CN207431681U - 凸轮轴组装机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸轮轴组装机，包括机架，机架上水平设置有底板，底板上设置有凸轮固定装置，凸轮固定装置上端面水平设置有一条定位中心轴的中心轴槽，以及沿中心轴槽轴向依次同轴设置的若干个用于定位凸轮的凸轮定位槽，中心轴槽的轴向即凸轮固定装置的轴向，位于凸轮固定装置轴向的两端的底板上分别设置有中心轴推动装置和中心轴限位装置，中心轴推动装置用于推动中心轴轴向移动，中心轴限位装置用于限制中心轴轴向移动，机架上设置有控制中心轴推动装置工作的推进控制器。本实用新型的一种凸轮轴组装机，能够有效提高凸轮与中心轴的组装效率、消除凸轮轴品质异常现象。

Description

凸轮轴组装机

技术领域

本实用新型属于凸轮与轴的装配领域，特别涉及一种凸轮轴组装机。

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，凸轮与中心轴呈一体，而装配式凸轮轴则是采用中心轴与凸轮分体制造，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、材料分配合理、易于生产制造的优点。目前，中心轴与凸轮在进行装配时，通常采用立式组装，将中心轴竖向设置在一个转台上，用竖向设置在中心轴侧的凸轮固定装置对凸轮的位置进行定位，凸轮固定装置包括一根竖向设置的转轴，转轴上自上向下依次转动连接有若干个挡片，装配凸轮时，自下向上逐个转动挡片使挡片接近中心轴，每转动一个挡片，操作人员将一个凸轮从中心轴顶套到中心轴上，并向下移动至与挡片相抵，然后再转动上方相邻的挡片，如此一个个将凸轮安装到中心轴上，当凸轮需要转动角度安装时，通过控制转台转动一个工位，然后工人再将凸轮套装到中心轴上，待所有凸轮都安装好之后，在每个凸轮上端面与中心轴的接缝处点上胶水，再通过中心轴上方的推杆将轴向下推动，使中心轴相对于凸轮向下移动，胶水进入凸轮的孔与中心轴之间，实现凸轮与中心轴的固定，然后再人工一个个将挡片拨开，取出凸轮轴，整个过程操作繁琐，人工套装凸轮容易将凸轮方向装错，因此工作效率低，易发生品质异常现象。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种有效提高凸轮与中心轴的组装效率、消除凸轮轴品质异常现象的凸轮轴组装机。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：凸轮轴组装机，包括机架，机架上水平设置有底板，底板上设置有凸轮固定装置，凸轮固定装置上端面水平设置有一条定位中心轴的中心轴槽，以及沿中心轴槽轴向依次同轴设置的若干个用于定位凸轮的凸轮定位槽，中心轴槽的轴向即凸轮固定装置的轴向，位于凸轮固定装置轴向的两端的底板上分别设置有中心轴推动装置和中心轴限位装置，中心轴推动装置用于推动中心轴轴向移动，中心轴限位装置用于限制中心轴轴向移动，机架上设置有控制中心轴推动装置工作的推进控制器。

作为一种优选方案，所述中心轴推动装置包括固定连接在底板上且沿凸轮固定装置轴向布置的推轴液压缸、设置在推轴液压缸与凸轮固定装置之间的底板上的推轴导轨，滑动连接在推轴导轨上的固定板，固定连接在固定板上的定位块，以及固定连接在定位块朝向凸轮固定装置一侧的顶推块，所述定位块朝向推轴液压缸的一端和推轴液压缸活塞杆连接、顶推块在推轴液压缸的驱动下推动中心轴做轴向移动。

作为一种优选方案，所述中心轴限位装置包括固定连接在底板上的挡轴导轨，挡轴导轨的轴向与凸轮固定装置的轴向垂直，挡轴导轨上滑动连接有连接块，挡轴导轨一端的底板上设置有气缸、气缸的活塞杆与连接块相互连接，连接块朝向凸轮固定装置的一侧固定连接有用于限定中心轴位置的限位块、连接块背对凸轮固定装置的一侧的底板上固定连接有支撑块，支撑块朝向连接块的一侧侧面上设置有一根平行于挡轴导轨的侧导轨，所述连接块同时滑动连接在挡轴导轨与侧导轨上，所述机架上设置有控制中心轴限位装置工作的限位控制器，限位控制器控制气缸的活塞杆推动连接块沿挡轴导轨来回移动。

