一种凸轮轴齿轮热装装置
技术领域
本实用新型属于凸轮轴加工技术领域,具体地涉及一种凸轮轴齿轮热装装置。
背景技术
凸轮轴是活塞发动机里的一个部件,它的作用是控制气门的开启和闭合动作。目前在进行凸轮轴与齿轮装配作业时,由于凸轮轴与齿轮为过盈热套连接,即将齿轮直接热套在凸轮轴指定外圆上,但在实际装配施工中,由于当前缺乏有效的加热及装配工具,因此需要工作人员通过加热设备对齿轮进行加热,然后再手动或借助辅助夹具等设备将加热后的齿轮安装到凸轮轴指定位置,从而完成凸轮轴与齿轮的安装作业。这样虽然可以满足凸轮轴与齿轮安装作业的需求,但装配作业效率低下,劳动强度高,且装配精度难以保证;除此之外,加热后的齿轮在安装到凸轮轴上后,大多是利用自然冷却的方式进行降温,冷却速度慢,在操作人员将其转运至下道工序时,容易对操作人员造成烫伤,影响生产的正常进行。
为此,亟需一种凸轮轴齿轮热装装置。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本实用新型提供了一种凸轮轴齿轮热装装置,包括工作台面、顶板、压装机构、加热箱、料仓、运载机构、机械臂和放料架,所述顶板通过支撑架固定设置在工作台面的上方;
所述压装机构设置在工作台面的上方,所述压装机构包括底座、滑动部、第一气缸和设置在底座前侧的定角向机构,所述底座固定在工作台面上,所述底座上设置有水平滑轨,所述滑动部滑动连接在水平滑轨上,所述滑动部的前端开设有与齿轮相匹配的第一齿轮腔,所述第一齿轮腔内的中心位置水平设置有第一可伸缩定位销,所述第一气缸设置在滑动部的后侧,所述第一气缸的气缸座固定在底座上,所述第一气缸的活塞杆与滑动部的后端固定连接,所述定角向机构用于对凸轮轴的角向进行找正;
所述加热箱设置在压装机构的上方,所述料仓设置在加热箱的上方,所述加热箱和料仓的后端分别通过固定架与支撑架固定连接,所述加热箱和料仓的前端分别开设有与齿轮相匹配的第二齿轮腔和第三齿轮腔,所述第二齿轮腔和第三齿轮腔内的中心位置分别水平设置有第二可伸缩定位销和第三可伸缩定位销;
所述运载机构包括第二气缸和运载组件,所述第二气缸设置在顶板的下方,所述运载组件包括固定板,所述固定板与第二气缸的活塞杆固定连接,所述固定板上安装有用于检测齿轮及各个齿轮腔位置的视觉检测装置,所述固定板上从上至下依次设置有第一同步气缸、第二同步气缸和第三同步气缸,且三个同步气缸上下竖直排列,所述第二同步气缸的活塞杆固定连接有运载板,所述运载板的后侧面上设置有第一定位销和两个凹槽,且两个凹槽分别与第一同步气缸和第三同步气缸的位置相对应,所述第一同步气缸的活塞杆和第三同步气缸的活塞杆分别贯穿对应侧的凹槽,且活塞杆的末端固定连接有推板,所述推板的外形与凹槽的内腔相匹配;
所述机械臂设置在顶板的下方,用于转运加工好的凸轮轴;
所述放料架设置在工作台面的左侧,用于放置加工好的凸轮轴。
优选的,所述定角向机构包括底板、两个第一旋转组件、第一转轴、竖直挡板和第一减速电机,所述底板固定在工作台面上,两个所述第一旋转组件的底端均固定在底板上、且分设在底板的前后两端,所述第一旋转组件包括带有内腔的壳体,所述壳体的顶部设有V字形的缺口,所述缺口的左右两侧分别转动连接有滚轮,所述壳体的内腔中设置有第一转轮,且第一转轮位于滚轮的下方,所述第一转轮与各个滚轮均相抵接,所述第一转轴的前后两端分别穿过两个壳体中第一转轮的圆心并向外延伸,所述第一转轴与第一转轮固定连接,且第一转轴与壳体转动连接,所述第一转轴的中部转动连接有轴承座,且轴承座固定在底板上,所述竖直挡板固定在底板的前侧,所述竖直挡板的后侧面上设置有第二定位销,所述第一减速电机固定在竖直挡板的前侧,所述第一减速电机的输出轴贯穿竖直挡板且与第一转轴传动连接。
