一种自动化滤芯扎孔设备的制作方法

本发明涉及机油滤清器制造技术领域，确切地说是用于对多层缠绕式滤芯进行均匀扎孔的滤芯扎孔设备。

背景技术：

润滑油是机械或设备延长其部件使用寿命或提高加工精度的关键因素，因此作为防止润滑油失效的滤清器在整个机械或设备中起着极为重要的作用。滤芯是滤清器的主要功能部件，要求过滤面积大，压差低，纳污能力强，通量大，使用寿命长。常用的滤芯是折叠式。与折叠式相比，多层缠绕式滤芯是一种新型的滤芯结构，其过滤面积、纳污能力、寿命都远大于折叠式。但是，多层缠绕式滤芯在制造过程中，需要在圆周方向上，均匀地扎孔以保证润滑系统需要的流通量。

目前多层缠绕式滤芯扎孔是由手工完成，工人劳动强度大、效率低，且孔的密度和均匀度很难达到工艺要求；扎孔后滤芯变形较大，不利于后继滤清器的组装。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于多层缠绕式滤芯的扎孔加工、扎孔均匀、扎孔效率高、变形小的自动化滤芯扎孔设备。

为了实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：一种自动化滤芯扎孔设备，包括有机架，以及安装在机架上的夹具、压紧装置、扎孔装置、旋转装置、顶出装置、控制装置和操作台。其特征在于：夹具安装在操作台中心上方；夹具正上方设有压紧装置，用于扎孔时压紧滤芯；扎孔装置对称布置在夹具的鼠笼左右两侧；旋转装置设在夹具的正后方；夹具的正下方安装有顶出装置；控制装置安装在顶出装置下方。

通过采用上述技术方案，压紧装置将待扎孔的滤芯固定在夹具中，滤芯经扎孔装置从左右两侧同时扎孔后，旋转装置旋转一定的角度，扎孔装置再次扎孔，直至完成360度均匀扎孔，最后由顶出装置顶出。

本发明进一步设置为：所述夹具由鼠笼、导柱和弹簧钢珠定位机构组成，实现滤芯的定位与夹紧。鼠笼在扎孔高度范围内，圆周方向沿轴线开通槽；槽数目与滤芯圆周上需扎孔数相等。鼠笼上端肩部一周，设计有弧形凹槽，与之前所开通槽一一对应。弹簧钢珠定位机构通过支架固定在工作台上，由壳体、弹簧与钢珠组成。鼠笼的上下两端分别与滚动轴承配合。导柱与下方顶出装置相联。

通过采用上述技术方案，滤芯在夹具中通过导柱定位准确，圆周方向的通槽可引导扎针顺利完成扎孔与退出动作；轴承使夹具带动滤芯灵活转动，弹簧钢珠定位机构 增加了圆周方向的定位与夹紧。

本发明进一步设置为：所述扎孔装置包含一组扎针、固定扎针的工装、导轨、气缸和支撑板，由气缸驱动。两个气缸呈左右对称排布，且活塞杆中心与鼠笼中心在一条直线上。四根导轨设置在固定扎针工装的四个边角，同时控制控制扎针行动轨迹。

通过采用上述技术方案，一次扎孔动作完成两侧多孔，提高了效率，轴线上孔的均匀性好；且两侧的扎针中心线在鼠笼前后对称面上。既避免滤芯单侧受力变形，又避免在扎孔过程中对滤芯产生转动力矩；四根导轨控制扎针行动轨迹，保证每次扎孔的一致性。

本发明进一步设置为：所述旋转装置由步进电机、小同步带轮、周步带和大同步带轮组成，由步进电机驱动，实现滤芯在扎孔过程中的精确分度。

通过采用上述技术方案，高精度的电机驱动，保证了滤芯圆周方向扎孔的均匀性。

本发明进一步设置为：所述压紧装置由气缸、压杆与盘状压头组成。压杆中心与鼠笼中心在一条直线上，压紧与松开动作由气缸驱动实现。

通过采用上述技术方案，扎孔时压紧装置压紧滤芯，防止滤芯在扎孔过程中移动，且可避免扎孔力使滤芯发生弯曲变形。

本发明进一步设置为：所述顶出装置由气缸、顶出杆和盘状垫片组成，顶出杆中心与鼠笼中心在一条直线上，由气缸驱动。

通过采用上述技术方案，实现了加工后的自动下料。提高了效率，与操作安全性。

本发明进一步设置为：所述控制装置由PLC、直流电源、气动控制阀、继电器、按钮、行程开关组成。由PLC程序控制各个气缸和步进电机按工艺要求依次动作，完成360度均匀扎孔。

