WO2016101636A1 - 组合凸轮轴组装方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种组合凸轮轴组装方法，包括以下步骤：A、将钢管（2）外径磨削至规定精度，将凸轮片（1）和信号盘的内孔加工至规定精度；B、按规定次序、距离和角度将凸轮片（1）、信号盘预装在钢管（2）上；C、利用涨紧件（3）穿过钢管（2），使得钢管（2）膨胀，进而使得凸轮片（1）、信号盘固定在钢管（2）上并达到规定的扭矩。上述方法采用组合凸轮轴组装设备实现。采用涨紧件（3）膨胀钢管，可以快速组合钢管（2）与凸轮片（1），使得凸轮片（1）和信号盘更加可靠地卡在钢管（2）上，整个凸轮轴的强度也较高。

Description

组合凸轮轴组装方法和设备 技术领域
本发明涉及一种凸轮轴制作方法，尤其是一种组合凸轮轴组装方法。此外，本发明还涉及一种凸轮轴制作设备，尤其是一种组合凸轮轴组装设备。
背景技术
组合凸轮轴的特点就是轴与凸轮片、信号盘等部件是分体的，其各自单独加工，最终再组装到一起形成凸轮轴。由于组合凸轮轴的原材料浪费少，在运用于汽车时具有较高的性价比。
组合凸轮轴其关键的是工艺是组装轴与凸轮片、信号盘等部件，目前较为先进的组装方法是，在淬火的同时，利用凸轮片等部件较热的时候插入轴，当凸轮片冷却后自然收缩从而牢固的连接在轴上，从而成为强度较高的组合凸轮轴。这种组合方式虽然组成的凸轮轴强度较高，但是其工艺较为复杂，在强度要求不大的情况下成本较高，同时需要较长的时间进行加热和冷却，这使得整个加工效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低且加工效率高的组合凸轮轴组装方法。
本发明解决其技术问题所采用的组合凸轮轴组装方法，包括以下步骤：
A、将钢管外径磨削至规定精度，将凸轮片和信号盘的内孔加工至规定精度；
B、按规定次序、距离和角度将凸轮片、信号盘预装在钢管上；
C、利用涨紧件穿过钢管，使得钢管膨胀，进而使得凸轮片、信号盘固定在钢管上并达到规定的扭矩。
进一步的是，所述涨紧件为球体。
进一步的是，在B步骤中，在预装凸轮片和信号盘前，首先在钢管外壁上打凹点，凹点的位置在即将预装凸轮片和信号盘的位置；然后将得凸轮片、信号盘预装在钢管的凹点处。
进一步的是，在C步骤之后，还包括D步骤：对涨紧后的钢管两端压装堵头。
此外，本发明另一个要解决的技术问题是提供一种加工成本低且加工效率高的组合凸轮轴组装设备，包括轴向运动机构、钢管夹持机构和涨紧系统，所述钢管夹持机构安 装在轴向运动机构上，所述钢管夹持机构上设置有夹持部位，所述夹持部位的轴向与轴向运动机构的运动方向相同；所述涨紧系统包括驱动缸和涨紧件，所述涨紧件可拆卸安装在驱动缸上，所述驱动缸与夹持部位相对，并且驱动缸的运动方向与夹持部位的轴向相同。
进一步的是，所述钢管夹持机构上设置有旋转定位机构，所述夹持部位安装在旋转定位机构上。
进一步的是，还包括打凹点装置，所述打凹点装置朝向夹持部位方向，并且打凹点装置的打点方向与轴向运动机构的运动方向垂直。
进一步的是，还包括位置相互配合的料仓、推送机构和送料机器人。
进一步的是，还包括检测涨紧系统压力的压力检测系统。
进一步的是，还包括堵头装配系统，所述堵头装配系统包括堵头夹持机构和堵头压装机构，所述堵头夹持机构安装在堵头压装机构上。
