专利名称：汽车转向管柱配件压装装置及其压装方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车转向系统的装配装置，特别是，本发明涉及一种转向管柱配 件压装装置，所述转向管柱配件压装装置可将下轴承、卡簧及锁套等转向管柱配件作一次 性压装。
背景技术：
汽车转向系统的基本组成包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构等。其中，所 述转向操纵机构主要是由转向盘、转向轴及连接所述转向盘和转向轴的转向管柱等组成。 转向操纵机构无论是可分离式安全转向操纵机构、钢球滚压变形式结构或波纹管变形吸能 式转向操纵机构，其转向管柱均分为上下两段，当发生撞车事故时，上下两段相互分离或相 互滑动，从而有效地防止了转向盘对驾驶员的伤害。转向轴是连接转向盘和转向器的传动件，并传递转向盘和转向器之间的转矩。转 向管柱安装在车身上，用于支承转向盘。转向轴从转向管柱中穿过，支承在管柱内的轴承和 衬套上。通常，转向轴多用无缝钢管制成，它的上部用轴承或衬套支承在转向管柱内，下部 支承在下固定支架内的轴承中。所述轴承下端装有弹簧，可自动消除转向管柱与转向轴之 间的轴向间隙，其下端与转向万向节相连。转向管柱的下端压装在下固定支架的孔内，下固定支架用两个螺栓固定在驾驶室 底板上。转向管柱上端则通过上固定支架固定在驾驶室的前围仪表板上。转向轴和转向管柱的吸能装置有多种形式。其基本结构原理是，当转向轴受到巨 大冲击时，转向轴便产生轴向位移，使支架或某些支承件产生塑性变形，从而吸收冲击能量。例如，桑塔纳轿车的转向轴安全装置为在结构上，转向轴分为上、下两段，中间用 柔性联轴器连接。联轴器的上、下凸缘盘靠两个销子与销孔扣合在一起。销子通过衬套与 销孔配合。其工作原理是，当发生猛烈撞车事故时，将引起车身、车架产生严重变形，导致转 向轴、转向盘等部件后移。与此同时，在惯性作用下驾驶员人体向前冲，致使转向轴上的上、 下凸缘盘的销子与销孔脱开，从而缓和了冲击，吸收了冲击能量，有效地减轻了驾驶员受伤 的程度。目前国内的轴承与锁套等两套零件的装配，是分别用一台轴承压机和另一台锁套 压机的两台设备，并由两个操作工完成的，这样，即浪费了装配时间，又浪费了人力，经济性 不佳。另一方面，国外常采用的装配方式是多工位旋转台式压装，即，由一台多工位旋转台 式压装机一次性完成安装，虽然是由一台设备一名操作工完成，但是设备的投资却相当大。轴承压机一般采用气液增压缸实现一定的最大压装力，加工的节拍为一定的秒 数。其质量要求只是把轴承压至轴承档处，确保轴承压入的压装力最小不得低于规定压 力，而设备的投资额为现定现市场价。锁套压机一般采用液压缸实现一定的最大压装力，加工的节拍为一定的秒数。质
4量要求把锁套与定位圈一起压装到位，压装力基本控制在规定压力左右，而设备投资额为 现市场价。这样的轴承与锁套等两套零件由两台设备及两个操作工完成的工作方式，同样即 浪费了装配时间又浪费人力，而且，由于两次装配带来的不利影响，经常会导致尺寸不稳 定，经济性不佳。另外，也有人公开了一种由一台设备完成这两部分零部件的装配，这种设备采用 的是工位旋转台式压装，即先在一个工位压装下轴承零部件，再转换到下个工位完成卡簧 及锁套的压装。但由于是在一台设备在两个工位分别完成这两部分零部件的装配，因此，该 设备造价高昂，同样不经济。此外，利用以上装配方法所装配完成的工件还需要另外进行检 测，耗时耗力，不利于工序的节约。
发明内容
本发明，是鉴于上述问题而研发的。为克服上述问题，本发明提供一种汽车转向管 柱配件的压装装置，所述汽车转向管柱配件的压装装置可对汽车转向管柱的下轴承、卡簧 及锁套等配件进行一次性压装。根据本发明，在保证所有装配零件零缺陷功能有效，且满足装配后图纸要求的基 础上，以最少的设备投资，最短的加工节拍，最少的人员消耗达到所有零件的一次性自动装 配及检测。由达到一定秒数以内的加工节拍并且只由一个操作工来完成装配来达到设备的 经济性；以确保一次装夹、一次定位、一次压装来保证锁套与轴承之间的相对位置而达到质 量控制；在能保证压装平稳的液压缸与电动缸中选用价格较为低廉的液压缸以保证专机动 力机构的低成本，从而降低整机的成本；由汽缸来实现夹紧与定位，再用汽缸来实现上下两 个压装动作的切换来保证轴承与锁套压装的连惯性。