CN103737548B - 一种环形件的压装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形件的压装装置，包括基轴，与轴套限制其相对转动地滑动配合；压头，与轴套限制其相对转动地滑动配合连接，压头挂接在基轴上，使基轴的施力面与压头之间留有使得施力面在卡爪部与环形件脱离时再与压头接触的间距，压头具有供环形件套设的台阶部；弹性作用件，将轴套抵靠在压头上；上料装置，包括可相对转动地安装于轴套上的卡爪，配合弹性作用件将环形件夹持于卡爪的卡爪部与台阶部的台阶面之间的弹性限位件，用于驱动卡爪与环形件相脱离的楔形台阶面。本发明可将环形件准确地放置在被装配零件孔口上，并且可在进行压装时使卡爪与环形件自动脱离，具有压装同轴度高及结构简单易行的特点。

Description

一种环形件的压装装置

技术领域

本发明涉及一种将环形件压装至对应的零件孔中的压装装置，特别涉及将圆锥滚子轴承外圈压装至被装配零件孔中的压装装置。

背景技术

将例如是汽车变速箱圆锥滚子轴承外圈的环形件压装入被装配零件孔中的方法通常是将环形件直接放置于被装配零件孔口上，利用被装配零件孔的倒角导向，将环形件压装至被装配零件孔中，在此，由于被装配零件孔的倒角导向较短，再加之压装过程中，压头直接与环形件接触传递压力，环形件承受力不均匀容易歪斜，从而无法保证环形件与被装配零件孔间配合的同轴度，影响压装的合格率。

为了提高圆锥滚子轴承外圈与被装配零件孔间的同轴度，公开号为CN102941460A的专利文献公开了一种圆锥滚子轴承外圈上料工装，该上料工装应用在变速箱中间轴圆锥滚子轴承外圈压装工艺中，如图1所示，该上料工装包括轴承定位轴3′和压头4′，轴承定位轴3′通过螺钉5′固定安装在压头4′中，在轴承定位轴3′的底部端面上设置有三只卡爪12′，卡爪12′通过水平圆销13′安装在轴承定位轴3′的底部，对应位置的轴承定位轴3′中沿轴向设置有卡爪弹簧14′，杠杆结构的卡爪12′以水平圆销13′为转动支点，卡爪弹簧14′抵压在卡爪12′的里端的上表面，在卡爪12′的外端的底边有一沿径向凸伸的凸边15′，轴承外圈20′可以托承在凸边15′上。上料时，将卡爪弹簧14′压缩，即可向轴承定位轴3′上套装轴承外圈20′，松手后卡爪弹簧14′复位，轴承外圈20′即被卡爪12′夹住定位；压装过程中，工件21′作用于卡爪12′的里端的下表面，使卡爪12′转动，轴承外圈20′即脱离卡爪12′的卡夹实现退料。该种上料工装存在的主要问题为：1、压装过程中卡爪与轴承外圈的脱离需要依靠额外配置的工件21′实现，这不仅需要增加安装和拆卸工件21′的工时，还可能损坏被装配零件孔；2、由于轴承定位轴3′与压头4′固定连接在一起，因此，工件21′不可能在压装进行中作用于卡爪12′上，否则压头4′无法下行完成压装，这就要求压装过程间断进行，使压头4′在间断期间停止压装，而工件21′则利用间断期间推动卡爪12′脱离轴承外圈，由此可见，整个操作过程非常繁琐，另外还要求工件21′具有可伸缩的结构，以免妨碍压装的正常进行，这又增加了工件21′的结构复杂性。

发明内容

本发明为了解决现有压装装置存在的以上缺陷，提供一种装配同轴度较高的、结构简单的压装装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种环形件的压装装置，包括：

轴套；

基轴，与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，所述基轴的顶端经所述轴套的上部开口向外伸出与过渡压杆固定连接；