优选的,所述底板的后端设置有接近开关,用于检测凸轮轴上凸轮的到位情况。
优选的,所述机械臂的内部设有PLC控制器,所述机械臂的底端设有夹爪气缸以及安装在夹爪气缸上的夹爪,所述夹爪气缸与PLC控制器电连接。
优选的,所述放料架包括放料板、设置在放料板下方的隔板以及固定在放料板下方的支腿,所述放料板的后端设有出气腔,所述出气腔的顶部开设有出气孔,所述放料板上设置有多个与第一旋转组件结构相同的第二旋转组件和第二转轴,且第二旋转组件中设有第二转轮,所述第二转轴依次穿过各个第二旋转组件中第二转轮的圆心,所述隔板与支腿固定连接,所述隔板上设有第二减速电机和气泵,所述第二减速电机的输出轴与第二转轴传动连接,所述气泵的出气端与出气腔相连通,所述气泵的进气端连接有冷却管,所述冷却管连接至外部气源,放料架不但具有放置工件的作用,还能对加工好的工件进行快速降温处理。
优选的,所述第一可伸缩定位销、第二可伸缩定位销、第三可伸缩定位销和第一定位销的中心轴线均位于同一竖直平面内,便于运载机构将料仓的第三齿轮腔中的齿轮转运至加热箱的第二齿轮腔中,进行加热,待加热完毕后,运载机构再将第二齿轮腔中的齿轮转运至压装机构的第一齿轮腔中,进行安装。
优选的,还设置有控制面板,所述第一气缸、第二气缸、第一同步气缸、第二同步气缸、第三同步气缸、加热箱、视觉检测装置、气泵、第一减速电机、第二减速电机、接近开关和PLC控制器均与控制面板电连接。
本实用新型还包括能够使一种凸轮轴齿轮热装装置正常使用的其它组件,均为本领域的常规技术手段。另外,本实用新型中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段,如可伸缩定位销、气缸、同步气缸、加热箱、视觉检测装置、气泵、冷却管、减速电机、接近开关、机械臂、夹爪气缸以及PLC控制器等。
本实用新型的工作原理是,料仓的第三齿轮腔中安放有齿轮,且齿轮套在第三可伸缩定位销上,先将待加工的凸轮轴放置在定角向机构的第一旋转组件上,使凸轮轴与第一可伸缩定位销位于同一水平线上,同时竖直挡板的第二定位销抵住凸轮轴的前端,第一减速电机启动,带动第一转轴转动,进而带动第一转轮及滚轮转动,从而使上方的凸轮轴转动,待接近开关检测到凸轮轴上的凸轮转动指定角度后,第一减速电机停止。
然后运载机构的第二气缸拉伸活塞杆,运载组件下移,经视觉检测装置的检测,待运载板下移至料仓的第三齿轮腔的正对位置时,即运载板的第一定位销与第三可伸缩定位销的位置正相对,第二气缸停止动作,此时第一同步气缸、第二同步气缸和第三同步气缸同时拉伸活塞杆,推动运载板靠近料仓的第三齿轮腔,直至第一定位销的端部与第三可伸缩定位销的端部相抵接,之后三个同步气缸继续拉伸活塞杆,第一定位销挤压第三可伸缩定位销并使其收缩,直至齿轮套在第一定位销上,随后三个同步气缸同时收缩活塞杆,带动运载板及齿轮靠近固定板;然后第二气缸继续拉伸活塞杆,运载组件继续下移,待移动至加热箱的第二齿轮腔的正对位置时,即运载板的第一定位销与第二可伸缩定位销的位置正相对,第二气缸停止动作,此时三个同步气缸同时拉伸活塞杆,推动运载板靠近加热箱的第二齿轮腔,直至第一定位销的端部与第二可伸缩定位销的端部相抵接,之后第二同步气缸停止动作,第一同步气缸和第三同步气缸继续拉伸活塞杆,将齿轮推下第一定位销并套在第二可伸缩定位销上,加热箱对齿轮进行加热;待加热完毕后,运载组件将加热好的齿轮从第二可伸缩定位销上取下,并在第二气缸的作用下移动至滑动部的第一齿轮腔的正对位置处,即运载板的第一定位销与第一可伸缩定位销的位置正相对,第二气缸停止动作,在三个同步气缸的作用下,将齿轮推下第一定位销并套在第一可伸缩定位销上,之后第二气缸收缩活塞杆,牵引运载组件上移。
