凸轮轴自动涨紧装置的制作方法

本实用新型涉及一种凸轮轴自动涨紧装置，尤其是一种涉及产品自动化组装生产领域的凸轮轴自动涨紧装置。

背景技术：

凸轮轴作为发动机的配气相位机构，是发动机的重要零件之一。现有技术的凸轮轴分为一体化结构和分体结构。其中一体化由于其结构其形状比较复杂，而其中的凸轮又属于较为精密的零件，不仅加工精度高，对其力学性能的要求也较高，如果零件某个局部结构加工不好则会造成整个零件报废。尤其是具备可变气门升程技术的凸轮轴，由于其在工作过程中需要改变气门升程，在一体化制造时难度更大。采用一体化的凸轮轴结构增加了机加工和热处理难度，提高了生产成本，难以保证产品质量的稳定性。为克服前述问题，技术人员提出了一种分体结构形式的凸轮轴，将凸轮轴中高速凸轮、低速凸轮和钢管等重要结构作为分体结构分开制造后再进行装配组成完整的凸轮轴，以降低加工难度，大大减少制造成本。为了保证装配精度的情况下，实现快速批量生产，可以将装配过程划分为多个工艺流程，采用自动化组装系统进行组装。在凸轮轴装配过程中需要先将凸轮片等多个零件按照轴向位置和周向位置的要求安装到钢管上。但是凸轮轴在工作状态下需要承受扭矩，因此需要保证装配后的凸轮轴能够满足扭矩要求，否则在工作条件下凸轮片容易相对钢管产生周向转动。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自动化程度高，操作方便，受人为因素影响小，可以快速提高凸轮轴扭矩承载能力，使其满足工作要求的凸轮轴自动涨紧装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的凸轮轴自动涨紧装置，包括基座、推杆，推杆驱动装置、导向座、顶杆，顶杆驱动装置、定位块、压板和尾座，所述推杆驱动装置与推杆传动连接，所述顶杆驱动装置与顶杆传动连接，所述导向座上设置有导向孔，所述推杆从导向孔中穿入，所述导向座上设置有顶杆槽，所述顶杆从顶杆槽中插入，所述导向座、定位块，和尾座依次安装在基座上，所述尾座上设置有钢球排出通道，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、位置传感器，压力传感器和机器手，所述位置传感器设置在定位块和导向座上，所述压力传感器设置在尾座，所述控制器的信号输出端与机器手的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与顶杆驱动装置的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与推杆驱动装置的信号输入端连接，所述控制器的信号输入端与位置传感器的信号输出端连接，所述控制器的信号输入端与压力传感器的信号输出端连接。

进一步的是，还包括钢球回收口和钢球清洗回路，所述钢球回收口设置在导向座上，并与顶杆槽连通，所述钢球清洗回路一端与钢球排出通道连通一端与钢球回收口连通。

进一步的是，所述钢球清洗回路的中部为弯折形状。

进一步的是，所述顶杆的前端面为朝推杆一侧倾斜的斜面。

进一步的是，所述推杆驱动装置为液压缸，液压缸的前端与推杆尾部连接。

进一步的是，所述顶杆驱动装置为顶出气缸。

进一步的是，还包括压紧液压缸，所述压紧液压缸与压板传动连接。

进一步的是，所述钢球排出通道包括沿尾座轴向方向布置的前段和竖直向下的后段。

进一步的是，所述定位块为V型块。

本实用新型的有益效果是：采用本申请的涨紧装置利用推杆驱动装置驱动推杆推动钢球从钢管的内孔中贯穿而过，由于钢球的直径比钢管内孔略大，在贯穿过程中钢球向四周挤压钢管，使钢管向外扩张变形，从而将安装在钢管外壁上的零件涨紧。钢球穿过钢管后经过尾座上的钢球排出通道排出。整个涨紧过程人工干预少，工艺流程简单，自动化程度高，操作方便，可以快速提高凸轮轴扭矩承载能力，可以提高产品质量和稳定性，适合大规模批量生产。利用控制系统可以实时检测工件到位状态，自动控制驱动装置动作，并能通过压力传感器监测涨紧过程的压力变化，根据压力变化分析产品质量，并及时排除不合格产品，有效保证产品质量。

