专利名称：力控摆碾式滚压封口机的制作方法
技术领域：
本发明涉及封口专用设备，尤其涉及一种用于对汽车减震器进行封口的力控摆 碾式滚压封口机。
背景技术：
汽车减震器的封口工序是汽车减震器制造的重要环节，封口质量直接影响到汽 车减震器的性能和质量。目前，国内公知的汽车减震器封口机的加工方式和功能都比较 落后，其结构比较复杂，可操作性也比较烦琐。专利号为ZL 02206076.6的中国实用型专 利公开了一种翻转式滚压封口机，其包括一机架，设置在机架上的两导柱和两升降柱， 连接在升降柱上的升降架，与升降架连接的下连接架及上连接架，上连接架上具有一横 拖板，横拖板上设置有两补偿缸，并吊装了一电机，电机的输出轴上设置了一夹紧工件 的固定夹具，上连接板上设置有一辅助夹具，在机架顶部设置了两固定架，并在固定架 上设置了两滑动架，在一滑动架上设置了一具有双夹紧轮的支撑夹具，在另一侧滑动架 上设置了通过活塞带动的、安装有滚压轮的滚轮翻转架，该滚压轮能首先对工件顶部进 行约45度角的滚压，并能逐渐翻转滚压至90度角完成封口。因汽车减震器在滚压封口 过程中会产生快速的轴向位移、波动及震动，该封口机通过控制两个液压补偿缸的液体 流量来控制封口过程中的补偿压力，补偿方式很难在汽车减震器的封口过程中保持持续 稳定的压力补偿，并且体积较大，双油缸的平稳性也不好。专利号为ZL200710071522.0的中国发明专利公开了一种力控摆碾式滚压封口 机床，包括四导柱机架、吊装在四导柱机架的盖板两侧的摆碾滚压机构和夹持装置，以 及安装在四导柱机架的工作板上的浮力旋转台，浮力旋转台包括电动机、腔体、气室、 第四活塞、活塞盖、旋转主轴、气管和储气罐，第四活塞装配在腔体中，活塞盖装配在 第四活塞上并固定在腔体上，第四活塞内用轴承装配旋转主轴，电动机主轴间隙穿过腔 体和第四活塞与旋转主轴联接，旋转主轴上端面制有安装孔，工装卡具安装在该安装孔 上，需要加工的工件再放置在工装卡具上。电动机带动旋转主轴旋转，同时第四活塞和 相配装的旋转主轴能在腔体内轴向移动。加工工件受到的压力及其重力先直接作用在旋 转主轴上，然后再传递到第四活塞上，并通过气室中的气压来取得压力平衡，气室中的 压力就比较大，旋转主轴既要在向第四活塞传递轴向力的同时还要相对第四活塞相对旋 转，这就对二者间的装配关系要求比较高，增加了制造困难，受力波动大、平衡性差， 尤其是汽车减震器在滚压封口过程中会产生快速的轴向位移、波动及震动，汽车减震器 在封口过程中也难以保持持续稳定的压力补偿。此外，上述两个专利公开的装置均不能在实施夹持、摆碾、滚压之前，先行对 加工工件实施预紧压力，使加工工件定位不精确，而且汽车减震器在滚压封口过程中产 生的快速轴向位移、波动及震动极其容易使加工工件偏离加工位置，影响加工质量和工 作效率。
发明内容
本发明的目的在于解决上述汽车减震器在封口过程中压力补偿存在的问题，提 出一种改进了的力控摆碾式滚压封口机，以提高汽车减震器在封口过程中压力补偿的持 续稳定性。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种力控摆碾式滚压封口机， 包括机架、固定工作台、浮动工作台、夹持机构、旋转机构和摆碾滚压机构，固定工作 台固设在机架上，浮动工作台可滑动地设置在机架上，旋转机构包括电机和连接电机转 轴的卡具，摆碾滚压机构包括摆碾油缸、摆碾活塞杆、与摆碾活塞杆铰接的摆碾支板、 设置在摆碾支板上的滚压轮以及摆动支座，摆碾油缸和摆碾支板均与摆动支座铰接，旋 转机构设置在固定工作台上，力控摆碾式滚压封口机还包括压下机构，压下机构包括滑 动板、气缸、气缸活塞杆、储气罐、压下油缸和压下活塞杆，滑动板与摆动支座铰接， 气缸活塞杆与滑动板铰接，压下活塞杆与摆动支座铰接，气缸与压下油缸固定连接，气 缸通过输气管连接储气罐，滑动板设置在浮动工作台上。