CN108655995A - 薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法，目的在于解决异种材料薄壁件进行过盈配合装配时，通常采用手动调整、打表找正的方式，因薄壁件长径比较大、刚性较差，装配过程极易出现因内层管件压入方向自由度大，而导致零件变形、报废，装配过程不可控，装配效率低的问题。本发明为了解决异种材料薄壁件过盈配合装配过程中导向、定位问题，特提出了异种材料薄壁件过盈配合导向定位装配的方法，并研制了异种材料薄壁件过盈配合导向定位装配装置。本发明所制备的组件质量稳定可靠，一致性好，合格率高。同时，本发明装夹简单灵活，拆卸方便快速，能够有效缩短装配周期，提高生产效率，具有极好的效果。

Description

薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法

技术领域

本发明涉及精密仪器制造领域，尤其是武器制造、航空航天及造船技术领域，具体为薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法。本发明能够用于异种材料薄壁件管过盈配合的装配定位，对于武器制造、航空航天领域与造船行业等具有重要的实用价值。

背景技术

薄壁零件广泛应用于武器制造、航空航天、造船行业等，而异种材料薄壁件的装配质量，尤其是过盈配合的装配质量，则是武器装备制造质量的关键点之一。目前，对于异种材料薄壁件过盈配合的装配是基于装配人员长期积累的经验，采用手动调整、打表找正的方式，进行装配。由于零件为薄壁件，其长径比较大、刚性较差，装配过程极易出现因内层管件压入方向自由度大，而导致零件变形、报废，即使装配完成，装配质量亦难以保证，且会由于局部应力而导致出现微裂纹等。

基于现有的装配方式，使得装配过程不可控，且装配效率较低，无法满足异种材料薄壁件过盈配合组件装配定位要求。

为此，迫切需要一种新的装置和/或方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对异种材料薄壁件进行过盈配合装配时，通常采用手动调整、打表找正的方式，因薄壁件长径比较大、刚性较差，装配过程极易出现因内层管件压入方向自由度大，而导致零件变形、报废，装配过程不可控，装配效率低的问题，提供一种薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法。本发明为了解决异种材料薄壁件过盈配合装配过程中导向、定位问题，特提出了异种材料薄壁件过盈配合导向定位装配的方法，并研制了异种材料薄壁件过盈配合导向定位装配装置。本发明设计合理，构思巧妙，结构简单，能够有效保证薄壁件过盈配合的装配精度和质量，所制备的组件质量稳定可靠，一致性好，合格率高。同时，本发明装夹简单灵活，拆卸方便快速，能够有效缩短装配周期，提高生产效率，具有极好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，包括底座、设置在底座上的垫板、导向活塞，所述垫板上设置有与导向活塞相配合的通孔且导向活塞能穿过垫板上的通孔；

所述导向活塞的上端面设置有用于对内层管件定位的定位盲孔，所述垫板上设置有用于对外层管件底端定位的止口；

所述底座上设置有一端开口的中空腔体、气体管路、能实现气体管路开闭的气体开闭单元，所述中空腔体与导向活塞相配合且导向活塞能相对中空腔体的侧壁运动，导向活塞与中空腔体之间形成密封腔；

所述气体管路与密封腔连通，所述气体开闭单元设置在气体管路上且气体开闭单元能实现对气体管路的开闭；

所述导向活塞、中空腔体、密封腔、气体管路、气体开闭单元构成用于对内层管件进行导向的导向机构。

所述气体开闭单元包括调节螺钉、封头，所述调节螺钉、封头分别与气体管路相连，所述封头与底座过盈配合且调节螺钉则能实现对气体管路的开闭进而通过调节螺钉实现密封腔内气体的排放。

所述封头为至少一个。

所述封头为一至五个。

所述封头包括封头Ⅰ、封头Ⅱ，封头Ⅰ沿竖直方向与气体管路相连，封头Ⅱ沿竖直方向与气体管路相连。

所述内层管件小端止口设置于导向活塞上端面的盲孔内。

还包括若干个设置在底座上的加强筋。

所述加强筋为至少两个且均布于底座上。

所述底座还设置有支撑板，所述垫板设置在底座的支撑板上。

所述支撑板上设置有定位凹槽，所述垫板上设置有与定位凹槽相配合的定位凸起；

或所述支撑板上设置有定位凸起，所述垫板上设置有与定位凸起相配合的定位凹槽。

所述定位凸起、定位凹槽分别呈圆环形。

采用前述装置的薄壁管件过盈配合导向定位装配方法，包括如下步骤：

步骤一：将导向活塞置于底座的中空腔体内，拧紧调节螺钉，形成密封腔；

步骤二：将外层管件底部置于垫板上端面，并由垫板的止口对外层管件定位；

步骤三：将内层管件小端止口置于导向活塞上端盲孔内，由盲孔对内层管件定位；

步骤四：采用压力装置压内层管件上端面，并松开调节螺钉，使得密封腔内气体逐渐排出；此时，在压力装置的压力及重力作用下，内层管件随导向活塞沿垂直放向下降；

步骤五：通过内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成定位，使内层管件下降至目标位置，确保内层管件与外层管件的下端面共面，完成过盈装配。

