技术领域
[0001] 本
发明涉及
凸轮轴的技术领域,具体讲是一种凸轮轴的装配工装。
背景技术
[0002] 传统的凸轮轴的制造方法主要是整体
锻造或
铸造,凸轮与轴是一个整体,因此这种凸轮轴存在下面的缺点:由于凸轮轴后面的机加工的工序繁多,加工余量就大,这样会导致整个凸轮轴重量重,材料浪费多,不便于制造。现在比较常用的有装配式凸轮轴,而其关键技术是凸轮套与轴的连接方法。现在已有的制造方法有
钢管内胀法、内部液压法、热套法、粉末
冶金法及滚花连接法等。但是,对于一些特殊的凸轮轴,比如某些时
排气凸轮轴,它需要在凸轮轴的端部压装一些其他不规则的零件,比如
信号轮、方形凸轮、钢球等,因此,这种凸轮轴结构和传统的凸轮轴结构相比,其外形复杂得多。如果采用传统的压装工装,则它存在的问题是:由于凸轮轴的基准面都是在凸轮轴的设计阶段就设定好的,传统的凸轮轴压装工装中,将铸造而成的带有多个凸轮的凸轮轴放置在
支架上,并在基准面处施加压紧
力,使基准面与受力面处于同一
位置处,换句话说,在压装前,在基准面上受力,整个凸轮轴的受力是平衡的。但是,上述这些不规则零件的压装通常是在凸轮轴的端部进行的,因此,凸轮轴的一端受力后,将力传递到整个凸轮轴上,基准面上的受力点的作用力容易发生偏
角,这些有角度的作用力打破了整个凸轮轴的受力平衡,而且除了在基准面处设有压紧力,其他地方很容易由于受力
不平衡而产生的
变形,一旦凸轮轴变形,则严重影响了其后续装配及正常工作,因此,传统的压装工装并不适合这些具有特殊零件的凸轮轴的压装。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是,提供一种能保证凸轮在压装过程中不会变形,从而保证凸轮轴压装后
质量的凸轮轴的装配工装。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供的凸轮轴的装配工装,它包括底座、用于固定待装配的凸轮轴的
支撑部件和压紧部件、预先放置有不规则形状轮片并将不规则形状轮片压装在凸轮轴上的压装部件、动力驱动部件;所述的动力驱动部件连接在底座的一端,其动力输出端与压装部件连接,压装部件滑动连接在底座上;所述支撑部件的数量为多组,其中一组支撑部件上端的支撑面为与凸轮轴在设计时
选定的基准面相贴合的内凹弧面,压紧部件的压紧面为位于凸轮轴端部的基轴面相抵紧的作用面,并且压紧面的下方与支撑部件的支撑面相对。
[0005] 所述支撑组件的数量为四组,从凸轮轴的尾端至压装端依次为第一组支撑组件、第二组支撑组件、第三支撑组件和第四支撑组件;所述的第二组支撑组件的上端支撑面为与凸轮轴的基准面相贴合的内凹弧面,下端滑动连接在底座上;第一组支撑组件和第三支撑部件的上端支撑面均为与凸轮轴的基轴面相贴合的内凹弧面,下端与底座可调式连接;第四组支撑组件的上端支撑面为与凸轮轴的基轴面相贴合的内凹弧面,下端与底座固定连接;压装部件的数量为两个,两个压装部件的压紧面分别位于第一组支撑组件和第四组支撑组件有支撑面上方。
[0006] 所述第二组支撑部件包括支撑
块Ⅰ和两个L形
导轨;所述的支撑块Ⅰ的上端面为与凸轮轴的基准面相贴合的内凹弧形支撑面,下端的两个
侧壁上分别具有突出的滑条;所述两个L形导轨相对设置并固定连接在底座上,两个L形导轨之间形成倒T形的滑槽,支撑块Ⅰ通过滑条与滑槽的配合滑动连接在两个L形导轨之间。
[0007] 所述的支撑块Ⅰ与底座之间设有位置调节机构;所述的底座上在支撑块Ⅰ的连接处设有第一滑孔,支撑块Ⅰ在滑条以下的部分为调节端,该调节端位于第一滑孔内,并且在调节端远离压装部件的一端设有沿凸轮轴轴线方向设置的容置有
