CN107786051B - 一种浮动定位机壳铆压工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浮动定位机壳铆压工装，用于将机壳和定子铁芯支架通过空心铆钉铆压形成组合式机壳结构，包括上模组、下模组、支架孔定位芯、机壳内缘浮动定位芯、限位柱和铆爪，将定子铁芯支架的若干叉安放在机壳的若干槽中，在对准相应的若干安装孔后，分别插入空心铆钉，再整体套入机壳内缘浮动定位芯，支架孔定位芯与机壳内缘浮动定位芯过盈配合，定子铁芯支架的轴承孔套入支架孔定位芯，限位柱与机壳内缘浮动定位芯过盈配合，限位柱用于对上模组下压时进行限位，将上述安装好的组件以及若干铆爪安放于下模组上，若干组铆爪和空心铆钉分别处于同一轴线上。利用本铆压工装加工组合式机壳结构，生产效率高、机壳质量好。

Description

一种浮动定位机壳铆压工装

技术领域

本发明涉及一种铆压工装，尤其涉及一种浮动定位机壳铆压工装。

背景技术

在微电机中，需要将交流风机的机壳和定子铁芯支架铆压形成组合式机壳结构。传统的铆压工装需采用转位结构对两个工件的表面逐次进行单点铆压，由于无法良好的固定两个工件，多次的铆压导致定子铁芯支架轴承室轴线与机壳端面不垂直，且铆压效率低、模具结构复杂。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提出了一种浮动定位机壳铆压工装。

本发明采用的技术方案是：

一种浮动定位机壳铆压工装，用于将机壳和定子铁芯支架通过空心铆钉铆压形成组合式机壳结构，该铆压工装包括上模组、下模组、支架孔定位芯、机壳内缘浮动定位芯、限位柱和铆爪，将所述定子铁芯支架的若干叉安放在所述机壳的若干槽中，在对准相应的若干安装孔后，分别插入所述空心铆钉，再整体套入所述机壳内缘浮动定位芯，所述支架孔定位芯与所述机壳内缘浮动定位芯过盈配合，所述定子铁芯支架的轴承孔套入所述支架孔定位芯，所述限位柱与所述机壳内缘浮动定位芯过盈配合，所述限位柱用于对所述上模组下压时进行限位，将上述安装好的组件以及若干所述铆爪安放于所述下模组上，若干组所述铆爪和所述空心铆钉分别处于同一轴线上。

优选的，所述下模组包括底板和铆爪座，两个所述铆爪座安装在所述底板上，所述铆爪座的底部形成一侧开口，另一侧封闭的导滑槽，将所述机壳的外缘沿着两个所述铆爪座组成的两个导滑槽推至封闭端，所述铆爪座上设有铆爪槽，所述铆爪安放在所述铆爪槽上，若干组所述铆爪和所述空心铆钉分别处于同一轴线上。

优选的，本铆压工装还包括导柱、弹性压料板和弹簧，所述上模组通过所述导柱与所述底板连接，所述导柱用于对下压的所述上模组导向，所述弹簧和所述弹性压料板自下而上套于所述导柱上，所述弹性压料板上设有铆爪导向孔，所述铆爪导向孔用于铆压时对所述铆爪进行定位，所述弹性压料板在所述弹簧的弹力的作用下对所述机壳、所述定子铁芯支架和所述空心铆钉进行预压紧。

优选的，所述上模组包括上模板和上模压板，所述上模板和所述上模压板可拆卸固定连接，所述上模板上设有导柱孔，所述导柱孔上设有导套，所述导柱的头部位于所述底板的沉孔内，所述导柱贯穿所述导套，所述上模板在铆压时通过所述导柱进行导向。

优选的，所述上模压板上安装有铆钉定位芯，所述铆钉定位芯的头部位于所述上模压板的沉孔内，与所述上模板抵接，所述铆钉定位芯露出于所述上模压板的底部，在所述上模压板下压时，所述铆钉定位芯插入所述空心铆钉内孔，用于导正所述空心铆钉。

优选的，所述机壳内缘浮动定位芯上设有限位柱孔，所述限位柱与所述限位柱孔过盈配合，所述限位柱的底部与所述底板抵接，所述限位柱露出于所述机壳内缘浮动定位芯的顶部，所述限位柱在铆压时穿过所述定子铁芯支架后抵接在所述上模压板，用于对下压的所述上模压板进行限位。