随后压装机构的第一气缸拉伸活塞杆,推动滑动部向前滑动,待第一可伸缩定位销的端部与凸轮轴的后端相抵后,第一气缸继续拉伸活塞杆,第一可伸缩定位销被挤压而收缩,进而将齿轮套接在凸轮轴的指定位置上,完成齿轮与凸轮轴的装配过程。
最后,机械臂控制夹爪将加工好的凸轮轴转运至放料架的第二旋转组件上,第二减速电机带动第二转轴转动,进而带动凸轮轴转动,同时,将冷却管接至外部气源,打开气泵,在冷却管的作用下,对气体冷却,并通过出气腔顶部的出气孔吹出,以便对凸轮轴上的齿轮进行冷却降温。
本实用新型的有益效果是,结构设计合理,操作方便,不但可以满足凸轮轴与齿轮热装装配的作业需求,而且自动化程度高,提高了装配精度,降低了操作人员的劳动强度,极大地提高了凸轮轴与齿轮装配作业的质量和效率;除此之外,放料架不但具有放置工件的作用,还能对加工好的工件进行快速降温处理,避免操作人员烫伤,保证生产的正常进行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的运载组件的局部结构示意图。
图3为本实用新型的第一旋转组件的结构示意图。
图4为本实用新型的放料架的局部结构示意图。
图中:1.工作台面,2.顶板,3.加热箱,4.料仓,5.机械臂,6.底座,7.滑动部,8.第一气缸,9.水平滑轨,10.第一齿轮腔,11.第一可伸缩定位销,12.固定架,13.第二齿轮腔,14.第三齿轮腔,15.第二气缸,16.运载组件,17.固定板,18.视觉检测装置,19.第一同步气缸,20.第二同步气缸,21.第三同步气缸,22.运载板,23.第一定位销,24.凹槽,25.推板,26.底板,27.第一旋转组件,28.第一转轴,29.竖直挡板,30.第一减速电机,31.壳体,32.滚轮,33.第一转轮,34.轴承座,35.第二定位销,36.接近开关,37.夹爪,38.放料板,39.隔板,40.支腿,41.出气腔,42.出气孔,43.第二旋转组件,44.第二转轴,45.第二减速电机,46.气泵,47.冷却管,48.控制面板,49.凸轮轴,50.齿轮。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图以及具体实施例对本实用新型进行清楚地描述,在此处的描述仅仅用来解释本实用新型,但并不作为对本实用新型的限定。基于本实用新型中的实施例,本领域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,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
实施例
如图1~4所示,本实用新型提供了一种凸轮轴齿轮热装装置,包括工作台面1、顶板2、压装机构、加热箱3、料仓4、运载机构、机械臂5和放料架,所述顶板2通过支撑架固定设置在工作台面1的上方;
所述压装机构设置在工作台面1的上方,所述压装机构包括底座6、滑动部7、第一气缸8和设置在底座6前侧的定角向机构,所述底座6固定在工作台面1上,所述底座6上设置有水平滑轨9,所述滑动部7滑动连接在水平滑轨9上,所述滑动部7的前端开设有与齿轮50相匹配的第一齿轮腔10,所述第一齿轮腔10内的中心位置水平设置有第一可伸缩定位销11,所述第一气缸8设置在滑动部7的后侧,所述第一气缸8的气缸座固定在底座6上,所述第一气缸8的活塞杆与滑动部7的后端固定连接,所述定角向机构用于对凸轮轴49的角向进行找正;
