CN103770047B - 一种多功能一体式发动机装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能一体式发动机装配工装，包括底座和设于底座上的工装框架，工装框架包括两个滚环、上支撑架和下支撑架，各滚环等大并同轴，上支撑架和下支撑架沿轴向将各滚环固连成一体，滚环和底座之间设有翻转机构，滚环之间设有转移机构，底座下方设有水平旋转机构，所述工装框架上还设有轴向限位机构。使用本工装进行发动机装配时，可完成翻转、水平旋转及轴向移动等多项操作，工件的姿态变换更容易更快速，操作更为省力，从而可提高发动机装配效率，降低劳动强度，从而大大方便发动机的装配工作。

Description

一种多功能一体式发动机装配工装

技术领域

本发明涉及一种汽车部件装配工装，更具体的说，它涉及一种多功能一体式发动机装配工装。

背景技术

在发动机组装过程中，需要在发动机的不同面上进行不同的加工或操作，如：发动机自动清洗时需要底面朝上、前端面朝前定位；发动机的后端面需要安装后端定位销和打发动机号；发动机的底面需要安装瓦盖。目前在设备相对陈旧的汽车生产企业中，由于缺乏专门的便于发动机装配操作的工装，因此只能采用较落后的装配工艺，一般做法是：缸体底面朝上，前端面朝前定位后进入步伐输送式清洗机内清洗；清洗后需在后端面打定位销，因滚道上无限位装置，需将工件在滚道上翻转90°，后端面朝上，以滚道作支撑打后端定位销，打定位销时，一手握铆接枪，另一手扶住枪头，由于是从上往下打，手臂长时间悬空抬起容易劳累，还有操作人员自身身高及站位的原因很难保证定位销与工作面垂直；完成打定位销后需将工件翻转90°，底面朝下，前端面朝后反靠定位在产品批号打号机夹具上才能进行打号；完成打号以后，后工序要在底面装瓦盖，所以又要旋转成底面朝上，前端面朝右，再输送到下一工序。从上料清洗到装瓦盖整个工艺过程需多次立起、放下、整体翻转和转向，如果仅靠人力完成，不仅劳动强度很大，而且很难确保操作时的力度和工件姿态控制以及安全保护，此间发动机缸体很容易在翻转及旋转过程中与输送架硬性磕碰，而任何一个面磕碰伤后，都可能导致发动机漏油等故障，因此现有的发动机组装方式即影响生产效率又会影响组装后的发动机质量。针对这种状况，一些车企开发了相关工装以适应发动机组装过程中的各种旋转、翻装、限位以及输送等需要，但这些工装目前往往功能比较单一，只能完成单一的操作，而不能有效地进行各种功能的统合，导致有的工装虽能水平旋转却不能垂直翻转，有的工装能翻转却不便转移输送，有的工装输送方便却又不带限位功能，所以这些工装虽能部分方便单道工序的操作，但种类多且分散，占用空间大，切换使用麻烦，工作效率低，还会因频繁的切换影响到产品的质量，使用时还是存在较多问题。公开号为CN102513822A的发明于2012年6月27日公开了一种应用于发动机装配技术领域的发动机手工装配辅助机构，所述的发动机装配辅助机构包括支撑架I，支撑架II，翻转装置I，翻转装置II，所述的翻转装置I和翻转装置II分别与发动机缸体两侧固定连接，翻转装置I和翻转装置II分别通过翻转杆I和翻转杆II支撑在支撑架I和支撑架II上，本发明的发动机手工装配辅助机构，使得发动机在装配过程中，可以实现不同角度的旋转，并且能根据需要，对辅助机构上的发动机的旋转角度进行限位，便于操作人员轻松、方便地实现对不同零件的安装，降低工作人员在操作过程中的劳动强度，提高发动机的装配效率。但是本发明功能单一，只能完成发动机的翻转工作，如果工件需要进行水平旋转则超出了该机构的功能，而发动机在本机构上的载入和移出也不是太方便。

发明内容

现有的发动机装配过程中，因缺少集成多功能的辅助工装，装配过程费时费力，且难保稳定的品质，为克服这一缺陷，本发明提供了一种多功能一体式发动机装配工装，具有翻转、水平旋转、限位及转移输送等多个功能，可大大提高工作效率，降低劳动强度，方便发动机的装配。

