CN114367586A - 一种旋铆机及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋铆机，包括竖向设置的直线模组，设于直线模组上的铆头，以及与轮毂轴承配合的工装组件，轮毂轴承包括内圈、外圈法兰和法兰轴，法兰轴的端部伸出内圈端面形成空心轴，空心轴用于旋铆形成压设在内圈上的翻边，铆头通过一从动轴倾斜布置在直线模组上，工装组件包括：用于固定轮毂轴承的法兰轴的下模架，下模架底部连接有转动机构，转动机构驱动法兰轴转动；本发明通过转动机构来驱动法兰轴旋转，铆头则是在法兰轴的带动下从动旋转，相较于原有旋铆机下行和转动都由铆头实现的方案，本方案铆头只负责下行给予法兰轴压力，而转动则由转动机构带动法兰轴来实现，使得铆头的传动结构得以简化，还确保了铆压稳定性。

Description

一种旋铆机及其加工工艺

技术领域

本发明涉及汽车轮毂轴承旋铆设备技术领域，具体涉及一种旋铆机及其加工工艺。

背景技术

自动旋铆机是利用冲压机设备和专用连接模具通过一个瞬间强高压加工过程，依据板件本身材料的冷挤压变形，将不同材质不同厚度的两层或多层板件连接起来，旋铆机还应用在汽车轮毂轴承上，其中，对于轮毂轴承的旋铆，通常是将法兰轴上部的空心凸缘通过铆头旋铆变形形成翻边，最终铆接在内圈的端面上；

而现有技术中用于完成铆压翻边的旋铆机，通常是将轮毂轴承固定在工装台上，将铆头设置在竖向的轨道上，并由电机驱动铆头转动，且铆头关于轮毂轴承的轴线夹角较小，通常设置在3°或5°，在翻边过程中铆头所需的压力很大，而且会导致翻边的垂角处膨胀系数过大，容易出现裂纹，甚至断裂，同时，铆头趋近于垂直，对翻边的水平边平行度精度不高，还容易导致铆压后轴承轮毂内圈形变量过大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种旋铆机及其加工工艺，增加轮毂轴承旋铆翻边的质量，同时提高工作效率和旋铆稳定性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种旋铆机，包括竖向设置的直线模组，设于直线模组上的铆头，以及与轮毂轴承配合的工装组件，所述轮毂轴承包括内圈、外圈法兰和法兰轴，所述法兰轴的端部伸出内圈端面形成空心轴，所述空心轴用于旋铆形成压设在内圈上的翻边，所述铆头通过一从动轴倾斜布置在直线模组上，所述工装组件包括：

下模架，所述轮毂轴承的法兰轴固定在下模架上，所述下模架底部连接有转动机构，所述转动机构驱动所述法兰轴转动；

定位架，所述定位架与直线模组连接，所述定位架具有与外圈法兰配合的抵压面；

所述直线模组驱动定位架下行并与外圈法兰抵接定位，所述直线模组驱动铆头下行并与空心轴端部接触，且所述法兰轴在转动机构驱动下以轮毂轴承的轴线X轴为中心进行旋转，所述铆头在法兰轴与铆头之间摩擦力的带动下以铆头的轴线Y轴为中心进行旋转，所述直线模组驱动铆头继续下行以对法兰轴进行旋铆翻边。

进一步，所述轮毂轴承的轴线X轴与所述铆头的轴线Y轴之间夹角呈30°。

进一步，所述定位架包括上定位板、下定位板和供上、下定位板之间缓冲的弹性件，所述抵压面为所述下定位板的底面，所述弹性件为用于连接所述上、下定位板的弹簧柱，所述铆头位于所述的上、下定位板之间，所述下定位板上还开设有一通孔，所述定位架下行定位过程中，所述空心轴穿过通孔与所述的铆头发生抵接。

进一步，所述铆头通过连接座与所述的直线模组相连接，所述从动轴可转动穿设在所述的连接座内，所述从动轴与所述的连接座之间套设有轴承，所述铆头固定连接在从动轴上并露出在所述连接座的前端。

进一步，所述直线模组包括两个竖向滑轨、一个直线模块以及用于驱动直线模块竖向移动的驱动机构，所述直线模块为一体式铸件，所述直线模块通过驱动机构可滑动的设置在两个竖向滑轨上。

进一步，还包括一检测机构，所述检测机构包括第一支架、第一气缸以及连接在第一气缸活塞杆上的检测头，所述检测头下方还设有用于承接所述轮毂轴承的承接座，所述检测头包括外检测环和穿设在外检测环内的内检测环，所述内检测环可相对于所述外检测环上下平移，所述第一气缸驱动检测头下行与所述轮毂轴承接触，所述外检测环与所述轮毂轴承的内圈端面抵接，所述内检测环与所述轮毂轴承的翻边上端面抵接。