压头，与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，所述压头依靠重力挂接在所述基轴上，使所述基轴的用于向压头施加压力的施力面与所述压头之间留有间距，以供所述基轴相对所述压头滑动，所述压头的末端形成有供所述环形件套设的台阶部；

弹性作用件，压缩于所述轴套的上端面与所述过渡压杆之间，以将所述轴套沿基轴轴向抵靠在所述压头上；以及，

上料装置，包括：

卡爪，可相对转动地安装于所述轴套上开设的卡爪开口槽中，所述卡爪具有用于托承所述环形件的卡爪部；

弹性限位件，用于配合所述弹性作用件将套设于所述台阶部上的环形件沿基轴轴向夹持于所述卡爪部与所述台阶部的台阶面之间，以将所述环形件安装到位；以及，

楔形台阶面，楔形台阶面，包括沿基轴轴向延伸的驱动斜面，所述驱动斜面用于在所述基轴相对所述压头下行时驱动所述卡爪转动，以使所述卡爪部与所述环形件脱离，所述间距使得所述施力面在卡爪部与所述环形件脱离时再与所述压头接触。

优选的是，所述楔形台阶面包括沿基轴轴向从下至上顺次承接的所述驱动斜面和脱离定位面，所述脱离定位面用于将所述卡爪限制在与所述环形件相脱离的固定位置上。

优选的是，所述楔形台阶面包括沿基轴轴向从下至上顺次承接夹持定位面和所述驱动斜面，所述夹持定位面用于在未安装所述环形件时将所述卡爪限制在初始位置。

优选的是，所述卡爪在所述环形件安装到位时与所述夹持定位面相抵。

优选的是，所述上料装置通过弹簧片形成所述弹性限位件，所述弹簧片的一端与所述轴套的外壁固定连接，所述弹簧片的自由端与所述卡爪相抵。

优选的是，所述基轴的末端设置有开口安装槽，所述压头的顶部形成有浮动台阶球头，所述浮动台阶球头相对压头的主体沿压头的径向内缩，所述压头通过浮动台阶球头挂接在所述开口安装槽上，所述开口安装槽的顶面作为所述基轴的施力面与浮动台阶球头之间留有所述间距，所述压头通过所述主体与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接。

优选的是，所述压装装置还包括到位检测装置，所述到位检测装置用于在检测到所述环形件已经安装到位时输出到位信号。

优选的是，所述到位检测装置包括：

摆杆，可相对转动地安装于摆杆支架上，所述摆杆支架固定安装于所述轴套上；所述摆杆的末端穿过轴套上设置的摆杆开口槽和压头上设置的摆杆容置槽，以通过摆杆的末端与环形件的内壁相贴合驱动所述摆杆转动至工作位；

弹性限位件，用于在所述环形件安装到位时将所述摆杆限制在所述工作位，及用于在未安装所述环形件时将所述摆杆限制在非工作位上；以及，

位置传感器，用于在所述摆杆转动至工作位时输出所述到位信号。

优选的是，所述摆杆的非工作位对应所述摆杆与所述轴套的外壁相贴合的位置。

优选的是，所述台阶部为与所述环形件的内壁的形状相适配的仿形台阶。

本发明的有益效果为：本发明的环形件的压装装置可将环形件准确地（即保证环形件与被装配零件孔的同轴度满足装配要求）放置在被装配零件孔口上，并且可在完成放置后进行压装时使卡爪与环形件自动脱离，具有压装同轴度高及结构简单易行的特点。