优选的，所述弹性压料板的底部设有阶台孔，所述弹簧安装在所述阶台孔和所述导柱之间。

优选的，所述机壳内缘浮动定位芯的中心设有变径通孔，所述变径通孔为第一径段、第二径段、第三径段自下而上连成一体结构，所述第一径段的直径＜所述第二径段的直径＜所述第三径段的直径；所述支架孔定位芯为第一圆柱、第二圆柱自下而上连成一体结构；所述第一圆柱与所述第一径段过盈配合，所述轴承孔与所述第二圆柱间隙配合，所述轴承孔的外圆周与所述第二径段间隙配合，所述第三径段与所述定子铁芯支架的形状间隙配合。

优选的，所述定子铁芯支架由铝合金材料制成，并且所述机壳由塑料制成。

优选的，所述机壳内缘浮动定位芯的外周边沿竖直方向朝上向内呈3°斜度，而所述机壳的内锥面与所述机壳内缘浮动定位芯的外锥面间隙配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）避免了传统铆压工装需采用转位机构单个铆压所导致的定子铁芯支架轴承室轴线与机壳端面不垂直，且铆压效率低、模具结构复杂；

（2）由于受到机壳的外缘双法兰限制，模具的铆压部件和机壳定位部件在空间上受到极大的限制，本设计所用铆爪座较好的解决了这一问题，两个铆爪座的底部直角边所构成的侧面导滑槽和顶部限位使机壳部件在下模组得到可靠的定位；

（3）定子铁芯支架与机壳的相对位置采用了浮动定位。因为装夹时内含支架孔定位芯的机壳内缘浮动定位芯安放在底板上，鉴于上述有益效果（2）可使机壳在下模得到了定位，那么只需要将机壳内缘浮动定位芯塞入机壳内缘，再将定子铁芯支架的若干叉放入机壳的若干槽的同时，其中心的轴承孔也同时套入支架孔定位芯，这一过程未产生过定位，且铆压结束后由于机壳内缘浮动定位芯与机壳内缘之间以及支架孔定位芯与定子铁芯支架的轴承孔之间均为间隙配合，故取出方便流畅，因而操作较方便；

（4）设置了一面二销定位的弹性压料板，其二孔分别套于二导柱上，并在其阶台孔与导柱之间安放了弹簧，使其在为铆爪导向的同时对机壳、定子铁芯支架和空心铆钉起到了预压紧（即消除轴向间隙）作用；

（5）上模组下压时若干个铆钉定位芯对安装在机壳和定子铁芯支架孔中的空心铆钉起到了精定位作用，由于铆钉定位芯与空心铆钉内孔间隙配合，这是兼顾了若干个孔的孔距误差，有效避免了过定位影响，实际效果较好。实际结果证明，铆压结束后的若干空心铆钉孔可继续作为用户安装孔，达到了原设计要求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的浮动定位机壳铆压工装的结构示意图；

图2为本发明一实施例的机壳的结构示意图；

图3为本发明一实施例的定子铁芯支架的结构示意图；

图4为本发明一实施例的组合式机壳结构示意图；

图5为本发明一实施例的机壳内缘浮动定位芯的剖视图；

图6为本发明一实施例的支架孔定位芯的结构示意图；

图7为本发明一实施例的铆爪座的结构示意图；

图8为本发明一实施例的铆钉定位芯的结构示意图；

图9为本发明一实施例的铆爪的剖视图；

图10为本发明一实施例的弹性压料板的结构示意图；

图11为本发明一实施例的底板的结构示意图；

图12为本发明一实施例的空心铆钉的结构示意图。

图中，1-导套；2-上模板；3-导柱；4-弹性压料板；5-弹簧；6-圆柱头内六角螺钉；7、17-铆爪座；8-铆爪；9-铆钉定位芯；10-空心铆钉；11-上模压板；12-机壳内缘浮动定位芯；13-支架孔定位芯；14-限位柱；15-机壳；16-底板；18-圆柱销；19-定子铁芯支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

以下请综合参考图1至图12，一种浮动定位机壳铆压工装（如图1所示），用于将机壳15（如图2所示）和定子铁芯支架19（如图3所示）通过空心铆钉10（如图12所示）铆压形成组合式机壳结构（如图4所示），该铆压工装包括上模组、下模组、支架孔定位芯13、机壳内缘浮动定位芯12、限位柱14和铆爪8（如图9所示），将定子铁芯支架19的若干叉安放在机壳15的若干槽中，在对准相应的若干安装孔后，分别插入空心铆钉10，再整体套入机壳内缘浮动定位芯12，支架孔定位芯与机壳内缘浮动定位芯12过盈配合，定子铁芯支架19的轴承孔套入支架孔定位芯，限位柱14与机壳内缘浮动定位芯12过盈配合，限位柱14用于对上模组下压时进行限位，将上述安装好的组件以及若干铆爪8安放于下模组上，若干组铆爪8和空心铆钉10分别处于同一轴线上。

