CN109707754B - 一种用于关节轴承翻边v形槽固定的压铆装置及其压铆方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置及其压铆方法，属于关节轴承的安装固定工艺与装置。本发明的装置包括锥轴、压铆头，以及固定装置；本发明通过使用锥面配合的锥轴和压铆头，当锥轴向下压时，压铆头同时向下运动，并且锥轴和压铆头有一沿锥面的相对滑动，由于压铆头的压铆齿之间开缝，使压铆齿胀开，压铆头的压铆齿在轴向运动的同时产生一个径向运动，减小了对关节轴承外圈下压而产生镦粗变形的力，避免关节轴承外圈镦粗变形的产生。

Description

一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置及其压铆方法

技术领域

本发明属于关节轴承的安装固定工艺与装置，特别是一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置及其压铆方法，其针对带V形槽的航空自润滑关节轴承应用标准要求的翻边压铆固定工艺与工具。

背景技术

在航空制造业，关节轴承大量采用翻边V形槽的安装方法，即，将关节轴承外圈V形槽翻边到座圈，实现安装固定。因此，翻边质量直接关系到机构连接的安全性与使用寿命。目前，翻边V形槽的方式主要有三种：第一种是压铆，它是采用与V形槽相配的整圈环形压铆头，挤压V形槽外侧材料，使V形槽变形翻边到座圈(航空标准化与质量《关节轴承的安装与固定》2013,(2):45-48)；第二种是辊铆，是采用装配在铆压工具头中均布的多个圆柱形或圆锥形小辊，多圈辊压使V形槽外侧翻边到座圈(轴承《飞机机体轴承的安装与固定技术》2015,(3)：29-33)；第三种是旋铆(也称滚铆)，它是采用可旋转的滚轮铆头，在铆压力作用下，挤压轴承外圈V形槽的外侧，滚轮铆头经过多圈旋转和下压，使V形槽外侧翻边到座圈(公开号为CN102126124A，专利名称为一种装配关节轴承的滚铆固定装置)。关节轴承外圈V形槽向外侧翻边固定到座圈，而以上所述三种工艺没有向外侧的运动，翻边工作只是通过向下运动的铆头的齿的轮廓对V形槽挤压而产生的一部分向外侧的分力实现。如最常用的压铆工艺，压铆过程中，对整圈环形压铆头施加向下的压铆作用力，使压铆工具向下运动，通过整圈环形压铆齿的外侧面对关节轴承外圈V形槽的挤压作用，使关节轴承外圈V形槽外侧翻边到座圈。在这个过程中，铆压头始终向下运动，向下的压铆力，一部分分解为对V形槽的向外侧翻边变形所需要的力，大部分分解为对外圈下压而产生镦粗变形的力，这样使得压铆力较大，外圈镦粗作用大，下压运动产生的大部分能量被用于关节轴承的外圈轴向镦粗，只有少部分的能量被用于关节轴承外圈V形槽翻边的成形，因此，压铆容易造成关节轴承外圈的镦粗变形。针对这一现状，需要开发一种新的翻边压铆固定工艺与工具，使其能够减小关节轴承外圈所受到的轴向力，从而避免关节轴承外圈的镦粗变形。

发明内容

为了解决当前翻边压铆的上述问题，本发明提供一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置及其压铆方法，旨在使压铆齿沿V形槽内表面滑动完成压铆固定。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，包括下部插入关节轴承内圈中的锥轴，环套在锥轴中部锥面上的压铆头，以及内孔环套在锥轴、压铆头上的固定装置；所述压铆头上部与固定装置的内孔下端卡接，所述锥轴与固定装置的内孔上端卡接，所述锥轴与压铆头在内孔内相对滑动；所述锥轴与压铆头之间沿锥轴轴向均布弹簧，所述弹簧使得锥轴与压铆头之间有相对滑动的空间；所述压铆头沿压铆头轴向方向均布多个与锥轴锥面接触的压铆齿；所述压铆齿底部与关节轴承外圈V形槽靠近轴心一侧V形槽内表面接触；所述压铆齿与锥轴表面接触；压铆头与锥轴发生相对滑动时，压铆头受到锥轴施加的压铆作用力，压铆齿在与压铆头主体之间连接处发生可还原变形。