针对前述问题，本发明提供一种薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及其装配方法。针对长径比较大的异种材料薄壁管件的过盈配合，本发明的装配装置采用活塞式的导向方法，限制管件自由度，引导管件沿活塞移动方向运动，并采用垫板端面作为装配的定位基准，保证装配质量。

其包括底座、设置在底座上的垫板、导向活塞，垫板上设置有与导向活塞相配合的通孔且导向活塞能穿过垫板上的通孔。其中，导向活塞的上端面设置有定位盲孔，定位盲孔主要用于对内层管件进行定位；垫板上设置有止口，止口主要用于对外层管件底端进行定位。同时，底座上分别设置有中空腔体、气体管路、气体开闭单元，中空腔体的一端开口，而气体开闭单元则主要用于实现对气体管路的开闭。同时，中空腔体与导向活塞相配合，导向活塞能够相对中空腔体的侧壁运动，导向活塞与中空腔体之间形成密封腔。气体管路与密封腔连通，气体开闭单元设置在气体管路上，通过气体开闭单元能实现对气体管路的开闭。而导向活塞、中空腔体、密封腔、气体管路、气体开闭单元构成用于导向机构，该导向机构主要用于对内层管件进行导向。

进一步，气体开闭单元包括调节螺钉、封头，调节螺钉、封头分别与气体管路相连，封头与底座过盈配合，而调节螺钉则能实现对气体管路的开闭，进而通过调节螺钉实现密封腔内气体的排放。

装配前，拧紧调节螺钉，将内层薄壁件小端止口置于导向活塞上端面的盲孔内，将外层管件置于垫板上端面的上。采用压力装置压内层管件上端面，并逐渐松开调节螺钉，内层管件随导向活塞匀速降落，内、外层管件逐渐接触、配合，待内层薄壁件下端面与垫板上端面接触形成定位，内、外层管件压入装配结束。

本发明尤其适用于内、外层管件为不同材料且长径比较大的薄壁管件。同时，该装置使用时，内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成内外层管件的装配定位基准面，保证内外层管件的端面共面。

进一步，本发明提供基于前述装置的装配方法，其操作步骤如下。

步骤一：将所述导向活塞置于底座的中空腔体内，拧紧调节螺钉，形成密封腔。

步骤二：将外层管件底部置于垫板上端面，并由垫板的止口对外层管件定位。

步骤三：将内层管件小端止口置于导向活塞上端盲孔内，由盲孔对内层管件定位。

步骤四：采用压力装置压内层管件上端面，并松开调节螺钉，使得密封腔内空气逐渐排出，此时，在压力装置的压力及重力作用下，内层管件随着导向活塞沿垂直放向下降，确保了内外层管件同轴。

步骤五：通过内层薄壁件下端面与垫板上端面接触形成定位，使内层管件下降至目标位置，确保内层管件与外层管件的下端面共面，保证了薄壁件过盈配合的装配精度和质量。

本发明中，导向活塞与底座以较小间隙配合，在密封腔内空气排放的同时，再配合内层管件上端的压力装置，限制内层管件的自由度，导向活塞逐渐下降并引导内层管件与外层管件配合，待内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，实现内层管件的空间定位，过盈配合装配完成。

综上所述，本发明提供一种异种材料薄壁管件过盈配合导向定位装配装置及装配方法，采用活塞式导向的方法，限制管件自由度，引导其沿活塞移动方向运动，保证内外层管件同轴，并采用垫板端面作为薄壁件装配的定位基准，保证装配质量。同时，将本发明用于异种材料薄壁件过盈配合的导向、定位及装配，可防止内、外层薄壁管件的压力装配过程中因错位而导致的变形，且通过定位确保装配后内外管件端面共面，保证了装配精度、定位精度和装配质量，提高了装配效率。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1）本发明能够实现异种材料薄壁管件的导向、定位装配，有效保证组件装配质量要求，所装配的组件稳定、可靠，一致性好，合格率高，能够满足产品性能要求；

