CN103758854A - 一种推力杆球头总成及其组装工装及其组装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种推力杆球头总成及其组装工装及其组装方法，所述推力杆球头总成包括推力杆球铰和推力杆球头，推力杆球头包括推力杆球头本体和设置在推力杆球头本体两端的翻边结构，翻边结构与推力杆球头本体是一体成型的；通过推力杆球头本体两端的翻边结构与推力杆球铰相配合将推力杆球铰限位在推力杆球头内。本发明通过设置在推力杆球头两端的且与所述推力杆球头是一体的翻边结构卡扣在推力杆球铰上，将推力杆球铰限位在推力杆球头内，其推力杆球头总成结构简单，免维护，降低了推力杆球头总成的制造成本低，且其重量较轻，完全符合轻量化的要求；利用本发明的组装工装及其组装方法进行组装时，操作简便，减少了组装时间，提高了组装效率。

Description

一种推力杆球头总成及其组装工装及其组装方法
技术领域
    本发明属于车辆平衡悬架技术领域，具体涉及一种推力杆球头总成及其组装工装及其组装方法。
背景技术
    推力杆广泛应用于载重汽车或客车的非独立悬架的单轴或双后桥重型汽车上，连接着车架与车桥，其作用为：保证车桥和车架的相对位置，传递由车桥或者车架传来的各种力和力矩，保证车桥的运动轨迹等功能。所以推力杆直接影响到汽车的操纵稳定性、平顺性和乘坐舒适性。
目前推力杆球铰与推力杆球头之间的配合主要有以下几种组装方法：
一、球铰与球头过盈配合以满足推力杆功能；
二、通过孔用或者轴用挡圈将球铰限位在球头内以满足推力杆功能。
但是，以上二种组装方法均有缺陷：
在第一种组装方法中，存在两种不同的配合方式：对于金属外套的过盈配合需要设计合理的过盈量，否则容易引起球铰外套或者球头内腔被拉伤破坏；另外，需要足够大的外套厚度以保证足够的过盈力，否则容易出现轴向窜出的现象，这样会增加成本，也违背了轻量化的理念。而对于弹性体的过盈配合不仅需要合适的轮廓和过盈量，而且需要弹性体的耐磨性能和回弹性能较好并且和金属芯轴或者内套之间的粘结强度足够，以能满足推力杆功能，否则容易引起压装橡胶与金属脱开、压装不对称、压装效率低等现象；再者在长期使用过程中，随着橡胶承受不同动、静载荷作用，橡胶会发生蠕变而导致承载能力变小、轴向窜出而失效。
在第二种组装方法中，对挡圈尺寸、材料、表面粗糙度和表面处理要求很高，需要合理的设计球铰、球头和挡圈之间的配合尺寸以防止挡圈脱落而引起的推力杆失效；而挡圈自锁机构一般结构较为复杂，装配需要辅助工装较多，容易混淆并导致压装不到位，从而引起失效。
可以看出，以上两种传统的组装方式中的推力杆球头总成，其存在结构复杂，组装效率低，制造成本高，重量较重，维护困难，难以检测合格性等缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的缺陷，提供一种推力杆球头总成，其结构简单，组装效率高，免维护，制造成本低，重量较轻，完全符合轻量化的要求。
为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种推力杆球头总成，包括推力杆球铰和推力杆球头，所述推力杆球头包括推力杆球头本体和设置在所述推力杆球头本体两端的翻边结构，所述翻边结构与推力杆球头本体是一体成型的；通过所述推力杆球头本体两端的翻边结构与所述推力杆球铰相配合将推力杆球铰限位在推力杆球头内。
优选的，所述推力杆球铰为整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰、整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰或两端金属外端盖的轴向预压缩式弹性球铰；所述推力杆球头的翻边结构包括设置在推力杆球头本体两端的弧线翻边部位和设置在所述弧线翻边部位上的直线翻边部位；通过所述推力杆球头两端的弧线翻边部位和直线翻边部位卡扣在所述整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰的橡胶体上或卡扣在所述整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰的金属外套上或卡扣在所述两端外套的轴向预压缩式弹性球铰的金属外端盖上，将所述推力杆球铰限位在推力杆球头内。