本发明的技术方案是：一种多功能一体式发动机装配工装，包括底座和设于底座上的工装框架，工装框架包括两个滚环、上支撑架和下支撑架，各滚环等大并同轴，上支撑架和下支撑架沿轴向将各滚环固连成一体，滚环和底座之间设有翻转机构，滚环之间设有转移机构，底座下方设有水平旋转机构，所述工装框架上还设有轴向限位机构。由于本工装具有翻转机构、转移机构、水平旋转机构和轴向限位机构，因而将工件翻转、工件水平旋转换向、工件轴向反靠限位以及工件转移输送等功能集成在一起。使用时，将发动机工件推入所述工装框架中，并被限制在上支撑架和下支撑架之间，以使工件与工装框架间保持周向位置相对固定，此后根据发动机装配的需要进行翻转、水平旋转、轴向限位及转移输送等操作，这样就可轻松地将工件载入及移出本工装，将发动机顶面或底面、发动机的任一侧面轻松便捷地调整至易于操作的方位，并在打后端定位销时能快速得到反靠支持。

作为优选，所述翻转机构包括与滚环对应的导轮组，每个导轮组包括成对的导轮，导轮固设于底座上，各导轮组中的导轮对称位于对应滚环的两侧中下部，导轮轮面与滚环的外环面滚动接触。导轮组的作用是支撑滚环，通过滚环与导轮的对滚来实现工装框架的翻转，利用此种设计可随意转换工件的底面和顶面的状态，完成顶面与底面各件的组装。

作为优选，导轮外端面的侧缘设有径向外伸的挡环。考虑到滚环与导轮对滚时，滚环可能会发生轴向窜动，为避免这种情况出现，确保工装框架沿固定路径转动，在导轮上设置挡环，可限制滚环轴向窜动。

作为优选，上支撑架和下支撑架均呈矩形，上支撑架包括一对上边梁和至少一对上连杆，上边梁和上连杆互相垂直固连，下支撑架包括一对下边梁和至少一对下连杆，下边梁和下连杆互相垂直固连，上边梁和下边梁平行且沿滚环的弦的方向固连在滚环上，上连杆和下连杆沿滚环的轴向设置。为不影响滚环的正常转动，上支撑架和下支撑架需连接在相邻滚环间的相对的端面上，轴向设置的上连杆和下连杆直接连接在滚环端面上实现起来难度相对较大，现在滚环的端面上固定上边梁和下边梁，再在上边梁和下边梁上分别固定上连杆和下连杆，此种结构的上支撑架和下支撑架更容易实现。

作为优选，所述转移机构包括芯轴和输送滚子，芯轴连接在上连杆之间以及下连杆之间，且与上连杆及下连杆均垂直，输送滚子转动套接在芯轴上。多根芯轴和配套的输送滚子可分别与上连杆及下连杆构成上下两条滚道，工件放置在工装框架中时，下支撑架的滚道从下方托住工件，上支撑架的滚道则与工件顶部接触，上、下支撑架共同形成对工件的周向限位，而且工件与输送滚子间滚动接触，工件沿滚道轴向移动时阻力很小，因而只需用较小的力量就可以轻松地推动穿过滚环进出工装框架，实现工件的转移输送，完成与发动机工件装配这道工序与上道工序和下道工序间的快速转换。

作为优选，上连杆的外侧边缘设有向下连杆方向延伸的侧限位挡板。两上连杆上对应侧限位挡板的间距设置成与发动机工件顶部的宽度适配，这样工件进入工装框架中后侧限位挡板可以从工件顶部两侧对工件进行横向限位，防止工件在滚道上发生垂直于滚道走向的横向偏移。

