CN111922657A - 一种制动主缸皮碗的自动装配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动主缸皮碗的自动装配装置，包括平台，平台上由左到右依次布置有第一气缸、制动主缸工装和皮碗形变组件，制动主缸工装用于定位制动主缸并由第一气缸驱动进行水平滑动；皮碗形变组件包括与制动主缸同轴布置的柱形框架，柱形框架的外侧套接有保护套且一端安装有皮碗形变座，保护套由第二气缸驱动移动，柱形框架的内部中心设置有推杆，另一端与皮碗形变座内绕着圆周均匀设置有若干个压杆的一端转动连接，柱形框架内部径向设置有一摆杆，一端伸入到保护套侧壁上的轴向限位槽中，另一端与推杆的一端转动相连。本发明结构简单，自动化程度高，可以完成制动主缸内部皮碗的准确安装，大大提高了制动主缸的生产效率。

Description

一种制动主缸皮碗的自动装配装置

技术领域

本发明涉及皮碗装配领域，具体为一种制动主缸皮碗的自动装配装置。

背景技术

皮碗在很多工业领域中都有着应用，装配的时候往往需要安装到机械部件上相应的密封槽中，而在皮碗的装配过程中需要皮碗进行形变，现在的皮碗装配装置中，皮碗的形变多是人工完成的，装置只是完成将皮碗装入指定位置的工作，而且在装配完成后往往没有回位机构，对于一些装配位置比较深的皮碗来说很难人工地去调整回位，如汽车中用到的柱塞式制动主缸内部比较深的位置需要安装一个皮碗，现有的皮碗装配设备都无法完成装配，而人工装配则需要用到特定的工具，而且操作费时费力，还容易损坏皮碗，安装位置也不准确，大大影响了制动主缸的生产和质量。

发明内容

本发明提供了一种制动主缸皮碗的自动装配装置，结构简单，自动化程度高，可以完成制动主缸内部皮碗的准确安装，大大提高了制动主缸的生产效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制动主缸皮碗的自动装配装置，包括平台，所述的平台上由左到右依次布置有第一气缸、制动主缸工装和皮碗形变组件，所述的制动主缸工装用于定位制动主缸并由第一气缸驱动进行水平滑动；

所述的皮碗形变组件包括与平台连接的安装支板，所述的安装支板的上部一侧设置有与制动主缸同轴布置的柱形框架，所述的柱形框架的外侧套接有保护套且靠近制动主缸工装的一端安装有皮碗形变座，所述的保护套由平台上的第二气缸驱动沿着柱形框架做轴向移动，所述的柱形框架的内部中心设置有可轴向移动的推杆，所述的推杆的一端连接有弹性件，另一端与皮碗形变座内绕着圆周均匀设置有若干个压杆的一端转动连接，所述的推杆移动时推动压杆做弧形运动将带动皮碗形变座前端定位的皮碗的内侧使其向外舒开，所述的柱形框架内部径向设置有一摆杆，所述的摆杆的中部与柱形框架相连，一端伸入到保护套侧壁上的轴向限位槽中，另一端与推杆的一端转动相连。

作为优选，所述的柱形框架包括轴向排列设置的皮碗形变座、中座和与安装支板相连的尾座，所述的皮碗形变座、中座和与安装支板之间均通过若干根连杆进行连接。

作为优选，所述的皮碗形变座的前端安装有一对皮碗限位柱，所述的柱形框架内轴向移动设置有钩杆，所述的钩杆的一端穿过皮碗形变座，另一端折弯并嵌入到保护套侧壁上的另外一个轴向限位槽中，皮碗绕接在皮碗限位柱和钩杆上限位形变呈心形。

作为优选，所述的压杆的前端设置有折弯部，所述的压杆的中部嵌入到皮碗形变座内部侧壁上的弧形导向槽中。

作为优选，所述的摆杆的中部开有腰型孔，所述的柱形框架内轴向设置有摆杆支撑杆，所述的摆杆支撑杆的一端嵌入到摆杆上的腰型孔中。

进一步的，所述的保护套的中部设置有与保护套垂直的竖板，所述的上部与第二气缸的伸出杆相连。

作为优选，所述的保护套由竖板分为前部和后部，保护套的前部侧壁厚度小于后部侧壁厚度。

作为优选，所述的制动主缸工装包括工装底板，所述的工装底板架设在平台上的导轨上，其一端与第一气缸的伸出杆相连，所述的工装底板的另一端上侧设置有主缸固定板，所述的工装底板上与第一气缸连接的一端还设置夹紧支座，所述的夹紧支座上横向穿过设置有一端与制动主缸顶住的夹紧螺栓，所述的制动主缸的一端从主缸固定板穿过。