本发明还提供一种对如上所述的推力杆球头总成进行组装的组装工装，包括双头油压机，还包括下模，其包括下模本体、设置在所述下模本体上的中心通孔一、设置在所述下模本体上与所述中心通孔一相连通的用于放置镶块的镶块空腔和设置在所述下模本体上且位于所述镶块空腔的旁边的导向块槽一；中模，其包括中模本体、设置在所述中模本体上的中心通孔二、与所述中心通孔二相连通的用于避让套管的缺口、在所述中模本体上与所述下模的导向块槽一相对应的位置开有导向块空腔；上模，其包括上模本体、设置在所述上模本体上的中心通孔三，设置在所述上模本体上且位于所述中心通孔三外围的上翻边限位槽，所述上翻边限位槽与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；设置在所述上模本体上且与所述中模的导向块空腔相对应的位置设置有导向块槽二；定位镶块，其包括定位镶块本体、设置在所述定位镶块本体上的中心通孔四和设置在所述定位镶块本体上且位于所述中心通孔四外围的定位槽；翻边镶块，其包括翻边镶块本体、设置在所述翻边镶块本体上的中心通孔五、设置在所述翻边镶块本体上且位于所述中心通孔五外围的下翻边限位槽，所述下翻边限位槽与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；导向块，其一端可插入所述下模的导向块槽一中，其中部可穿过所述中模的导向块空腔，其另外一端可插入上模的导向块槽二中。
优选的，在所述下模的镶块空腔的外围边上、在定位镶块的定位槽的外围边上以及在翻边镶块的翻边限位槽的外围边上均设置有角度刻度。
本发明还提供一种采用如上所述的组装工装加工推力杆球头总成的组装方法，包括以下步骤：
（1）、将两端的带有翻边结构的推力杆球头与套管连接成杆体；
（2）、根据工艺要求设定好双头油压机的压力参数，根据产品长度要求调整双头油压机的两压头的位置，并将所述下模定位在对应的压头正下方，将所述定位镶块放入所述下模的镶块空腔中；
（3）、将所述杆体放置在下模上且两端的推力杆球头的翻边结构插入所述定位镶块的定位槽中；
（4）、定位好后，控制压头将推力杆球铰压入推力杆球头内；
（5）、压入到位后，控制压头回缩，再将已压入推力杆球铰后的杆体提起，将所述下模中的定位镶块更换为翻边镶块；
（6）、将所述导向块的一端插入所述下模的下导向块槽中，通过所述中模的导向块空腔与所述导向块相配合将所述中模穿过导向块放置在所述下模上，然后再将已压入球铰的杆体放下，使得推力杆球头的侧部贴住所述中模的内侧且推力杆球头下端的翻边结构定位在所述翻边镶块的下翻边限位槽中，再将上模放置在推力杆球头上端，此时，所述导向块的另外一端插入所述上模的上导向块槽中且所述推力杆球头上端的翻边结构定位于上模的上翻边限位槽中；
（7）、控制压头向下压，从而带动上模向下模合紧，通过所述上模的上翻边限位槽和翻边镶块的下翻边限位槽同时挤压推力杆球头两端的翻边结构，最终使得推力杆球头卡扣在推力杆球铰上，上、下模合经后，进行保压，保压完成后，再控制压头回缩，将成品取出来，完成整个组装过程。
优选的， 所述步骤(7)中的保压时间设置为3～5s。
本发明的有益效果在于：本发明是通过设置在推力杆球头两端的且与所述推力杆球头是一体的翻边结构卡扣在推力杆球铰上，将推力杆球铰限位在推力杆球头内，其推力杆球头总成结构简单，免维护，降低了推力杆球头总成的制造成本低，且其重量较轻，完全符合轻量化的要求；利用本发明的组装工装及其组装方法进行组装时，操作简便，减少了组装时间，提高了组装效率。