弹簧的弹簧容置孔,弹簧的一端与弹簧容置孔的孔底抵紧,另一端与第一滑孔的孔壁抵紧。
[0008] 所述第一组支撑部件和第三组支撑组件为相同的两组支撑部件,每组支撑部件包括支撑块Ⅱ、支撑座和L形压条;所述两个L形压条相对设置并固定连接在底座上,两个L形压条之间形成倒T形的压槽;所述的支撑座的上端设有
定位槽,下端两个侧壁上设有突出的定位条,支撑座通过定位条与压槽的配合可调式连接在两个L形压条之间;所述的支撑块Ⅱ的上端面为与凸轮轴的基轴面贴合的内凹弧形支撑面,下端通过定位块与支撑座上的定位槽定位,并且支撑块Ⅱ通过
螺栓与支撑座固定连接。
[0009] 所述第四组支撑部件包括支撑块Ⅲ,该支撑块Ⅲ的上端面为与凸轮轴的基轴面贴合的内凹弧形支撑面,下端通过螺栓固定连接在底座上。
[0010] 所述的压装部件包括仿形套、连接盖、压装座、滑座、
直线导轨、上压条和下压条;所述的仿形套可拆式连接在连接盖的一端,连接盖的另一端与压装座的一端连接,压装座的另一端与动力驱动部件的驱动端连接;压装座的下端与滑座的上端固定连接,滑座的下端与滑动导轨滑动连接,直线导轨固定连接在底座上;上压条固定连接在下压条的上端,下压条的下端与底座固定连接,上压条与下压条形成倒置的L形压条,滑座的边缘通过上压条压紧。
[0011] 该工装还包括位于底座下方的压装深度感应装置,其深度位置部件安装在支撑部件上,其深度感应部件安装在压装部件上。
[0012] 所述的压装深度感应装置的深度位置部件包括第一连接块、深度感应杆和限位块,第一连接块的上端与位于凸轮轴基准面处的支撑部件的底端连接,深度感应杆的一端可拆式连接在第一连接块的下端,深度感应杆的另一端与限位块滑动连接,限位块的上端与底座的底面固定连接;所述的压装深度感应装置的深度感应部件包括第二连接块和感应
探头,压装部件安装处的底座上设有第二滑孔,第二连接块的上端与压装部件的底端固定连接并且位于第二滑孔内,第二连接块的下端连接有感应探头,感应探头的感应面与深度感应杆的端面正对。
[0013] 所述的压装部件与支撑部件之间的凸轮轴的端部处设有用于凸轮轴周向角度定位的定位结构,该定位结构包括定位板、定位滑块和支撑杆;定位滑块滑动连接在第二滑孔处的底座上,定位板的下端与定位滑块可拆式连接,定位板的上端面为斜面,支撑杆的一端卡接在定位板上端的斜面处,另一端
焊接有钢球,钢球卡接在凸轮轴的空心通孔内。
[0014] 采用以上结构后,本发明与
现有技术相比,具有以下的优点:
[0015] 1)由于本装配工装把压紧部件对凸轮轴的压紧面与其中一个支撑部件对凸轮轴的基准面各自分开,换句话说,凸轮轴上的受力面与基准面是分开的,并不处于同一面,因此,即使凸轮轴的一端压装时受力,将力传递到整个凸轮轴上后,根据支撑部件和压紧部件的位置关系,使基准面上的受力点的作用力避免发生偏角,从而保证了整个凸轮轴的受力平衡,继而避免整个凸轮轴因为失去平衡而产生的变形,保证了其后续装配及正常工作,因此,本压装工装适合这些具有不规则形状轮片的凸轮轴的压装;
[0016] 2)第二组支撑部件处即为基准面处的支撑,这一支撑部件采用了浮动定位的结构,即在支撑块Ⅰ与底座之间设置了弹簧,从而可以微量调节不同的凸轮轴的基准面的不同位置,使本装配工装的通用性更高;
[0017] 3)在第二组支撑部件与压装装置之间设置了压装深度感应装置,使压装深度变为活动的可变深度,使整个工装的单元化程度得到提高,更加具有通用性;