本发明的目的在于提供一种汽车转向管柱配件的压装装置，根据本发明的转向 管柱配件压装装置，能将压簧、下轴承、垫块、卡簧、定位圈及锁套等配件的压装和其后的由 感应器进行的上述配件是否到位的检测的工作一次性完成。且，本发明的汽车转向管柱下 轴承、卡簧及锁套等的压装装置造价低廉。本发明的目的又在于提供一种汽车转向管柱配件的压装装置的使用方法。根据 本发明的转向管柱配件压装装置的使用方法，能将压簧、下轴承、垫块、卡簧、定位圈及锁套 等配件的压装和其后的由感应器进行的上述配件是否到位的检测的工作一次性完成。且， 本发明的汽车转向管柱下轴承、卡簧及锁套等的压装装置造价低廉。本发明的汽车转向管柱配件的压装装置的技术方案如下一种汽车转向管柱配件压装装置，包括机架100和装配定位机构200，所述装配定 位机构200设于机架100下部，用于固定和定位转向管柱10的轴向位置；其特征在于，所述压装装置还包括设置于装配定位机构200上部的卡簧和下轴承压装机构 300，用于固定和装配卡簧11，挡圈12，下轴承13，压簧14 ；设置于卡簧和下轴承压装机构300上部的定位圈压装机构400，用于固定定位圈 15并把定位圈15位移到指定位置；设置于定位圈压装机构400上部的锁套压装机构500，用于固定并压装锁套16 ；设置于机架100上部的压装机构600，所述压装机构600与锁套压装机构500连接。根据本发明的汽车转向管柱配件压装装置，就可以一次性完成转向管柱的下轴 承、卡簧及锁套等配件的压装工序，比起以往压锁套与压轴承需要由两台设备各自单独完 成，即浪费工时与人力，又因为两次装夹导致了装配的不稳定。而根据本发明，其显著特点 就是一次性装夹定位、一次性压装，缩短了节拍，也减少了人力。其结果，节省了压装工序数 量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的第二优选方案是所述机架100包括导轨101，供压装机构上下运动；压 装油缸安装板102，设于所述机架100上部，用于安装压装机构600油缸；所述导轨101是 垂直设置的两条平行导轨。根据本发明的第二优选方案，可将以往压锁套与压轴承需要由两台设备各自单独 完成的压装工序统一到一台设备上完成，其结果，节省了压装工序数量，减少了劳动人数， 缩短了压装工序总时间。本发明的第三优选方案是所述装配定位机构200包括装配定位机构支撑板201，支撑固定于机架100上；第一夹紧气缸203，相向设置于装配定位机构支撑板201 二侧；节叉定位块202，设于夹紧气缸203推进杆头部，用于固定转向管柱节叉接头；压紧气缸205，固定于装配定位机构支撑板201上，位于节叉定位块202下方，用于 压紧转向管柱10压紧汽缸直接驱动节叉定位块，节叉定位块是用于夹紧工件并做底面支 撑的作用；第一传感器206，设于压紧气缸205—侧，用于确认转向管柱10到位并发出点亮指 示灯的指令。根据本发明的上述第三优选方案，工件放置到支撑固定于机架100上、包括装配 定位机构支撑板201的所述装配定位机构200上。第一传感器206确认工件已被装配到位 并等待着加工，否则机床不运行。其过程为首先，传感器先确认工件已被装配到位等待着 加工，然后启动机床运行开关后，压紧汽缸205把工件向上压紧到指定位置，夹紧汽缸203 同时从两侧夹紧工件且轴向定位好。这样，就可以将以往压锁套与压轴承需要由两台设备 各自单独完成的压装工序统一到一台设备上完成，其结果，节省了压装工序数量，减少了劳 动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的第四优选方案是所述卡簧和下轴承压装机构300包括卡簧和下轴承压装机构支撑板301，装设于机架100并能沿导轨101上下运动；卡簧压装块302 ；第二夹紧气缸303 ；第三夹紧气缸304 ；第四夹紧气缸305;压装气缸306带动整体一起向下运动，直至卡簧压装限位块207(图中无)处；定位切换汽缸307 ；转向管柱导向块308。