CN1433870A - 装配式凸轮轴滚花式连接自动化装配机 - Google Patents

Abstract

本发明的装配式凸轮轴滚花式连接自动化装配机涉及装配式凸轮轴的自动化连接装置。该装置的传动机构置于机架的顶部，它由电机通过齿轮变速箱和与滚珠丝杠上的螺母连接的传动齿轮驱动滚珠丝杠上下移动；滚珠丝杠与直线导轨滑动的滑块连接；夹紧旋转机构包括油缸、固定在滑块上油缸外套和装在油缸缸体下端的夹头，油缸推杆向下推动夹头加紧芯轴，缸体上固定有由电机驱动的传动齿轮；顶出导向机构为一固定在机架底座上的液压油缸，顶出导杆与活塞连接，并能自由转动；芯轴滚花机构装在夹紧机构的下方，其滚花刀和由滚花液压缸驱动控制滚花刀进给的滚花转盘构成。该装置可精确、快捷的将芯轴与凸轮连接的装配式凸轮轴滚花式连接自动化装配机。

Description

装配式凸轮轴滚花式连接自动化装配机

技术领域：

本发明涉及装配式凸轮轴的自动化连接装置

背景技术：

凸轮轴是发动机的关键部件，传统的制造方法主要是锻造或铸造，凸轮与轴呈一体。装配式凸轮轴则采用钢管做成的芯轴与凸轮及轴颈分体制造，然后再装配为一体，该方法与传统的制造方法相比，装配式凸轮轴具有重量轻、生产成本低、材料分配合理、易于生产制造等优点。装配式凸轮轴生产的技术关键是芯轴与凸轮的连接。目前，用于芯轴与凸轮连接加工的装置主要有：热套法连接装置，激光焊接法连接装置等等。对于采用滚花式的连接方法加工凸轮轴的装置，尚未见有关专利揭载。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于滚花式的连接方法，精确、快捷的将芯轴与凸轮连接的装配式凸轮轴滚花式连接自动化装配机。

本发明的上述目的是这样实现的，结合附图说明如下：

应用变速传动机构的高速传动比机构解决滚珠丝杠的快速升降问题；应用高速传动机构的低速传动比机构解决芯轴与凸轮的连接压入问题；应用芯轴滚花机构解决芯轴的滚花不均匀及快速滚花加工问题；应用自动分度机构解决凸轮的进给问题；应用顶出导向机构解决芯轴的支撑导向问题；应用芯轴夹紧旋转机构解决芯轴的夹紧旋转问题；应用导轨滑块机构解决滑块的导向及芯轴、凸轮的精确装配问题。具体技术方案是：

装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，是由传动机构、夹紧旋转机构、芯轴滚花机构、顶出导向机构、凸轮进给机构、导轨滑块机构组成，传动机构置于机架34的顶部，它包括电机3和由电机3通过齿轮变速箱4驱动的传动齿轮5以及滚珠丝杠6，传动齿轮5与滚珠丝杠6上的螺母7连接，并通过轴承2、10支撑在与机架34固定在一起的上支架1和下支架9内，滚珠丝杠6与滑块12连接，滑块12可沿固定在机架34上的直线导轨13滑动，夹紧旋转机构包括油缸17、油缸外套14和装在油缸17缸体下端的夹头23，油缸外套固定在滑块12上，油缸推杆18向下推动夹头23加紧芯轴24，缸体上固定有传动齿轮20，它与由电机32驱动的蜗杆31相啮合，顶出导向机构为一液压油缸26，它固定在机架底座上，顶出导杆28与活塞27连接，并能自由转动，芯轴滚花机构30装在夹紧机构的下方，并固定在机架上，芯轴滚花机构30包括滚花刀48和由滚花液压缸44驱动控制滚花刀进给的滚花转盘45构成，滚花刀可沿导轨47前后运动，用于凸轮25进给到装配位置的自动旋转分度盘29装在芯轴滚花机构的下方。