本发明的有益效果是：采用涨紧件膨胀钢管，使得凸轮片和信号盘等部件固定在钢管上，这种方式可以快速的组合钢管与凸轮片，相对于传统的组合工艺，其步骤非常少，同时由于钢管整体变形膨胀，使得凸轮片与信号盘等部件更加可靠的卡在钢管上，整个凸轮轴的强度也较高。凸轮片可以通过钢管上的凹点预装定位，这样可以避免在后续工艺中凸轮片滑动，影响装配精度。
附图说明
图1是本发明方法的示意图；
图2是本发明设备的示意图；
图中零部件、部位及编号：凸轮片1、钢管2、涨紧件3、轴向运动机构4、钢管夹持机构5、涨紧系统6、送料机器人7、推送机构8、堵头装配系统9、安全栅10、系统控制柜11、底座12。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
A、将钢管2外径磨削至规定精度，将凸轮片1和信号盘的内孔加工至规定精度；这里的精度直接影响到后续的组装，在同等条件下，精度越高，最终组装出的凸轮轴强度越好；因此，本步骤的精度应根据最终产品的要求而定；
B、按规定次序、距离和角度将凸轮片1、信号盘预装在钢管2上；凸轮片1、信号盘等部件此时并不完全固定在钢管2上，只是进行初步的预装定位；
C、利用涨紧件3穿过钢管2，使得钢管2膨胀，进而使得凸轮片1、信号盘固定在钢管2上并达到规定的扭矩。涨紧件3最好为旋转体，推荐位锥体或球体，其最大直径略大于钢管2内径，当涨紧件3穿过钢管2时就使得钢管2膨胀，直径变大，最终使得已经预装的凸轮片1和信号盘固定在钢管上，形成组合式凸轮轴。
上述方法的优点就是工序少，加工效率非常高，其成本也非常低廉；同时，钢管2整体得到膨胀，使得钢管2的外径大于凸轮片1和信号盘的内径，这使得凸轮片1与钢管2的组合非常牢固。
为了更准确的预装凸轮片1和信号盘，在B步骤中，在预装凸轮片1和信号盘前，首先在钢管2外壁上打凹点，凹点的位置在即将预装凸轮片1和信号盘的位置；然后将得凸轮片1、信号盘预装在钢管2的凹点处。打凹点可以使得钢管2外壁的局部外径变化，从而使得凸轮片1和信号盘能够卡在凹点处，这样在预装凸轮片1和信号盘时就更加稳固，避免其松动，方便了多个凸轮片1的预装。
为了最终成型组合式凸轮轴，在C步骤之后，还包括D步骤：对涨紧后的钢管2两端压装堵头。由于本方法采用的钢管作为轴，因此在最后最好将钢管2两端压装堵头。
上述方法可采用组合凸轮轴组装设备实现，组合凸轮轴组装设备包括轴向运动机构4、钢管夹持机构5和涨紧系统6，所述钢管夹持机构5安装在轴向运动机构4上，所述钢管夹持机构5上设置有夹持部位，所述夹持部位的轴向与轴向运动机构4的运动方向相同；所述涨紧系统6包括驱动缸和涨紧件3，所述涨紧件3可拆卸安装在驱动缸上，所述驱动缸与夹持部位相对，并且驱动缸的运动方向与夹持部位的轴向相同。在具体加工时，钢管2夹持在钢管夹持机构5的夹持部位上，利用轴向运动机构4可以控制钢管2的轴向位置，在装配钢管2与凸轮片1时可进行轴向定位；将凸轮片1预装到钢管2上，按规定次序、距离和角度进行预装；然后涨紧系统6驱动涨紧件3进入钢管2中，利用涨紧件3强制涨紧钢管2，使得钢管2内径和外径扩大，从而将凸轮片1等部件牢固的安装到钢管2上。涨紧系统6一般采用液压动力即可；当然也可以采用电机。涨紧件3最好为旋转体，推荐位锥体或球体，其最大直径略大于钢管2内径，因此，不同直径的钢管2需搭配不同的涨紧件3进行加工。轴向运动机构4、钢管夹持机构5和涨紧系统6均安装在底座12上，在底座12上还可以设置安全栅10，用以防护涨紧时出现意外。
为了便于凸轮片1的角度定位，如图1所示，所述钢管夹持机构5上设置有旋转定位机构，所述夹持部位安装在旋转定位机构上。当钢管2安装好后，在预装凸轮片1的时候可以使旋转定位机构旋转，从而使得钢管2旋转，以获得凸轮片1设计的安装角度。