工件的加工过程是把压簧14、轴承13、挡块12、和卡簧11依次套入花键轴内；把 预装好的小总成装入节叉定位块202上并确保工件确认传感器206指示灯点亮后，再套入定位圈15至管柱导向块308以上即可。接下来，手动把锁套16装入锁套压头501中，并在确保第三传感器504指示灯点 亮后，操作工退出设备；操作工手动按动机床启动按钮，机床进入自动装配循环阶段。上述自动装配循环阶段的过程为首先机床压紧汽缸205向上上下方向压紧工件后，夹紧汽缸203同时从左右方向 夹紧工件并精确定位好花键轴的位置；其次，第五夹紧汽缸402左右夹紧花键轴杆部，确保压装锁套时同心度准确；再次，夹紧汽缸305夹紧，并通过压装汽缸306向下带动卡簧压装块302，使卡簧 11、挡块12、轴承13、压簧14 一起压缩至卡簧压装限位块207处停止；第四，压装汽缸306退回，夹紧汽缸305放松复位，夹紧汽缸304夹紧；第五，液压油缸601带动压装机构中的锁套向下运动，在此过程中带动定位圈一 起向下直至限位块404停止后，压装机构300回至起始位置；第六，检测汽缸704带动检测机构向前对工件进行检测，通过机床自动根据检测 传感器705/706的信号判断出完工件的状态；第七，机床复位，释放完工件，操作工根据机床的合格/不合格状态警示处理完工 件。根据本发明的第四优选方案，一次性把压簧14、轴承13、挡块12、和卡簧11依次套 入花键轴内，并把预装好的(转向管柱)小总成装入节叉定位块202上，再套入定位圈15 至管柱导向块308以上，至此，就可以将以往压锁套与压轴承需要由两台设备各自单独完 成的压装工序统一到一台设备上一次性完成，其结果，节省了压装工序数量，减少了劳动人 数，缩短了压装工序总时间。还有，通过传感器206、504、705、706的点亮与否的判断，在保证了操作工的安全
的基础上能够一次性完成该工序。本发明的第五优选方案是所述定位圈压装机构400包括定位圈压装机构支撑板401，可以沿导轨101上下运动；二个第五夹紧气缸402，相向设于定位圈压装机构支撑板401两端；定位圈压装块403，设于第五夹紧气缸402推进杆头部，用于固定定位圈；限位块404，设于定位圈压装机构支撑板401，用于限制上部机构下降的行程。根据本发明的第五优选方案，由于定位圈压装机构400设置有定位圈压装机构支 撑板401、第五夹紧气缸402、定位圈压装块403、限位块404，而定位圈压装机构支撑板401 可以沿导轨101上下运动、第五夹紧气缸402可以左右夹紧、定位圈压装块403可以固定定 位圈、限位块404可以限制上部机构的下降限位。由此，就可以用一台设备上一次性完成以 往的压锁套与压轴承需要由两台设备各自单独完成的压装工序，其结果，节省了压装工序 数量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的第六优选方案是所述锁套压装机构500包括锁套压头501 ；第三传感器 504，设于锁套压头501 —侧，用于确认锁套压装到位。根据本发明的第六优选方案，由于所述锁套压装机构500包括锁套压头501并设 置有第三传感器504，所以能够完成锁套的压装并确认锁套压装到位。由此，就可以在一 台设备上一次性完成锁套与其他工件的压装，其结果，节省了压装工序数量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的第七优选方案是所述压装机构600包括压装油缸601，装设于压装油缸 安装板102 ；压装油缸推进杆行程传感器502，用于控制压装机构600的油缸退回位置，中位 位置，进给位置A、B的行程；第二传感器503，设于锁套压头501与压装油缸600推进杆之 间，用于控制压装油缸600的压力。根据本发明的第七优选方案，所述压装机构600包括压装油缸601、压装油缸推进 杆行程传感器502、和第二传感器503，所以就可以控制压装机构600的油缸退回位置，中位 位置，进给位置A、B的行程、和控制压装油缸600的压力。