本发明优点及技术效果是：

1.本发明采用滚花和芯轴、凸轮的装配在同一设备上进行，可极大节省连接装配时间。2.本发明采用芯轴空程快速移动，压入时低速压入的方式，有效地节省了时间，增大了压入力。3.本发明在夹紧旋转装置中采用外套14在回转油缸进出油孔处设凹形槽，使芯轴旋转顺利进行。4.本发明采用顶出导向装置，确保芯轴滚花加工精确及芯轴准确地压入凸轮中，防止由于芯轴和凸轮压入时的轴线偏心造成的事故。5.本发明采用芯轴在滚花时旋转的方式，有利于滚花加工，确保滚花均匀、不偏心。6.本发明采用数控旋转分度盘自动将凸轮、轴颈进给的方式，使凸轮轴连接装配完全达到自动化。

附图说明：

图1是滚花式凸轮轴自动化装配装置示意图。

图2是滚珠丝杠机构与传动齿轮结构示意图。

图3是图2的A-A示意图。

图4是齿轮变速箱示意图。

图5是芯轴滚花机构示意图。

图中：1上支架、2轴承、3电机、4齿轮变速箱、5传动齿轮、6滚珠丝杠、7螺母、8连接块、9下支架、10轴承、11法兰盘、12滑块、13导轨、14油缸外套、15轴承、16油缸盖、17油缸、18油缸推杆、19轴承、20蜗轮、21连接压盘、22夹块、23夹头、24芯轴、25凸轮、26顶出导向油缸、27活塞、28顶出导向杆、29自动旋转分度盘、30滚花装置、31蜗杆、32电机、33托架、34机架、35变速箱输出轴、36低速输出齿轮、37输出离合器、38主传动轴、39低速主动齿轮、40主传动离合器、41高速主传动齿轮、42高速输出齿轮、43变速箱输出齿轮、44滚花液压缸、45滚花转盘、46转轮、47滚花刀导轨、48滚花刀、

具体实施方式：

下面结合附图所示实施例进一步说明本发明具体内容及其工作过程。

参阅图1：本发明采用滚花与装配同时进行的方法进行设计的。滚花装置30装于凸轮轴装配位置(即凸轮25摆放位置)的上方。首先在油缸推杆18的向下推动下，夹头23夹紧凸轮轴的芯轴24，电机3可采用交流伺服电机，经齿轮变速箱4的高速传动比机构带动传动齿轮5转动，由于传动齿轮5与滚珠丝杠6的螺母7连接，带动螺母7转动，滚珠丝杠6快速下移，滚珠丝杠6靠法兰盘11与滑块12相连，滑块12在直线导轨13上可上下滑动，滑块12下端与芯轴24夹紧旋转机构相连接。由于滚珠丝杠6快速下移，则芯轴24亦快速下移。当下移到欲滚花位置时，顶出导向油缸26的活塞27推动顶出导向杆28顶住芯轴24的下端，保证滚花时芯轴24不振动及准确装入凸轮25中。与此同时，电机32启动，带动蜗杆31旋转，经蜗轮20带动油缸17及夹块22、夹头23等一起旋转，芯轴24也随之旋转，芯轴滚花机构30进行滚花加工。由于是三刀120°同心加工可确保滚花快速、均匀。滚花完毕后，电机3变换成低速传动比机构，将芯轴压入凸轮中，第一个凸轮连接装配完毕。在进行第二个凸轮的连接装配时，在滚花完毕后，要经电机32调整角度后方可压入凸轮中。依此类推，直至连接装配全部完成。

参阅图4：齿轮变速箱是由高速传动比机构和低速传动比机构组成，主传动轴38上装有低速主传动齿轮39、主传动离合器40分别连接在低速主传动齿轮39和高速主传动齿轮41上，输出轴35上装有变速箱输出齿轮43、输出离合器37上上分别装有第数输出齿轮36和高速输出齿轮42，低速主传动齿轮39与低速输出齿轮36啮合，高速主传动齿轮41与高速输出齿轮42啮合。

齿轮变速箱的工作过程是：高速传动比机构：电机3带动主传动轴38转动，此时主传动离合器40连接，输出离合器37分离，主传动轴38带动低速主动齿轮39，主传动离合器40，高速主传动齿轮41，高速输出齿轮42，输出轴35，变速箱输出齿轮43一起转动，完成高速传动比输出(此时，低速输出齿轮36空转)。

低速传动比机构：电机3带动主传动轴38转动，此时主传动离合器40分离，输出离合器37连接，主传动轴38带动低速主传动齿轮39、低速输出齿轮36、输出离合器37、高速输出齿轮42、输出轴35、变速箱输出齿轮43一起转动，完成低速传动比输出(此时，高速主动齿轮41空转)。