作为优选，所述轴向限位机构包括导向套、单向挡销、压缩弹簧和锁顶螺栓，导向套垂直固连在一根下边梁上，导向套的内壁上设有台阶，单向挡销滑动连接在导向套中，单向挡销的外露端设有斜面，斜面朝向所述工装框架外部，单向挡销上设有径向凸起的凸台，压缩弹簧位于凸台与导向套的内壁台阶之间，压缩弹簧自然舒张时，单向挡销顶端高于下支撑架上输送滚子的最高点，单向挡销的销身上还轴向设有一键槽，锁顶螺栓螺纹连接在导向套且穿过导向套套壁伸入键槽中。在自然状态下，单向挡销受压缩弹簧顶压而弹起，高出下支撑架的滚道最高点，使用时，工件从导向套所在侧的滚环处进入工装框架，完成各项操作后从另一侧滚环处移出，工件进入时触碰到所述斜面，对斜面的挤压力产生侧向分力推动单向挡销克服压缩弹簧的弹力下移，让出通道容工件通过，工件整体越过单向挡销后，单向挡销随即重新弹起，此时工件已无法接触所述斜面，而只能与单向挡销的周面接触，沿单向挡销的轴向产生不了可使单向挡销压下的侧向分力，此时，单向挡销便可作为工件回退的阻碍物，供工件反靠，使工件在打后端定位销时可得到限位支持，因此单向挡销仅能让工件单向通过，对反方向靠近的工件则能起到限位作用。

作为优选，所述水平旋转机构包括上压盘和下压盘，上压盘位于下压盘上方且与下压盘平行，上压盘与下压盘转动连接，底座固设于上压盘上。下压盘处于本工装的最底部，由于上压盘能相对下压盘转动，因此建立于上压盘上的底座和工装框架便可实现整体水平旋转，工件载入时就可以很方便地进行换向调整。

作为优选，上压盘中心设有中心轴，下压盘中心设有轴承，中心轴与轴承内圈配合，上压盘底面和下压盘顶面分别设有位置对应的环形滚珠槽，滚珠槽与上压盘及下压盘同圆心，滚珠槽内设有滚珠。发动机重量很大，在上压盘和下压盘之间设置同心环形排列的滚珠，能使上压盘具有较高的承重能力，减轻中心轴及轴承的负荷，确保所述水平旋转机构能正常工作并具有较长使用寿命。

本发明的有益效果是：

     大大方便发动机的装配工作。使用本工装进行发动机装配时，可完成翻转、水平旋转及轴向移动等多项操作，工件的姿态变换更容易更快速，操作更为省力，从而可提高发动机装配效率，降低劳动强度。

结构紧凑，功能集成度高。本工装将多种功能集于一体，空间占用更小的，综合造价更低，可执行的工作更多。

加强产品保护，确保产品质量。本工装在使用过程中携带未完工的发动机进行各种位置及姿态变换，此间始终对发动机进行有效的位置约束，因而减少发动机翻转时磕碰的风险，防止产品意外损坏。

附图说明

    图1为本发明的一种结构示意图；

    图2为图1中A-A处的一种侧视图；

图3为图1中B-B处的一种俯视图；

图4为本发明中轴向限位机构的一种结构示意图。

图中，1-滚环，2-上支撑架，3-下支撑架，4-挡环，5-上边梁，6-上连杆，7-下边梁，8-下连杆，9-芯轴，10-输送滚子，11-导向套，12-单向挡销，13-压缩弹簧，14-锁顶螺栓，15-键槽，16-上压盘，17-下压盘，18-滚珠槽，19-侧限位挡板，20-滚珠，21-底座，22-台阶，23-斜面，24-凸台，25-基台，26-支撑板，27-挡片，28-中心轴，29-导轮，30-导轮架。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例：