上述技术方案由压下机构来控制汽车减震器在封口过程中的补偿压力，压下机 构采用气压和液压相结合的方式，并且压下机构与旋转机构相分离设置，彼此间互不干 涉，能够在汽车减震器的封口过程中保持持续稳定的压力补偿，而且结构简单。进一步地，力控摆碾式滚压封口机还包括预紧机构，预紧机构包括旋转体、安 装在旋转体端部的工装压头和轴承套，轴承套固接在浮动工作台上，旋转体具有连接 部，旋转体通过设置在连接部和轴承套之间的轴承与轴承套可旋转连接。本发明增设了预紧机构，预紧机构可以在实施夹持、摆碾、滚压之前先行对加 工工件实施预紧压力，使加工工件定位准确，而且在加工过程中依然能使加工工件处在 正确位置，提高加工质量和工作效率。更进一步地，夹持机构设置在浮动工作台上。这样，本发明的夹持、摆碾滚压 和预紧压力同在浮动工作台上，既有减震缓冲，预紧加压之功能，更重要的是能实现质 量控制精准，操作简单，易于切换不同工作的各项调整，控制程序简捷、优化，运转时 故障率大大降低，易于维修。
下面结合附图对本发明作详细描述。
具体实施例方式本发明的力控摆碾式滚压封口机包括机架1、固定工作台12、浮动工作台13、 升降机构、夹持机构4、旋转机构5、摆碾滚压机构6和预紧机构3。参见图1和图2，固 定工作台12通过螺钉固定设置在支架1上，固定工作台12还可以是支架1的一组成部分 或者焊接在支架1上。升降机构为四导柱机构，是整机的连接运行、定位支撑的骨架， 包括导柱21、盖板22、升降油缸23和升降活塞杆24，四根导柱21通过螺纹连接平行地 固设在固定工作台12上，盖板22通过螺纹连接安装在导柱21上，并且位于固定工作台 12的上方，两个升降油缸24平行地固设在盖板22上。升降油缸23的升降活塞杆24的 下端与浮动工作台13固定连接，从而为浮动工作台13的升降往复运动提供动力。浮动工作台13通过升降机构可滑动地设置在机架1上，通过滑动浮动工作台来 调节浮动工作台与固定工作台之间的相对位置。参见图1和图3，浮动工作台13的中心 左右两侧分别设置夹持机构4和摆碾滚压机构6，此两机构的具体结构分别如图8、9和图 5所示。参见图5，摆碾滚压机构包括摆碾油缸61、摆碾活塞杆62、摆碾支板63、滚压 轮64和摆动支座65，摆碾油缸61在尾部通过转轴91与摆动支座65的右端部铰接，摆碾 活塞杆62的右端部设置在摆碾油缸61中，左端部通过转轴92与摆碾支板63的上端部铰 接，摆碾支板63的下部通过支轴93与摆动支座65的左端部铰接，滚压轮64通过轴承可 旋转地设置在摆碾支板63上。当摆碾活塞杆62沿着摆碾油缸61的内壁面滑动时，摆碾 油缸61绕着转轴91相对摆动支座65旋转，同时滚压轮64连同摆碾支板63 —起绕着支 轴93相对摆动支座65旋转，摆碾活塞杆62的往复运动使滚压轮64做翻转运动。本发明力控摆碾式滚压封口机还包括压下机构7，其结构如图3和图6，包括包 括滑动板71、气缸72、气缸活塞杆73、储气罐74、压下油缸75和压下活塞杆76，滑动 板71在右端通过转轴94与摆动支座65铰接，气缸活塞杆73在上端通过转轴95与滑动板 71铰接，压下活塞杆76在下端通过转轴96与摆动支座65铰接，气缸72与压下油缸75 固定连接，气缸72通过输气管77连接储气罐74。当压下活塞杆76沿着压下油缸75的 内壁上下滑动时，由于气缸活塞杆73和压下活塞杆76分别与滑动板71和摆动支座65铰 接，而摆动支座65与滑动板71铰接，滚压轮64随同摆动支座65—起绕着转轴94旋转， 对汽车减震器实施压下动力，摆碾支板63绕支轴93旋转使滚压轮64做翻转运动。