进一步，还包括一注油机构，所述注油机构包括第二支架、第二气缸和连接在第二气缸活塞杆上的注油头，所述注油头下方还设有用于承接所述轮毂轴承的第二承接座，以及还包括一滴油瓶，所述注油头包括进油口和出油口，所述进油口连通所述的滴油瓶，所述出油口呈环状对应所述轮毂轴承的空心轴。

进一步，还包括一运输机构，所述运输机构包括一运输板，以及驱动运输板横向移动的横移模组和驱动运输板竖向移动的竖移模组，所述运输板上的一侧开设有若干个圆弧状的承接槽，所述承接槽能与所述轮毂轴承的外圈法兰配合，从而将所述轮毂轴承承接在所述运输板上。

本发明还包括一种应用于上述旋铆机的加工工艺，包括以下步骤：

A.注油：运输机构将待翻边的轮毂轴承运输至注油机构处，注油头下行完成对轮毂轴承的空心轴边沿注油；

B.安装调校：运输机构将待翻边的轮毂轴承运输至下模架上方，并安装轮毂轴承至下模架上，调校法兰轴端面的水平度，调校铆头与轮毂轴承轴线的夹角至30°；

C.预定位：直线模组下行，定位架与外圈法兰相抵接触，弹性件保持受压状态，此时铆头接触空心轴端部；

D.旋铆翻边：转动机构动作，驱动下模架带动法兰轴转动，由法兰轴驱动铆头随行转动，铆头在空心轴的内壁碾压，直线模组继续下行，空心轴端部被铆头撑开、径向扩展直至铆头达到预定的压力，形成翻边；

E.检验：运输机构将翻边完成的轮毂轴承运输至检测机构处，检测头下行检测翻边的竖直边的厚度和水平边的平面度。

加工工艺进一步，在步骤C中，所述直线模组的下行压力为200公斤，进给量为10mm；

在步骤D中，所述转动机构的转速为400～600rpm，所述直线模组的下行压力为5t，所述直线模组的进给量为5mm，在形成翻边后，所述转动机构继续动作，以使铆头碾压空心轴端部4～5s，碾压完后再保压持续1s，，控制翻边的弹性恢复，以减少轮毂轴承之间的径向和轴向游隙。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、通过转动机构来驱动法兰轴旋转，而铆头则是在法兰轴的带动下从动旋转，相较于原有旋铆机下行和转动都由铆头来实现的方案，本方案铆头只负责下行给予法兰轴压力，而转动则由转动机构带动法兰轴来实现，使得铆头的传动结构得以简化，且两个驱动相互独立使得在铆压过程中不会出现相互干涉的问题，确保了铆压的稳定性；

2、将铆头关于轮毂轴承的夹角设置在30°，相较于原有旋铆机小角度的方案，本方案所需铆头压力更小，对于直线模组的负荷也更小，减少了故障放生概率，且采用30°可以减小翻边的垂角处膨胀系数，从而避免翻边垂角处出现裂缝或断裂的情况，同时还可以减小铆压过程中轮毂轴承内圈的形变量；

3、直线模块采用一体式铸件，并滑动设置在两个竖向滑轨上，采用两条滑轨确保了模块下行的稳定性，而采用一体式铸件则可以防止左右两边不平衡的情况。

4、设置有注油机构、检测机构及运输机构，在一台设备中完成铆压翻边所需的所有步骤，且通过运输机构自动将轮毂轴承在几个机构之间转运，可以有些节省人力及避免安全事故的发生。

附图说明

图1为翻边前的轮毂轴承和翻边后的轮毂轴承的结构示意图；

图2为本发明旋铆机的结构示意图。

图3为本发明直线模组的结构示意图。

图4是本发明直线模组的剖视图。

图5是本发明定位架和铆头的机构示意图。

图6是本发明铆头的结构示意图。

图7是本发明滴油、检测和运输机构的结构示意图。

图8是本发明检测机构的剖视图。

图9是图8中A处的放大示意图。

图10是本发明滴油机构的剖视图。

图11是图10中B处的放大示意图。

图12是本发明铆头和翻边的配合示意图。

图中：1、轮毂轴承；2、内圈；3、外圈法兰；4、法兰轴；5、翻边；6、直线模组；7、铆头；8、从动轴；9、下模架；10、转动机构；11、定位架；12、上定位板；13、下定位板；14、弹簧柱；15、通孔；16、连接座；17、竖向滑轨；18、直线模块；19、驱动机构；20、检测机构；21、第一支架；22、第一气缸；23、检测头；24、第一承接座；25、外检测环；26、内检测环；27、注油机构；28、第二支架；29、第二气缸；30、注油头；31、第二承接座；32、滴油瓶；33、进油口；34、出油口；35、运输机构；36、运输板；37、横移模组；38、竖移模组；39、承接槽。