作为一种优选方案，所述凸轮固定装置轴向的一侧或两侧分别设置有固定连接在底板上的中心轴开槽装置，中心轴开槽装置包括固定设置在底板上且垂直于凸轮固定装置轴向的冲槽导轨，滑动连接在冲槽导轨上的冲头夹具，冲头夹具上设置有与凸轮定位槽一一对应的冲头，冲头前端向凸轮固定装置伸出冲头夹具外，任一冲头偏向于与其对应的凸轮定位槽朝向中心轴推动装置的一侧，凸轮固定装置上设置有供冲头插入中心轴槽的通道，位于冲槽导轨同侧的底板上设置有用于推动冲头夹具沿冲槽导轨往复运动的冲槽液压缸，所述机架上设置有用于控制中心轴开槽装置动作的开槽控制器。

作为一种优选方案，所述凸轮固定装置由若干个固定块和凸轮定位块依次贴合拼接组成，中心轴槽开设在固定块上端面，凸轮定位槽开设在凸轮定位块上端面。

作为一种优选方案，所述机架两侧以及机架上设置有物料架。

本实用新型凸轮轴组装机，改变传统的将凸轮依次套装套中心轴上的方法，而是先用凸轮固定装置将所有凸轮固定住，以消除凸轮轴品质异常现象，然后将中心轴一次性穿过各个凸轮的轴孔，快速完成凸轮与中心轴的装配，有效提高凸轮与中心轴的组装效率，凸轮轴推动装置上的顶推块，既可用于推动中心轴轴向移动，以调节中心轴轴端相对于凸轮的位置，同时，也可用于中心轴轴端的限位。

中心轴开槽装置通过其上的冲头对中心轴外表面进行冲孔，冲孔的过程中，由于中心轴外表面局部受到挤压，使孔的边缘形成突出于中心轴外表面的翻边，翻边与凸轮一一对应地偏置在凸轮的一侧，冲孔后，冲头复位，脱离中心轴，在顶推块的推动下，中心轴轴向移动，翻边在中心轴的移动下进入凸轮的轴孔内，使凸轮与中心轴形成紧配合，从而使凸轮与轴牢牢配合在一起，从而无需人工进行胶水固定，且生产出的凸轮轴安全耐用，生产效率高。

为了限制中心轴在顶推块顶推力下的轴向移动距离，中心轴限位装置在顶推块推动中心轴之前，会将限位块移动到中心轴另一端端部，对中心轴的轴向移动距离进行限位，确保中心轴与凸轮的相对位置满足设计要求。

最后，控制凸轮轴推动装置复位，即可直接从凸轮固定装置上方取走凸轮轴，凸轮轴组装完毕，卸料方便快捷。

本发明的凸轮轴组装装置具有以下优点：

1.凸轮轴安装精度高，重合度好，可靠性高，大大提高凸轮轴装配质量；

2.装配、操作、调整方便、轻松，有利提高使用寿命；

3.凸轮轴装配工艺简单安全，大幅度提高安装效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构立体图；

图2为凸轮固定装置的结构示意图；

图3为凸轮固定装置的局部爆炸图；

图4为中心轴推动装置的结构示意图；

图5为中心轴限位装置的结构示意图；

图6为中心轴开槽装置的结构示意图；

图7为本实用新型的凸轮轴固定装置安装了物料架之后的结构示意图。

图1～图7中：1、机架，2、底板，3、凸轮固定装置，3-1、固定块，3-2、凸轮定位块，4、中心轴，5、中心轴槽，6、凸轮定位槽，7、凸轮，8、中心轴推动装置，9、中心轴限位装置，10、推进控制器，11、推轴液压缸，12、推轴导轨，13、固定板，14、定位块，15、顶推块，16、挡轴导轨，17、连接块， 18、气缸，19、限位块，20、支撑块，21、侧导轨，22、限位控制器，23、中心轴开槽装置，24、冲槽导轨，25、冲头夹具，26、冲头，27、通道，28、冲槽液压缸，29、开槽控制器，30、物料架，31、限位挡块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明：

参见附图1～图7所示的凸轮轴组装机，包括机架1，机架1上水平设置有底板2，底板2上设置有凸轮固定装置3，凸轮固定装置3上端面水平设置有一条定位中心轴4的中心轴槽5，以及沿中心轴槽5轴向依次同轴设置的若干个用于定位凸轮7的凸轮定位槽6，中心轴槽5的轴向即凸轮固定装置3的轴向，位于凸轮固定装置3轴向的两端的底板2上分别设置有中心轴推动装置8和中心轴限位装置9，中心轴推动装置8用于推动中心轴4轴向移动，中心轴限位装置 9用于限制中心轴4轴向移动，机架1上设置有控制中心轴推动装置8工作的推进控制器10。