上述若干叉、若干槽和若干安装孔为一一对应，若干的数量可以是3个以上，在本发明的图示中若干特指为4个，即定子铁芯支架19的四叉安放在机壳15的四条槽中，在对准相应的四个安装孔后，分别插入空心铆钉10，但不以此为限。

本发明避免了传统铆压工装需采用转位转位结构单个铆压所导致的定子铁芯支架19的轴承室轴线与机壳15端面不垂直，且铆压效率低、模具结构复杂。

在本发明的一个实施例中，定子铁芯支架19由铝合金材料制成，并且机壳15由塑料制成。在微电机中，交流风机机壳一般采用铝合金材料，但从节约成本角度考虑塑料机壳是较理想的选择，鉴于交流风机定子铁芯和铸铝转子的重量都集中在机壳中央的支架部分，故本发明采用了塑料机壳与铝合金支架通过铆压紧固的组合式机壳结构。如图3所示，机壳15的材料选用黑色尼龙66，为注塑件，其端面的4条宽8深2.5的矩形槽用于配入定子铁芯支架19（如图4所示），该定子铁芯支架19为铝合金（ZL102）压铸件，它们之间通过4个空心铆钉10（GB-876-86）紧固连接，从而兼得了内缘强度高、外部绝缘的性能。

在本发明的一个实施例中，机壳内缘浮动定位芯12的外周边沿竖直方向朝上向内呈3°斜度（如图5所示），而机壳15的内锥面与机壳内缘浮动定位芯12的外锥面间隙配合。该设计中，机壳内缘浮动定位芯12的外周边沿竖直方向向上朝内呈3°斜度，机壳15的内锥面与机壳内缘浮动定位芯12的外锥面的形状相适配，使得定子铁芯支架19与机壳15之间具有浮动定位以及自适应定位的特点，从而保证了本铆压工装的可靠性和定位的准确性。该设计中，机壳15的内锥面与机壳内缘浮动定位芯12的外锥面间隙配合，使得铆压结束后机壳内缘浮动定位芯12取出方便流畅，操作较方便。

在本发明的一个实施例中，机壳内缘浮动定位芯12的中心设有变径通孔，变径通孔为第一径段、第二径段、第三径段自下而上连成一体结构，第一径段的直径＜第二径段的直径＜第三径段的直径，如图5所示；支架孔定位芯13为第一圆柱、第二圆柱自下而上连成一体结构，如图6所示；第一圆柱与第一径段过盈配合，轴承孔与第二圆柱间隙配合，轴承孔的外圆周与第二径段间隙配合，第三径段与定子铁芯支架19的形状间隙配合。该设计中，第一圆柱与第一径段过盈配合，使机壳15与定子铁芯支架19获得图纸所要求的同轴度。该设计中，轴承孔与第二圆柱间隙配合，轴承孔的外周边与第二径段间隙配合，第三径段与定子铁芯支架19的突出部分结构间隙配合，使得铆压结束后支架孔定位芯13取出方便流畅，操作较方便。

在本发明的一个实施例中，下模组包括底板16（如图11所示）和铆爪座（如图7所示），两个铆爪座7、17安装在底板16上，铆爪座的底部形成一侧开口，另一侧封闭的导滑槽，将组装好的支架孔定位芯13、机壳内缘浮动定位芯12、限位柱14、定子铁芯支架19和机壳15沿两个铆爪座组成的两个导滑槽推至封闭端，铆爪座上设有两个铆爪槽，铆爪槽用于安放铆爪8，使若干组铆爪8和空心铆钉10分别处于同一轴线上。该设计中，下模组主要起到对机壳15与定子铁芯支架19的位置精度保证和完成铆压后的卸料任务。由于受到机壳外缘双法兰限制，本设计所用铆爪座较好的解决了这一问题，两个铆爪座的底部直角边所构成的侧面导滑槽和封闭端限位使机壳部件在底板16得到可靠的初定位。该设计中，导滑槽的高度为L1，长度为150-5=145mm，但不以此为限。进一步地，铆爪座通过两个圆柱销18精确定位在底板16上。进一步地，铆爪座通过两个螺钉固定在底板16上，螺钉优选为圆柱头内六角螺钉6，但不限于此。进一步地，铆爪槽与底部导滑槽连通，用于排气，使铆爪8顺利地放置在铆爪槽内。进一步地，底板16设有中心通孔，用于减轻重量。