附图说明
图1为本发明实施例1中的推力杆球头总成的结构示意图；
图2为本发明实施例1中的推力杆球头总成未进行组装时的推力杆球头的结构示意图；
图3为本发明实施例1中的推力杆球头总成的组装示意图一；
图4为图3的局部放大示意图；
图5为本发明实施例1中的推力杆球头总成组装示意图二；
图6为图5的局部放大示意图；
图7为本发明实施例1中组装工装的下模的俯视结构示意图；
图8为图7中沿A-A线的剖视结构示意图；
图9为本发明实施例1中组装工装的定位镶块的俯视结构示意图；
图10为图9中沿B-B线的剖视结构示意图；
图11为本发明实施例1中组装工装的翻边镶块的俯视结构示意图；
图12为图11中沿C-C线的剖视结构示意图；
图13为本发明实施例1中组装工装的中模的俯视结构示意图；
图14为图13中沿D-D线的剖视结构示意图；
图15为本发明实施例1中组装工装的上模的仰视结构示意图；
图16为图15中沿E-E线的剖视结构示意图；
图17为本发明实施例2中的推力杆球头总成的结构示意图；
图18为本发明实施例3中的推力杆球头总成的结构示意图；
图中：1. 推力杆球铰，2. 推力杆球头本体，3. 翻边结构，31. 弧线翻边部位,32. 直线翻边部位,4. 橡胶体,5. 压头，6. 下模,61.下模本体，62. 中心通孔一，63. 镶块空腔，64. 导向块槽一，7. 中模，71. 中模本体,72. 中心通孔二，73. 缺口，74. 导向块空腔，8.上模，81.上模本体，82. 中心通孔三，83. 上翻边限位槽，84. 导向块槽二，9. 定位镶块，91. 定位镶块本体，92. 中心通孔四，93.定位槽，10. 翻边镶块，101. 翻边镶块本体，102. 中心通孔五，103. 下翻边限位槽，11. 导向块，12. 角度刻度，13.套管，14. 芯轴台阶平直段，15.金属外套，16. 金属外端盖。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细的阐述。
实施例1：如图1和图2所示，一种推力杆球头总成，包括推力杆球铰1和推力杆球头，所述推力杆球头包括推力杆球头本体2和设置在所述推力杆球头本体2两端的翻边结构3，所述翻边结构3与推力杆球头本体2是一体成型的；通过所述推力杆球头本体2两端的翻边结构3与所述推力杆球铰1相配合将推力杆球铰1限位在推力杆球头内。
所述推力杆球铰1为整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰；所述推力杆球头的翻边结构3包括设置在推力杆球头本体2两端的弧线翻边部位31和设置在所述弧线翻边部位31上的直线翻边部位32；通过所述推力杆球头两端的弧线翻边部位31和直线翻边部位32卡扣在所述整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰的橡胶体4上，将所述推力杆球铰限位在推力杆球头内。
如图2所示，此时推力杆球头总成还未组装，推力杆球头未卡扣在推力杆球铰上，翻边结构的直线翻边部位32处于所述直线翻边部32与弧线翻边部位31的连接点的切线方向上；如图1所示，此时推力杆球头总成组装完毕，推力杆球头卡扣在推力杆球铰上，此时翻边结构的直线翻边部位32不在所述直线翻边部位32与弧线翻边部位31的连接点的切线方向上了，而是朝弧线翻边部位32的内部方向，即朝弧线翻边部位32的圆心方向偏转一定的角度，最终通过直线翻边部位32卡扣在推力杆球铰的橡胶体4上来对推力杆球铰进行限位。