传动机构中的传动齿轮5与滚珠丝杠6上的螺母7可通过镶套在滚珠丝杠6上的螺母7上的连接块8连接。

夹紧旋转机构中，在油缸17进出油孔处的油缸外套14上设凹形槽，可保持即使油缸在旋转时也可使液压油自由进出。夹头23可通过夹块22装在油缸17缸体的下端。

其工作过程是：液压油经液压缸17上油孔进油，推杆18向下推动夹块23夹紧芯轴24；电机32旋转经蜗杆31带动蜗轮20转动。由于齿轮与油缸相连，故带动油缸及夹头、芯轴转动。

参阅图5：芯轴滚花机构30中的滚花刀48可采用3把并均布在滚花转盘45内，滚花刀48装在导轨47上，滚花刀48上的转轮46与呈圆的渐开线形状的滚花转盘45内壁接触。

芯轴滚花机构30的工作过程是：当要对芯轴24进行滚花时，滚花液压缸44依箭头方向运动，滚花转盘45逆时针转动，转轮46与滚花转盘45内壁接触，由于内壁是圆的渐开线形状，随着滚花转盘的转动，推动滚花刀48沿导轨47向轴心运动，到达滚花位置时开始滚花加工。

Claims (5)

1.装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，其特征是由传动机构、夹紧旋转机构、芯轴滚花机构、顶出导向机构、凸轮进给机构、导轨滑块机构组成，其特征在于：传动机构置于机架(34)的顶部，它包括电机(3)和由电机(3)通过齿轮变速箱(4)驱动的传动齿轮(5)以及滚珠丝杠(6)，传动齿轮(5)与滚珠丝杠(6)上的螺母(7)连接，并通过轴承(2、10)支撑在与机架(34)固定在一起的上支架(1)和下支架(9)内，滚珠丝杠(6)与滑块(12)连接，滑块(12)可沿固定在机架(34)上的直线导轨(13)滑动，夹紧旋转机构包括油缸(17)、油缸外套(14)和装在油缸(17)缸体下端的夹头(23)，油缸外套固定在滑块(12)上，油缸推杆(18)向下推动夹头(23)加紧芯轴(24)，缸体上固定有传动齿轮(20)，它与由电机(32)驱动的蜗杆(31)相啮合，顶出导向机构为一液压油缸(26)，它固定在机架底座上，顶出导杆(28)与活塞(27)连接，并能自由转动，芯轴滚花机构(30)装在夹紧机构的下方，并固定在机架上，芯轴滚花机构(30)包括滚花刀(48)和由滚花液压缸(44)驱动控制滚花刀进给的滚花转盘(45)构成，滚花刀可沿导轨(47)前后运动，用于凸轮(25)进给到装配位置的自动旋转分度盘(29)装在芯轴滚花机构的下方。

2.根据权利要求1所述的装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，其特征在于传动齿轮(5)与滚珠丝杠(6)上的螺母(7)可通过镶套在滚珠丝杠(6)上的螺母(7)上的连接块(8)连接。

3.根据权利要求1或2所述的装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，其特征在于在油缸(17)进出油孔处的油缸外套(14)上设凹形槽，夹头(23)可通过夹块(22)装在油缸(17)缸体的下端。

4.根据权利要求1所述的装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，其特征在于所说的滚花刀(48)可采用(3)把并均布在滚花转盘(45)内，滚花刀(48)装在导轨(47)上，滚花刀(48)上的转轮(46)与呈圆的渐开线形状的滚花转盘(45)内壁接触。

5.根据权利要求1所述的装配式凸轮轴滚花式自动化装配机，其特征在于所说的齿轮变速箱是由高速传动比机构和低速传动比机构组成，主传动轴(38)上装有低速主传动齿轮(39)、主传动离合器(40)分别连接在低速主传动齿轮(39)和高速主传动齿轮(41)上，输出轴(35)上装有变速箱输出齿轮(43)、输出离合器(37)上分别装有第数输出齿轮(36)和高速输出齿轮(42)，低速主传动齿轮(39)与低速输出齿轮(36)啮合，高速主传动齿轮(41)与高速输出齿轮(42)啮合。

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