作为优选，所述的主缸固定板的中部设置有开口朝上的U形槽，所述的U形槽的两侧对称开有销孔，所述的制动主缸的一端嵌入到U形槽内且通过销孔中的定位销进行定位。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、设计有结构独特的皮碗形变组件，可以实现皮碗的内侧外翻；

2、在皮碗外翻的同时可以将皮碗送入到制动主缸深处，并具有皮碗回位功能，实现皮碗的精确安装；

3、大大提高了制动主缸的生产效率，保证了皮碗的安装质量。

附图说明

图1为本发明的立体结构图；

图2为本发明的主视结构图；

图3为本发明的皮碗形变组件的初始状态示意图；

图4为本发明的皮碗形变组件的工作状态示意图；

图5为本发明的皮碗形变组件的工作状态内部结构示意图；

图6为本发明的皮碗形变组件的初始状态内部结构示意图；

图7为本发明的装配状态剖视示意图；

图8为本发明的皮碗形变组件的初始状态局部示意图；

图9为本发明的皮碗限位状态示意图；

图10为本发明的制动主缸工装的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-10示，本发明提供一种制动主缸皮碗的自动装配装置，包括平台1，所述的平台1上由左到右依次布置有第一气缸2、制动主缸工装6和皮碗形变组件4，所述的制动主缸工装6用于定位制动主缸5并由第一气缸2驱动进行水平滑动；

所述的皮碗形变组件4包括与平台1连接的安装支板43，所述的安装支板43的上部一侧设置有与制动主缸5同轴布置的柱形框架，所述的柱形框架的外侧套接有保护套45且靠近制动主缸工装6的一端安装有皮碗形变座48，所述的保护套45由平台1上的第二气缸3驱动沿着柱形框架做轴向移动，所述的柱形框架的内部中心设置有可轴向移动的推杆46，所述的推杆46的一端连接有弹性件51，另一端与皮碗形变座48内绕着圆周均匀设置有若干个压杆50的一端转动连接，所述的推杆46移动时推动压杆50做弧形运动将带动皮碗形变座48前端定位的皮碗的内侧使其向外舒开，所述的柱形框架内部径向设置有一摆杆52，所述的摆杆52的中部与柱形框架相连，一端伸入到保护套45侧壁上的轴向限位槽44中，另一端与推杆46的一端转动相连。

其中，所述的柱形框架包括轴向排列设置的皮碗形变座48、中座53和与安装支板43相连的尾座56，所述的皮碗形变座48、中座53和与安装支板43之间均通过若干根连杆58进行连接。

为了在皮碗被形变之前可以准确地限位皮碗，所述的皮碗形变座48的前端安装有一对皮碗限位柱49，所述的柱形框架内轴向移动设置有钩杆47，所述的钩杆47的一端穿过皮碗形变座48，另一端折弯并嵌入到保护套45侧壁上的另外一个轴向限位槽44中，皮碗绕接在皮碗限位柱49和钩杆47上限位形变呈心形，钩杆47可以随着保护套45的移动而移动当钩杆47缩回到皮碗形变座48内的时候，压杆50刚好可以将皮碗内侧向外舒开。

所述的压杆50的前端设置有折弯部，所述的压杆50的中部嵌入到皮碗形变座48内部侧壁上的弧形导向槽57中，压杆50在初始时处于收缩状态，在皮碗依靠自身的弹力作第一阶段的打开后，保护套45带动摆杆52运动，从而使摆杆52带动推杆46向与弹簧约束力相反的方向运动，然后，推杆46推动四个压杆50同时沿既定弧形导向槽57向四个方向向外扩张。其大小合适，为使皮碗完全复位，在不对皮碗的寿命产生影响的情况下会对皮碗有一定的挤压。由于本装置在最前端不像人工装配那样有限位杆起限位作用，可以防止皮碗向前脱出，因此，在压杆50与皮碗接触的一段带有向内弯的圆弧，这样一来，当钩杆离开皮碗形变座48时可以对皮碗起到防止跑偏的作用。