2）基于本发明的装配装置，能够有效减少辅助工装及零件的找正定位时间，装夹简单灵活，拆卸方便快速，能够有效提高生产效率；

3）本发明的装配导向定位装置，结构简单，能大大节约工装成本；

4）本发明设计合理，构思巧妙，结构简单，使用方便，具有较高的应用价值和应用前景；

5）本发明能够大幅提高产品合格率，减少零件变形、报废情况的发生，极大提高装配效率，对于武器制造、航空航天及造船技术等领域的发展具有极大的推进作用。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的俯视图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图3为本发明导向定位装配装置的三维剖视图。

图4为实施例1中异种材料薄壁件过盈配合装配初始状态图。

图5为实施例1中异种材料薄壁件过盈配合装配完成状态图。

图中标记：1、导向活塞，2、垫板，3、底座，4、调节螺钉，5、封头Ⅰ，6、封头Ⅱ，7、内层管件，8、外层管件。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，该薄壁管件过盈配合导向定位装配装置包括底座、垫板、导向活塞。其中，垫板设置在底座上，垫板上设置有与导向活塞相配合的通孔，导向活塞能穿过垫板上的通孔。

其中，底座上设置有一端开口且与垫板上的通孔相连通的中空腔体、气体管路、能实现气体管路开闭的气体开闭单元，中空腔体与导向活塞相配合且导向活塞能相对中空腔体的侧壁运动，导向活塞与中空腔体之间形成密封腔，气体管路与密封腔连通，气体开闭单元设置在气体管路上，且气体开闭单元能实现对气体管路的开闭，进而使得密封腔内的气体能通过气体管路的气体开闭单元排出。本实施例中，气体开闭单元包括调节螺钉、封头，调节螺钉、封头分别与气体管路相连，封头与底座过盈配合，调节螺钉则能实现对气体管路的开闭，进而通过调节螺钉实现密封腔内气体的排放。本实施例中，封头包括封头Ⅰ、封头Ⅱ，封头Ⅰ沿竖直方向与气体管路相连，封头Ⅱ沿竖直方向与气体管路相连。

导向活塞的上端面设置有与内层管件相配合的定位盲孔，垫板上设置有用于对外层管件底端定位的止口。本实施例中，内层管件为内层薄壁件，外层管件为外层薄壁件。导向活塞的上端面用于对内层管件进行定位，垫板上的止口用于对外层管件底端进行定位；而导向活塞、中空腔体、密封腔、气体管路、气体开闭单元构成导向机构，导向机构用于对内层管件进行导向，从而满足后续过盈装配的需要。

本实施例中，内层管件小端止口设置于导向活塞上端面的盲孔内。本实施例中，还包括设置在底座上的加强筋，加强筋的设置有利于提高底座的支撑强度。同时，底座还设置有支撑板，垫板设置在底座的支撑板上。

同时，为了实现垫板与底座之间的定位，支撑板上设置有定位凹槽，垫板上设置有与定位凹槽相配合的定位凸起；或支撑板上设置有定位凸起，垫板上设置有与定位凸起相配合的定位凹槽。

进一步，本实施例中，内、外层管件可以为不同材料且长径比较大的薄壁管件。同时，内外层管件形成P7/h6的过盈配合；导向活塞上端面盲孔与内层管件止口形成H8/g8的较小间隙配合，与上端面一起对内层管件进行定位；垫板止口与外层管件形成H8/g8的配合，与端面一起对外层管件进行定位；导向活塞与底座形成H8/f8的间隙配合，用于引导内层管件沿活塞移动方向运动，防止内层管件的错位，保证内外层管件同轴；封头与底座形成H8/s7的过盈配合，通过M5×8的调节螺钉调整密封腔体内空气的排放；内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成内外层管件的装配定位基准面，保证内外层管件的端面共面。

本实施例中的异种材料薄壁件过盈配合导向定位装配装置，能够用于长径比较大的异种材料薄壁管件的过盈配合。该装置采用活塞式的导向方法，限制管件自由度，引导管件沿导向活塞移动方向运动，保证内外层管件同轴，并采用垫板端面作为装配的定位基准，保证装配质量。

装配前，拧紧调节螺钉，将内层薄壁件小端止口置于导向活塞上端面的盲孔内，将外层薄壁件置于垫板上端面上。然后，采用压力装置压内层薄壁件上端面，并逐渐松开调节螺钉，内层薄壁件随导向活塞匀速降落，内层薄壁件、外层薄壁件逐渐接触、配合，待内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成定位，内层薄壁件、外层薄壁件压入装配结束。