其结果，就可以在一台设备上一 次性完成多工件的压装，节省了压装工序数量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的第八优选方案是所述压装油缸601设有四种行程位置，分别是油缸退 回位置，油缸中位位置，油缸进给位置B，油缸进给位置A。根据本发明的第八优选方案，就可以协调控制压装机构600的油缸退回位置，中 位位置，进给位置A、B的行程。其结果，就可以在一台设备上一次性完成多工件的压装，节 省了压装工序数量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明的汽车转向管柱配件压装装置的压装方法，包括如下步骤第一步骤装配定位机构200定位并夹紧转向管柱节叉接头；第二步骤卡簧和下轴承压装机构300，固定和装配卡簧11，挡圈12，下轴承13，压 簧14 ；定位圈压装机构400夹紧定位圈；第三步骤卡簧压装机构向下运动至限位块；第四步骤定位圈压装气缸退回；步骤液压缸向下把锁套压装到位并且保证定位圈充分进入锁套；第六步骤液压缸退回，检测机构检测完工件状态。根据本发明的汽车转向管柱配件压装装置的压装方法，就可以将以往压锁套与压 轴承需要由两台设备各自单独完成的压装工序统一到一台设备上一次性完成，其结果，节 省了压装工序数量，减少了劳动人数，缩短了压装工序总时间。本发明汽车转向管柱配件压装装置的技术效果是由于本装置利用定位气缸，夹 紧气缸、液压系统的执行单元、传感器控制单元，集成下轴承、卡簧、锁套等压装机构，使本 装置一个工作循环就能一次性自动完成压簧、下轴承、卡簧、垫块、卡簧、定位圈、锁套压装 在转向管柱预装位置。无需分开压装，大大节约了工序和人工。
图1是汽车转向管柱配件的装配及待装配零件的示意图。图2A是本发明的汽车转向管柱配件压装装置压装系统的整体结构示意图。图2B是图1压装系统结构的左视图。图3是本发明的汽车转向管柱配件压装装置装配定位机构的结构图。图4是本发明的汽车转向管柱配件压装装置卡簧下轴承压装机构的结构图。图5是本发明的汽车转向管柱配件压装装置定位圈压装机构的结构图。图6是本发明的汽车转向管柱配件压装装置锁套压装机构的结构图。图7是本发明的汽车转向管柱配件压装装置检测机构的结构图。
图中，
10转向管柱
11卡簧
12挡圈
13下轴承
14压簧
15定位圈
16锁套
17指示灯
18油缸连接组件(推进杆)
100机架
101导轨
102压装油缸安装板
200装配定位机构
201装配定位机构支撑板
202节叉定位块
203第一夹紧气缸
205压紧气缸
206第一传感器
207卡簧压装限位块
300卡簧下轴承压装机构
301卡簧下轴承压装机构支撑板
302卡簧压装块
303第二夹紧气缸
304第三夹紧气缸
305第四夹紧气缸
306压装汽缸
307定位切换汽缸
308转向管柱导向块
400定位圈压装机构
401定位圈压装机构支撑板
402第五夹紧气缸
403定位圈压装块
404限位块
405直线导轨
500锁套压装机构
501锁套压头
502压装油缸推进杆行程传感器
503第二压力传感器
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504第三传感器
505标定用压力传感器
600压装机构(压装油缸)
601压装油缸
A油缸进给位置一
B由缸进给位置二
C由缸中位位置，
D由缸退回位置，
702锁套检测头
703挡块/卡圈检测头
704检测汽缸
702/703检测头
705/706检测传感器
D油缸退回位置，C油缸中位位置，
B，油缸进给位置二，A油缸进给位置一。
具体实施例方式下面，以实施例，结合附图，对本发明的汽车转向管柱配件压装装置的具体实施方 式做详细说明，进一步阐明本发明的优点及相对于现有技术的贡献。如图1所示，是本发明的汽车转向管柱配件压装装置所装配产品示意图，转向管 柱10靠近节叉部位需要依次压装压簧14、下轴承13、挡圈12、卡簧11，然后是锁套16，定位 圈15装设于锁套上。迄今为止，所述(转向)管柱10的靠近节叉部位所压装的压簧、下轴承、挡圈、卡 簧、锁套，以及装设于锁套上的定位圈是由至少两台机器两个以上的操作工通过两个以上 的工序完成的。耗时耗能耗人工，还需要很大的工作面。