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。

应当理解尽管在本文中出现了术语上、中、下、顶端、一端等以描述各种元件，但这些元件不被这些术语限制。这些术语仅用于将元件彼此区分开以便于理解，而不是用于定义任何方向或顺序上的限制。

如图2-12所示，一种旋铆机，包括竖向设置的直线模组6，设于直线模组6上的铆头7，以及与轮毂轴承1配合的工装组件，所述轮毂轴承1包括内圈2、外圈法兰3和法兰轴4，所述法兰轴4的端部伸出内圈2端面形成空心轴，所述空心轴用于旋铆形成压设在内圈2上的翻边5，所述铆头7通过一从动轴8倾斜布置在直线模组6上，所述工装组件包括：

下模架9，所述轮毂轴承1的法兰轴4固定在下模架9上，所述下模架9底部连接有转动机构10，所述转动机构10驱动所述法兰轴4转动；

定位架11，所述定位架11与直线模组6连接，所述定位架11具有与外圈法兰3配合的抵压面；

所述直线模组6驱动定位架11下行并与外圈法兰3抵接定位，所述直线模组6驱动铆头7下行并与空心轴端部接触，且所述法兰轴4在转动机构10驱动下以轮毂轴承1的轴线X轴为中心进行旋转，所述铆头7在法兰轴4与铆头7之间摩擦力的带动下以铆头7的轴线Y轴为中心进行旋转，所述直线模组6驱动铆头7继续下行以对法兰轴4进行旋铆翻边。

在本实施例中，所述轮毂轴承1的轴线X轴与所述铆头7的轴线Y轴之间夹角呈30°，其中30°夹角为经过各角度铆压实验后得出的最优解角度，具体实验数据如下表所示：

在上述表格中所提到的翻边后轮毂轴承1内圈2的形变量α的计算公式为：α＝x-y，其中的x、y如图1中所示为轴承轮毂翻边前和翻边后的内圈2直径。

在本实施例中，所述定位架11包括上定位板12、下定位板13和供上、下定位板之间缓冲的弹性件，所述抵压面为所述下定位板13的底面，所述弹性件为用于连接所述上、下定位板的弹簧柱14，所述铆头7位于所述的上、下定位板之间，所述下定位板13上还开设有一通孔15，所述定位架11下行定位过程中，所述空心轴穿过通孔15与所述的铆头7发生抵接。

在本实施例中，所述铆头7通过连接座16与所述的直线模组6相连接，所述从动轴8可转动穿设在所述的连接座16内，所述从动轴8与所述的连接座16之间套设有轴承，所述铆头7固定连接在从动轴8上并露出在所述连接座16的前端。

在本实施例中，所述直线模组6包括两个竖向滑轨17、一个直线模块18以及用于驱动直线模块18竖向移动的驱动机构19，所述直线模块18为一体式铸件，所述直线模块18通过驱动机构19可滑动的设置在两个竖向滑轨17上。

在本实施例中，还包括一检测机构20，所述检测机构20包括第一支架21、第一气缸22以及连接在第一气缸22活塞杆上的检测头23，所述检测头23下方还设有用于承接所述轮毂轴承1的承接座，所述检测头23包括外检测环25和穿设在外检测环25内的内检测环26，所述内检测环26可相对于所述外检测环25上下平移，所述第一气缸22驱动检测头23下行与所述轮毂轴承1接触，所述外检测环25与所述轮毂轴承1的内圈2端面抵接，所述内检测环26与所述轮毂轴承1的翻边5上端面抵接。

在本实施例中，还包括一注油机构27，所述注油机构27包括第二支架28、第二气缸29和连接在第二气缸29活塞杆上的注油头30，所述注油头30下方还设有用于承接所述轮毂轴承1的第二承接座31，以及还包括一滴油瓶32，所述注油头30包括进油口33和出油口34，所述进油口33连通所述的滴油瓶32，所述出油口34呈环状对应所述轮毂轴承1的空心轴。