在本发明的一个实施例中，铆压工装还包括导柱3、弹性压料板4（如图10所示）和弹簧5，上模组通过导柱3与底板16连接，导柱3用于对下压的上模组导向，弹簧5和弹性压料板4自下而上套于导柱3上，弹性压料板4上设有铆爪导向孔，铆爪导向孔用于铆压时对铆爪8进行定位，弹性压料板4在弹簧5的弹力的作用下对机壳15、定子铁芯支架19和空心铆钉10进行预压紧。该设计中，在铆压过程中铆爪8可能会产生松动，铆爪导向孔可以对铆爪8进行定位，使铆爪8在工作时保持刚性，同时由于弹簧5竖直向上推动弹性压料板4，受到弹簧5的弹力的作用，弹性压料板4可以保持刚进入铆压时的机壳15和定子铁芯支架19之间预紧。进一步地，弹性压料板4的底部设有阶台孔，弹簧5安装在阶台孔和导柱3之间，其有利于弹簧5对弹性压料板4施加竖直向上的弹力，避免弹性压料板4出现卡滞现象。

在本发明的一个实施例中，上模组包括上模板2和上模压板11，上模板2和上模压板11固定连接，上模板2上设有导柱孔，导柱孔上设有导套1，导柱3的头部位于底板16的沉孔内，导柱3贯穿导套1，上模板2在铆压时通过导柱3进行导向。该设计中，上模组和下模组的合模精度由四组导柱3和导套1来保证。

在本发明的一个实施例中，上模压板11上安装有铆钉定位芯9（如图8所示），铆钉定位芯9的头部位于上模压板11的沉孔内，与上模板2抵接，铆钉定位芯9露出于上模压板11的底部，在上模压板11下压时，铆钉定位芯9插入空心铆钉10内孔，用于导正空心铆钉10。进一步地，铆钉定位芯9的插入端与空心铆钉10内孔间隙配合。该设计中，上模组下压时四个铆钉定位芯9对安装在机壳15和定子铁芯支架孔中的空心铆钉10起到了精定位作用，由于铆钉定位芯9的插入端的直径取Φ3.9（与空心铆钉10内孔有0.1mm间隙），这是兼顾了四个孔的孔距误差，有效避免了过定位影响，实际效果较好。实际结果证明，铆压结束后的四个空心铆钉孔可继续作为用户安装孔，达到了原设计要求。

在本发明的一个实施例中，机壳内缘浮动定位芯12上设有两个限位柱孔，限位柱14与限位柱孔过盈配合，限位柱14的底部与底板16抵接，限位柱14露出于机壳内缘浮动定位芯12的顶部，限位柱14在铆压时穿过定子铁芯支架19抵接在上模压板11上，用于对下压的上模压板11进行限位。该设计中，限位柱14的作用是确保上模组下压并完成铆压后上模压板11正好与限位柱14相碰，从而保证了机壳15不会受损。

在本发明的一个实施例中，该铆压工装的工作原理如下：

（1）被铆件的装夹

①首先将该铆压工装安装在气压机上，上模组上行使上模组与工装的其余部分分离；

②将定子铁芯支架19的四叉安放在机壳15的四条槽中，在对准相应的四个安装孔后，分别插入空心铆钉10（GB-876-86-5×6），在整体套入机壳内缘浮动定位芯12，此时定子铁芯支架19的轴承孔亦同时套入支架孔定位芯13；

③将上述组件沿两个铆爪座组成的导滑槽推至封闭端，此时四组铆钉定位芯9、铆爪8和空心铆钉10基本处于同一轴线上；

（2）铆压过程

①上模组下行，四个铆钉定位芯9同时插入其对应的空心铆钉10孔，空心铆钉10的位置获得导正；

②随后上模压板11压柱空心铆钉10并迫使机壳15和弹性压料板4弹性下行（由于弹簧5的作用），从而消除了空心铆钉10、定子铁芯支架19和机壳15之间的轴向间隙；

③当继续下压，铆爪8的头部进入空心铆钉内孔进行翻铆，当上模压板11与限位柱14相碰，即完成铆压；

④上模组回程，由于铆爪座兼备卸料的功能，故四个铆钉定位芯9顺利脱离空心铆钉10内孔，水平抽出已铆压好的机壳15，取下机壳内缘浮动定位芯12即可。

在风机产品中，常见的机壳零件是铝合金或塑料的单一材料，但铝合金虽然强度高但成本也高，塑料成本虽低但强度也低。塑料框架与铝合金支架相结合的组合式机壳较好地克服了上述缺点，也是一种发展趋势，依托本发明的浮动定位机壳铆压工装可使上述组合方式得以实现，且生产效率高、机壳质量好。