附图说明

图1是本申请的结构示意图。

图中标记为：基座1、推杆2、导向座3、顶杆4、压板5、尾座6、钢球回收口7、钢球清洗回路8、顶出气缸9、液压缸10、凸轮轴11、压力传感器12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1所示的配式凸轮轴11涨紧装置，包括基座1、推杆2，推杆2驱动装置、导向座 3、顶杆4，顶杆4驱动装置、定位块、压板5和尾座6，所述推杆驱动装置与推杆2传动连接，所述顶杆驱动装置与顶杆4传动连接，所述导向座3上设置有导向孔，所述推杆2从导向孔中穿入，所述导向座3上设置有顶杆槽，所述顶杆4从顶杆槽中插入，所述导向座3、定位块，和尾座6依次安装在基座1上，所述尾座6上设置有钢球排出通道。其中基座1作为钢管部件安装的基础。推杆驱动装置可通过安装板与基座1固定，还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、位置传感器，压力传感器12和机器手，所述位置传感器设置在定位块和导向座3上，所述压力传感器12设置在尾座6，所述控制器的信号输出端与机器手的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与顶杆驱动装置的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与推杆驱动装置的信号输入端连接，所述控制器的信号输入端与位置传感器的信号输出端连接，所述控制器的信号输入端与压力传感器12的信号输出端连接。控制器可以采用可编程控制器、工控机、单片机等。具体实施时推杆2的移动方向与顶杆4的移动方向垂直。定位块用来对凸轮轴11进行定位，压板5用于将定位后的凸轮轴11压紧。导向座3用于对推杆2的移动进行导向，使推杆2可以准确的推动钢球穿过钢管。尾座6用于将凸轮轴11轴向固定。本申请的涨紧装置在使用时当机器手将凸轮轴11放置在定位块上定位后，传感器检测到工件，控制器接收到检测信号，控制压紧液压缸驱动压板5将凸轮轴11压紧在定位块上，钢球顶出气缸9推动钢球顶杆4将清洗后的钢球顶至导向座3的规定位置，传感器检测到后控制系统驱动液压缸10推动推杆2将钢球顶入钢管开始涨紧工件，在涨紧过程中压力传感器 12将检测到的压力值传送给控制器，控制器通过对检测压力数据的处理对整个涨紧过程形成一条完整的压力-时间曲线，并由控制系统对比设定值，移出超出设定值的工件，钢球从工件中顶出后落入钢球清洗回路8中进行清洗并返回钢球顶杆4位置，进行下一循环。

还包括钢球回收口7和钢球清洗回路8，所述钢球回收口7设置在导向座3上，并与顶杆槽连通，所述钢球清洗回路8一端与钢球排出通道连通一端与钢球回收口7连通。钢球完成涨紧过程后经过尾座6进入钢球清洗回路8，钢球在清洗回路中经过清洗后从导向座3的回收口处进入顶杆槽中作为下一次涨紧用的钢球。采取前述方案提高了本申请的自动化程度，使钢球能够循环重复利用，并在循环过程中经过清洗，保证了凸轮轴11产品的质量。具体实施时清洗回路的回收口位置低于钢球排出通道的出口，使钢球可以依靠重力作用自动下落。

所述钢球清洗回路8的中部为弯折形状。将清洗回路设计成弯折的形状，可以增加清洗回路的长度，使钢球的清洗更加充分。

所述顶杆4的前端面为朝推杆2一侧倾斜的斜面。采用前述方案可以避免钢球顶升到与钢管同一高度时从钢管一侧滑落。

所述推杆2驱动装置为液压缸10，液压缸10的前端与推杆2尾部连接。采用液压缸10 驱动推杆2，传动过程平稳可靠，使产品质量得到提高。

所述顶杆4驱动装置为顶出气缸9。采用气缸驱动顶杆4将钢管顶升到指定高度，动作快速准确，效率高。

所述钢球排出通道包括沿尾座6轴向方向布置的前段和竖直向下的后段。采用前述的通道设计，钢管在推杆2推动下沿前端移动到后段上方后在重力作用下自动沿后段下落排出。

还包括压紧液压缸，所述压紧液压缸与压板5传动连接。采用压紧液压缸驱动压板5压紧凸轮轴11，使凸轮轴11可靠夹紧，可以有效避免钢球涨紧过程中凸轮轴11发生位移，使涨紧过程更加准确。

所述定位块为V型块。采用V型块可以实现中心轴自动对中，提高定位的准确性。

实施例：

在本实施例中推杆驱动装置采用液压缸10，顶杆4驱动装置采用气缸、定位块采用微型块、压板5。清洗回路采用具有一定柔性的管路制作，具体实施时清洗回路的回收口位置低于钢球排出通道的出口，使钢球可以依靠重力作用自动下落，并在管路里添加适当的清洗液。在基座1下部安装支脚，导向座3安装在基座1的中部，顶杆4从基座1下部向上将钢球顶升到导向座3的指定位置。

采用本申请的涨紧装置利用推杆2驱动装置驱动推杆2推动钢球从钢管的内孔中贯穿而过，由于钢球的直径比钢管内孔略大，在贯穿过程中钢球向四周挤压钢管，使钢管向外扩张变形，从而将安装在钢管外壁上的零件涨紧。钢球穿过钢管后经过尾座6上的钢球排出通道排出。整个涨紧过程人工干预少，工艺流程简单，自动化程度高，操作方便，可以快速提高凸轮轴11扭矩承载能力，可以提高产品质量和稳定性，适合大规模批量生产。

利用控制系统可以实时检测工件到位状态，自动控制驱动装置动作，并能通过压力传感器12监测涨紧过程的压力变化，根据压力变化分析产品质量，并及时排除不合格产品，有效保证产品质量。