在本实施例中，还包括一运输机构35，所述运输机构35包括一运输板36，以及驱动运输板36横向移动的横移模组37和驱动运输板36竖向移动的竖移模组38，所述运输板36上的一侧开设有若干个圆弧状的承接槽39，所述承接槽39能与所述轮毂轴承1的外圈法兰3配合，从而将所述轮毂轴承1承接在所述运输板36上。

应用于本实施例上述旋铆机的加工工艺，具体包括以下步骤：

A.注油：运输机构35将待翻边的轮毂轴承1运输至注油机构27处，注油头30下行使注油头30的出油口34对准轮毂轴承1空心轴的端面，滴油瓶32受挤压其内润滑油顺着管道进入注油头30的进油口33，然后从出油口34均匀低落至轮毂轴承1空心轴的端面上；

B.安装调校：运输机构35将待翻边的轮毂轴承1运输至下模架9上方，并安装轮毂轴承1至下模架9上，调校法兰轴4端面的水平度，调校铆头7与轮毂轴承1轴线的夹角至30°；

C.预定位：直线模组6下行，下定位板13底面与外圈法兰3相抵接触，轮毂轴承1的空心轴穿过通孔15进入上、下定位板13之间，然后直线模组6继续下行弹簧柱14被压缩，此时铆头7接触空心轴端部；

D.旋铆翻边：转动机构动作，驱动下模架9带动法兰轴4转动，由法兰轴4驱动铆头7随行转动，铆头7在空心轴的内壁碾压，直线模组6继续下行，空心轴端部被铆头7撑开、径向扩展直至铆头7达到预定的压力，形成翻边5；

E.检验：运输机构35将翻边完成的轮毂轴承1运输至检测机构20处，检测头23下行检测翻边5的竖直边的厚度和水平边的平面度，其中平面度的检测由内检测环26完成，而当内检测环26接触到翻边5的水平边后便停止下行，而外检测环25则能够继续下行直至接触到轮毂轴承1的内圈2端面，这便可得出翻边5竖直边的厚度为内检测环26和外检测环25下行距离的差值。

本实施例的加工工艺进一步，在步骤C中，所述直线模组6的下行压力为200公斤，进给量为10mm；

在步骤D中，所述转动机构的转速为400～600rpm，所述直线模组6的下行压力为5t，所述直线模组6的进给量为5mm，在形成翻边5后，所述转动机构继续动作，以使铆头7碾压空心轴端部4～5s，碾压完后再保压持续1s，，控制翻边5的弹性恢复，以减少轮毂轴承1之间的径向和轴向游隙；

在本实施例中，步骤E中检测到翻边5水平边的平行度合格标准为0.03mm，而翻边5竖直边的厚度合格标准为4mm±0.5mm。

本实施例的有益效果在于，铆压翻边过程更加稳定，铆压所需的压力也更小，铆压后翻边的各项数据更加优秀，且轮毂轴承内圈的变形量也更小，注油和检测等工序也可以在一台设备内完成，更加快捷和安全。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种旋铆机，包括竖向设置的直线模组(6)，设于直线模组(6)上的铆头(7)，以及与轮毂轴承(1)配合的工装组件，所述轮毂轴承(1)包括内圈(2)、外圈法兰(3)和法兰轴(4)，所述法兰轴(4)的端部伸出内圈(2)端面形成空心轴，所述空心轴用于旋铆形成压设在内圈(2)上的翻边(5)，其特征在于，所述铆头(7)通过一从动轴(8)倾斜布置在直线模组(6)上，所述工装组件包括：

下模架(9)，所述轮毂轴承(1)的法兰轴(4)固定在下模架(9)上，所述下模架(9)底部连接有转动机构(10)，所述转动机构(10)驱动所述法兰轴(4)转动；

定位架(11)，所述定位架(11)与直线模组(6)连接，所述定位架(11)具有与外圈法兰(3)配合的抵压面；

所述直线模组(6)驱动定位架(11)下行并与外圈法兰(3)抵接定位，所述直线模组(6)驱动铆头(7)下行并与空心轴端部接触，且所述法兰轴(4)在转动机构(10)驱动下以轮毂轴承(1)的轴线X轴为中心进行旋转，所述铆头(7)在法兰轴(4)与铆头(7)之间摩擦力的带动下以铆头(7)的轴线Y轴为中心进行旋转，所述直线模组(6)驱动铆头(7)继续下行以对法兰轴(4)进行旋铆翻边。

2.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：所述轮毂轴承(1)的轴线X轴与所述铆头(7)的轴线Y轴之间夹角呈30°。