压下 机构采用气压和液压相结合的方式，并且压下机构与旋转机构相分离设置，彼此间互不 干涉，结构简单。因为气体有很好的可压缩性和压力可调性，本发明对汽车减震器在封 口过程中产生的轴向位移、震幅、波动等有很好的吸附、包容性，能精确的调整补偿压 力，保证汽车减震器的封口过程始终保持在一个十分合理、灵敏的浮动受力状态中，进 而让汽车减震器的封口面、内部的导向环和内缸筒的受压状况更加合理，实现外缸筒相 对内缸筒进行拉紧作用，可轻松完成0.7-3毫米的高精度、高质量封口，提高汽车减震器 的综合性能和质量。气缸内的恒定压力就是工件的封口所需的压力，封口所需公斤力能 根据气体对活塞的作用面积计算得到。参见图5和图11-1，摆碾支板63与摆动支座65铰接的支轴93至滚压轮轴线的 距离大于滚压轮64的半径，滚压轮的滚压点642处在支轴93与滚压轮64的内端面641之间，内端面641为滚压轮64较为靠近预紧机构的端面，滚压点642是滚压轮64进行滚 压时的一个作用点。滚压轮对工件的外缸筒进行摆碾滚压的同时实现了滚压轮和滚压点 以内缸筒和导向环为依托，对外缸筒的封口面始终保持了一个由外周向轴心方向的拉碾 作用力，进而实现了工件对外缸筒相对内缸筒和导向环的拉紧作用。参见图6，浮动工作台13上设有滑道131，滑动板71的上端部设置在该滑道 中，滑动板71可沿着滑道相对浮动工作台13滑动，从而可以调整滚压轮64在浮动工作 台13的水平方向上的位置。滑动板71上还设有进给机构，该进给机构包括进给油缸81、 进给活塞杆82、螺母板83、手轮86和弹簧87，进给油缸81固设在滑动板71上，进给活 塞杆82的中段制有螺纹，螺母板83固接在浮动工作台13上，螺母板83设有螺纹孔，进 给活塞杆82通过其上的螺纹和螺母板上的螺纹孔螺纹连接。进给活塞杆82的外端设有 手轮86，弹簧87压装在螺母板83和手轮86之间，手轮86具有刻度环85，螺母板83具 有指针环84，刻度环85和指针环84均处在螺母板83和手轮86之间，刻度环85的中心 轴线与进给活塞杆82的中心轴线共线。通过旋转手轮来86来调节滚压轮64在浮动工作 台13的水平方向上的位置，刻度环85和指针环84的相对位置关系可反映出进给量，从 而实现进给行程的精确控制。预紧机构用于对工件定心、施加预紧压力。参见图7，预紧机构3包括旋转体 31、工装压头32和轴承套33，柱状的工装压头32通过螺钉安装在旋转体31的下部，可 根据加工工件的尺寸更换适合的工装压头，工装压头32和旋转体31均呈筒状，均可径向 安装工件。旋转体31的上部为圆柱状的连接部311，轴承套33位于连接部311的外侧 并通过螺钉固接在浮动工作台13上，旋转体31通过在连接部311和轴承套33之间的轴 承与轴承套33可转动连接。前述轴承包括两个球轴承35和夹在球轴承35之间推力轴承 34，外压环36和内压环37设置在上部的球轴承35上侧，轴承套33上的凸环和垫圈分别 卡设在上部的球轴承35和推力轴承34之间以及下部的球轴承35和推力轴承34之间，这 样来自下部工装压头32的预紧压力传递给浮动工作台，能承受较大的预紧力。本发明在 实施夹持、摆碾、滚压之前，先行对工件实施预紧压力，从而能使工件的外缸筒、导向 环、内缸筒始终保持初始的正确位置。参见图1，旋转机构5设置固定工作台12上，并且在预紧机构的正下方。