通过采用上述技术方案，程序控制提高了扎孔速度；压紧动作、扎孔动作和顶出动作由行程开关控制极限位置，达不到设计位置就不能进行下一步动作，保证了产品质量。

较之手工扎孔，自动化滤芯扎孔设备较大地提升了产品质量，保证了产品的一致性，增加了日产量，降低了制造成本，减轻了员工的劳动强度，增强了可操作性，为实现一人多机打下了坚实的基础。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明。

图1为本发明的自动化滤芯扎孔设备的结构示意图。

图2为图1局部A（旋转装置）放大图。

图3为本发明的夹具示意图。

图4为图3局部B（弹簧钢珠定位机构）放大图。

图5 为本发明的扎孔装置示意图。

图中标记为：1机架，2夹具，201鼠笼，2011弧形凹槽，202导柱，203弹簧钢珠定位机构，2031壳体，2032弹簧，2033钢珠，2034支架，204通槽，3压紧装置，301压紧气缸，302压杆，303盘状压头，4扎孔装置，401扎针，402固定扎针的工装，403导轨，404扎孔气缸，405支撑板，5旋转装置，501步进电机，502小同步带轮，503同步带，504大同步带轮，6顶出装置，601顶出气缸，602顶出杆，603盘状垫片，7控制装置，8滤芯，9滚动轴承，10操作台。

具体实施方式

下面对照附图，通过实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的自动化滤芯扎孔设备，包括机架1，以及安装在机架上的夹具2、压紧装置3、扎孔装置4、旋转装置5、顶出装置6、控制装置7和操作台10。待扎孔的滤芯8在夹具2的导柱202上定位，压紧装置3压紧滤芯8后，两侧扎孔装置4和旋转装置5依次扎孔和旋转，自动完成360度均匀扎孔后，由顶出装置6顶出滤芯8。

本发明中，夹具2安装在操作台10中心上方；夹具2正上方设有压紧装置3，用于扎孔时压紧滤芯8；扎孔装置4对称布置在夹具2鼠笼201的左右两侧；旋转装置5设在夹具2的正后方；夹具2的正下方安装有顶出装置6；控制装置7安装在顶出装置6下方。

如图2所示，旋转装置5由步进电机501、小同步带轮502、同步带503、大同步带轮504组成；小同步带轮502与步进电机501同轴装配在一起，大同步带轮504与鼠笼201同轴装配在一起；步进电机501驱动小同步带轮502，通过同步带503使大同步带轮504转动，最终实现滤芯8在扎孔过程中圆周方向的精确分度。

如图3所示，夹具2由鼠笼201、导柱202和弹簧钢珠定位机构203组成，实现滤芯8的定位与夹紧；鼠笼201在扎孔高度范围内，圆周方向沿轴线开通槽204，上下两端分别与滚动轴承9配合；鼠笼201上端肩部一周，设计有弧形凹槽2011，与之前所开通槽204一一对应；导柱202与下方顶出装置6的盘状垫片603相联。

如图4、图1和图2所示，弹簧钢珠定位机构203左右对称固定在工作台10上，由壳体2031、弹簧2032、钢珠2033与支架2034组成。

如图3和图1所示，压紧装置3由压紧气缸301、压杆302与盘状压头303组成；压杆302中心与鼠笼201中心在一条直线上，压紧与松开动作由压紧气缸301驱动。

如图3和图1所示，顶出装置6由顶出气缸601、顶出杆602与盘状垫片603组成；顶出杆602中心与鼠笼201中心在一条直线上，由顶出气缸601驱动。

如图5和图1所示，扎孔装置4安装在工作台10上，分别在夹具2鼠笼201左右两侧对称布置，扎孔装置4由气缸驱动；每个部分包含一排扎针401、固定扎针的工装402、导轨403、扎孔气缸404和支撑板405。扎针401中心线在鼠笼201前后对称面上；四根导轨403设置在固定扎针的工装02的四个边角，控制扎针401行动轨迹。

本发明的自动化滤芯扎孔设备，在工作时，工人只需将待扎孔的滤芯8放入夹具2中，按下开始按钮，设备在控制装置7中的PLC程序控制下驱动各气缸和步进电机带动执行部件，自动完成整个扎孔过程：压紧装置3将滤芯8压入夹具2的鼠笼201中，扎孔装置4完成一次扎孔，旋转装置5旋转一定的角度后，扎孔装置4再次扎孔直至圆周方向扎孔完毕，顶出装置6顶出滤芯8；最后，工人取出已经扎好孔的滤芯8，再循环进入下一滤芯的扎孔。自动化滤芯扎孔设备自动化程度高，不必工人一个个的手工扎孔，节约时间，操作便捷，大大减轻工人的劳动强度，提高工作效率，安全可靠，利于大批量生产。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。