附图说明

图1为现有的一种圆锥滚子轴承外圈上料工装的剖视图；

图2为根据本发明所述环形件的压装装置的一种实施结构的主视图；

图3为图2所示压装装置的俯视图；

图4为图2所示压装装置的侧视图；

图5为图3中的A-A向剖视图；

图6为图3中的B-B向剖视图。

附图标号：

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图2至图6所示，本发明的环形件（尤其是指圆锥滚子轴承外圈）的压装装置包括轴套1，基轴4，压头3，例如是弹簧的弹性作用件7，及上料装置。该基轴4与轴套1沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，基轴4的顶端经轴套1的上部开口向外伸出与过渡压杆6固定连接，以使电动伺服压力输出设备通过过渡压杆6带动基轴4向下运动完成压装，在此，基轴4与轴套1间的限制相对转动地滑动配合连接可通过键槽连接结构实现，也可通过图5所示的结构实现，即在基轴4上开设一防转槽41，并在轴套1上安装一伸入该防转槽41内的止转销42。该压头3与轴套1沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，这可通过在压头3与基轴4之间设置防转结构或者在压头3与轴套1之间设置防转结构实现，对于后者，如图5所示，可在基轴4的末端设置导向柱13，并在压头3中设置与导向柱13滑动配合的导向槽，或者可使压头3与基轴4之间形成非回转配合结构，例如形成方轴与方形孔的配合结构；该压头3依靠重力挂接在该基轴4上，使基轴4的用于向压头3施加压力的施力面与压头3之间留有间距，使基轴4可相对压头3滑动，该压头3的末端形成有供环形件A套设的台阶部31。该弹性作用件7压缩于轴套1的上端面与过渡压杆6之间，以将轴套1沿基轴4的轴向抵靠在压头3上，在此，可在轴套1的内壁上设置上定位台肩12，而压头3上形成有下定位台肩33，这样，轴套1即可在弹性作用件7的作用下通过上定位台肩12抵靠在压头3的下定位台肩33上，使过渡压杆6可带动压装装置整体下行，直到轴套1接触到工作台面为止。该上料装置包括卡爪21、形成于基轴4上的楔形台阶面和弹性限位件，卡爪21可相对转动地安装于轴套1上开设的卡爪开口槽11中，卡爪21具有用于托承环形件A的卡爪部211，该卡爪部211例如形成于卡爪21的末端，卡爪21与轴套1间的可相对转动地连接可采用如下惯用的连接结构：在卡爪开口槽11上设置一个通孔，并在卡爪21上也设置一个通孔，将卡爪转销27穿过两个通孔，并在卡爪转销27的经卡爪开口槽11向外伸出的两端套设卡环28，以对卡爪转销27进行轴向（指卡爪转销27的轴向）定位；该弹性限位件用于配合上述弹性作用件7将套设于台阶部31上的环形件A沿基轴轴向夹持于卡爪部211与台阶部31的台阶面之间，以将环形件A安装到位，在此，弹性限位件使卡爪部211从底部钩住环形件A，弹性作用件7将台阶部31的台阶面抵靠在环形件A的上端面上，进而可保证环形件A与被装配零件孔间的同轴度；该楔形台阶面至少包括沿基轴轴向延伸的驱动斜面22b，驱动斜面22b用于在基轴4相对压头3下行时克服弹性限位件施加的作用力驱动卡爪21转动，以使卡爪部211与环形件A脱离，上述的基轴4与压头3间的间距要满足使施力面在卡爪21与环形件A脱离时（该脱离时代表二者处于脱离的状态时，并不仅表示刚刚脱离的瞬间）再与压头3接触，即在卡爪21与环形件A处于脱离的状态下再进行将环形件A压装至被装配零件孔内的压装操作；在此，为了使卡爪部211可以到达环形件A的底部进行托承，该压头3需要设置供卡爪部211穿出的卡爪容置槽35，另外，该卡爪容置槽35也为卡爪21提供了在轴套1内进行转动的空间。

上述弹性限位件可由一弹簧片23实现，该弹簧片23的一端与轴套1的外壁固定连接，弹簧片23的自由端与卡爪21相抵，在此，可在卡爪21上设置一用于与弹簧片23相抵靠的凸点。为了可有效地利用弹簧片23施加的作用力，可在轴套1的外壁上加工出用于安装弹簧片23的平面，使弹簧片23的一部分可与该平面有效地贴合。另外，上述弹性限位件也可由安装于卡爪开口槽11内的扭簧或者弹簧柱塞等弹性件实现。