在参 见图10，旋转机构5包括电机51、卡具52、连接件53和轴承套54，电机51通过螺钉固 接在固定工作台12上，轴承套54也通过螺钉与固定工作台12固接，轴承套54和连接件 53均穿过固定工作台上的通孔，连接件53通过轴键与电机51的转轴连接，卡具52安装 在连接件53上，便于根据加工工件的尺寸更换适合的卡具，并保证卡具52的旋转中心与 预紧装置的工装压头32的旋转中心共线。在连接件53和轴承套54之间设置两个深沟球 轴承55和在深沟球轴承55之间的推力轴承56，在两个轴承之间用垫圈57分隔开。卡具 既能自如旋转，又能承载工件所需的压力。为便于根据工作实际需要来调节转速，电机 优选采用变频电机。卡具为具有对汽车减震器外壁进行缩径功能的常规装置。夹持机构4设置在浮动工作台13上，并位于预紧机构左侧，其结构如图8和图9 所示，包括左滑板41、箱体42、三角压力缸43和夹持活塞杆44，左滑板41可滑动地设 置在浮动工作板13上，从而可以调整夹持机构在浮动工作台13上的水平方向位置。箱 体42固设在左滑板41上，其右端部开口，夹持活塞杆44通过设置在其中段上的螺纹与箱体42的左端部螺纹连接，三角压力缸43的一部分设置在箱体42中。两抱杆45在中 部通过转轴97可转动地设置在箱体42的上箱板和下箱板421之间，并且关于三角压力缸 43的旋转中心对称布置。抱杆45的两端部和三角压力缸43的尾部中心通过转轴各设置 一个滚轮46，并且在抱杆45和箱体42的前箱板422、后箱板423之间压装一对关于三角 压力缸43旋转中心对称布置的扭簧47，扭簧47的弹力使抱杆45内端枢接的滚轮始终贴 靠在三角压力缸43的外壁面上。三角压力缸43的前后移动可以使两对称的抱杆45以转 轴97为支点合拢或张开，使抱杆45外端枢接的滚轮和三角压力缸43尾部枢接的滚轮相 对位置发生变化，从而使得该三个滚轮能夹持住不同直径的工件，并保持不同直径的工 件的中心在同一位置。旋转夹持活塞杆44可调节夹持机构在浮动工作台13的水平方向 上的位置。还可以在夹持活塞杆44外端设置手轮，在箱体42和手轮之间压装弹簧，手轮具 有刻度环，箱体42具有指针环，刻度环和指针环均处在箱体42和手轮之间，刻度环的中 心轴线与夹持活塞杆44的中心轴线共线，通过这些结构可实现夹持机构进给行程的精确 控制。这些结构与滑动板71上的进给机构中的部分结构相同。参见图8，在左滑板41的上部还设置有与在滑动板71上的进给机构相同的结 构，通过该结构可以实现对左滑板41在浮动工作台13上水平方向上的进给量。下面结合图11-1至图11-6来简要说明本发明的工作过程。加工工件汽车减震 器半成品包括密封件101、导向环102、外缸筒103和内缸筒104。把卡具52安装在连接 件53上，调节好各部件到合理状态并使其处于初始状态，切换到自动工作模式。先手动 将加工工件置入卡具52中，通过左滑板41上的进给机构来调节夹持机构的位置，使得工 件靠在夹持装置外端的三滚轮之间，为了安全，可通过设置使得如果夹持装置的三滚轮 之间没有加工件时机器不能启动自动运行，然后同时启动两个自动运行按钮，机器自动 运行开始。首先是浮动工作台13在升降活塞杆24的作用下向下移动，使预紧机构的工 装压头32压在加工工件上，给予加工工件以一定预紧压力；然后旋转手轮以调节夹持机 构进给，三角压力缸43倾斜的外壁面使两对称的抱杆45以转轴97为支点摆动，夹持装 置外端的三个滚轮46夹住了工件；接着，启动旋转机构的电机51，由卡具52带动加工 工件开始旋转，同时通过进给机构使摆碾滚压机构在浮动工作台上向工件方向移动到一 定位置，摆碾活塞杆62带动摆动支座65以转轴94为中心转动，滚压轮64向下移动，滚 压轮64对加工工件的外缸筒103进行约40度角的初步滚压成型(见图11-4)；接着压下 油缸75中的压下活塞杆76推动摆碾支板63和设置在其上的滚压轮64以支轴93为支点 摆动，使滚压轮64和滚压点642对加工工件的外缸筒103进行摆碾式滚压至约93度角封 口(见图11-5)，封口完成；接着电机停止转动，摆碾滚压机构退出，夹持装置打开，升 降油缸复位浮动工作台上升，工件预紧压力释放，手动取下工件，一个运行周期结束。