包括以下步骤：

（1）使用压装设备，将高硬度零件固定在工装上，

（2）弹性零件的第一次压入，

弹性零件的目标位置为(M0-Tp,M0+Tn)，M0为弹性零件的理论正确位置，Tp为弹性零件理论正确位置的负公差值，Tn为弹性零件理论正确位置的正公差值，弹性零件位置落在（M0-Tp,M0+Tn）范围内即为合格零件，

弹性零件第一次压入时，通过压杆将弹性零件第一次压入到高硬度零件上，并且设定第一次压入位置P1，设定P1=K1M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，K1为弹性零件表面特征参数，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，

位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S1，且S1=P1-N1，

（3）第一次压入后合格判断，即判断弹性零件位置是否落在（M0-Tp,M0+Tn）范围内，

当S1≤Tp+Tn，第一次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当S1≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件继续进行第N次压入，

（4）弹性零件的第N次压入，通过压杆再次将弹性零件压入到高硬度零件上，第N次压入前，设定第N次压入位置PN，设定PN=KNM0+S（N-1），其中PN为第N次压入时设定的压入位置，KN为弹性零件第N次压入后表面特征参数，S(N-1)为弹性零件第N-1次压入的回弹量，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为PN，

位置检测传感器检测到第N次回弹位置NN，计算出弹性零件的回弹量SN，且SN=PN-NN，

当SN≤Tp+Tn，第N次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当SN≥Tp+Tn，第N次压入量不够，弹性零件继续进行下一次压入，直到回弹量小于或等于Tp+Tn，完成弹性零件的安装。

在本发明一个较佳实施例中，所述K1=KN=1，所述S1=SN=S，所述弹性零件的安装方法包括以下步骤：

（1）弹性零件的第一次压入，

弹性零件第一次压入时，设定第一次压入位置P1，设定P1=M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S，且S=P1-N1，

当S≤Tp+Tn，第一次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当S≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件继续进行第二次压入，

（2）弹性零件的第二次压入，第二次压入前，设定第二次压入位置P2，设定P2=P1+S-Tn=2P1-N1-Tn。

在本发明一个较佳实施例中，所述压装设备包括压杆、位置检测传感器、压力传感器和控制器，所述压杆与所述位置检测传感器、压力传感器和控制器相连。

本发明的有益效果是：本发明弹性零件的安装方法降低了产品的生产时间、降低了产品的生产成本、提高了产品的生产效率、提高了压配的精度、压配合格率高、适用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的弹性零件的安装方法一较佳实施例的结构示意图；

图2是本发明的弹性零件的安装方法一较佳实施例的压配位置的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种弹性零件的安装方法，以某一弹性零件1压配到某一壳体2上为例，壳体2和弹性零件1如图1所示，弹性零件1有两部分弹性体11，壳体2有两处通孔21分别与弹性零件1相配合。首先要使用压装设备，将高硬度零件即壳体2固定在工装上，由于该弹性零件1有两部分弹性体11（两段橡胶件），其压配过程分2个阶段，第一个阶段将胶套管1的一边压入到壳体2上，如图1所示，由于该阶段后，弹性体11将继续被压入，所以该阶段只监控弹性体11的压入力并确保单侧胶套管1完全被压入，第二阶段开始使用本发明所述的弹性零件的安装方法，包括以下步骤：

（1）弹性零件的第一次压入，

弹性零件1第一次压入时，设定第一次压入位置P1，设定P1=M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，由于弹性体11有一定的回弹量，这样能够保证弹性体11第一次压入后，弹性体11不会被压过头，

位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件1的回弹量S，且S=P1-N1，

当S≤Tp+Tn，第一次压入合格，弹性零件1的安装过程完成，

当S≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件1继续进行第二次压入，

（2）弹性零件2的第二次压入，第二次压入前，设定第二次压入位置P2，设定P2=P1+S-Tn=2P1-N1-Tn，

在保持第二次与第一次压入的其他条件相同时，同一个弹性体11的回弹量保持不变，即第二次压入时，弹性零件1的回弹量仍然为S，第二次压入位置为P2=P1+S-Tn=2P1-N1-Tn，弹性体11的回弹量保持S不变，弹性体11弹回到P3，则P3=P2-S=M0,此时弹性零件的安装位置完全合格。