上述凸轮轴组装机改变传统的将凸轮依次套装套中心轴上的方法，而是先用凸轮固定装置将所有凸轮固定住，然后将中心轴一次性穿过各个凸轮的轴孔，快速完成凸轮与中心轴的装配，凸轮轴推动装置上的顶推块，既可用于推动中心轴轴向移动，以调节中心轴轴端相对于凸轮的位置，同时，也可用于中心轴轴端的限位，再配合中心轴限位装置，对中心轴最终位置进行限定。

由于凸轮的外轮廓线呈水滴形，属于不规则形状，因此，针对凸轮的特定装配角度设置的凸轮定位槽也有其自身特殊的形状，当凸轮安装到对应的凸轮定位槽内，会被凸轮定位槽的形状限制其定位角度，从而确保凸轮的安装准确性，防止凸轮与中心轴的安装角度发生错误，从而了消除凸轮轴品质异常现象。

中心轴推动装置8包括固定连接在底板2上且沿凸轮固定装置3轴向布置的推轴液压缸11、设置在推轴液压缸11与凸轮固定装置3之间的底板2上的推轴导轨12，滑动连接在推轴导轨12上的固定板13，固定连接在固定板13上的定位块14，以及固定连接在定位块14朝向凸轮固定装置3一侧的顶推块15，所述定位块14朝向推轴液压缸11的一端和推轴液压缸11活塞杆连接、顶推块 15在推轴液压缸11的驱动下推动中心轴4做轴向移动。

中心轴推动装置8的顶推块15的初始位置与中心轴4的设计位置之间存在一个推动间隙，该推动间隙一般设置在6～8mm，中心轴4在插入到凸轮7中的时候，先过度插入，使中心轴4朝向顶推块15的一端与顶推块15相抵，然后可以在任一凸轮7偏向中心轴推动装置8的一侧的中心轴4上涂上胶水，再通过中心轴推动装置8将中心轴4推回到设计位置，使浇水能够顺着中心轴4进入凸轮7的轴孔内，以固定中心轴4和凸轮7，形成整体的凸轮轴。

传统的中心轴推动装置8只是一个推轴液压缸11，通过推轴液压缸11的活塞杆直接推动中心轴4轴向移动，但这种方式存在一些弊端，比如活塞杆前端经长期挤压后，出现磨损，导致进给量精度下降，活塞杆存在径向偏移量，影响推轴角度，而本实用新型中，在推轴液压缸11与凸轮固定装置3之间设置了推轴导轨12，通过推轴液压缸11推动推轴导轨12上的固定块13移动，利用推轴导轨12对固定块13的移动方向进行限位，提高固定块13的移动直线度，同时，在固定块13上安装用于推动中心轴4的顶推块15，顶推块15是可拆卸的，因此，当顶推块15端部出现磨损，可进行更换，确保进给精度，保证中心轴4 与凸轮7的相对位置关系。

为了提高中心轴推动装置8的推轴距离，还可在固定板13朝向凸轮固定装置3的一侧设置一个限位挡块31，当中心轴推动装置8将中心轴4推动到设计位置时，限位挡块31刚好与凸轮定位装置3或其他阻挡物相抵，进而避免中心轴推动装置8继续推动中心轴4。

中心轴限位装置9包括固定连接在底板2上的挡轴导轨16，挡轴导轨16的轴向与凸轮固定装置3的轴向垂直，挡轴导轨16上滑动连接有连接块17，挡轴导轨16一端的底板2上设置有气缸18、气缸18的活塞杆与连接块17相互连接，连接块17朝向凸轮固定装置3的一侧固定连接有用于限定中心轴4位置的限位块19、连接块17背对凸轮固定装置3的一侧的底板2上固定连接有支撑块20，支撑块20朝向连接块17的一侧侧面上设置有一根平行于挡轴导轨16的侧导轨 21，所述连接块17同时滑动连接在挡轴导轨16与侧导轨21上，所述机架1上设置有控制中心轴限位装置9工作的限位控制器22，限位控制器22控制气缸 18的活塞杆推动连接块17沿挡轴导轨16来回移动，使限位块19移动到中心轴 4的轴端，与中心轴4正对，或离开中心轴4的轴端。