本发明的夹持机构和摆碾滚压机构均用手轮调节的方式进行行程进给控制，也 可以替换成电机或伺服电机来实现自动控制。机架正面一侧有控制箱，控制箱内设置有 各种控制仪表，控制箱的正面设置有人机界面和操作枢纽，机架上设置有各种液压阀、 气阀和管路等常规件，其连接也都是常规连接，在功能上只要能满足实际应用的控制和 程序即可，电控系统全部采用了国际主流的控制系统和执行系统。本发明为集预紧施 压、进给夹持、进给压下和摆碾滚压等功能于一体的最为先进、合理、便捷和新颖的结构形式，操作简单、确保质量，并能提高工效。本发明能广泛的应用于汽车减震器封口 工作，对提升汽车减震器的封口质量有极为明显的成效，为汽车减震器的性能和质量提 供了重要的保障。
权利要求
1.一种力控摆碾式滚压封口机，包括机架(1)、固定工作台(12)、浮动工作台 (13)、夹持机构(4)、旋转机构(5)和摆碾滚压机构(6)，固定工作台(12)固设在机架 (1)上，浮动工作台(13)可滑动地设置在机架(1)上，旋转机构(5)包括电机(51)和连 接所述电机转轴的卡具(52)，摆碾滚压机构(6)包括摆碾油缸(61)、摆碾活塞杆(62)、 与所述摆碾活塞杆铰接的摆碾支板(63)、设置在所述摆碾支板(63)上的滚压轮(64)以 及摆动支座(65)，摆碾油缸(61)和摆碾支板均(63)与所述摆动支座(65)铰接，其特 征在于，所述旋转机构(5)设置在固定工作台(12)上，所述力控摆碾式滚压封口机还包 括压下机构(7)，所述压下机构包括滑动板(71)、气缸(72)、气缸活塞杆(73)、储气罐 (74)、压下油缸(75)和压下活塞杆(76)，滑动板(71)与摆动支座(65)铰接，气缸活塞 杆(73)与所述滑动板(71)铰接，压下活塞杆(76)与所述摆动支座(65)铰接，气缸(72) 与压下油缸(75)固定连接，气缸(72)通过输气管(77)连接储气罐(74)，滑动板(71)设 置在浮动工作台(13)上。
2.根据权利要求1所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述力控摆碾式滚压 封口机还包括预紧机构(3)，预紧机构(3)包括旋转体(31)、安装在旋转体(31)端部的 工装压头(32)和轴承套(33)，轴承套(33)固接在浮动工作台(13)上，旋转体(31)具有 连接部(311)，旋转体(31)通过设置在连接部(311)和轴承套(33)之间的轴承与轴承套 (33)可旋转连接。
3.根据权利要求2所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述夹持机构(4)设 置在浮动工作台(13)上。
4.根据权利要求3所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述旋转机构(5)包 括固接在固定工作台(12)上的电机(51)、连接所述电机转轴的连接件(53)、安装在连接 件(53)上的卡具(52)以及固接在固定工作台(12)上的轴承套(54)，在所述连接件(53) 和轴承套(54)之间设置轴承。