所述加热箱3设置在压装机构的上方,所述料仓4设置在加热箱3的上方,所述加热箱3和料仓4的后端分别通过固定架12与支撑架固定连接,所述加热箱3和料仓4的前端分别开设有与齿轮50相匹配的第二齿轮腔13和第三齿轮腔14,所述第二齿轮腔13和第三齿轮腔14内的中心位置分别水平设置有第二可伸缩定位销和第三可伸缩定位销;
所述运载机构包括第二气缸15和运载组件16,所述第二气缸15设置在顶板2的下方,所述运载组件16包括固定板17,所述固定板17与第二气缸15的活塞杆固定连接,所述固定板17上安装有用于检测齿轮50及各个齿轮腔位置的视觉检测装置18,所述固定板17上从上至下依次设置有第一同步气缸19、第二同步气缸20和第三同步气缸21,且三个同步气缸上下竖直排列,所述第二同步气缸20的活塞杆固定连接有运载板22,所述运载板22的后侧面上设置有第一定位销23和两个凹槽24,且两个凹槽24分别与第一同步气缸19和第三同步气缸21的位置相对应,所述第一同步气缸19的活塞杆和第三同步气缸21的活塞杆分别贯穿对应侧的凹槽24,且活塞杆的末端固定连接有推板25,所述推板25的外形与凹槽24的内腔相匹配;
所述机械臂5设置在顶板2的下方,用于转运加工好的凸轮轴49;
所述放料架设置在工作台面1的左侧,用于放置加工好的凸轮轴49。
所述定角向机构包括底板26、两个第一旋转组件27、第一转轴28、竖直挡板29和第一减速电机30,所述底板26固定在工作台面1上,两个所述第一旋转组件27的底端均固定在底板26上、且分设在底板26的前后两端,所述第一旋转组件27包括带有内腔的壳体31,所述壳体31的顶部设有V字形的缺口,所述缺口的左右两侧分别转动连接有滚轮32,所述壳体31的内腔中设置有第一转轮33,且第一转轮33位于滚轮32的下方,所述第一转轮33与各个滚轮32均相抵接,所述第一转轴28的前后两端分别穿过两个壳体31中第一转轮33的圆心并向外延伸,所述第一转轴28与第一转轮33固定连接,且第一转轴28与壳体31转动连接,所述第一转轴28的中部转动连接有轴承座34,且轴承座34固定在底板26上,所述竖直挡板29固定在底板26的前侧,所述竖直挡板29的后侧面上设置有第二定位销35,所述第一减速电机30固定在竖直挡板29的前侧,所述第一减速电机30的输出轴贯穿竖直挡板29且与第一转轴28传动连接。
所述底板26的后端设置有接近开关36,用于检测凸轮轴49上凸轮的到位情况。
所述机械臂5的内部设有PLC控制器,所述机械臂5的底端设有夹爪气缸以及安装在夹爪气缸上的夹爪37,所述夹爪气缸与PLC控制器电连接。
所述放料架包括放料板38、设置在放料板38下方的隔板39以及固定在放料板38下方的支腿40,所述放料板38的后端设有出气腔41,所述出气腔41的顶部开设有出气孔42,所述放料板38上设置有多个与第一旋转组件27结构相同的第二旋转组件43和第二转轴44,且第二旋转组件43中设有第二转轮,所述第二转轴44依次穿过各个第二旋转组件43中第二转轮的圆心,所述隔板39与支腿40固定连接,所述隔板39上设有第二减速电机45和气泵46,所述第二减速电机45的输出轴与第二转轴44传动连接,所述气泵46的出气端与出气腔41相连通,所述气泵46的进气端连接有冷却管47,所述冷却管47连接至外部气源,放料架不但具有放置工件的作用,还能对加工好的工件进行快速降温处理。
