CN203557333U - 薄壁异形件大过盈量组装用工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，用于将薄壁异形件装入包容体的空腔内，包括一工作台，所述工作台的一端设有一用于固定所述包容体的定位体，另一端设有至少一个的轴承座，所述轴承座内安装有一滑动轴承，所述滑动轴承的内孔中可滑动地连接有一滑杆，所述滑杆靠近所述定位体的一端固定连接有一用于套接所述薄壁异形件的芯棒。本实用新型的一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，该工装便于制造，结构合理，操作方便，组装效率高，薄壁异形件不易变形，保证产品质量，并能实现较大过盈量的组装。
Description
技术领域
本实用新型属于工装夹具机械技术领域，尤其涉及一种薄壁异形件大过盈量组装用工装。
背景技术
机械产品一般都由若干个零件或部件组成，机械制造过程中的最后一个阶段为机械装配，其决定着产品的最终质量。随着毛坯制造和机械加工等方面的机械化、自动化程度不断提高，装配工作量在制造过程中所占比重有扩大趋势，提高装配工作的技术水平和劳动生产率才能适应整个机械工业的发展趋势。过盈连接一般有压装、热装、冷装、液压套合、爆炸压合等。薄盘零件或薄壁套的连接使用压入法时易引起偏斜或破坏连接，使用液压套合和爆炸压合法时一般其尺寸应足够大，且作业环境要求高，操作工艺要求严格，常用的一般都为热装或冷装。
尤其是薄壁异形件，其长度/直径＞1，结构不完全为筒形件，组装过程中易变形，特别是在大过盈量情况下组装更难实现。常规的组装方法为使用夹钳将薄壁异形件浸入液氮，再将薄壁异形件取出置于组装件的出口，使用推力将其推入。但使用该方法组装的成功与否较大程度取决于操作者的技能水平，主观因素较大，而且将薄壁异形件浸入液氮的夹钳易变形，工装使用寿命短，且组装效率低。
实用新型内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，提高了组装效率，保证了产品质量，工装结构设计合理，操作方便。
本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，用于将薄壁异形件装入包容体的空腔内，包括一工作台，所述工作台的一端设有一用于固定所述包容体的定位体，另一端设有至少一个的轴承座，所述轴承座内安装有一滑动轴承，所述滑动轴承的内孔中可滑动地连接有一滑杆，所述滑杆靠近所述定位体的一端固定连接有一用于套接所述薄壁异形件的芯棒，定位体和轴承座分别置于工作台的两端，中间留有一定空间用以方便滑杆做往复运动和装卸。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述定位体上均布有至少两个的用于调节所述包容体的高度的调节螺钉，使得所述包容体的空腔的中心与所述芯棒的中心同轴。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述滑杆的杆身上设有一键槽，所述轴承座上设有一定位销，所述定位销与所述键槽间隙配合，以使所述滑杆周向定位，在移动过程中不旋转，保证滑杆轴向运动的精度。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述滑杆靠近所述定位体的一端设有莫氏锥孔，所述芯棒上设有一莫氏锥杆，所述滑杆与芯棒通过所述莫氏锥孔和莫氏锥杆配合连接，可实现自锁功能，且拆卸方便。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述轴承座与所述滑动轴承过盈配合，以使轴承座和滑动轴承连接牢固。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述芯棒上设有凹槽，可减少芯棒与薄壁异形件的直接接触面积，用于防止套在其上的冷冻的薄壁异形件的温度因接触面积过大而升温较快。凹槽的结构根据薄壁异形件的结构而定，可以是环形凹槽或部分环形凹槽，也可以是在芯棒外圆周面上分布的数个沿轴向延伸的凹槽。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述轴承座为2个，对滑杆进行自由约束，保证滑杆的轴向运动。
优选的，上述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其中：所述定位体的顶部与所述包容体的底部外形配合。
本实用新型的突出效果为：本实用新型的一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，该工装便于制造，结构合理，操作方便，组装效率高，薄壁异形件不易变形，保证产品质量，并能实现较大过盈量的组装。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的薄壁异形件大过盈量组装用工装的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是本实用新型实施例2和实施例3的结构示意图；
