用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置的制作方法

本发明属于压装设备技术领域，涉及用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置。

背景技术：

曲轴是将气缸活塞直线运动转换为圆周运动的关键零件，它一般会包括两对称设置的曲柄以及固定于两曲柄之间的曲柄销，它都是与两端分别为大头和小头的连杆配合使用，在组装时会先将曲柄销的一端插入到一个曲柄的曲柄销孔内，然后将连杆的大头套在曲柄销孔上，最后再将曲柄销的另一端插入到另一个曲柄的曲柄销孔内，进而组装成为曲轴连杆总成。在曲轴连杆实际使用时，需要在曲轴对应的曲柄上压装正时链轮，正时链轮是发动机配气系统的重要组成部分，一般来说会要求正时齿轮与曲柄销或曲柄销孔中心线之间有相位要求也即正时角度，正时角度的准确保证了气门能在正确的时间打开或关闭。

正时链轮基本上通过液压机压装完成，但利用传统液压机在压装时不易控制正时角度，合格率低。目前，针对该问题，常规的方式都是先将两个曲柄、曲柄销以及连杆组装成曲轴连杆总成，然后将整个曲轴连杆总成固定在压装设备上进行正时链轮向曲轴曲柄上的压装。其中，为了保证压装后的正时角度，现有压装设备中最常见的方式分为两种：一种是在正时齿轮上加工出正时标记点以及在压装设备的定位机构上设置对应的定位点，在装配前将正时齿轮上的标记点与压装设备上的定位点通过肉眼判断来对准；另一种是以连杆小头孔为基准对曲轴连杆总成进行定位，进而借由连杆使曲柄销与正时链轮之间形成符合正时角度的关系，例如专利申请号为201610081596.1所公开的一种曲轴正时链轮与轴承同时拉入装置以及专利申请号为201620225427.6所公开的曲轴总成压装正时齿轮装置等。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置，解决了正时角度不易控制、产品合格率低的问题。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置，包括底座以及能受驱动件驱动向底座移动的模架，模架上固定有模头，模头的下端面通过紧固件固定有安装块，安装块的中心贯穿设置有形状与正时链轮相同的安装槽，模头内沿上下方向滑动设置有浮动顶尖，浮动顶尖下端自安装槽的中心穿过，其特征在于，所述的底座上固定有定位块，定位块的中心设有下顶尖，下顶尖的轴线与浮动顶尖的轴线相共线，底座上靠近定位块处设有能够插入曲柄上曲柄销孔内的销柱，安装槽内设有用于防止正时链轮脱出的摩擦结构。

需要压装正时链轮时，先将用于组成曲轴的曲柄放置在定位块上，下顶尖顶在该曲柄的大端中心孔上，同时确保销柱插入曲柄上的曲柄销孔内，这样曲柄以及曲柄销孔的位置就被确定。然后，将正时链轮放置于安装槽内，摩擦结构作用于正时链轮上使其不会因重力作用而脱出。接着，控制驱动件驱动模架向下压，浮动顶尖随着模架一同下移而顶在曲柄的小端中心孔上，此时浮动顶尖受反作用而被向上推，使得曲柄的小端从正时链轮的中心穿过。随着模架的持续下压而最终使正时链轮被压装在曲柄上。

通过定位块及下顶尖与浮动顶尖的配合，使得本压装装置可直接对用于组成曲轴的曲柄进行固定来压装正时链轮，且利用曲柄上的曲柄销孔为基准来保证正时链轮压装后的正时角度符合设计要求，提高了产品的合格率。相比于常规中在整个曲轴组装完成后再进行正时链轮的压装，并以连杆小端定位来作为正时角度的基准而言，由于连杆、曲柄销及曲柄销孔在加工时本就存在有一定的加工误差，各加工误差在组装成曲轴后会相叠加而使误差被放大，在此基础上再压装正时链轮就会导致正时角度偏差较大。而在本压装装置中，直接对用于组成曲轴的曲柄进行固定来压装正时链轮，且利用曲柄上的曲柄销孔为基准，消除了连杆与曲柄销之间以及曲柄销与曲柄销孔之间的误差所造成的影响，因此还提高了压装精度，并且相对来说结构也要更加地简单。此外，曲柄上还会需要设置轴承，轴承相对于正时链轮要更靠近曲柄的大端，因此在压装前，可将轴承放置在曲柄的小端上，这样就可以利用模架下移时的压力实现轴承与正时链轮的同步压装，提高了整个曲轴的组装效率。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的定位块的上端面为平面，定位块的上端面中心设有定位孔，下顶尖滑动设置于定位孔内，定位孔内设有下弹簧，下弹簧的弹力向上作用在下顶尖上。