本领域技术人员应当清楚，为了使上述上料装置可以以较高的同轴度将环形件放置于被装配零件孔口上，该压装装置通常要设置至少两个上述上料装置，而且所有上料装置特别是沿围绕基轴4的中轴线的圆周方向均匀分布，在图2至图6所示的实施例中设置有三个上述上料装置，使压装装置兼具结构简单和托承平稳性高的优点。

如图5所示，该楔形台阶面还可包括沿基轴轴向从下至上顺次承接的驱动斜面22b和脱离定位面22c，该脱离定位面22c用于将卡爪21限制在与环形件A相脱离的固定位置上。这样，可以省去进行防止卡爪21与卡爪容置槽35的内壁在压装过程中发生干涉的设计。

如图5所示，该楔形台阶面还可包括沿基轴轴向从下至上顺次承接的夹持定位面22a和驱动斜面22b，夹持定位面22a在压装装置处于非工作状态下，即未安装环形件A时，通过弹性限位件的作用将卡爪21限制在初始位置。另外，为了在环形件安装到位时对卡爪21进行更可靠的定位，该夹持定位面22a的设计可使卡爪21在该状态下抵靠在其上，也就是卡爪21将在弹性限位件的作用下始终抵靠在楔形台阶面上。

对于将压头3挂接在基轴4上的方式，可采用如图5和图6所示的结构，即在基轴4的末端设置一开口安装槽43。该压头3的顶部形成有浮动台阶球头32，浮动台阶球头32相对压头3的主体沿压头3的径向内缩，这样，该主体的上端面即可作为上述的下定位台肩33，压头3通过其主体与轴套1滑动配合连接，这样可以保证压头3的冲压动作的准直性；该压头3通过浮动台阶球头32挂接在开口安装槽43上，开口安装槽43的顶面432作为基轴4的上述施力面与浮动台阶球头32之间留有所称的间距。另外，该压头3也可通过绳索等挂接在基轴4上，但基轴4和压头3上要开设容置绳索的安装孔，绳索的两端连接在各自的安装孔的底部，安装孔的尺寸要使绳索在基轴4相对压头滑动时可容置在安装孔中，以保证基轴的施力面可以与压头准确地接触。

如图5和图6所示，该浮动台阶球头32可包括置于开口安装槽43内的球头部和连接球头部与主体的脖颈部，该脖颈部与球头部之间形成台阶面，该脖颈部与开口安装槽43的开口段相适配，以使浮动台阶球头32的台阶面支撑于开口安装槽43的形成开口段的内端面431上，上述的非回转配合结构即可形成在脖颈部与开口安装槽43的开口段之间。

为了使电动伺服压力输出设备可自动判断是否已将环形件A安装到位，而无需人为控制电动伺服压力输出设备动作，本发明的压装装置还可包括到位检测装置，该到位检测装置用于在环形件A已经安装就位时向电动伺服压力输出设备输出到位信号。

图2至图6提供了一种结构简单、成本低、且可准确判断环形件A是否已安装到位的到位检测装置5的结构，其包括摆杆51、弹性限位件53和位置传感器57，该摆杆51可相对转动地安装于摆杆支架52上，该摆杆支架52固定安装于轴套1上，摆杆51与摆杆支架52间的可相对转动地安装结构可为：在摆杆支架52上设置一通孔，并在摆杆51上也设置一通孔，将摆杆转销54穿过两个通孔，并在摆杆转销54的经摆杆支架52向外伸出的两端套设卡环55，以对摆杆转销54进行轴向（指摆杆转销54的轴向）定位；摆杆51的末端穿过轴套1上设置的摆杆开口槽15和压头3上设置的摆杆容置槽38，以通过摆杆51的末端与环形件A的内壁相贴合驱动摆杆51转动至工作位；该位置传感器57用于在摆杆51转动至工作位时输出所称的到位信号，该位置传感器57可通过安装支架56固定安装在轴套1的外壁上；该弹性限位件53用于在环形件A安装就位时将摆杆51限制在工作位，及用于在未安装环形件A时将摆杆51限制在非工作位上，以避免因摆杆51的误摆动造成位置传感器无法准确地提供该到位信号。这样，该电动伺服压力输出设备可利用该到位信号判断环形件A是否已经安装就位，并可在接收到该到位信号时通过过渡压杆6带动压装装置朝向被装配零件孔下行。