[0018] 4)另外,在凸轮轴靠近压装部件的端部设置了定位结构,使凸轮轴在压装这些不规则形状轮片时,对压装的角度有个定位,从而使压装的角度和位置更加精确,提高良品率;而且,定位板与定位滑块可拆式连接,因此,可以根据不同的凸轮轴的安装要求更换定位板即可,而无需更换整个定位结构,方便操作、降低成本。
附图说明
[0019] 图1是本发明中涉及的凸轮轴的结构示意图。
[0020] 图2是本发明凸轮轴的装配工装的立体结构示意图。
[0021] 图3是本发明凸轮轴的装配工装的主视结构示意图。
[0022] 图4是本发明凸轮轴的装配工装的俯视结构示意图。
[0023] 图5是本发明凸轮轴的装配工装的剖视结构示意图。
[0024] 图6是本发明中第一组支撑部件和第二组支撑部件的结构示意图。
[0025] 图7是本发明中压装深度感应装置的深度位置部件的结构示意图。
[0026] 图8是本发明中支撑块Ⅱ的结构示意图。
[0027] 图9是图3中A-A方向的结构示意图。
[0028] 图10是本发明中定位结构的结构示意图。
[0029] 图11是本发明中仿形套的其中一种结构示意图。
[0030] 图12是本发明中仿形套的其中另一种结构示意图。
[0031] 图13是本发明中压装部件中连接盖的结构示意图。
[0032] 其中,1、凸轮轴;1-1、基准面;1-2、不规则形状轮片;1-3、基轴面;2、压紧部件;3、压装部件;4、动力驱动部件;5、底座;6、支撑块Ⅰ;7、L形导轨;8、滑槽;9、滑条;10、第一滑轨;11、支撑块Ⅱ;12、支撑座;13、L形压条;14、定位块;15、定位槽;16、调节庙;17、弹簧容置孔;
18、弹簧;19、第一连接块;20、深度感应杆;21、限位块;22、定位条;23、支撑块Ⅲ;24、仿形套;25、连接盖;26、压装座;27、第二滑孔;28、感应探头;29、第二连接块;30、滑座;31、直线导轨;32、上压条;33、下压条;34、定位滑块;35、定位板;36、斜面;37、支撑杆;38、钢球;39、
垫块;40、安装面;41、让位缺口;42、竖向凸条;43、长腰孔;44、竖向凹槽。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。
[0034] 由图1~图10所示的本发明凸轮轴的装配工装的结构示意图可知,它包括底座5、用于固定待装配的凸轮轴1的支撑部件和压紧部件2、预先放置有不规则形状轮片1-2并将不规则形状轮片1-2压装在凸轮轴1上的压装部件3、动力驱动部件4。所述的动力驱动部件4连接在底座5的一端,其动力输出端与压装部件3连接,压装部件3滑动连接在底座5上。所述支撑部件的数量为多组,其中一组支撑部件上端的支撑面为与凸轮轴1在设计时选定的基准面1-1相贴合的内凹弧面,压紧部件2的压紧面为位于凸轮轴1端部的基轴面1-3相抵紧的作用面,并且压紧面的下方与支撑部件的支撑面相对。在本
实施例中,所述的压紧部件2为现有技术中通用的压钳装置。动力驱动部件4可以采用多种形式,最佳结构为
气缸组件,也可以是
液压缸、
电机带动的
丝杠螺母等等,而本实施例中采用的是
气缸组件。另外,其中一个压紧部件2位于最靠近凸轮轴的压装位置处,使凸轮轴的其中一个受力面离压装面最近,从而保证了压装受力更加稳定。
[0035] 所述支撑组件的数量为四组,从凸轮轴的尾端至压装端依次为第一组支撑组件、第二组支撑组件、第三支撑组件和第四支撑组件。所述的第二组支撑组件的上端支撑面为与凸轮轴1的基准面1-1相贴合的内凹弧面,下端滑动连接在底座5上。第一组支撑组件和第三支撑部件的上端支撑面均为与凸轮轴1的基轴面1-3相贴合的内凹弧面,下端与底座5可调式连接。第四组支撑组件的上端支撑面为与凸轮轴1的基轴面1-3相贴合的内凹弧面,下端与底座5固定连接。压装部件3的数量为两个,两个压装部件3的压紧面分别位于第一组支撑组件和第四组支撑组件有支撑面上方。