进一步的技术方案在于，所述固定装置包括固定螺母和固定螺套，所述固定螺母与固定螺套螺纹连接。

进一步的技术方案在于，所述压铆齿为六个；相邻两个压铆齿之间有齿缝。

进一步的技术方案在于，所述压铆齿与锥轴接触面与竖直方向上成3～5°角。

进一步的技术方案在于，所述压铆头主体内孔的半径小于压铆齿所在圆周的半径。

进一步的技术方案在于，所述弹簧的一端抵触在锥轴上设置的凹槽，另一端抵触在压铆头上设置的凹槽。

进一步的技术方案在于，所述锥轴锥面与竖直方向上成3～5°角。

进一步的技术方案在于，利用上述所述一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置的压铆方法，其步骤如下：

(1)关节轴承的组装

将关节轴承内圈放置在关节轴承外圈内后，整体放在座圈内，组装好后放置在支撑底座上。

(2)压铆齿间距调节

将锥轴插入关节轴承内圈通过调节固定螺母与固定螺套的连接位置，调整锥轴与压铆头在内孔内相对滑动的间隙，使得压铆齿的张开得到调节，使得压铆齿底部刚好均与关节轴承外圈V形槽靠近轴心一侧V形槽内表面接触；

(3)压铆

对锥轴施加压铆作用力，使得压铆头与锥轴发生相对滑动，锥轴锥面迫使压铆齿张开发生可还原变形，压铆齿在V形槽内沿靠近轴心一侧V形槽内表面滑动，直到V形槽另一侧V形槽内表面铆接在座圈上。

本发明

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明通过使用锥面配合的锥轴和压铆头，当锥轴向下压时，压铆头同时向下运动，并且锥轴和压铆头有一沿锥面的相对滑动，由于压铆头的压铆齿之间开缝，使压铆齿胀开，压铆头的压铆齿在轴向运动的同时产生一个径向运动，减小了对关节轴承外圈下压而产生镦粗变形的力，避免关节轴承外圈镦粗变形的产生。

附图说明

图1是本发明中用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置剖面图；

图2是原有压铆方法与本发明压铆方法压铆齿位移对比示意图；其中，左侧为原有压铆方法：从上方的初始位置到下方的终止位置；右侧为本发明压铆方法：从上方的初始位置到下方的终止位置；

图3是关节轴承外圈压铆装置压铆头示意图(四分之一剖切)；

图中，1-弹簧、2-固定螺母、3-锥轴、4-固定螺套、5-锥面、6-压铆头、7-关节轴承内圈、8-关节轴承外圈、9-座圈、10-支撑底座、11-锥轴、12-齿缝、13-V形槽、14-压铆齿、F-压铆作用力。

具体实施方式

在图1-3所示的本发明的示意图中，给出了一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置：主要包括有弹簧1、固定螺母2、锥轴3、固定螺套4、压铆头6、关节轴承内圈7、关节轴承外圈8、座圈9、支撑底座10、锥轴11、V形槽13、压铆齿14。

锥轴3从上到下分为四段，依次为第一段、第二段、第三段和第四段；第一段、第四段为圆柱，第四段锥轴的直径与关节轴承内圈孔径相等，压铆工艺中用于压铆工具与关节轴承之间的定位作用；第二段为螺柱，第三段为锥面轴，锥角3～5°；第三段和第四段之间有退刀槽。

在压铆头6的上表面上有四个放置弹簧，沿圆周均匀分布的凹槽，凹槽呈圆柱形，并且在压铆头6上有六个沿圆周均匀分布的齿缝12；压铆头中部设有两段阶梯径向通孔，上面一段是由压铆头主体，其内部为为圆柱孔，下面一段为锥孔，锥角3～5°，由压铆齿围成；上面一段孔的直径要大于锥轴3锥面部分的最大直径，保证锥轴3能够伸入压铆头6；压铆齿14为标准齿形；压铆头6与锥轴3通过锥面5配合；压铆头6和锥轴3为柔性连接，中间放置四个弹簧1，保持一定的张力，通过固定螺套4定位，使压铆头6与锥轴3之间的距离为A，确定好位置后，使用固定螺母2螺纹固定。