中心轴限位装置9是配合中心轴推动装置8来工作的，当中心轴推动装置8 不工作的时候，即工人还在装配中心轴4的时候，中心轴限位装置9上的连接块17是移离凸轮固定装置3端部的，这样腾出工人安装中心轴4的空间，当工人装好中心轴之后，在中心轴限位装置9启动之前，中心轴推动装置8会提前启动，将连接块17移动到中心轴4轴端，使限位块19与中心轴4对应端的轴端正对，然后中心轴推动装置8才会启动，推动中心轴4做轴向运动，直至中心轴4移动到与限位块19相抵，即中心轴4与凸轮7装配完成。

所述凸轮固定装置3轴向的两侧分别设置有固定连接在底板2上的中心轴开槽装置23，中心轴开槽装置23包括固定设置在底板2上且垂直于凸轮固定装置3轴向的冲槽导轨24，滑动连接在冲槽导轨24上的冲头夹具25，冲头夹具 25上设置有与凸轮定位槽6一一对应的冲头26，冲头26前端向凸轮固定装置3 伸出冲头夹具25外，任一冲头26偏向于与其对应的凸轮定位槽6朝向中心轴推动装置8的一侧，凸轮固定装置3上设置有供冲头26插入中心轴槽5的通道 27，位于冲槽导轨24同侧的底板2上设置有用于推动冲头夹具25沿冲槽导轨 24往复运动的冲槽液压缸28，所述机架1上设置有用于控制中心轴开槽装置23 动作的开槽控制器29。

采用中心轴开槽装置23对中心轴4进行开槽翻边，即可替代胶水来固定中心轴4和凸轮7，传统工艺中，工人涂胶水的时候，是对应一个个凸轮7来涂，因此涂胶速度慢，而本实施例中，采用中心轴开槽装置23一次性对中心轴4进行开槽翻边，开槽速度快，能进一步提高生产效率，降低人工成本，无需人工进行胶水固定。

所述凸轮固定装置3由若干个固定块3-1和凸轮定位块3-2依次贴合拼接组成，中心轴槽5开设在固定块3-1上端面，凸轮定位槽6开设在凸轮定位块3-2 上端面。根据凸轮7与凸轮7之间的距离不同调整固定块3-1与凸轮定位块3-2 的组合方式，灵活调节凸轮定位槽6在中心轴槽5上的位置，并起到固定凸轮7 的作用。

所述机架1两侧以及机架1上设置有物料架30。可供放置凸轮7和中心轴 4和其他配件工具。

在实际使用中，还可在底板2上设置中心轴4检测装置，用于检测中心轴4 的插入位置，并通过PLC对中心轴推动装置8、中心轴限位装置9、以及中心轴开槽装置23进行集成控制，实现半自动化生产。

本实用新型工作过程如下：

第一步：将凸轮7放置在凸轮定位槽6中并调整在凸轮定位槽6中的位置，使凸轮7与凸轮定位槽6固定配合，此时，中心轴推动装置的顶推块15位于初始位置，顶推块15与中心轴4设计位置之间存在6～8mm的推动间隙，中心轴限位装置9的连接块17接近气缸18，位于凸轮固定装置3的一侧，中心轴开槽装置23处于冲头夹具25缩回的初始状态。

第二步：将中心轴4从凸轮固定装置3接近中心轴限位装置9的一端依次插入定位在凸轮固定装置上的凸轮7的轴孔，使中心轴4朝向顶推块15的一端与顶推块15相抵。

第三步：通过开槽控制器29控制中心轴开槽装置23启动，冲槽液压缸28 推动冲头夹具25沿冲槽导轨24向凸轮固定装置3移动，冲头穿过凸轮固定装置3上的通道27，冲压在中心轴4上，在中心轴4上形成冲压痕和翻边，然后控制冲槽液压缸28的活塞杆缩回，冲头26脱离中心轴4。

第四步：通过限位控制器22控制中心轴限位装置工作，具体过程为：气缸 18推动连接块17沿挡轴导轨16移动至凸轮固定装置3的端部，使限位块19与中心轴4的轴端正对，支撑块20可提供有力的支撑力，防止中心轴4在顶推块 15的推力下过度轴向移动。

第五步：通过推进控制器控制中心轴推动装置8工作，具体过程是：推轴液压缸11推动固定板13以及定位块14沿推轴导轨12移动，使顶推块15抵着中心轴4向限位块19轴向移动，促使中心轴4表面的翻边挤入凸轮7的轴孔内，使中心轴4与凸轮7形成紧配合以实现相互固定。