定位块的上端面为平面，可以确保曲柄定位后的平整性，避免正时链轮压装出现歪斜，提高压装精度。同时，下弹簧的设置，使得下顶尖与曲柄之间能够形成较为柔性的接触，避免因压装力过大而将曲柄顶坏。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的销柱上端设有导向部，销柱的外周壁设有两对称设置的外凸圆弧面。

导向部的设置，使销柱能轻松插入曲柄上的曲柄销孔内，同时对称设置在销柱外周壁上的两外凸圆弧面与曲柄销孔的内周面相抵靠而使销柱与曲柄销孔之间形成间隙配合，进而保证销柱轴线与曲柄销孔中心线的同轴度以确保压装精度。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的紧固件数量为若干个，安装块沿上下方向贯穿设置有若干弧形的调节槽，各调节槽围绕浮动顶尖分布且各调节槽位于靠近安装块的外沿处，各紧固件穿过对应的调节槽。

在压装前可先进行试压装，若出现压装后正时角度不在设计范围内的情况，可将各紧固件松开，这样就可以转动安装块来微调安装槽与销柱轴线之间的角度，进一步提高了压装精度。并且安装块在压装时并不受到周向的作用力，因此不会在压装过程中出现安装块转动使安装槽与销柱轴线之间角度偏转的问题。另外，各调节槽设置在位于靠近安装块的外沿处，这样的话可以避免在压装时各紧固件端部碰触到轴承而把轴承压坏。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的调节槽由下至上依次包括槽宽较大的槽段一以及槽宽较小的槽段二，紧固件为紧固螺钉，紧固件的杆部位于槽段二内，紧固件的头部位于槽段一内且紧固件的头部高度高于安装块下端面或与安装块下端面相齐平。

调节槽由下至上依次包括槽宽较大的槽段一以及槽宽较窄的槽段二，紧固件的杆部位于槽段二内以及紧固件的头部位于槽段一内，紧固件的头部高度高于安装块下端面或与安装块下端面相齐平，这样可以确保紧固件不外露，从而消除了因安装块可调节而引起的对压装造成影响的可能，保证了压装精度。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的模头内设有装配孔，装配孔内螺纹连接有导向套筒，浮动顶尖的上端设有滑动部，滑动部滑动设置于导向套筒内，模头上设有与装配孔连通的通孔，浮动顶尖穿过通孔且两者之间为间隙配合，导向套筒内设有上弹簧，滑动部的下端面在上弹簧的弹力作用下与装配孔的底壁相抵靠。

当模架向下移动进行正时链轮的压装时，浮动顶尖端部抵靠在曲轴的小端面中心，在反作用力下使浮动顶尖克服上弹簧的弹力而相对于模架向上移动，这样曲柄小端就能够进入模头内而使正时链轮被压装到曲柄上。在压装的过程中，上弹簧的弹力仍作用在浮动顶尖上，使得曲柄被浮动顶尖和下顶尖顶住而保持固定，确保曲柄不会歪斜而影响到压装精度。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的模头包括圆筒状的本体以及固定于本体下端的垫块，安装块固定于垫块的下端，垫块中心贯穿设置有让位孔，让位孔位于安装槽与通孔之间，让位孔的内径小于安装槽的最大内径且让位孔的内径大于通孔的内径。

曲柄从小端向大端有外径逐渐增大的变径段，正时链轮在曲柄上的位置位于变径段和大端之间，因此需要在通孔与安装槽之间设置让位孔，在压装时曲柄的小端将浮动顶尖向上推动而穿过通孔，同时变径段则位于让位孔内，然后安装槽正好可以处于正时链轮所需要压装的位置上。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的安装块侧部开设有安装孔，安装孔与安装槽相连通，摩擦结构包括设于安装孔内的小弹簧与钢珠，钢珠在小弹簧的弹力作用下部分伸入安装槽内。