而根据本发明的汽车转向管柱配件压装装置，只需要一台机器一个操作工和一道 工序就能完成。省时省能省人工，还减小了所需工作面。具体如下本发明的汽车转向管柱配件压装装置包括机架100，装配定位机构200，卡簧和 下轴承压装机构300，定位圈压装机构400，锁套压装机构500，压装机构600。如图2所示，所述机架100上，支撑着所述压装装置的各个部分。所述装配定位机 构200设于所述机架100下部，用于固定和定位转向管柱10的轴向位置。所述卡簧和下轴 承压装机构300设于所述装配定位机构200上部，用于固定和装配卡簧11、挡圈12、下轴承 13、压簧14。所述定位圈压装机构400，设于所述卡簧和下轴承压装机构300上部，用于固 定定位圈15并把定位圈15位移到指定位置。所述锁套压装机构500，设于所述定位圈压装 机构400上部，用于固定并压装锁套16。所述压装机构600，设于所述机架100上部，所述 压装机构600与所述锁套压装机构500连接。另外，所述压装装置的所述机架100还包括导轨101和压装油缸安装板102。所述 导轨101供机构上下运动。所述压装油缸安装板102设于所述机架100上部，用于安装压 装油缸600。所述导轨101是平行设置的两条垂直直线导轨。如图3所示，所述装配定位机构200包括装配定位机构支撑板201，二个第一夹紧气缸203，节叉定位块202，压紧气缸205，第一传感器206。从图示可见，前后定位舌预定位产品的轴向位置，左右的夹紧块夹紧后做压装支 撑，安装SW4传感器确保零件预装到位。所述装配定位机构支撑板201与机架100固定连接。所述二个第一夹紧气缸203 相向设置于装配定位机构支撑板201两端，从两侧夹紧工件且轴向定位。所述节叉定位块 202设于夹紧气缸203推进杆头部，用于固定转向管柱节叉接头。所述压紧气缸205固定于 装配定位机构支撑板201上，位于节叉定位块202下方，用于向上压紧转向管柱10，压紧汽 缸直接驱动节叉定位块202，节叉定位块202是用于夹紧工件并做底面支撑的作用。所述 第一传感器206设于压紧气缸205 —侧，用于确认转向管柱10是否到位以发出机床运行信 号。如图4所示，所述卡簧和下轴承压装机构300包括卡簧和下轴承压装机构支撑 板301，卡簧压装块302，第二夹紧气缸303，第三夹紧气缸304，第四夹紧气缸305，压装气缸 306，定位切换汽缸307，转向管柱导向块308。从图示可见，导向块支撑住压装轴，卡簧夹紧块压紧卡簧后，上下压装汽缸进行卡 簧、挡块、下轴承、压簧一系列零件的压装。所述卡簧和下轴承压装机构支撑板301装设于所述机架100并能沿导轨101上下 运动。所述卡簧压装块302由所述压装汽缸306带动向下压缩卡簧、挡块、轴承、压簧一起 至卡簧压装限位块207处(未图示)。所述第二夹紧气缸303、所述第三夹紧气缸304、所述 第四夹紧气缸305是夹紧工件用气缸。所述压装气缸306带动整体一起向下运动直至卡簧 压装限位块207处；所述定位切换汽缸307切换管柱定位；所述转向管柱导向块308引导管 柱方向。如图5所示，所述定位圈压装机构400包括定位圈压装机构支撑板401，二个第 五夹紧气缸402，定位圈压装块403，限位块404。从图示可见，定位圈夹紧汽缸夹紧定位圈后，向下运动至指定位置。所述定位圈压装机构支撑板401可以沿所述导轨101上下运动。所述二个第五夹 紧气缸402相向设于所述定位圈压装机构支撑板401两端。所述定位圈压装块403设于所 述第五夹紧气缸402推进杆头部，用于固定定位圈，并沿直线导轨405左右往复运动。所述 限位块404设于所述定位圈压装机构支撑板401，用于限制上部机构下降至该限位块404。如图6所示，所述锁套压装机构500包括锁套压头501，第三传感器504。所述锁套压头501压装锁套至规定位置。所述第三传感器504设于锁套压头501 一侧，用于确认锁套已完全装入锁套压头内的状态。如图1及图6所示，所述压装机构600包括压装油缸601，压装油缸推进杆行程 传感器502，第二压力传感器503。所述压装油缸601装设于压装油缸安装板102上。所述压装油缸推进杆行程传感 器502用于控制压装机构600的油缸退回位置D、中位位置C、进给位置一，二(A、B)的行 程。所述第二压力传感器503设于锁套压头501与压装油缸600推进杆18之间，用于控制 压装油缸600的压力。所述压装油缸601设有四种行程位置，分别是油缸退回位置、油缸中位位置、油缸 进给位置B、油缸进给位置A。