       如图1、图2、图3和图4所示，一种多功能一体式发动机装配工装，包括底座21和设于底座21上的工装框架，工装框架包括两个平行相对的圆形的滚环1、上支撑架2和下支撑架3，各滚环1等大并同轴，上支撑架2和下支撑架3沿轴向将两滚环1固连成一体，滚环1和底座21之间设有翻转机构，滚环1之间设有转移机构，底座21下方设有水平旋转机构，所述工装框架上还设有轴向限位机构。所述翻转机构包括与滚环1对应的导轮组，每个导轮组包括一对导轮29，导轮29通过导轮架30固定于底座21上，导轮29转动连接在导轮架30上，各导轮组中的导轮29对称位于对应滚环1的两侧中下部，导轮29轮面与滚环1的外环面滚动接触。导轮29外端面的侧缘一体成型地设有径向外伸的挡环4，两个滚环1的外端面受挡环4限位，因而可防止整个工装框架发生轴向窜动。上支撑架2和下支撑架3均呈矩形，上支撑架2包括一对上边梁5和一对上连杆6，上边梁5和上连杆6互相垂直固连，下支撑架3包括一对下边梁7和两对下连杆8，下边梁7和下连杆8互相垂直固连，上边梁5和下边梁7平行且沿滚环1的弦的方向固连在滚环1的内侧端面上，上边梁5的两端各设有一定位销和螺栓孔，下边梁7亦是如此，因此上边梁5和下边梁7与滚环1通过定位销加螺栓实现固定，上连杆6和下连杆8沿滚环1的轴向设置，上连杆6通过焊接方式固定架设在两根上边梁5上，同样下连杆8通过焊接方式固定架设在两根下边梁7上。所述转移机构包括芯轴9和输送滚子10，芯轴9连接在上连杆6之间以及下连杆8之间，且与上连杆6及下连杆8均垂直，输送滚子10转动套接在芯轴9上，输送滚子10上设有三道环形槽。芯轴9、输送滚子10分别与上连杆6和下连杆8构成上、下两条滚道，上滚道中有八根芯轴9，每根芯轴9上有两个输送滚子10；下滚道中的四根下连杆8等距分布，分为两组，每组两根，每组的两根下连杆8间设有八根芯轴9，每根芯轴9上有一个输送滚子10。正常状态下，上滚道位于上方，下滚道位于下方，上滚道的输送滚子10滚动面最高点高于上连杆6的顶面，下滚道的输送滚子10滚动面最低点低于下连杆8的底面，上、下两条滚道的间距与发动机的高度适配，当发动机载入本工装时，发动机底面被下滚道托住，发动机顶面恰好与上滚道底部接触。在发动机装配过程中，发动机翻转倒置时，上、下滚道也随之换位，此时上滚道起承重作用托举发动机，下滚道则在上方与发动机接触。上连杆6的外侧边缘设有向下连杆8方向延伸的侧限位挡板19，用于对发动机顶部两侧限位，防止发动机在本工装上发生横向窜动。所述轴向限位机构包括导向套11、单向挡销12、压缩弹簧13和锁顶螺栓14，导向套11通过一支撑板26垂直固连在一根下边梁7上，支撑板26焊接在该下边梁7上，导向套11又通过螺栓连接在支撑板26，导向套11的内壁上设有台阶22，单向挡销12滑动连接在导向套11中，支撑板26上开有一通孔，支撑板26之上又有一挡片27，挡片27上也开有一通孔，挡片27通孔直径小于支撑板26通孔的直径，单向挡销12的端部先后穿过支撑板26的通孔和挡片27通孔而外露，单向挡销12的外露端设有斜面23，斜面23朝向所述工装框架外部，单向挡销12上设有径向凸起的凸台24，凸台24的直径与导向套11内径适配，但小于挡片27通孔直径，因此单向挡销12不会从导向套11中脱出。压缩弹簧13位于凸台24与导向套11的台阶22之间，压缩弹簧13自然舒张时，单向挡销12顶端高于下支撑架3上输送滚子10的最高点，单向挡销12的销身上还轴向设有一键槽15，锁顶螺栓14螺纹连接在导向套11且穿过导向套11套壁伸入键槽15中。所述水平旋转机构包括上压盘16和下压盘17，上压盘16位于下压盘17上方且与下压盘17平行，上压盘16与下压盘17转动连接，底座21固设于上压盘16上。上压盘16中心设有中心轴28，下压盘17中心设有轴承，中心轴28与轴承内圈配合，上压盘16底面和下压盘17顶面分别设有位置对应的环形滚珠槽18，滚珠槽18与上压盘16及下压盘17同圆心，滚珠槽18内设有滚珠20。所述水平旋转机构安装于一个基台25上。