图4是图3的左视图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，用于将薄壁异形件装入包容体的空腔内，如图1和图2所示，包括工作台1，工作台1的一端设有用于固定包容体的定位体2，另一端设有两个轴承座4，定位体2的顶部与包容体的底部外形配合。定位体2上均布有三个用于调节包容体的高度的调节螺钉3，使得包容体的空腔的中心与芯棒8的中心同轴。每个轴承座4内分别安装有滑动轴承5，轴承座4与滑动轴承5过盈配合，以使轴承座4和滑动轴承5连接牢固。滑动轴承5的内孔中可滑动地连接有滑杆6，滑杆6在滑动轴承5中做往复运动。滑杆6靠近定位体2的一端设有莫氏锥孔61，芯棒8上设有莫氏锥杆81，滑杆6与芯棒8通过莫氏锥孔61和莫氏锥杆81配合连接，可实现自锁功能，且拆卸方便。芯棒8上套接有薄壁异形件，芯棒8上设有凹槽82，可减少芯棒8与薄壁异形件的直接接触面积，用于防止套在其上的冷冻的薄壁异形件的温度因接触面积过大而升温较快。凹槽82的结构根据薄壁异形件的结构而定，可以是环形凹槽或部分环形凹槽，也可以是在芯棒8外圆周面上分布的数个沿轴向延伸的凹槽。
定位体2和轴承座4分别置于工作台的两端，中间留有一定空间用以方便滑杆6做往复运动和装卸，2个轴承座4对滑杆6进行自由约束，保证滑杆6的轴向运动。滑杆6的杆身上设有键槽9，其中一个轴承座4上设有定位销7，定位销7与键槽9间隙配合，以使滑杆6周向定位，在移动过程中不旋转，保证滑杆6轴向运动的精度。
本实施例的一种薄壁异形件大过盈量组装用工装便于制造，结构合理，操作方便，组装效率高，薄壁异形件不易变形，保证产品质量，并能实现较大过盈量的组装。
实施例2
如图3和图4所示，本实施例以活塞铝裙11和活塞销套12为例，对薄壁异形件大过盈量组装用工装的组装方法进行说明，活塞铝裙11和活塞销套12的具体尺寸和性能参数如下：活塞铝裙11常温（20℃）时内径为φ85.59mm，约重24kg；活塞销套12常温（20℃）时外径为φ85.78mm，壁厚为3.65mm，长度为206mm，约重1.5kg；铝合金（活塞铝裙11）的线膨胀系数为（23.4～24.8）×10-6mm/℃；钢（活塞销套12的钢背）的线膨胀系数为（11.3～13.0）×10-6mm/℃。
一种薄壁异形件大过盈量组装用工装的组装方法，包括如下步骤：
活塞销套12在液氮中最终的冷冻温度一般为-170℃左右，取活塞销套12的线膨胀系数为12.0×10-6mm/℃，根据公式 
（I）（其中，T1为活塞铝裙11的加热温度或活塞销套12的冷冻温度，单位为℃，T2为室温，单位为℃， D1为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的装配时的尺寸，单位为mm，D2为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的室温尺寸，单位为mm，K为线膨胀系数，单位为mm/℃），计算得出冷冻后的活塞销套12的外径为φ85.59mm，结合装配间隙（对于直径为70mm～120mm范围的薄壁异形件，其易变形，且装配时操作时间难以保证很精确，包容体容易降温，根据实际经验，装配间隙一般取值0.15 mm～0.35mm），取活塞铝裙11的内径为φ85.85mm，活塞铝裙11的线膨胀系数为24.0×10-6mm/℃，通过公式（I）（其中，T1为活塞铝裙11的加热温度或活塞销套12的冷冻温度，单位为℃，T2为室温，单位为℃， D1为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的装配时的尺寸，单位为mm，D2为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的室温尺寸，单位为mm，K为线膨胀系数，单位为mm/℃），计算得出活塞铝裙11所需加热温度为150℃；
将活塞铝裙11的空腔内去除毛刺、锈蚀和杂物，置于加热烘箱中加热至150℃至整件温度均匀，具体加热工艺为，将活塞铝裙11加热到180℃保温3h，再将温度调降至150℃～160℃保温至整件温度均匀；
将活塞销套12上的油污用煤油或汽油清洗干净并晾干，置于液氮中冷冻至-170℃，并使活塞销套12温度要均匀；
从烘箱中取出活塞铝裙11置于定位体2上，对定位体2预热5 min～10min后（至150℃±80℃的范围内），将活塞铝裙11返回烘箱中加热；
从液氮中取出活塞销套12置于芯棒8上，对芯棒8进行预冷2 min～5min后（至-170℃±100℃的范围内），将活塞销套12返回液氮中冷冻；
将活塞铝裙11从烘箱中取出置于已预热的定位体2上进行固定；
将活塞销套12从液氮中取出套在已预冷的芯棒8上；
沿着轴向方向平稳地推动滑杆6，将活塞销套12推入活塞铝裙11的空腔内，待活塞销套12上的液氮气化（大约10s～20s）时将滑杆6退回至初始位置，从定位体2上取出活塞铝裙11和活塞销套12的组装件至木板上，防止局部激冷导致应力的产生而变形。
实施例3
如图3和图4所示，本实施例以活塞铝裙11和活塞销套12为例，对薄壁异形件大过盈量组装用工装的组装方法进行说明，活塞铝裙11和活塞销套12的具体尺寸和性能参数如下：活塞铝裙11常温（20℃）时内径为φ99.56mm，约重35kg；活塞销套12常温（20℃）时外径为φ99.76mm，壁厚为4.51mm，长度为225mm，约重3.5kg；铝合金（活塞铝裙11）的线膨胀系数为（23.4～24.8）×10-6mm/℃；钢（活塞销套12的钢背）的线膨胀系数为（11.3～13.0）×10-6mm/℃。