另外，该到位检测装置也可是用于检测多个安装点的多个位置传感器，以利用多个安装点判断环形件A是否已经安装就位，该种结构的成本相对较高，而且相对上述结构容易出现误输出到位信号的情况。

摆杆51的上述非工作位可对应摆杆51与轴套1的外壁相贴合的位置，即在未安装环形件A时，例如是摆杆51顶部设置的凸点在弹性限位件53的作用下抵靠在轴套1的外壁上。

上述弹性限位件53可以采用弹簧柱塞，该弹簧柱塞与摆杆支架52上设置的螺纹孔螺纹配合连接，使该弹簧柱塞的弹性头顶在摆杆51上，该弹簧柱塞可通过螺母可靠地固定在摆杆支架52上，这样，在安装环形件A时，安装人员通过克服弹簧柱塞施加的弹性力转动摆杆51至工作位，使摆杆51与环形件A的内壁相贴合，而在基轴4带动压头3进行压装期间，摆杆51将逐渐脱离环形件A，并在弹簧柱塞的作用下最终抵靠在轴套1的外壁上。

为了进一步地保证该环形件A与被装配零件孔间的同轴度，该压头3末端的台阶部31可为与环形件A的内壁的形状相适配的仿形台阶，即环形件A以与台阶部31相贴合的方式套设在该台阶部31上。

另外，为了便于确定环形件A的位置，可使基轴4、压头3及台阶部31（即环形件）同轴。

以将圆锥滚子轴承外圈压装至汽车变速箱中被装配零件孔中为例，说明本发明的环形件的压装装置的工作过程：

首先将圆锥滚子轴承外圈套设在压头3的台阶部31上，所有上料装置的卡爪21的卡爪部211转动一个角度，从圆锥滚子轴承外圈的内锥孔伸出钩住圆锥滚子轴承外圈的下端面，此时，卡爪21由于杠杆原理克服弹簧片23的弹性力转动，该弹性力可使圆锥滚子轴承外圈的上端面与台阶部的台阶面相贴合；此时圆锥滚子轴承外圈的内锥孔面顶动摆杆51克服弹簧柱塞53施加的弹性力转动一个角度至工作位，此时位置传感器57检测到摆杆51已到达工作位向电动伺服压力输出设置输出到位信号。

电动伺服压力输出设备在接收到该到位信号后，带动过渡压杆6向下运动，过渡压杆6带动整个压装装置向下运动，当轴套1接触到汽车变速箱壳体时停止向下运动，此时圆锥滚子轴承外圈接触到汽车变速箱壳体的轴承孔（被装配零件孔）的倒角也停止运动（即压头3此时也停止运动）；只有基轴4在过渡压杆6的带动下继续向下运动，弹性作用件7开始被进一步压缩，基轴4上的楔形台阶面通过驱动斜面的径向分力推动卡爪21转动，直到卡爪21与圆锥滚子轴承外圈脱离，与此同时或者在脱离之后，基轴4的施力面开始接触压头3，将过渡压杆6施加的压装力通过压头3传递到圆锥滚子轴承外圈上开始将圆锥滚子轴承外圈压入汽车变速箱壳体的轴承孔中，压装完毕后，电动伺服压力输出设备带动整个压装装置返回初始位置，卡爪21在弹簧片23的弹簧压紧力下转动回初始位置，摆杆51在弹簧柱塞53的压紧力下转动回初始位置，整个压装过程完毕。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环形件的压装装置，其特征在于，包括：