[0036] 所述第二组支撑部件包括支撑块Ⅰ6和两个L形导轨7。所述的支撑块Ⅰ6的上端面为与凸轮轴1的基准面1-1相贴合的内凹弧形支撑面,下端的两个侧壁上分别具有突出的滑条9。所述两个L形导轨7相对设置并固定连接在底座5上,两个L形导轨7之间形成倒T形的滑槽
8,支撑块Ⅰ6通过滑条9与滑槽8的配合滑动连接在两个L形导轨7之间。
[0037] 所述的支撑块Ⅰ6与底座5之间设有位置调节机构。所述的底座5上在支撑块Ⅰ6的连接处设有第一滑孔10,支撑块Ⅰ6在滑条9以下的部分为调节端16,该调节端16位于第一滑孔10内,并且在调节端16远离压装部件3的一端设有沿凸轮轴轴线方向设置的容置有弹簧18的弹簧容置孔17,弹簧18的一端与弹簧容置孔17的孔底抵紧,另一端与第一滑孔10的孔壁抵紧。
[0038] 所述第一组支撑部件和第三组支撑组件为相同的两组支撑部件,每组支撑部件包括支撑块Ⅱ11、支撑座12和L形压条13;所述两个L形压条13相对设置并固定连接在底座5上,两个L形压条13之间形成倒T形的压槽。所述的支撑座12的上端设有定位槽15,下端两个侧壁上设有突出的定位条22,支撑座12通过定位条22与压槽的配合可调式连接在两个L形压条13之间。所述的支撑块Ⅱ11的上端面为与凸轮轴1的基轴面1-3贴合的内凹弧形支撑面,下端通过定位块14与支撑座12上的定位槽15定位,并且支撑块Ⅱ11通过螺栓与支撑座12固定连接。
[0039] 所述第四组支撑部件包括支撑块Ⅲ23,该支撑块Ⅲ23的上端面为与凸轮轴1的基轴面1-3贴合的内凹弧形支撑面,下端通过螺栓固定连接在底座5上。
[0040] 所述的压装部件3包括仿形套24、连接盖25、压装座26、滑座30、直线导轨31、上压条32和下压条33。所述的仿形套24可拆式连接在连接盖25的一端,连接盖25的另一端与压装座26的一端连接,压装座26的另一端与动力驱动部件4的驱动端连接。压装座26的下端与滑座30的上端固定连接,滑座30的下端与直线导轨31滑动连接,直线导轨31固定连接在底座5上。上压条32固定连接在下压条33的上端,下压条33的下端与底座5固定连接,上压条32与下压条33形成倒置的L形压条,滑座30的边缘通过上压条32压紧。
[0041] 该工装还包括位于底座5下方的压装深度感应装置,其深度位置部件安装在支撑部件上,其深度感应部件安装在压装部件3上。
[0042] 所述的压装深度感应装置的深度位置部件包括第一连接块19、深度感应杆20和限位块21,第一连接块19的上端与位于凸轮轴1基准面处的支撑部件的底端连接,深度感应杆20的一端可拆式连接在第一连接块19的下端,深度感应杆20的另一端与限位块21滑动连接,限位块21的上端与底座5的底面固定连接;所述的压装深度感应装置的深度感应部件包括第二连接块29和感应探头28,压装部件3安装处的底座5上设有第二滑孔27,第二连接块
29的上端与压装部件3的底端固定连接并且位于第二滑孔27内,第二连接块29的下端连接有感应探头28,感应探头28的感应面与深度感应杆20的端面正对。
[0043] 所述的压装部件3与支撑部件之间的凸轮轴1的端部处设有用于凸轮轴1周向角度定位的定位结构,该定位结构包括定位板35、定位滑块34和支撑杆37。定位滑块34滑动连接在第二滑孔27处的底座5上,定位板35的下端与定位滑块34可拆式连接,定位板35的上端面为斜面36,支撑杆37的一端卡接在定位板35上端的斜面36处,另一端焊接有钢球38,钢球38卡接在凸轮轴1的空心通孔内。