第六步：控制中心轴推动装置8和中心轴限位装置9复位。

第七步：从凸轮固定装置3的正上方取出完成的凸轮轴。

对于设置了PLC的半自动化组装机，可自动完成上述步骤三～步骤六，从而进一步提高生产效率和控制准确性。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.凸轮轴组装机，其特征在于：包括机架(1)，机架(1)上水平设置有底板(2)，底板(2)上设置有凸轮固定装置(3)，凸轮固定装置(3)上端面水平设置有一条定位中心轴(4)的中心轴槽(5)，以及沿中心轴槽(5)轴向依次同轴设置的若干个用于定位凸轮(7)的凸轮定位槽(6)，中心轴槽(5)的轴向即凸轮固定装置(3)的轴向，位于凸轮固定装置(3)轴向的两端的底板(2)上分别设置有中心轴推动装置(8)和中心轴限位装置(9)，中心轴推动装置(8)用于推动中心轴(4)轴向移动，中心轴限位装置(9)用于限制中心轴(4)轴向移动，机架(1)上设置有控制中心轴推动装置(8)工作的推进控制器(10)。

2.根据权利要求1所述的凸轮轴组装机，其特征在于：所述中心轴推动装置(8)包括固定连接在底板(2)上且沿凸轮固定装置(3)轴向布置的推轴液压缸(11)、设置在推轴液压缸(11)与凸轮固定装置(3)之间的底板(2)上的推轴导轨(12)，滑动连接在推轴导轨(12)上的固定板(13)，固定连接在固定板(13)上的定位块(14)，以及固定连接在定位块(14)朝向凸轮固定装置(3)一侧的顶推块(15)，所述定位块(14)朝向推轴液压缸(11)的一端和推轴液压缸(11)活塞杆连接、顶推块(15)在推轴液压缸(11)的驱动下推动中心轴(4)做轴向移动。

3.根据权利要求1所述的凸轮轴组装机，其特征在于：所述中心轴限位装置(9)包括固定连接在底板(2)上的挡轴导轨(16)，挡轴导轨(16)的轴向与凸轮固定装置(3)的轴向垂直，挡轴导轨(16)上滑动连接有连接块(17)，挡轴导轨(16)一端的底板(2)上设置有气缸(18)、气缸(18)的活塞杆与连接块(17)相互连接，连接块(17)朝向凸轮固定装置(3)的一侧固定连接有用于限定中心轴(4)位置的限位块(19)、连接块(17)背对凸轮固定装置(3)的一侧的底板(2)上固定连接有支撑块(20)，支撑块(20)朝向连接块(17)的一侧侧面上设置有一根平行于挡轴导轨(16)的侧导轨(21)，所述连接块(17)同时滑动连接在挡轴导轨(16)与侧导轨(21)上，所述机架(1)上设置有控制中心轴限位装置(9)工作的限位控制器(22)，限位控制器(22)控制气缸(18)的活塞杆推动连接块(17)沿挡轴导轨(16)来回移动。

4.根据权利要求1所述的凸轮轴组装机，其特征在于，所述凸轮固定装置(3)轴向的一侧或两侧分别设置有固定连接在底板(2)上的中心轴开槽装置(23)，中心轴开槽装置(23)包括固定设置在底板(2)上且垂直于凸轮固定装置(3)轴向的冲槽导轨(24)，滑动连接在冲槽导轨(24)上的冲头夹具(25)，冲头夹具(25)上设置有与凸轮定位槽(6)一一对应的冲头(26)，冲头(26)前端向凸轮固定装置(3)伸出冲头夹具(25)外，任一冲头(26)偏向于与其对应的凸轮定位槽(6)朝向中心轴推动装置(8)的一侧，凸轮固定装置(3)上设置有供冲头(26)插入中心轴槽(5)的通道(27)，位于冲槽导轨(24)同侧的底板(2)上设置有用于推动冲头夹具(25)沿冲槽导轨(24)往复运动的冲槽液压缸(28)，所述机架(1)上设置有用于控制中心轴开槽装置(23)动作的开槽控制器(29)。

5.根据权利要求1～4任一所述的凸轮轴组装机，其特征在于：所述凸轮固定装置(3)由若干个固定块(3-1)和凸轮定位块(3-2)依次贴合拼接组成，中心轴槽(5)开设在固定块(3-1)上端面，凸轮定位槽(6)开设在凸轮定位块(3-2)上端面。

6.根据权利要求1～4任一所述的凸轮轴组装机，其特征在于：所述机架(1)两侧以及机架(1)上设置有物料架(30)。