综上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种浮动定位机壳铆压工装，用于将机壳和定子铁芯支架通过空心铆钉铆压形成组合式机壳结构，其特征在于，包括上模组、下模组、支架孔定位芯、机壳内缘浮动定位芯、限位柱和铆爪，将所述定子铁芯支架的若干叉安放在所述机壳的若干槽中，在对准相应的若干安装孔后，分别插入所述空心铆钉，再整体套入所述机壳内缘浮动定位芯，所述支架孔定位芯与所述机壳内缘浮动定位芯过盈配合，所述定子铁芯支架的轴承孔套入所述支架孔定位芯，所述限位柱与所述机壳内缘浮动定位芯过盈配合，所述限位柱用于对所述上模组下压时进行限位，将上述安装好的组件以及若干所述铆爪安放于所述下模组上，若干组所述铆爪和所述空心铆钉分别处于同一轴线上；

所述下模组包括底板和铆爪座，两个所述铆爪座安装在所述底板上，所述铆爪座的底部形成一侧开口，另一侧封闭的导滑槽，将所述机壳的外缘沿着两个所述铆爪座组成的两个导滑槽推至封闭端，所述铆爪座上设有铆爪槽，所述铆爪安放在所述铆爪槽上，若干组所述铆爪和所述空心铆钉分别处于同一轴线上；

包括导柱、弹性压料板和弹簧，所述上模组通过所述导柱与所述底板连接，所述导柱用于对下压的所述上模组导向，所述弹簧和所述弹性压料板自下而上套于所述导柱上，所述弹性压料板上设有铆爪导向孔，所述铆爪导向孔用于铆压时对所述铆爪进行定位，所述弹性压料板在所述弹簧的弹力的作用下对所述机壳、所述定子铁芯支架和所述空心铆钉进行预压紧；

所述上模组包括上模板和上模压板，所述上模板和所述上模压板可拆卸固定连接，所述上模板上设有导柱孔，所述导柱孔上设有导套，所述导柱的头部位于所述底板的沉孔内，所述导柱贯穿所述导套，所述上模板在铆压时通过所述导柱进行导向；

所述机壳内缘浮动定位芯上设有限位柱孔，所述限位柱与所述限位柱孔过盈配合，所述限位柱的底部与所述底板抵接，所述限位柱露出于所述机壳内缘浮动定位芯的顶部，所述限位柱在铆压时穿过所述定子铁芯支架后抵接在所述上模压板，用于对下压的所述上模压板进行限位；

所述机壳内缘浮动定位芯的中心设有变径通孔，所述变径通孔为第一径段、第二径段、第三径段自下而上连成一体结构，所述第一径段的直径＜所述第二径段的直径＜所述第三径段的直径；所述支架孔定位芯为第一圆柱、第二圆柱自下而上连成一体结构；所述第一圆柱与所述第一径段过盈配合，所述轴承孔与所述第二圆柱间隙配合，所述轴承孔的外圆周与所述第二径段间隙配合，所述第三径段与所述定子铁芯支架的形状间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种浮动定位机壳铆压工装，其特征在于，所述上模压板上安装有铆钉定位芯，所述铆钉定位芯的头部位于所述上模压板的沉孔内，与所述上模板抵接，所述铆钉定位芯露出于所述上模压板的底部，在所述上模压板下压时，所述铆钉定位芯插入所述空心铆钉内孔，用于导正所述空心铆钉。

3.根据权利要求1所述的一种浮动定位机壳铆压工装，其特征在于，所述弹性压料板的底部设有阶台孔，所述弹簧安装在所述阶台孔和所述导柱之间。

4.根据权利要求1所述的一种浮动定位机壳铆压工装，其特征在于，所述定子铁芯支架由铝合金材料制成，并且所述机壳由塑料制成。

5.根据权利要求1所述的一种浮动定位机壳铆压工装，其特征在于，所述机壳内缘浮动定位芯的外周边沿竖直方向朝上向内呈3°斜度，而所述机壳的内锥面与所述机壳内缘浮动定位芯的外锥面间隙配合。