整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰，其外表面是纯弹性体，组装时，当直线翻边部位32受到压力时，其挤压弹性体，使得弹性体发生形变，因弹性体具有不可压缩的特性，发生形变部分的弹性体会被挤压进入弧线翻边部位31所形成的空腔内，最后充满整个空腔；最终，通过直线翻边部位32、弧线翻边部位31与产生形变的弹性体相配合将推力杆球头紧紧卡扣在推力杆球铰的弹性体上，即推力杆球铰被限位在推力杆球头内，不会脱落，以满足推力杆功能。此时，推力杆球头内部形成一个整体密封结构。由弧线翻边部位31形成的空腔，主要是作用是容纳被直线翻边部位32挤压变形的橡胶弹性体，使得橡胶弹性体的弹性形变减少，可以一定程度的消除因挤压而形成的弹性体内部的残余应力，也因此实现了弹性体只可以受压的特性，减小了弹性体的反弹力，避免了在使用过程中发生因弹性体反弹而将推力杆球头直线翻边部位32撑开的现象。
如图3至图8所示，本发明还提供一种对如上所述的推力杆球头总成进行组装的组装工装，包括带双压头5的双头油压机，还包括下模6，其包括下模本体61、设置在所述下模本体61上的中心通孔一62、设置在所述下模本体61上与所述中心通孔一62相连通的用于放置镶块的镶块空腔63和设置在所述下模本体61上且位于所述镶块空腔63的旁边的导向块槽一64；中模7，如图5、图6、图13和图14所示，其包括中模本体71、设置在所述中模本体71上的中心通孔二72、与所述中心通孔二72相连通的用于避让套管的缺口73、在所述中模本体71上与所述下模的导向块槽一64相对应的位置开有导向块空腔74；上模8，如图5、图6、图15和图16所示，其包括上模本体81、设置在所述上模本体81上的中心通孔三82，设置在所述上模本体81上且位于所述中心通孔三82外围的上翻边限位槽83，所述上翻边限位槽83与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；设置在所述上模本体81上且与所述中模的导向块空腔74相对应的位置设置有导向块槽二84；定位镶块9，如图3、图4、图9和图10所示，其包括定位镶块本体91、设置在所述定位镶块本体91上的中心通孔四92和设置在所述定位镶块本体91上且位于所述中心通孔四92外围的定位槽93；翻边镶块10，如图5、图6、图11和图12所示，其包括翻边镶块本体101、设置在所述翻边镶块本体101上的中心通孔五102、设置在所述翻边镶块本体101上且位于所述中心通孔五102外围的下翻边限位槽103，所述下翻边限位槽103与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；导向块11，如图5和图6所示，其一端可插入所述下模的导向块槽一64中，其中部可穿过所述中模的导向块空腔74，其另外一端可插入上模的导向块槽二84中。所述上模8，中模7，下模6均设置成圆柱体，翻边镶块10和定位镶块9均设置成圆锥台。
如图3和图4所示，通过将推力杆球头未卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构卡合在所述定位槽93中来实现推力杆球头的定位，如图5和图6所示，通过上模的上翻边限位槽83和翻边镶块的下翻边限位槽103同时挤压推力杆球头两端的翻边结构，最终使得推力杆球头卡扣在推力杆球铰上。所述翻边镶块上的下翻边限位槽103和上模的上翻边限位槽83确保了翻边结构中的直线翻边部位朝弧线翻边部位的内部方向偏转一定的角度以及翻边后的对称度和垂直度。所述导向块与中模以及上、下模之间的配合保证了推力杆球铰的芯轴的相对位置以及保证了翻边不会发生错位。设置所述中心通孔一至中心通孔五均是为了在对推力杆球头总成进行组装时，避让推力杆球头与推力杆球铰。所述定位镶块或翻边镶块与下模的镶块空腔63相匹配，当将定位镶块或翻边镶块放入镶块空腔63中时，定位镶块或翻边镶块不会产生移动。
如图7、图9和图11所示，在所述下模的镶块空腔63的外围边上、在定位镶块的定位槽93的外围边上以及在翻边镶块的翻边限位槽103的外围边上均设置有角度刻度12。这是为了在组装时，可以根据图纸要求调整压装球铰的角度。
如图3至图6所示，本发明还提供一种采用如上所述的组装工装加工推力杆球头总成的组装方法，包括以下步骤：