轴套；

基轴，与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，所述基轴的顶端经所述轴套的上部开口向外伸出与过渡压杆固定连接；

压头，与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接，所述压头依靠重力挂接在所述基轴上，使所述基轴的用于向压头施加压力的施力面与所述压头之间留有间距，以供所述基轴相对所述压头滑动，所述压头的末端形成有供所述环形件套设的台阶部；

弹性作用件，压缩于所述轴套的上端面与所述过渡压杆之间，以将所述轴套沿基轴轴向抵靠在所述压头上；以及，

上料装置，包括：

卡爪，可相对转动地安装于所述轴套上开设的卡爪开口槽中，所述卡爪具有用于托承所述环形件的卡爪部；

弹性限位件，用于配合所述弹性作用件将套设于所述台阶部上的环形件沿基轴轴向夹持于所述卡爪部与所述台阶部的台阶面之间，以将所述环形件安装到位；以及，

楔形台阶面，包括沿基轴轴向延伸的驱动斜面，所述驱动斜面用于在所述基轴相对所述压头下行时驱动所述卡爪转动，以使所述卡爪部与所述环形件脱离，所述间距使得所述施力面在卡爪部与所述环形件脱离时再与所述压头接触。

2.根据权利要求1所述的压装装置，其特征在于，所述楔形台阶面包括沿基轴轴向从下至上顺次承接的所述驱动斜面和脱离定位面，所述脱离定位面用于将所述卡爪限制在与所述环形件相脱离的固定位置上。

3.根据权利要求1或2所述的压装装置，其特征在于，所述楔形台阶面包括沿基轴轴向从下至上顺次承接夹持定位面和所述驱动斜面，所述夹持定位面用于在未安装所述环形件时将所述卡爪限制在初始位置。

4.根据权利要求3所述的压装装置，其特征在于，所述卡爪在所述环形件安装到位时与所述夹持定位面相抵。

5.根据权利要求1或2所述的压装装置，其特征在于，所述上料装置通过弹簧片形成所述弹性限位件，所述弹簧片的一端与所述轴套的外壁固定连接，所述弹簧片的自由端与所述卡爪相抵。

6.根据权利要求1或2所述的压装装置，其特征在于，所述基轴的末端设置有开口安装槽，所述压头的顶部形成有浮动台阶球头，所述浮动台阶球头相对压头的主体沿压头的径向内缩，所述压头通过浮动台阶球头挂接在所述开口安装槽上，所述开口安装槽的顶面作为所述基轴的施力面与浮动台阶球头之间留有所述间距，所述压头通过所述主体与所述轴套沿基轴轴向限制其相对转动地滑动配合连接。

7.根据权利要求1或2所述的压装装置，其特征在于，所述压装装置还包括到位检测装置，所述到位检测装置用于在检测到所述环形件已经安装到位时输出到位信号。

8.根据权利要求7所述的压装装置，其特征在于，所述到位检测装置包括：

摆杆，可相对转动地安装于摆杆支架上，所述摆杆支架固定安装于所述轴套上；所述摆杆的末端穿过轴套上设置的摆杆开口槽和压头上设置的摆杆容置槽，以通过摆杆的末端与环形件的内壁相贴合驱动所述摆杆转动至工作位；

弹性限位件，用于在所述环形件安装到位时将所述摆杆限制在所述工作位，及用于在未安装所述环形件时将所述摆杆限制在非工作位上；以及，

位置传感器，用于在所述摆杆转动至工作位时输出所述到位信号。

9.根据权利要求8所述的压装装置，其特征在于，所述摆杆的非工作位对应所述摆杆与所述轴套的外壁相贴合的位置。

10.根据权利要求1或2所述的压装装置，其特征在于，所述台阶部为与所述环形件的内壁的形状相适配的仿形台阶。