一种薄壁异形件大过盈量组装用工装的组装方法，包括如下步骤：
预设活塞铝裙11的加热温度为120℃，取活塞铝裙11的线膨胀系数为24.0×10-6mm/℃，根据公式
（I）（其中，T1为活塞铝裙11的加热温度或活塞销套12的冷冻温度，单位为℃，T2为室温，单位为℃， D1为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的装配时的尺寸，单位为mm，D2为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的室温尺寸，单位为mm，K为线膨胀系数，单位为mm/℃），计算得出加热后活塞铝裙11的内径为99.80mm，结合装配间隙（对于直径为70mm～120mm范围的薄壁异形件，其易变形，且装配时操作时间难以保证很精确，包容体容易降温，根据实际经验，装配间隙一般取值0.15 mm～0.35mm），取活塞销套12的外径为99.58mm，活塞销套12的线膨胀系数为12.0×10-6mm/℃，通过公式（I）（其中，T1为活塞铝裙11的加热温度或活塞销套12的冷冻温度，单位为℃，T2为室温，单位为℃， D1为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的装配时的尺寸，单位为mm，D2为活塞铝裙11的空腔内径或活塞销套12的外径的室温尺寸，单位为mm，K为线膨胀系数，单位为mm/℃），计算得出活塞销套所需冷冻温度为-150℃.
将活塞铝裙11的空腔内去除毛刺、锈蚀和杂物，置于加热烘箱中加热至120℃至整件温度均匀，具体加热工艺为，将活塞铝裙11加热到150℃保温4h，再将温度调降至120℃～130℃保温至整件温度均匀；
将活塞销套12上的油污用煤油或汽油清洗干净并晾干，置于液氮中冷冻至-150℃，并使活塞销套12温度要均匀；
从烘箱中取出活塞铝裙11置于定位体2上，对定位体2预热5 min～10min后（至120℃±80℃的范围内），将活塞铝裙11返回烘箱中加热；
从液氮中取出活塞销套12置于芯棒8上，对芯棒8进行预冷2 min～5min后（至-150℃±100℃的范围内），将活塞销套12返回液氮中冷冻；
将活塞铝裙11从烘箱中取出置于已预热的定位体2上进行固定；
将活塞销套12从液氮中取出套在已预冷的芯棒8上；
沿着轴向方向平稳地推动滑杆6，将活塞销套12推入活塞铝裙11的空腔内，待活塞销套12上的液氮气化（大约10s～20s）时将滑杆6退回至初始位置，从定位体2上取出活塞铝裙11和活塞销套12的组装件至木板上，防止局部激冷导致应力的产生而变形。
本实用新型并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本实用新型技术精髓的启示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本实用新型相同或相似，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种薄壁异形件大过盈量组装用工装，用于将薄壁异形件装入包容体的空腔内，其特征在于：包括一工作台，所述工作台的一端设有一用于固定所述包容体的定位体，另一端设有至少一个的轴承座，所述轴承座内安装有一滑动轴承，所述滑动轴承的内孔中可滑动地连接有一滑杆，所述滑杆靠近所述定位体的一端固定连接有一用于套接所述薄壁异形件的芯棒。
2.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述定位体上均布有至少两个的用于调节所述包容体的高度的调节螺钉，使得所述包容体的空腔的中心与所述芯棒的中心同轴。
3.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述滑杆的杆身上设有一键槽，所述轴承座上设有一定位销，所述定位销与所述键槽间隙配合。
4.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述滑杆靠近所述定位体的一端设有莫氏锥孔，所述芯棒上设有一莫氏锥杆，所述滑杆与芯棒通过所述莫氏锥孔和莫氏锥杆配合连接。
5.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述轴承座与所述滑动轴承过盈配合。
6.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述芯棒上设有凹槽。
7.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述轴承座为2个。
8.根据权利要求1所述的薄壁异形件大过盈量组装用工装，其特征在于：所述定位体的顶部与所述包容体的底部外形配合。
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| CN108608370A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-02 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种可扩展的过盈配合异形壳体的拆卸装置及方法 |
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