如图7所示，检测机构包括锁套检测头702和挡块/卡圈检测头703。从图示可见，液压缸向下把锁套压装并把定位圈充分带入，确保锁套与定位圈的 压装位移及压装力；液压缸退回，检测机构检测完工件状态。所述锁套检测头702是检测锁套与定位圈是否漏装的机构。所述挡块/卡圈检测 头703是检测挡块/卡圈任意一件或多件是否漏装的机构。检测原理是，工件压装完毕后，通过检测汽缸704驱动检测头702/703直接检测完 工件，如果检测传感器705亮了，则说明锁套或者定位圈漏装了(任意一件漏装，另外一件 都会落下来，导致检测传感器705亮，机床报警)。如果检测传感器706亮了，则说明挡块 /卡圈任意一件或多件漏装了，卡圈漏装了，其它零件直接向上弹起，检测传感器706会常 亮，机床报警。如果挡块漏装，轴承会被压簧向上顶，也会使检测传感器706常亮，机床同样 报警。只有当检测传感器705不亮且检测传感器706不亮的时候，检测机构才会检测完毕， 自动退回，否则机床报警。本发明的汽车转向管柱配件压装装置的压装方法，包括如下六个步骤第一步骤由装配定位机构200定位，并夹紧转向管柱节叉接头；第二步骤由卡簧和下轴承压装机构300固定和装配卡簧11、挡圈12、下轴承13、 压簧14，由定位圈压装机构400夹紧定位圈；第三步骤卡簧压装机构向下运动至卡簧压装限位块207 ；第四步骤定位圈压装气缸退回；第五步骤液压缸向下，将锁套压装到位，并且保证定位圈充分进入锁套；第六步骤液压缸退回，由锁套检测头702检测锁套与定位圈安装情况，同时，由 挡块/卡圈检测头703检测挡块/卡圈的任意一件或多件的安装情况，检测机构完成检测工作。更详细地说，加工步骤为将压簧14、轴承13、挡块12、卡簧11依次套入花键轴(转向管柱)。然后，把预装好的(转向管柱)小总成装入节叉定位块202上，并确保工件确认传 感器206亮，再套入定位圈15至管柱导向块308以上即可。随后，再手动把锁套16手动装入锁套压头501中，并确保第三传感器504亮后操 作工退出设备。接着，操作工按动机床启动按钮，机床进入自动装配循环阶段。该自动装配循环阶 段又分为首先机床压紧汽缸205向上压紧工件后，夹紧汽缸203同时夹紧工件并精确定位 好花键轴。其次，第五夹紧汽缸402左右夹紧花键轴杆部，确保压装锁套时同心度准确。第三，由夹紧汽缸305夹紧转向管柱，并通过压装汽缸306向下带动卡簧压装块 302，使卡簧、挡块、轴承、压簧一起压缩至卡簧压装限位块207处停止。第四，压装汽缸306退回，夹紧汽缸305放松复位，夹紧汽缸304夹紧。第五，液压油缸601带动压装机构中的锁套向下运动，在此过程中，带动定位圈一 起向下直至限位块404后停止，压装机构回至起始位置。第六，检测汽缸704带动检测机构向前对工件进行检测，机床自动根据检测传感
12器705/706的信号判断出完工件的状态。最后，机床复位，释放完工件，操作工根据机床的合格/不合格状态警示处理完工 件。根据以上的本发明的汽车转向管柱配件压装装置的压装方法，就可以达到一定秒 数以内的加工节拍，并且只由一个操作工来完成装配来达到设备的经济性；以确保一次装 夹、一次定位、一次压装来保证锁套与轴承之间的相对位置而达到质量控制；在能保证压装 平稳的液压缸与电动缸中选用价格较为低廉的液压缸以保证专机动力机构的低成本，从而 降低整机的成本。从而在保证所有装配零件零缺陷功能有效且满足装配后图纸要求的基础 上，以最少的设备投资，最短的加工节拍，最少的人员消耗达到所有零件的一次性自动装配 及检测，并用汽缸来实现上下两个压装动作的切换来保证轴承与锁套压装的连惯性。本发明的下轴承卡簧锁套一次压装系统，属于针对转向管柱的特定设计开发的装 配方法，是利用定位汽缸、夹紧汽缸与液压系统的执行单元、位移传感器/力传感器的控制 单元等一次性自动完成对压簧、下轴承、垫块、卡簧、定位圈、锁套等产品的压装与检测。