钢珠在小弹簧的弹力作用下部分伸入安装槽内，当将正时链轮放入安装槽内时，钢珠受正时链轮的挤压而缩入安装孔内，但小弹簧的弹力仍通过钢珠作用于正时链轮上，使得正时链轮不会受重力作用而从安装槽内意外脱出，保证了压装过程的可靠性和稳定性。

在上述的用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中，所述的安装孔贯穿安装块的外侧壁，安装孔的外端口处螺纹连接有调节螺钉，调节螺钉的端部与小弹簧相抵靠。

旋动调节螺钉能够对小弹簧的弹力进行调节，保证能够始终施加合适的摩擦力在正时链轮上，防止正时链轮在自重下从安装槽内脱出的同时又确保压装在曲柄上的正时链轮能够轻松地与安装块相分离。

与现有技术相比，本用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置具有以下优点：

1、通过定位块及下顶尖与浮动顶尖的配合，使得本压装装置可直接对用于组成曲轴的曲柄进行固定来压装正时链轮，且利用曲柄上的曲柄销孔为基准来保证正时链轮压装后的正时角度符合设计要求，提高了产品的合格率；

2、直接对用于组成曲轴的曲柄进行固定来压装正时链轮，且利用曲柄上的曲柄销孔为基准，消除了连杆与曲柄销之间以及曲柄销与曲柄销孔之间的误差所造成的影响，因此还提高了压装精度，并且相对来说结构也要更加地简单；

3、可以利用模架下移时的压力实现轴承与正时链轮的同步压装，提高了整个曲轴的组装效率；

4、在安装块上设置弧形的调节槽，使得工作人员能通过调节槽来转动安装块以进行安装槽与销柱角度的微调，进一步保证了压装精度。

附图说明

图1是本用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置的主视图。

图2是本用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置的立体示意图。

图3是图1中a-a向的剖视图。

图4是本用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置中安装块处的横向剖视图。

图5是图3方向安装曲柄时的剖视示意图。

图6是正时链轮与轴承压装至曲柄上的示意图。

图中，1、底座；2、模架；3、模头；3a、本体；3a1、装配孔；3a2、通孔；3b、垫块；3b1、让位孔；4、安装块；4a、安装槽；4b、调节槽；4b1、槽段一；4b2、槽段二；4c、安装孔；5、紧固件；6、浮动顶尖；6a、滑动部；7、定位块；8、下顶尖；9、销柱；9a、导向部；9b、外凸圆弧面；10、下弹簧；11、导向套筒；12、上弹簧；13、钢珠；14、小弹簧；15、调节螺钉；16、立柱；17、堵盖；18、曲柄；18a、曲柄销孔；19、正时链轮；20、轴承。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1-图3所示，用于曲轴的曲柄上正时链轮的压装装置，包括底座1以及能受驱动件驱动向底座1移动的模架2，其中，底座1上固定有两平行的立柱16，模架2滑动设置在两立柱16上，模架2具体通过气缸或液压驱动。模架2上固定有模头3，模头3的下端面通过紧固件5固定有安装块4，安装块4的中心贯穿设置有形状与正时链轮19相同的安装槽4。模头3内沿上下方向滑动设置有浮动顶尖6，浮动顶尖6下端自安装槽4的中心穿出。

如图3所示，具体来说，模头3内设有装配孔3a1，装配孔3a1内螺纹连接有导向套筒11，导向套筒11上端伸出模架2外并螺纹连接有堵盖17。浮动顶尖6的上端设有滑动部6a，滑动部6a滑动设置于导向套筒11内，导向套筒11内设有上弹簧12，上弹簧12的上下两端分别与堵盖17及滑动部6a相抵靠，滑动部6a在上弹簧12的弹力作用下与装配孔3a1的底壁相抵靠。模头3上设有与装配孔3a1相连通的通孔3a2，浮动顶尖6穿过通孔3a2且两者之间为间隙配合。