（1）、将两端的带有翻边结构的推力杆球头与套管13焊接成杆体，也可以是铆接或者整体锻造成杆体；
（2）、根据工艺要求设定好双头油压机的压力参数，根据产品长度要求调整双头油压机的两压头5的位置，并将所述下模6定位在对应的压头5正下方，将所述定位镶块9放入所述下模的镶块空腔63中；
（3）、将所述杆体放置在下模6上且两端的推力杆球头的翻边结构3插入所述定位镶块9的定位槽中；
（4）、定位好后，控制压头5将推力杆球铰压入推力杆球头内，直至推力杆球铰下端的芯轴台阶平直段14与定位镶块9相接触；
（5）、压入到位后，控制压头5回缩，再将已压入推力杆球铰后的杆体提起，将所述下模6中的定位镶块9更换为翻边镶块10；
（6）、将所述导向块11的一端插入所述下模6的下导向块槽中，通过所述中模7的导向块空腔与所述导向块11相配合将所述中模7穿过导向块11放置在所述下模6上，然后再将已压入球铰的杆体放下，使得推力杆球头的侧部贴住所述中模7的内侧且推力杆球头下端的翻边结构定位在所述翻边镶块10的下翻边限位槽中，再将上模放置在推力杆球头上端，此时，所述导向块11的另外一端插入所述上模8的上导向块槽中且所述推力杆球头上端的翻边结构定位于上模8的上翻边限位槽中；
（7）、控制压头5向下压，从而带动上模向下模合紧，通过所述上模的上翻边限位槽和翻边镶块的下翻边限位槽同时挤压推力杆球头两端的翻边结构，最终使得推力杆球头卡扣在推力杆球铰上，上、下模合经后，进行保压，保压完成后，再控制压头回缩，将成品取出来，完成整个组装过程。
为了防止翻边结构回弹，所述步骤(7)中的保压时间设置为3s,也可以设置成4s或5s。
实施例2：如图17所示，与实施例1相比，不同之处在于：所述推力杆球铰1为整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰；通过所述推力杆球头两端的弧线翻边部位和直线翻边部位卡扣在所述整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰的金属外套15上将所述推力杆球铰1限位在推力杆球头内。
实施例3：如图18所示，与实施例1相比，不同之处在于：所述推力杆球铰1为两端金属外端盖16的轴向预压缩式弹性球铰；通过所述推力杆球头两端的弧线翻边部位和直线翻边部位卡扣在所述两端外套的轴向预压缩式弹性球铰的金属外端盖16上，将所述推力杆球铰限位在推力杆球头内。
综上所述，本发明是通过设置在推力杆球头两端的且与所述推力杆球头是一体的翻边结构卡扣在推力杆球铰上，将推力杆球铰限位在推力杆球头内，其推力杆球头总成结构简单，免维护，降低了推力杆球头总成的制造成本低，且其重量较轻，完全符合轻量化的要求；利用本发明的组装工装及其组装方法进行组装时，操作简便，减少了组装时间，提高了组装效率。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对其的限制。有关领域的有关技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化或变换。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的保护范围。本发明的保护范围应该由各权利要求限定。

Claims (6)

1.一种推力杆球头总成，包括推力杆球铰和推力杆球头，其特征在于：所述推力杆球头包括推力杆球头本体和设置在所述推力杆球头本体两端的翻边结构，所述翻边结构与推力杆球头本体是一体成型的；通过所述推力杆球头本体两端的翻边结构与所述推力杆球铰相配合将推力杆球铰限位在推力杆球头内。