5.根据权利要求4所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，浮动工作台(13)上 设有滑道(131)，滑动板(71)可滑动地设置在所述滑道上，力控摆碾式滚压封口机还包 括进给机构，所述进给机构包括固设在所述滑动板(71)上的进给油缸(81)、进给活塞杆 (82)和固接在所述浮动工作台(13)上的螺母板(83)，进给活塞杆(82)通过设置在其上 的螺纹与设置在螺母板(83)上的螺纹孔螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述进给活塞杆 (82)的外端设有手轮(86)，弹簧(87)压装在螺母板(83)和手轮(86)之间，手轮(86) 具有刻度环(85)，螺母板(83)具有指针环(84)，刻度环(85)和指针环(84)均处在螺母 板(83)和手轮(86)之间，刻度环(85)的中心轴线与进给活塞杆(82)的中心轴线共线。
7.根据权利要求4所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述夹持机构(4)包 括左滑板(41)、右端开口的箱体(42)、三角压力缸(43)和夹持活塞杆(44)，箱体(42) 固设在左滑板(41)上，夹持活塞杆(44)与箱体(42)的左箱板螺纹连接，三角压力缸 (43)设置在箱体(42)中，两个抱杆(45)可转动地设置在箱体(42)的上箱板和下箱板之 间，并且关于三角压力缸(43)的旋转中心对称布置，抱杆(45)的两端部和三角压力缸 (43)的尾部中心各设置一个滚轮(46)，并且在抱杆(45)和箱体(42)的前箱板(422)、后 箱板(423)之间压装一对关于三角压力缸(43)旋转中心对称布置的扭簧(47)，抱杆(45)内端枢接的滚轮始终贴靠在三角压力缸(43)的外壁面上。
8.根据权利要求7所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述左滑板(41)可 滑动地设置在浮动工作板(13)上。
9.根据权利要求4所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述升降机构包括 导柱(21)、盖板(22)、升降油缸(23)和升降活塞杆(24)，导柱(21)固设在固定工作台 (12)上，盖板(22)安装在导柱(21)上，升降油缸(23)固设在盖板(22)上，升降活塞杆 (24)与浮动工作台(13)固定连接。
10.根据权利要求4所述的力控摆碾式滚压封口机，其特征在于，所述摆碾支板(63) 与所述摆动支座(65)铰接的支轴(93)至所述滚压轮轴线的距离大于所述滚压轮(64)的 半径，滚压轮的滚压点(642)处在所述支轴(93)与所述滚压轮内端面(641)之间。
全文摘要
本发明涉及一种力控摆碾式滚压封口机，包括机架、固定工作台、浮动工作台、夹持机构、旋转机构、摆碾滚压机构和压下机构，固定工作台固设在机架上，浮动工作台可滑动地设置在机架上，旋转机构设置在固定工作台上，压下机构包括滑动板、气缸、气缸活塞杆、储气罐、压下油缸和压下活塞杆，滑动板与摆动支座铰接，气缸活塞杆与滑动板铰接，压下活塞杆与摆动支座铰接，气缸与压下油缸固定连接，气缸通过输气管连接储气罐，滑动板设置在浮动工作台上。由气压和液压相结合的压下机构来控制汽车减震器在封口过程中的补偿压力，能够在汽车减震器的封口过程中保持持续稳定的压力补偿，而且结构简单。
文档编号B21D41/04GK102009104SQ20101052354
公开日2011年4月13日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者娄永标 申请人:娄永标