以本实施例为例，如图2所示，弹性体11即为最终位置状态，所以对该阶段的压配有位置和力的要求，如在该实施例中弹性体11的最后位置相对于理论正确位置的公差要求为（-0.5,0.5），最大压入力为4.5Kn，在压配设备中，弹性零件1的理论正确位置被设定为0位，由于弹性零件1的压配都有回弹问题，所以当考虑回弹量时，需要将第一次压配的位置P0设定在大于0位的地方，按照本发明的具体要求，该实例的P0位置设定在0.5mm的地方，当弹性体11被压到位置P0后，压杆3退回，压杆3退回后，由于弹性零件1有回弹量，所以弹性体11回弹“S1”后到P1位置，在弹性体11到P1位置后，压杆3伸出并对在P1位置的弹性体11进行位置检测，检测出其位置为P1，如在具体实施例中该位置为-0.4mm或者-0.7mm等，则弹性体11的回弹量为S1=P0-P1=0.5+0.4=0.9mm，或者S1=P0-P1=0.5+0.7=1.2mm。

如果P1位置在（-0.5,0.5）范围内，即弹性体11的回弹量S1=P0-P1=0.9≤1.0=0.5+0.5=Tn+Tp，则判断该弹性体11压入的位置合格，整个弹性体11的压配循环结束，显示零件合格。

如果P1位置在（-0.5,0.5）范围外，即弹性体11的回弹量S1=P0-P1=1.2mm≥1.0=0.5+0.5=Tn+Tp，则判断弹性体11并未压到正确位置，需要进行第二次压入。

由于弹性体11只是压到P0=0.5mm处的位置，加上弹性体11的回弹，所以不会出现弹性体11被压过头的情形。

在确保弹性体11压配条件相同的情况下，对弹性体11进行第二次压配，该次压配的深度为P2=P0+S1-Tn=0.5+1.2-0.5=1.2mm，在确保其他条件相同的情况下，弹性体11的回弹量不变，或者两次压配过程中回弹量变化及其小，所以弹性体11回弹S2=S1=1.2mm，而此时弹性体11被压到P2位置，所以压杆退回后，弹性体11回弹到P3=P2-S2=1.2-1.2=0，从而P3在弹性体11的理论正确位置，或者P3与弹性体11的理论正确位置非常接近。

因此，采用本发明所述的弹性零件的安装方法，只需要两次压入操作，即可将弹性零件1精确的安装到壳体2中指定的位置上，提高了产品合格率，使用现有的压入安装方法产品的不合格率为20%，单个产品的平均生产时间为48s，而采用该发明方法后，产品的不合格率为0%，单个产品的平均生产时间为36s。极大的节省了产品的生产时间，降低了产品成本，提高了产品的生产效率。

当然，考虑到实际使用情况和压入安装精度要求的不同，加上操作环境的变化，设备的磨损，弹性零件自身的差异性等因素，虽然本发明的2次压入方法能够解决零件压到正确位置的问题，但是为提高产品的合格率和安装精度，实际生产中也会设定多次的压入过程，这些压入过程前后相关，弹性零件1的安装方法包括以下步骤：

弹性零件第一次压入时，通过压杆将弹性零件第一次压入到高硬度零件上，并且设定第一次压入位置P1，设定P1=K1M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，K1为弹性零件表面特征参数，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，由于弹性零件有一定的回弹量，这样能够保证弹性零件第一次压入后，弹性零件不会压过头，

位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S1，且S1=P1-N1，

当S1≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件继续进行第N次压入，

弹性零件的第N次压入，通过压杆再次将弹性零件压入到高硬度零件上，第N次压入前，设定第N次压入位置PN，设定PN=KNM0+S（N-1），其中PN为第N次压入时设定的压入位置，KN为弹性零件第N次压入后表面特征参数，S(N-1)为弹性零件第N-1次压入的回弹量，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为PN，

位置检测传感器检测到第N次回弹位置NN，计算出弹性零件的回弹量SN，且SN=PN-NN，

当SN≤Tp+Tn，第N次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当SN≥Tp+Tn，第N次压入量不够，弹性零件继续进行下一次压入，直到回弹量小于或等于Tp+Tn，完成弹性零件的安装。

以五次压入为例，每一次的压入位置取决于上一次压入的反馈信息，为了简化起见，仍然选择K1=KN=1,则有：

第一次压入位置P0=M0+Tn，压入后回弹到P1，回弹量S1=P1-P0，设定P0最大值为P0max=Tn+Tp；

第二次压入位置P2=M0+S1，压入后回弹到P3，回弹量S2=P2-P3，设定P2最大值为P2Max=2X（Tn+Tp）；

第三次压入位置P4=M0+S2，压入后回弹到P5，回弹量S3=P4-P5，设定P4最大值为P4Max=3X（Tn+Tp）；

第四次压入位置P6=M0+S3，压入后回弹到P7，回弹量S4=P6-P7，设定P6最大值为P6Max=3X（Tn+Tp）；

第五次压入位置P8=M0+S4，压入后回弹到P9，回弹量S5=P8-P9，设定P8最大值为P8Max=3X（Tn+Tp）;