[0044] 在本装配工装中,底座5的底面两端处分别设有垫块39,垫块39的高度必须大于底座5下压装深度感应部件距离底座5的高度,这样,压装深度感应部件才不会碰到
工作台台面,而保证装配工装的正常运作。
[0045] 另外,在底座5的顶面上沿长度方向设有内凹的安装面40,第一滑孔10、第二滑孔27、第一组和第三组支撑部件中的支撑座12、第二组和第四组支撑部件以及压装部件中的直线导轨等均安装在安装面40上,一方面减少了底座5的加工
精度,另一方面也使支撑及压装凸轮轴1的部件均处于同一
水平面上,更加保证了压装的装配精度。
[0046] 所述的仿形套24可拆式连接在连接盖25的一端,可以分为如附图11中所示的中心孔内套接外形为圆形的不规则形状轮片的仿形套24,该仿形套24与如附图13中所示的连接盖25的连接,是通过在四个边角上设置的螺钉来连接的。另外,为了让开连接盖25与压装座26连接的固定螺栓的螺栓头的位置,还在仿形套24的前后两侧的边缘处设置有半圆形的让位缺口41。同时为了能微量调整装配位置,在连接盖25的螺栓装配处设置了长腰孔43。
[0047] 但是,针对附图12中所示的方形的不规则形状轮片来说,它的方向定位显得非常重要,因此,仿形套24在某一个角度的定位要保证其精确度。附图12中仿形套24的端面上设有穿过中心的竖向凸条42,而附图13中的连接盖25的端面上设有与竖向凸条42相配合的竖向凹槽44。同时,为了配合其他结构的仿形套24能和连接盖25及压装座26装配时能有通用性,连接盖25的其他结构都是一样的。
[0048] 在第二组支撑部件下部的深度位置部件中,第一连接块19的下端可拆式连接有深度感应杆20是指,第一连接块19的下端设有穿过深度感应杆20安装孔的开口槽45,并且被开口槽45隔开的第一连接块19下端通过螺栓螺母连接后,使深度感应杆20被
锁紧在第一连接块19上。
[0049] 在定位结构中,定位板35的下端是可拆式连接在定位滑块34上的,是
指定位滑块34的下端滑动连接在底座5的第二滑孔27内,上端设有能容置定位板35的方形凹槽,定位板
35的下端放置在方形凹槽内后,从定位滑块34的底部向下拧入螺栓,将定位板35与定位滑块34固定连接在一起。而当不同安装角度的凸轮轴进行不规则形状轮片压装时,则更换不同倾斜角度的定位板35,此时不需要整个更换定位结构,只需拆下定位板35即可,可以节省材料、节省成本。
[0050] 本凸轮轴的装配工装的工作原理是:首先将凸轮轴1放置在支撑部件上,注意将凸轮轴1的基准面1-1对准第二组支撑部件中支撑块Ⅰ6上的内凹弧形支撑面,再根据受力面的位置微量调整支撑块Ⅰ6的工作位置。此时,再压上压紧部件2,使第一组支撑部件上和第四组支撑部件上均压有压紧部件2。接着根据形状不同的不规则形状轮片1-2依次选择不同的仿形套24与连接盖25连接,并将形状相配的不规则形状轮片1-2放入仿形套24内。然后启动作为动力驱动部件5的气缸组件,使
活塞杆向外顶出,推动压装座26及滑座30在直线导轨31上向凸轮轴1方向移动,直至连接在压装部件3底部的压装深度感应部件中感应探头28感应到了深度感应杆20的位置才停下,此时,不规则形状轮片1-2压装完成。动力驱动部件5反方向运行,使压装部件3退出凸轮轴,打开压紧部件2,取出压装完成的凸轮轴。
[0051] 以上所述,仅是本发明较佳可行的实施示例,不能因此即局限本发明的权利范围,对熟悉本领域的技术人员来说,凡运用本发明的技术方案和技术构思做出的其他各种相应的改变都应属于在本发明
权利要求的保护范围之内。