      使用本工装时，先将正常姿态的，即顶朝上底朝下，水平放置的发动机工件从导向套11所在侧的滚环处沿所述下滚道推入工装框架，进入上框架2和下框架3之间，工件进入时触碰到斜面23，对斜面23的挤压力产生侧向分力推动单向挡销12克服压缩弹簧13的弹力下移，让出通道容工件通过，工件整体越过单向挡销12后，单向挡销12随即重新弹起。打产品批号及安装后端定位销时，水平推转工装框架使之水平旋转，将所需的发动机的端面或侧面转到操作顺手的位置上，安装后端定位销时，弹起的单向挡销12便可作为工件回退的阻碍物，供工件反靠，使工件在打后端定位销时可得到限位支持。装底部瓦盖时，可以转动滚环1，工装框架绕轴转动，携工件翻转，发动机底部转到朝上的姿态，以便顺手地进行瓦盖安装，安装完毕后，再次滚动滚环1，发动机转回原位。完成各项操作后推动工件沿所述下滚道从另一侧滚环处移出，进入下道工序。

Claims (6)

1.一种多功能一体式发动机装配工装，其特征是包括底座（21）和设于底座（21）上的工装框架，工装框架包括两个滚环（1）、上支撑架（2）和下支撑架（3），各滚环（1）等大并同轴，上支撑架（2）和下支撑架（3）沿轴向将各滚环（1）固连成一体，滚环（1）和底座（21）之间设有翻转机构，滚环（1）之间设有转移机构，底座（21）下方设有水平旋转机构，所述工装框架上还设有轴向限位机构，上支撑架（2）和下支撑架（3）均呈矩形，上支撑架（2）包括一对上边梁（5）和至少一对上连杆（6），上边梁（5）和上连杆（6）互相垂直固连，下支撑架（3）包括一对下边梁（7）和至少一对下连杆（8），下边梁（7）和下连杆（8）互相垂直固连，上边梁（5）和下边梁（7）平行且沿滚环（1）的弦的方向固连在滚环（1）上，上连杆（6）和下连杆（8）沿滚环（1）的轴向设置，所述转移机构包括芯轴（9）和输送滚子（10），芯轴（9）连接在上连杆（6）之间以及下连杆（8）之间，且与上连杆（6）及下连杆（8）均垂直，输送滚子（10）转动套接在芯轴（9）上，所述轴向限位机构包括导向套（11）、单向挡销（12）、压缩弹簧（13）和锁顶螺栓（14），导向套（11）垂直固连在一根下边梁（7）上，导向套（11）的内壁上设有台阶，单向挡销（12）滑动连接在导向套（11）中，单向挡销（12）的外露端设有斜面，斜面朝向所述工装框架外部，单向挡销（12）上设有径向凸起的凸台，压缩弹簧（13）位于凸台与导向套（11）的内壁台阶之间，压缩弹簧（13）自然舒张时，单向挡销（12）顶端高于下支撑架（3）上输送滚子（10）的最高点，单向挡销（12）的销身上还轴向设有一键槽（15），锁顶螺栓（14）螺纹连接在导向套（11）且穿过导向套（11）套壁伸入键槽（15）中。

2.根据权利要求1所述的多功能一体式发动机装配工装，其特征是所述翻转机构包括与滚环（1）对应的导轮组，每个导轮组包括成对的导轮（29），导轮（29）固设于底座（21）上，各导轮组中的导轮（29）对称位于对应滚环（1）的两侧中下部，导轮（29）轮面与滚环（1）的外环面滚动接触。

3.根据权利要求2所述的多功能一体式发动机装配工装，其特征是导轮（29）外端面的侧缘设有径向外伸的挡环（4）。

4.根据权利要求1所述的多功能一体式发动机装配工装，其特征是上连杆（6）的外侧边缘设有向下连杆（8）方向延伸的侧限位挡板（19）。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的多功能一体式发动机装配工装，其特征是所述水平旋转机构包括上压盘（16）和下压盘（17），上压盘（16）位于下压盘（17）上方且与下压盘（17）平行，上压盘（16）与下压盘（17）转动连接，底座（21）固设于上压盘（16）上。

6.根据权利要求5所述的多功能一体式发动机装配工装，其特征是上压盘（16）中心设有中心轴（28），下压盘（17）中心设有轴承，中心轴（28）与轴承内圈配合，上压盘（16）底面和下压盘（17）顶面分别设有位置对应的环形滚珠槽（18），滚珠槽（18）与上压盘（16）及下压盘（17）同圆心，滚珠槽（18）内设有滚珠。