进一步，具体操作流程如下。

步骤一：将导向活塞置于底座的中空腔体内，拧紧调节螺钉，形成密封腔。

步骤二：将外层管件底部置于垫板上端面，并由垫板的止口对外层管件定位。

步骤三：将内层管件小端止口置于导向活塞上端盲孔内，由盲孔对内层管件定位。

步骤四：采用压力装置压内层管件上端面，并松开调节螺钉，使得密封腔内气体逐渐排出，此时，在压力装置的压力及重力作用下，内层管件随导向活塞沿垂直放向下降，有效确保内层管件、外层管件同轴；

步骤五：通过内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成定位，使内层管件下降至目标位置，确保内层管件与外层管件的下端面共面，保证薄壁件过盈配合的装配精度和质量。

本实施例中，导向活塞与底座以较小间隙配合，在密封腔体内空气排放的同时，再配合内层管件上端的压力装置，限制内层管件的自由度，导向活塞逐渐下降引导内层管件与外层管件配合，待内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，实现内层管件的空间定位，过盈配合装配完成。

将前述装置及装配方法用于异种材料薄壁件过盈配合的导向、定位及装配，可防止内、外层薄壁管件的压力装配过程中，因错位而导致的变形；另外，通过定位确保装配后内外管件端面共面，有效保证了装配精度、定位精度和装配质量，提高了装配效率。

综上，采用本发明能够实现异种材料薄壁管件的导向、定位装配，保证组件装配质量要求，且装配稳定可靠，一致性好，合格率高，满足产品性能要求。同时，本发明能够减少辅助工装及零件的找正定位时间，装夹简单灵活，拆卸方便快速，提高了生产效率。另外，本发明结构简单，能大大节约工装成本，有利于提高生产效率，降低生产成本。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，包括底座、设置在底座上的垫板、导向活塞，所述垫板上设置有与导向活塞相配合的通孔且导向活塞能穿过垫板上的通孔；

所述导向活塞的上端面设置有用于对内层管件定位的定位盲孔，所述垫板上设置有用于对外层管件底端定位的止口；

所述底座上设置有一端开口的中空腔体、气体管路、能实现气体管路开闭的气体开闭单元，所述中空腔体与导向活塞相配合且导向活塞能相对中空腔体的侧壁运动，导向活塞与中空腔体之间形成密封腔；

所述气体管路与密封腔连通，所述气体开闭单元设置在气体管路上且气体开闭单元能实现对气体管路的开闭；

所述导向活塞、中空腔体、密封腔、气体管路、气体开闭单元构成用于对内层管件进行导向的导向机构。

2.根据权利要求1所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述气体开闭单元包括调节螺钉、封头，所述调节螺钉、封头分别与气体管路相连，所述封头与底座过盈配合且调节螺钉则能实现对气体管路的开闭进而通过调节螺钉实现密封腔内气体的排放。

3.根据权利要求2所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述封头为一至五个。

4.根据权利要求2所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述封头包括封头Ⅰ、封头Ⅱ，封头Ⅰ沿竖直方向与气体管路相连，封头Ⅱ沿竖直方向与气体管路相连。

5.根据权利要求1~4任一项所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，还包括若干个设置在底座上的加强筋。

6.根据权利要求5所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述加强筋为至少两个且均布于底座上。

7.根据权利要求1~6任一项所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述底座还设置有支撑板，所述垫板设置在底座的支撑板上。

8.根据权利要求7所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述支撑板上设置有定位凹槽，所述垫板上设置有与定位凹槽相配合的定位凸起；

或所述支撑板上设置有定位凸起，所述垫板上设置有与定位凸起相配合的定位凹槽。

9.根据权利要求8所述薄壁管件过盈配合导向定位装配装置，其特征在于，所述定位凸起、定位凹槽分别呈圆环形。

10.采用前述权利要求1~9任一项所述装置的薄壁管件过盈配合导向定位装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将导向活塞置于底座的中空腔体内，拧紧调节螺钉，形成密封腔；

步骤二：将外层管件底部置于垫板上端面，并由垫板的止口对外层管件定位；

步骤三：将内层管件小端止口置于导向活塞上端盲孔内，由盲孔对内层管件定位；

步骤四：采用压力装置压内层管件上端面，并松开调节螺钉，使得密封腔内气体逐渐排出；此时，在压力装置的压力及重力作用下，内层管件随导向活塞沿垂直放向下降；

步骤五：通过内层薄壁件下端面与垫板上端面接触，形成定位，使内层管件下降至目标位置，确保内层管件与外层管件的下端面共面，完成过盈装配。