与 目前国内的分别由两台设备两个操作工完成轴承与锁套等两套零件的装配相比，即节省了 装夹时间又节省了人员，有益于项目的经济性。并且与国外采用的由一台设备一名操作工 完成的多工位旋转台式压装装配方式相比，节省了设备的投资。又，根据本发明的汽车转向管柱配件压装装置的下轴承卡簧锁套一次压装系统， 在保证所有装配零件零缺陷功能有效且满足装配后图纸要求的基础上，以最少的设备投 资，最短的加工节拍，最少的人员消耗达到所有零件的一次性自动装配及检测。又，根据本发明的汽车转向管柱配件压装装置的下轴承卡簧锁套一次压装系统， 能够达到装配过程的连续性的技术要点即1)节叉定位汽缸夹紧工件；幻卡簧压装汽缸夹 紧工件且定位圈压装夹具夹紧工件；幻卡簧压装汽缸向下运动至限位；4)定位圈压装汽缸 退回力)液压缸向下把锁套压装到位并且确保定位圈充分进入锁套；6)液压缸退回，检测 机构检测完工件状态。所述整个循环过程控制在20秒以内完成。-其他实施方式_本发明的汽车转向管柱配件压装装置，是根据下轴承卡簧锁套一次性压装的需要 采用了垂直压装方向和水平夹紧方向的两个工作方向，但是本发明并不只限于此，简单地 讲，本发明还可以是旋转90度，即垂直夹紧和水平压装。并且，还可以是根据不同的加工件 的需要压装和夹紧的两个方向可以是任意角度的设定。还有，本发明的汽车转向管柱配件压装装置，是根据方向轴是直件加工件采用了 直线轨道，但是本发明并不只限于此，根据不同线形的工件可以采用不同曲线的轨道。另 外，本发明的压装装置采用的是双轨道，同样本发明不只限于此，单轨道、三轨道及多轨道 均可适用。又，本发明的汽车转向管柱配件压装装置的传感器是采用指示灯显示的，但是本 发明并不只限于此，声显示以及其他的能够提醒操作人员的显示均可适用。又，本发明的汽车转向管柱配件压装装置的工件及装配件的填装是由操作工人工 完成的，但是本发明不只限于此，根据不同的情况，采用机器人、机器手等的填装也是适用 的。以上的实施方式，从本质上说只是优选的示例，无意于限制本发明及其适用物以
13及用途范围。 根据本发明的转向管柱配件压装装置，能将压簧、下轴承、垫块、卡簧、定位圈及锁 套等配件的压装和其后的由感应器进行的上述配件是否到位的检测的工作一次性完成。 且，本发明的汽车转向管柱下轴承、卡簧及锁套等的压装装置造价低廉。
权利要求
1.一种汽车转向管柱配件压装装置，包括 机架(100)；装配定位机构000)，设于机架(100)下部，用于固定和定位转向管柱(10)的轴向位置；卡簧和下轴承压装机构(300)，设于装配定位机构(200)上部，用于固定和装配卡簧 (11)、挡圈(12)、下轴承(13)及压簧(14)；定位圈压装机构G00)，设于卡簧和下轴承压装机构(300)上部，用于固定定位圈(15) 并把定位圈(1 位移到指定位置；锁套压装机构(500)，设于定位圈压装机构(400)上部，用于固定并压装锁套(16)； 压装机构(600)，设于机架(100)上部，所述压装机构(600)与锁套压装机构(500)连接。
2.根据权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述机架(100) 包括导轨(101)，供上述机构上下运动；压装油缸安装板(102)，设于所述机架(100)上部，用于安装压装油缸(600)。
3.根据权利要求2所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述导轨(101) 是垂直设置的两条平行导轨。
4.根据权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述装配定位机 构(200)包括装配定位机构支撑板001)，与机架(100)固定连接；二个第一夹紧气缸003)，相向设置于装配定位机构支撑板O01) 二端，从二侧夹紧工 件且轴向定位；节叉定位块002)，设于夹紧气缸(20 推进杆头部，用于固定转向管柱节叉接头； 压紧气缸(20 ，固定于装配定位机构支撑板(201)上，位于节叉定位块(20 下方，用 于向上压紧转向管柱(10)，压紧汽缸直接驱动节叉定位块，节叉定位块是用于夹紧工件并 做底面支撑的作用；第一传感器006)，设于压紧气缸(205) —侧，用于确认转向管柱(10)是否到位并发出 机床运行信号。