压杆50这一零件虽然很小却形状较为复杂，且有一定的精度要求，加工难度很大。选用合适的加工方式尤为关键，现认为用线切割的加工方式较为妥当。

所述的摆杆52的中部开有腰型孔，所述的柱形框架内轴向设置有摆杆支撑杆56，所述的摆杆支撑杆56的一端嵌入到摆杆52上的腰型孔中。

所述的保护套45的中部设置有与保护套45垂直的竖板41，所述的上部与第二气缸3的伸出杆相连，所述的保护套45由竖板41分为前部和后部，保护套45的前部侧壁厚度小于后部侧壁厚度，保护套45是动力传送的关键部件，它用于将第二气缸3输出的力传递到钩杆47和摆杆52上，从而完成皮碗的自然展开和在压杆50的作用下紧密切合到密封槽中，保护套45的前部用于伸入到制动主缸5的腔体内对皮碗起保护作用，防止皮碗与腔体内壁接触而产生磨损。由于其不承受其他外力，因而前部可以在制造时做的很薄，但是在后部则不同，由于轴向限位槽44的两端与钩杆47和摆杆52接触后会产生较大的作用力，并且后部不需要伸入腔体内部，所以它的壁厚尺寸可以比前端大。中间的竖板41与第二气缸3的伸出杆连接，因此竖板41与保护套45中心轴线之间的垂直度将直接关系到保护套的运动精度，因此对其精度有很高的要求，保护套45需要有较大的硬度和抗弯能力，因此材料选择碳钢较为合适。

所述的制动主缸工装6包括工装底板10，所述的工装底板10架设在平台1上的导轨9上，其一端与第一气缸2的伸出杆相连，所述的工装底板10的另一端上侧设置有主缸固定板11，所述的工装底板10上与第一气缸2连接的一端还设置夹紧支座8，所述的夹紧支座8上横向穿过设置有一端与制动主缸5顶住的夹紧螺栓7，所述的制动主缸5的一端从主缸固定板11穿过。

所述的主缸固定板11的中部设置有开口朝上的U形槽12，所述的U形槽12的两侧对称开有销孔，所述的制动主缸5的一端嵌入到U形槽12内且通过销孔中的定位销13进行定位。

制动主缸5的前端面与主缸固定板11的一个大面贴合，从而限制了X轴方向的平动和绕Y轴和Z轴的转动这3个自由度。配合一长一段两个定位销13来实现限制Y，Z两个方向的平动和绕X轴的转动，从而实现了完全定位。工件的夹紧由主缸固定板11、夹紧支座8和夹紧螺栓7配合来完成。值得注意的是，主缸固定板11的前端有一个U型槽12，这个槽方便了皮碗装配完成后制动主缸的快速更换，极大的提高了效率。

制动主缸5用夹紧螺栓7进行固定，该螺栓在保证足够夹紧力的而情况下，螺纹尽可能的要少，以求达到方便安装的目的。螺纹太多不一定夹紧力就大，往往只有最初的几圈螺纹在受力，其余的大多数都没有起到相应的作用。

在主缸固定板11的两侧加设了肋板用于其在收到初始预紧力的作用时减少弯曲挠度变形，提高主缸内腔的直线度精度。为方便制造与加工，主缸固定板11的材料选用铸铁，由于铸铁具有抗压而不善于抗拉的特性，所以筋板的位置设计在了抗压的一侧。

综合考虑第一气缸2的大小位置后，为了使左侧的第一气缸2与主缸固定板11的连接处于同一水平线而无需使用额外的加长螺母，在精度相差不大的情况下，导轨9选择型号为SBR12。

作为本发明的一种实施例，本装置在皮碗的初始安装采用人工上料的方式，即将皮碗通过人手工预变形后扣入由保护套和皮碗形变座48上皮碗限位柱49与钩杆47组成的限位槽内。

初始状态时，第一气缸2和第二气缸3的伸出杆完全伸出并处于静止状态，此时钩杆47和摆杆52均与各自轴向限位槽44的后端面接触，然后人工上料皮碗，接下来第二气缸3的伸出杆收回，通过调节气缸的缓冲螺丝来降低其收回速度，减少与其他物件接触后对其造成的冲击。在收回的过程中，钩杆47和摆杆52分别与各自轴向限位槽44的前端面接触，此时钩杆47沿第二气缸3的伸出杆收回的方向运动，对皮碗形成约束三条束杆中的中间的一根离开限位面，同时位于皮碗外侧的保护套45部分也离开限位面；在皮碗自身材料弹性力的总用下舒张成圆形。此时保护套45继续向后移动，在摆杆52与限制其运动的轴向限位槽44的左端紧密接触后，通过另一端带动推杆46向前运动，推杆46在向前运动的过程中通过一链接元件推动沿弧形导向槽57的压杆50压出，压动皮碗内侧使其向外舒开，使皮碗完全切合与密封面，其中压杆50前端有一弯折处，防止皮碗向前蹦出，致使其脱离控制，造成装配的失败。