所述第一可伸缩定位销11、第二可伸缩定位销、第三可伸缩定位销和第一定位销23的中心轴线均位于同一竖直平面内,便于运载机构将料仓4的第三齿轮腔14中的齿轮50转运至加热箱3的第二齿轮腔13中,进行加热,待加热完毕后,运载机构再将第二齿轮腔13中的齿轮50转运至压装机构的第一齿轮腔10中,进行安装。
还设置有控制面板48,所述第一气缸8、第二气缸15、第一同步气缸19、第二同步气缸20、第三同步气缸21、加热箱3、视觉检测装置18、气泵46、第一减速电机30、第二减速电机45、接近开关36和PLC控制器均与控制面板48电连接。
本实用新型的工作原理是,料仓4的第三齿轮腔14中安放有齿轮50,且齿轮50套在第三可伸缩定位销上,先将待加工的凸轮轴49放置在定角向机构的第一旋转组件27上,使凸轮轴49与第一可伸缩定位销11位于同一水平线上,同时竖直挡板29的第二定位销35抵住凸轮轴49的前端,第一减速电机30启动,带动第一转轴28转动,进而带动第一转轮33及滚轮32转动,从而使上方的凸轮轴49转动,待接近开关36检测到凸轮轴49上的凸轮转动指定角度后,第一减速电机30停止。
然后运载机构的第二气缸15拉伸活塞杆,运载组件16下移,经视觉检测装置18的检测,待运载板22下移至料仓4的第三齿轮腔14的正对位置时,即运载板22的第一定位销23与第三可伸缩定位销的位置正相对,第二气缸15停止动作,此时第一同步气缸19、第二同步气缸20和第三同步气缸21同时拉伸活塞杆,推动运载板22靠近料仓4的第三齿轮腔14,直至第一定位销23的端部与第三可伸缩定位销的端部相抵接,之后三个同步气缸继续拉伸活塞杆,第一定位销23挤压第三可伸缩定位销并使其收缩,直至齿轮50套在第一定位销23上,随后三个同步气缸同时收缩活塞杆,带动运载板22及齿轮50靠近固定板17;然后第二气缸15继续拉伸活塞杆,运载组件16继续下移,待移动至加热箱3的第二齿轮腔13的正对位置时,即运载板22的第一定位销23与第二可伸缩定位销的位置正相对,第二气缸15停止动作,此时三个同步气缸同时拉伸活塞杆,推动运载板22靠近加热箱3的第二齿轮腔13,直至第一定位销23的端部与第二可伸缩定位销的端部相抵接,之后第二同步气缸20停止动作,第一同步气缸19和第三同步气缸21继续拉伸活塞杆,将齿轮50推下第一定位销23并套在第二可伸缩定位销上,加热箱3对齿轮50进行加热;待加热完毕后,运载组件16将加热好的齿轮50从第二可伸缩定位销上取下,并在第二气缸15的作用下移动至滑动部7的第一齿轮腔10的正对位置处,即运载板22的第一定位销23与第一可伸缩定位销11的位置正相对,第二气缸15停止动作,在三个同步气缸的作用下,将齿轮50推下第一定位销23并套在第一可伸缩定位销11上,之后第二气缸15收缩活塞杆,牵引运载组件16上移。
随后压装机构的第一气缸8拉伸活塞杆,推动滑动部7向前滑动,待第一可伸缩定位销11的端部与凸轮轴49的后端相抵后,第一气缸8继续拉伸活塞杆,第一可伸缩定位销11被挤压而收缩,进而将齿轮50套接在凸轮轴49的指定位置上,完成齿轮50与凸轮轴49的装配过程。
最后,机械臂5控制夹爪37将加工好的凸轮轴49转运至放料架的第二旋转组件43上,第二减速电机45带动第二转轴44转动,进而带动凸轮轴49转动,同时,将冷却管47接至外部气源,打开气泵46,在冷却管47的作用下,对气体冷却,并通过出气腔41顶部的出气孔42吹出,以便对凸轮轴49上的齿轮50进行冷却降温。
以上已经描述了本实用新型的实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。