如图3和图4所示，在本实施例中，模头3包括圆筒状的本体3a以及固定于本体3a下端的垫块3b，装配孔3a1与通孔3a2均设于本体3a上，安装块4固定于垫块3b的下端，用于固定安装块4的数量为若干个，安装块4沿上下方向贯穿设置有若干弧形的调节槽4b，各调节槽4b围绕浮动顶尖6分布且各调节槽4b位于靠近安装块4外沿处，各紧固件5穿过对应的调节槽4b。进一步地，还可以将调节槽4b设置为由下至上依次包括槽宽较大的槽段一4b1以及槽宽较小的槽段二4b2，紧固件5为紧固螺钉，紧固件5的杆部位于槽段二4b2内，紧固件5的头部位于槽段一4b1内且紧固件5的头部高度高于安装块4下端面或与安装块4下端面相齐平。垫块3b的中心贯穿设置有让位孔3b1，让位孔3b1位于安装槽4与通孔3a2之间，让位孔3b1的内径小于安装槽4的最大内径且让位孔3b1的内径大于通孔3a2的内径。

如图4所示，安装槽4内设有用于防止正时链轮19脱出的摩擦结构。安装块4侧部开设有安装孔4c，安装孔4c与安装槽4相连通，摩擦结构包括设于安装孔4c内的小弹簧14与钢珠13，钢珠13在小弹簧14的弹力作用下部分伸入安装槽4内。其中，安装孔4c贯穿安装块4的外槽壁，安装孔4c的外端口处螺纹连接有调节螺钉15，调节螺钉15的端部与小弹簧14相抵靠，旋紧调节螺钉15能够压紧小弹簧14，旋松调节螺钉15能够放松小弹簧14，相当于是对小弹簧14作用在钢珠13的弹力进行调节，进而使施加在正时链轮19上的摩擦力能够随着改变。

如图1和图2所示，底座1上固定有定位块7，定位块7的中心设有下顶尖8，下顶尖8的轴线与浮动顶尖6的轴线相共线。定位块7的上端面为平面，定位块7的上端面中心设有定位孔，下顶尖8滑动设置于定位孔内，定位孔内设有下弹簧10，下弹簧10的弹力向上作用在下顶尖8上。定位块7的侧部螺纹连接有限位螺钉，下顶尖8的侧部沿上下方向设有限位槽，限位螺钉端部位于限位槽内，通过限位螺钉与限位槽的配合可以防止下顶尖8从定位孔内脱出。底座1上靠近定位块7处设有能够插入曲柄18上曲柄销孔18a内的销柱9，销柱9靠近定位块7，销柱9的上端面高于定位块7的上端面。销柱9的外周壁设有两对称分布的外凸圆弧面9b，销柱9上端设有导向部9a。

如图5所示，需要压装正时链轮19时，先将用于组成曲轴的曲柄18放置在定位块7上，下顶尖8顶在该曲柄18的大端中心孔上，曲柄18的大端面与定位块7的上端面相抵靠，同时确保销柱9插入曲柄18上的曲柄销孔18a内，这样曲柄18以及曲柄销孔18a的位置就被确定，轴承20放置在曲柄18上。然后，将需要压装的正时链轮19放置于安装槽4内，钢珠13在小弹簧14的弹力作用下顶在正时链轮19上而形成摩擦力，使正时链轮19不会因重力作用而脱出。

接着，通过气压或液压驱动模架2向下移动，模头3随着模架2压向曲柄18。浮动顶尖6随着模架2一同下移而顶在曲柄18的小端中心孔上，曲柄18被浮动顶尖6和下顶尖8牢固地夹持住。模架2的持续下移，曲柄18施加反作用力在浮动顶尖6上，使浮动顶尖6克服上弹簧12的弹力作用而相对于模架2向上移动，这样一来曲柄18的小端就伸入模头3内。随着模架2的进一步下移，正时链轮19被压到曲柄18靠近大端位置处而与曲柄18固定在一起，同时模头3的下压力通过正时链轮19施加在轴承20上而将轴承20压到对应位置处形成固定，相当于通过一次动作完成了正时链轮19和轴承20的同步压装。最后，控制模架2向上移动，模头3因正时链轮19固定在曲柄18上而与正时链轮19自然脱开，压装后的状态如图6所示。在实际压装前，可先进行试压装，若出现压装后正时角度不在设计范围内的情况，工作人员可将各紧固件5松开，这样就可以转动安装块4来微调安装槽4与销柱9轴线之间的角度，从而保证后续压装后正时角度的可靠性。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。