为了更准确的预装凸轮片1和信号盘，还包括打凹点装置，所述打凹点装置朝向夹持部位方向，并且打凹点装置的打点方向与轴向运动机构4的运动方向垂直。打凹点装置为冲压设备，利用冲击在钢管2上打出凹点。
为了形成自动化进料，如图1所示，还包括位置相互配合的料仓、推送机构8和送料机器人7。由人工将需装配的零件按要求放置在料仓中；推送机构8按要求程控推送需要的零件；送料机器人7取出推送机构8推送的零件并置于工作台面上；
具体的，如图1所示，还包括检测涨紧系统6压力的压力检测系统。压力检测系统在涨紧过程中检测经过每个零件的压力大小并显示和预警，从而达到监控扭矩的目的。
具体的，如图1所示，还包括堵头装配系统9，所述堵头装配系统9包括堵头夹持机构和堵头压装机构，所述堵头夹持机构安装在堵头压装机构上。堵头装配系统9对涨紧后的产品对两端堵头进行压装，扭矩大小通过压装力监控。
上述所有设备均与系统控制柜11连接，这样便于对上述各机构进行程序控制。

Claims (10)

  1. 组合凸轮轴组装方法，其特征在于：包括以下步骤：
    A、将钢管(2)外径磨削至规定精度，将凸轮片(1)和信号盘的内孔加工至规定精度；
    B、按规定次序、距离和角度将凸轮片(1)、信号盘预装在钢管(2)上；
    C、利用涨紧件(3)穿过钢管(2)，使得钢管(2)膨胀，进而使得凸轮片(1)、信号盘固定在钢管(2)上并达到规定的扭矩。
  2. 如权利要求1所述的组合凸轮轴组装方法，其特征在于：所述涨紧件(3)为球体。
  3. 如权利要求1所述的组合凸轮轴组装方法，其特征在于：在B步骤中，在预装凸轮片(1)和信号盘前，首先在钢管(2)外壁上打凹点，凹点的位置在即将预装凸轮片(1)和信号盘的位置；然后将得凸轮片(1)、信号盘预装在钢管(2)的凹点处。
  4. 如权利要求1、2或3所述的组合凸轮轴组装方法，其特征在于：在C步骤之后，还包括D步骤：对涨紧后的钢管(2)两端压装堵头。
  5. 组合凸轮轴组装设备，其特征在于：包括轴向运动机构(4)、钢管夹持机构(5)和涨紧系统(6)，所述钢管夹持机构(5)安装在轴向运动机构(4)上，所述钢管夹持机构(5)上设置有夹持部位，所述夹持部位的轴向与轴向运动机构(4)的运动方向相同；所述涨紧系统(6)包括驱动缸和涨紧件(3)，所述涨紧件(3)可拆卸安装在驱动缸上，所述驱动缸与夹持部位相对，并且驱动缸的运动方向与夹持部位的轴向相同。
  6. 如权利要求5所述的组合凸轮轴组装设备，其特征在于：所述钢管夹持机构(5)上设置有旋转定位机构，所述夹持部位安装在旋转定位机构上。
  7. 如权利要求5所述的组合凸轮轴组装设备，其特征在于：还包括打凹点装置，所述打凹点装置朝向夹持部位方向，并且打凹点装置的打点方向与轴向运动机构(4)的运动方向垂直。
  8. 如权利要求5所述的组合凸轮轴组装设备，其特征在于：还包括位置相互配合的料仓、推送机构(8)和送料机器人(7)。
  9. 如权利要求5所述的组合凸轮轴组装设备，其特征在于：还包括检测涨 紧系统(6)压力的压力检测系统。
  10. 如权利要求5至9任一权利要求所述的组合凸轮轴组装设备，其特征在于：还包括堵头装配系统(9)，所述堵头装配系统(9)包括堵头夹持机构和堵头压装机构，所述堵头夹持机构安装在堵头压装机构上。
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