在支撑底座10和座圈9的中部均设有径向通孔；在支撑底座10的上表面，临近通孔的位置设有圆环形凹槽；在座圈9中部的通孔内设有关节轴承内圈7和关节轴承外圈8，关节轴承外圈8的内壁与关节轴承内圈7的外壁相邻；关节轴承内圈7的下部卡接在支撑底座10的上表面的圆环形凹槽内；在关节轴承外圈8的上、下表面设有环形凹槽，环形凹槽的截面呈V字形；锥轴依次穿过支撑底座10和关节轴承内圈7；压铆装置放在关节轴承外圈8上，压铆齿14置于关节轴承外圈8V形槽13中，使压铆齿的内表面与关节轴承外圈8V形槽13的内侧接触，压铆头6与锥轴3通过锥面5相配，给锥轴3施加一个向下的压铆作用力F，压铆头6与锥轴3同时向下运动，并且有一沿锥面5的相对滑动，使压铆头6胀开，挤压关节轴承外圈8V形槽13外侧表面，直至使关节轴承外圈8V形槽13翻边固定到座圈9上。

如图2所示，将本发明压铆工艺(右)与原有压铆工艺(左)比较可知，原有压铆工艺的压铆齿始终向下运动，仅产生轴向位移(Δh)，向下的压铆力，分解为两个方向的作用，小部分分解为对V形槽向外侧翻边变形所需要的力，大部分分解为对外圈产生镦粗变形的力，容易产生关节轴承外圈的镦粗变形；而本发明压铆工艺的压铆头，在轴向位移(Δh)的同时也产生径向位移(Δs)，从而，在挤压过程中，压铆齿向翻边方向(径向的翻边方向)施加运动，大部分分解为对V形槽向外侧翻边变形所需要的力，小部分分解为对外圈产生镦粗变形的力，增加了压铆力对翻边变形的作用，减小了压铆力对外圈的镦粗变形的作用，使得翻边更加容易。

在使用过程中，压铆齿14置于关节轴承外圈8V形槽13中，给锥轴3施加一个向下的压铆作用力F，压铆头6与锥轴3同时向下运动，并且有一沿锥角为b的锥面5的相对滑动，使压铆头胀开，同时图1中压铆头与锥轴的距离A逐渐减小，直到A的大小减小到零时，相对滑动结束，挤压完成。在这个过程中压铆头在轴向位移Δh的同时也产生径向位移Δs，此处应满足tanb＝Δs/A，最终使关节轴承外圈8V形槽13翻边固定到座圈9上。

Claims (8)

1.一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，包括下部插入关节轴承内圈中的锥轴，环套在锥轴中部锥面上的压铆头，以及内孔环套在锥轴、压铆头上的固定装置；所述压铆头上部与固定装置的内孔下端卡接，所述锥轴与固定装置的内孔上端卡接，所述锥轴与压铆头在内孔内相对滑动；所述锥轴与压铆头之间沿锥轴轴向均布弹簧，所述弹簧使得锥轴与压铆头之间有相对滑动的空间；所述压铆头沿压铆头轴向方向均布多个与锥轴锥面接触的压铆齿；所述压铆齿底部与关节轴承外圈V形槽靠近轴心一侧V形槽内表面接触；所述压铆齿与锥轴表面接触；压铆头与锥轴发生相对滑动时，压铆头受到锥轴施加的压铆作用力，压铆齿在与压铆头主体之间连接处发生可还原变形。

2.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述固定装置包括固定螺母和固定螺套，所述固定螺母与固定螺套螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述压铆齿为六个；相邻两个压铆齿之间有齿缝。

4.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述压铆齿和锥轴的接触面与竖直方向的夹角为3~5°。

5.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述压铆头主体内孔的半径小于压铆齿所在圆周的半径。

6.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述弹簧的一端抵触在锥轴上设置的凹槽，另一端抵触在压铆头上设置的凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置，其特征在于，所述锥轴的锥面与竖直方向的夹角为3~5°。

8.根据权利要求1所述一种用于关节轴承翻边V形槽固定的压铆装置的压铆方法，其特征在于，其步骤如下：

（1）关节轴承的组装

将关节轴承内圈放置在关节轴承外圈内后，整体放在座圈内，组装好后放置在支撑底座上；

（2）压铆齿间距调节

将锥轴插入关节轴承内圈通过调节固定螺母与固定螺套的连接位置，调整锥轴与压铆头在内孔内相对滑动的间隙，使得压铆齿的张开得到调节，使得压铆齿底部刚好均与关节轴承外圈V形槽靠近轴心一侧V形槽内表面接触；

（3）压铆

对锥轴施加压铆作用力，使得压铆头与锥轴发生相对滑动，锥轴锥面迫使压铆齿张开发生可还原变形，压铆齿在V形槽内沿靠近轴心一侧V形槽内表面滑动，直到V形槽另一侧V形槽内表面铆接在座圈上。

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