5.根据权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述卡簧和下轴 承压装机构(300)包括卡簧和下轴承压装机构支撑板(301)，装设于机架(100)并能沿导轨(101)上下运动； 卡簧压装块(302)，由压装汽缸(306)带动向下压缩卡簧、挡块、轴承、压簧一起至卡簧 压装限位块(207)处；第二夹紧气缸(303)，夹紧工件用气缸； 第三夹紧气缸(304)，夹紧工件用气缸； 第四夹紧气缸(305)，夹紧工件用气缸；压装气缸(306)，带动整体一起向下运动直至卡簧压装限位块(207)处； 定位切换汽缸(307)，切换管柱定位； 转向管柱导向块(308)，引导管柱方向。
6.根据权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述定位圈压装 机构(400)包括定位圈压装机构支撑板G01)，可以沿导轨(101)上下运动； 第五夹紧气缸002)，相向设于定位圈压装机构支撑板001) 二端； 定位圈压装块003)，设于第五夹紧气缸(402)推进杆头部，用于固定定位圈，并沿直 线导轨(405)左右往复运动；限位块004)，设于定位圈压装机构支撑板001)，用于限制上部机构下降至该限位块 (404)。
7.根据权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述锁套压装机 构(500)包括锁套压头(501)，压装锁套至规定位置；第三传感器(504)，设于锁套压头(501) —侧，用于确认锁套已完全装入锁套压头内的 状态。
8.根据权利要求2所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述压装机构(600)包括压装油缸(601)，装设于压装油缸安装板(102)；压装油缸推进杆行程传感器(502)，用于控制压装机构(600)的油缸退回位置、中位位 置、进给位置A、B的行程；第二压力传感器(503)，设于锁套压头(501)与压装油缸(600)推进杆之间，用于控制 压装油缸(600)的压力。
9.根据权利要求8所述的汽车转向管柱配件压装装置，其特征在于所述压装油缸(601)设有四个行程位置，分别是油缸退回位置(D)，油缸中位位置(C)，油缸进给位置二 (B)，油缸进给位置一(A)。
10.一种权利要求1所述的汽车转向管柱配件压装装置的压装方法，其特征在于 该压装方法包括如下步骤第一步骤装配定位机构(200)定位并夹紧转向管柱节叉接头； 第二步骤卡簧和下轴承压装机构(300)，固定和装配卡簧(11)，挡圈(12)，下轴承 (13)，压簧(14)；定位圈压装机构(400)夹紧定位圈；第三步骤卡簧压装机构向下运动至卡簧压装限位块O07)； 第四步骤定位圈压装气缸退回；第五步骤液压缸向下把锁套压装到位并且保证定位圈充分进入锁套； 第六步骤液压缸退回，锁套检测头(70 检测锁套与定位圈安装情况，挡块/卡圈检 测头(70 检测挡块/卡圈的任意一件或多件的安装情况，其后检测机构完成检测工作。
全文摘要
一种汽车转向管柱配件压装装置及其使用方法，能一次完成汽车方向盘轴的下轴承、卡簧、锁套零部件的装配。其技术方案为转向管柱下轴承卡簧锁套压装装置，包括机架；装配定位机构，设于机架下部，用于固定和定位转向管柱的轴向位置；卡簧和下轴承压装机构，设于装配定位机构上部，用于固定和装配卡簧，挡圈，下轴承，压簧；定位圈压装机构，设于卡簧和下轴承压装机构上部，用于固定定位圈并把定位圈位移到指定位置；锁套压装机构，设于定位圈压装机构上部，用于固定并压装锁套；压装机构，设于机架上部，所述压装机构与锁套压装机构连接；技术效果是能一次完成下轴承，卡簧，锁套零部件的压装装置。
文档编号B23P19/027GK102107353SQ201110008328
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者张磊 申请人:上海采埃孚转向系统有限公司