3.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：所述定位架(11)包括上定位板(12)、下定位板(13)和供上、下定位板之间缓冲的弹性件，所述抵压面为所述下定位板(13)的底面，所述弹性件为用于连接所述上、下定位板的弹簧柱(14)，所述铆头(7)位于所述的上、下定位板之间，所述下定位板(13)上还开设有一通孔(15)，所述定位架(11)下行定位过程中，所述空心轴穿过通孔(15)与所述的铆头(7)发生抵接。

4.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：所述铆头(7)通过连接座(16)与所述的直线模组(6)相连接，所述从动轴(8)可转动穿设在所述的连接座(16)内，所述从动轴(8)与所述的连接座(16)之间套设有轴承，所述铆头(7)固定连接在从动轴(8)上并露出在所述连接座(16)的前端。

5.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：所述直线模组(6)包括两个竖向滑轨(17)、一个直线模块(18)以及用于驱动直线模块(18)竖向移动的驱动机构(19)，所述直线模块(18)为一体式铸件，所述直线模块(18)通过驱动机构(19)可滑动的设置在两个竖向滑轨(17)上。

6.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：还包括一检测机构(20)，所述检测机构(20)包括第一支架(21)、第一气缸(22)以及连接在第一气缸(22)活塞杆上的检测头(23)，所述检测头(23)下方还设有用于承接所述轮毂轴承(1)的第一承接座(24)，所述检测头(23)包括外检测环(25)和穿设在外检测环(25)内的内检测环(26)，所述内检测环(26)可相对于所述外检测环(25)上下平移，所述第一气缸(22)驱动检测头(23)下行与所述轮毂轴承(1)接触，所述外检测环(25)与所述轮毂轴承(1)的内圈(2)端面抵接，所述内检测环(26)与所述轮毂轴承(1)的翻边(5)上端面抵接。

7.根据权利要求1所述的一种旋铆机，其特征在于：还包括一注油机构(27)，所述注油机构(27)包括第二支架(28)、第二气缸(29)和连接在第二气缸(29)活塞杆上的注油头(30)，所述注油头(30)下方还设有用于承接所述轮毂轴承(1)的第二承接座(31)，以及还包括一滴油瓶(32)，所述注油头(30)包括进油口(33)和出油口(34)，所述进油口(33)连通所述的滴油瓶(32)，所述出油口(34)呈环状对应所述轮毂轴承(1)的空心轴。

8.根据权利要求6或7所述的一种旋铆机，其特征在于：还包括一运输机构(35)，所述运输机构(35)包括一运输板(36)，以及驱动运输板(36)横向移动的横移模组(37)和驱动运输板(36)竖向移动的竖移模组(38)，所述运输板(36)上的一侧开设有若干个圆弧状的承接槽(39)，所述承接槽(39)能与所述轮毂轴承(1)的外圈法兰(3)配合，从而将所述轮毂轴承(1)承接在所述运输板(36)上。

9.一种旋铆机的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A.注油：运输机构(35)将待翻边的轮毂轴承(1)运输至注油机构(27)处，注油头(30)下行完成对轮毂轴承(1)的空心轴边沿注油；

B.安装调校：运输机构(35)将待翻边的轮毂轴承(1)运输至下模架(9)上方，并安装轮毂轴承(1)至下模架(9)上，调校法兰轴(4)端面的水平度，调校铆头(7)与轮毂轴承(1)轴线的夹角至30°；

C.预定位：直线模组(6)下行，定位架(11)与外圈法兰(3)相抵接触，弹性件保持受压状态，此时铆头(7)接触空心轴端部；

D.旋铆翻边：转动机构(10)动作，驱动下模架(9)带动法兰轴(4)转动，由法兰轴(4)驱动铆头(7)随行转动，铆头(7)在空心轴的内壁碾压，直线模组(6)继续下行，空心轴端部被铆头(7)撑开、径向扩展直至铆头(7)达到预定的压力，形成翻边(5)；

E.检验：运输机构(35)将翻边完成的轮毂轴承(1)运输至检测机构(20)处，检测头(23)下行检测翻边(5)的竖直边的厚度和水平边的平面度。

10.根据权利要求9所述的一种旋铆机的加工工艺，其特征在于：在步骤C中，所述直线模组(6)的下行压力为200公斤，进给量为10mm；

在步骤D中，所述转动机构(10)的转速为400～600rpm，所述直线模组(6)的下行压力为5t，所述直线模组(6)的进给量为5mm，在形成翻边(5)后，所述转动机构(10)继续动作，以使铆头(7)碾压空心轴端部4～5s，碾压完后再保压持续1s，控制翻边(5)的弹性恢复，以减少轮毂轴承(1)之间的径向和轴向游隙。

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