2.根据权利要求1所述的推力杆球头总成，其特征在于：所述推力杆球铰为整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰、整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰或两端金属外端盖的轴向预压缩式弹性球铰；所述推力杆球头的翻边结构包括设置在推力杆球头本体两端的弧线翻边部位和设置在所述弧线翻边部位上的直线翻边部位；通过所述推力杆球头两端的弧线翻边部位和直线翻边部位卡扣在所述整体橡胶体的径向预压缩式弹性球铰的橡胶体上或卡扣在所述整体金属外套的径向预压缩式弹性球铰的金属外套上或卡扣在所述两端外套的轴向预压缩式弹性球铰的金属外端盖上，将所述推力杆球铰限位在推力杆球头内。
3.一种对根据权利要求1或2所述的推力杆球头总成进行组装的组装工装，包括双头油压机，其特征在于：还包括下模，其包括下模本体、设置在所述下模本体上的中心通孔一、设置在所述下模本体上与所述中心通孔一相连通的用于放置镶块的镶块空腔和设置在所述下模本体上且位于所述镶块空腔的旁边的导向块槽一；中模，其包括中模本体、设置在所述中模本体上的中心通孔二、与所述中心通孔二相连通的用于避让套管的缺口、在所述中模本体上与所述下模的导向块槽一相对应的位置开有导向块空腔；上模，其包括上模本体、设置在所述上模本体上的中心通孔三，设置在所述上模本体上且位于所述中心通孔三外围的上翻边限位槽，所述上翻边限位槽与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；设置在所述上模本体上且与所述中模的导向块空腔相对应的位置设置有导向块槽二；定位镶块，其包括定位镶块本体、设置在所述定位镶块本体上的中心通孔四和设置在所述定位镶块本体上且位于所述中心通孔四外围的定位槽；翻边镶块，其包括翻边镶块本体、设置在所述翻边镶块本体上的中心通孔五、设置在所述翻边镶块本体上且位于所述中心通孔五外围的下翻边限位槽，所述下翻边限位槽与推力杆球头卡扣在推力杆球铰上时的翻边结构相匹配；导向块，其一端可插入所述下模的导向块槽一中，其中部可穿过所述中模的导向块空腔，其另外一端可插入上模的导向块槽二中。
4.根据权利要求3所述的组装工装，其特征在于：在所述下模的镶块空腔的外围边上、在定位镶块的定位槽的外围边上以及在翻边镶块的翻边限位槽的外围边上均设置有角度刻度。
5.一种采用根据权利要求3或4所述的组装工装加工推力杆球头总成的组装方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将两端的带有翻边结构的推力杆球头与套管连接成杆体；
（2）、根据工艺要求设定好双头油压机的压力参数，根据产品长度要求调整双头油压机的两压头的位置，并将所述下模定位在对应的压头正下方，将所述定位镶块放入所述下模的镶块空腔中；
（3）、将所述杆体放置在下模上且两端的推力杆球头的翻边结构插入所述定位镶块的定位槽中；
（4）、定位好后，控制压头将推力杆球铰压入推力杆球头内；
（5）、压入到位后，控制压头回缩，再将已压入推力杆球铰后的杆体提起，将所述下模中的定位镶块更换为翻边镶块；
（6）、将所述导向块的一端插入所述下模的下导向块槽中，通过所述中模的导向块空腔与所述导向块相配合将所述中模穿过导向块放置在所述下模上，然后再将已压入球铰的杆体放下，使得推力杆球头的侧部贴住所述中模的内侧且推力杆球头下端的翻边结构定位在所述翻边镶块的下翻边限位槽中，再将上模放置在推力杆球头上端，此时，所述导向块的另外一端插入所述上模的上导向块槽中且所述推力杆球头上端的翻边结构定位于上模的上翻边限位槽中；
（7）、控制压头向下压，从而带动上模向下模合紧，通过所述上模的上翻边限位槽和翻边镶块的下翻边限位槽同时挤压推力杆球头两端的翻边结构，最终使得推力杆球头卡扣在推力杆球铰上，上、下模合经后，进行保压，保压完成后，再控制压头回缩，将成品取出来，完成整个组装过程。
6.根据权利要求5所述的组装方法，其特征在于：所述步骤(7)中的保压时间设置为3～5s。
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