随着压入安装次数的增加，确保弹性零件不会被压过头，弹性零件一旦压过头即为不合格零件，能够对弹性零件进行更高精度的压配，能够达到绝大部分工业元器件压配的要求，能够有效的减少弹性零件的压配不合格率，尤其是在汽车工业领域，在将橡胶零件安装到金属零件上，橡胶零件的压配不及格率从20%降低到0%，能够有效的减少零件的生产循环时间，提高零件的单位时间产出率，降低产品的生产时间，提高产品的生产效率，本发明不增加设备的成本，只是改变设备对零件的压配逻辑，即只改变设备的软件以及零件的压配次数来达到满足合格率和生产效率的要求，本发明方法适用于绝大部分弹性零件的压配，具有很好的移植性和应用范围。

另外，所述压装设备包括压杆3位置检测传感器、压力传感器和控制器，所述压杆3所述位置检测传感器、压力传感器和控制器相连。

本发明弹性零件的安装方法能够对弹性零件进行更高精度的压配，能够有效的减少弹性零件的压配不合格率，尤其是在汽车工业领域，在将橡胶零件安装到金属零件上，橡胶零件的压配不及格率从20%降低到0%，能够有效的减少零件的生产循环时间，提高零件的单位时间产出率，降低产品的生产时间，提高产品的生产效率，本发明不增加设备的成本，只是改变设备对零件的压配逻辑，即只改变设备的软件以及零件的压配次数来达到满足合格率和生产效率的要求，本发明方法适用于绝大部分弹性零件的压配，具有很好的移植性和应用范围。

区别于现有技术，本发明弹性零件的安装方法降低了产品的生产时间、降低了产品的生产成本、提高了产品的生产效率、提高了压配的精度、压配合格率高、适用范围广。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种弹性零件的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）使用压装设备，将高硬度零件固定在工装上，

（2）弹性零件的第一次压入，

弹性零件的目标位置为(M0-Tp,M0+Tn)，M0为弹性零件的理论正确位置，Tp为弹性零件理论正确位置的负公差值，Tn为弹性零件理论正确位置的正公差值，弹性零件位置落在（M0-Tp,M0+Tn）范围内即为合格零件，

弹性零件第一次压入时，通过压杆将弹性零件第一次压入到高硬度零件上，并且设定第一次压入位置P1，设定P1=K1M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，K1为弹性零件表面特征参数，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，

位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S1，且S1=P1-N1，

（3）第一次压入后合格判断，即判断弹性零件位置是否落在（M0-Tp,M0+Tn）范围内，

当S1≤Tp+Tn，第一次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当S1≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件继续进行第N次压入，

（4）弹性零件的第N次压入，通过压杆再次将弹性零件压入到高硬度零件上，第N次压入前，设定第N次压入位置PN，设定PN=KNM0+S（N-1），其中PN为第N次压入时设定的压入位置，KN为弹性零件第N次压入后表面特征参数，S(N-1)为弹性零件第（N-1）次压入的回弹量，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为PN，

位置检测传感器检测到第N次回弹位置NN，计算出弹性零件的回弹量SN，且SN=PN-NN，

当SN≤Tp+Tn，第N次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当SN≥Tp+Tn，第N次压入量不够，弹性零件继续进行下一次压入，直到回弹量小于或等于Tp+Tn，完成弹性零件的安装。

2.根据权利要求1所述的弹性零件的安装方法，其特征在于，所述K1=KN=1，所述S1=SN=S，所述弹性零件的安装方法包括以下步骤：

（1）弹性零件的第一次压入，

弹性零件第一次压入时，设定第一次压入位置P1，设定P1=M0+Tn，其中P1为第一次压入时设定的压入位置，通过位置检测传感器控制弹性零件压入的位置为P1，位置检测传感器检测到第一次回弹位置N1，计算出弹性零件的回弹量S，且S=P1-N1，

当S≤Tp+Tn，第一次压入合格，弹性零件的安装过程完成，

当S≥Tp+Tn，第一次压入量不够，弹性零件继续进行第二次压入，

（2）弹性零件的第二次压入，第二次压入前，设定第二次压入位置P2，设定P2=P1+S-Tn=2P1-N1-Tn。

3.根据权利要求1所述的弹性零件的安装方法，其特征在于，所述压装设备包括压杆、位置检测传感器、压力传感器和控制器，所述压杆与所述位置检测传感器、压力传感器和控制器相连。