在上述第二气缸3工作的时候，第一气缸1也推动制动主缸工装6进行水平移动，将固定在制动主缸工装6上的制动主缸5向柱形框架方向移动，使柱形框架伸入到制动主缸5内抵达密封槽的位置，在皮碗外翻完成后第二气缸3带动保护套45回复原位，压杆50收回，这样就能将皮碗留在密封槽中。

如6所示，一个特殊的细节是，摆杆52在初始状态时与推杆46相垂直，在这种情况下，如果摆杆52进行运动，摆杆可以利用自己的腰型孔进行摆动，这样受力始终是顺向的。

为了避免因气缸杆输出的力过大而出现破坏组件内其他的零件，保护套45上轴向限位槽44的尺寸要满足的条件是在气缸杆最终到位后，摆杆处于与保护套45脱离的边缘，压杆50正好到达其弧形导向槽57边缘。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种制动主缸皮碗的自动装配装置，包括平台(1)，其特征在于，所述的平台(1)上由左到右依次布置有第一气缸(2)、制动主缸工装(6)和皮碗形变组件(4)，所述的制动主缸工装(6)用于定位制动主缸(5)并由第一气缸(2)驱动进行水平滑动；

所述的皮碗形变组件(4)包括与平台(1)连接的安装支板(43)，所述的安装支板(43)的上部一侧设置有与制动主缸(5)同轴布置的柱形框架，所述的柱形框架的外侧套接有保护套(45)且靠近制动主缸工装(6)的一端安装有皮碗形变座(48)，所述的保护套(45)由平台(1)上的第二气缸(3)驱动沿着柱形框架做轴向移动，所述的柱形框架的内部中心设置有可轴向移动的推杆(46)，所述的推杆(46)的一端连接有弹性件(51)，另一端与皮碗形变座(48)内绕着圆周均匀设置有若干个压杆(50)的一端转动连接，所述的推杆(46)移动时推动压杆(50)做弧形运动将带动皮碗形变座(48)前端定位的皮碗的内侧使其向外舒开，所述的柱形框架内部径向设置有一摆杆(52)，所述的摆杆(52)的中部与柱形框架相连，一端伸入到保护套(45)侧壁上的轴向限位槽(44)中，另一端与推杆(46)的一端转动相连。

2.根据权利要求1所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的柱形框架包括轴向排列设置的皮碗形变座(48)、中座(53)和与安装支板(43)相连的尾座(56)，所述的皮碗形变座(48)、中座(53)和与安装支板(43)之间均通过若干根连杆(58)进行连接。

3.根据权利要求2所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的皮碗形变座(48)的前端安装有一对皮碗限位柱(49)，所述的柱形框架内轴向移动设置有钩杆(47)，所述的钩杆(47)的一端穿过皮碗形变座(48)，另一端折弯并嵌入到保护套(45)侧壁上的另外一个轴向限位槽(44)中，皮碗绕接在皮碗限位柱(49)和钩杆(47)上限位形变呈心形。

4.根据权利要求1所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的压杆(50)的前端设置有折弯部，所述的压杆(50)的中部嵌入到皮碗形变座(48)内部侧壁上的弧形导向槽(57)中。

5.根据权利要求1所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的摆杆(52)的中部开有腰型孔，所述的柱形框架内轴向设置有摆杆支撑杆(56)，所述的摆杆支撑杆(56)的一端嵌入到摆杆(52)上的腰型孔中。

6.根据权利要求1所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的保护套(45)的中部设置有与保护套(45)垂直的竖板(41)，所述的上部与第二气缸(3)的伸出杆相连。

7.根据权利要求6所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的保护套(45)由竖板(41)分为前部和后部，保护套(45)的前部侧壁厚度小于后部侧壁厚度。

8.根据权利要求1所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的制动主缸工装(6)包括工装底板(10)，所述的工装底板(10)架设在平台(1)上的导轨(9)上，其一端与第一气缸(2)的伸出杆相连，所述的工装底板(10)的另一端上侧设置有主缸固定板(11)，所述的工装底板(10)上与第一气缸(2)连接的一端还设置夹紧支座(8)，所述的夹紧支座(8)上横向穿过设置有一端与制动主缸(5)顶住的夹紧螺栓(7)，所述的制动主缸(5)的一端从主缸固定板(11)穿过。

9.根据权利要求8所述的制动主缸皮碗的自动装配装置，其特征在于：所述的主缸固定板(11)的中部设置有开口朝上的U形槽(12)，所述的U形槽(12)的两侧对称开有销孔，所述的制动主缸(5)的一端嵌入到U形槽(12)内且通过销孔中的定位销(13)进行定位。

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