用于风扇支架总成轴承装配的柔性快换定位工装和方法与流程

本发明涉及一种轴承压装模具，特别涉及一种用于风扇支架总成轴承装配的柔性快换定位工装和方法。

背景技术：

1、轴承压装工装已经广泛应用于机械化领域，如专利cn204603726u的说明书中公开了一种轮毂轴承压装装置，包括机架、上压轴机构、下压轴机构和弹性压板机构，所述机架的顶部中间架设有液压油缸；所述上压轴机构包括安装在所述液压油缸顶出端的上压头夹具和上压头，所述上压头设有轴承锁紧装置；所述下压轴机构包括安装在机架上的底板，所述底板上安装有下压头底座，所述下压头底座上设有下压头，所述下压头和所述上压头在同一垂直线上；所述弹性压板机构包括安装在底板上的导柱，所述导柱上套设有弹簧，所述导柱上端水平的安装有压板，所述压板的在所述下压头上方中心处安装有通孔的圆台形工装底座，所述弹簧压缩后所述下压头可伸出所述工装底座。但是轴承压装工装不属于通用工装，即可以用于轮毂上轴承压装的工装无法用于风扇支架总成上轴承的安装。

2、风扇支架总成是燃油发动机冷却系统的组件之一，起到支撑冷却风扇和传动皮带轮的作用，属于旋转件，内部安装有滚动轴承，行业普遍采用压力机将轴承压入到风扇支架内的固定位置。滚动轴承在压装入风扇支架的安装孔时，需要避免轴承滚子受力，否则可能导致滚动轴承失效，现有技术中的压装技术方案(如cn204603726u、cn214602977u、cn2020104785938、cn2021212344138)均无法避免在压装时压头与轴承内圈接触，故在压装过程中可能导致轴承滚子受力，从而损坏轴承，导致轴承失效，风扇支架总成无法工作。

3、另外，对于如图6所示的偏心风扇支架压装定位，若采用现有技术中的定位工装只能为风扇支架总成提供2个支撑点，由于所有偏心结构的风扇支架在承受向下的力f时会产生低头现象，这种现象会导致轴承存在斜压，进而导致轴承装配不良影响自身质量。故亟待开发一种用于风扇支架总成轴承装配的柔性快换定位工装，其不仅能够适配偏心风扇支架压装定位，而且能够消除轴承装配不良影响。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种用于风扇支架总成轴承装配的柔性快换定位工装，其不仅结构简单、造价成本低，而且能够有效地避开压头与轴承内圈接触，防止轴承滚子受力损坏轴承，同时其还能够适配偏心风扇支架压装定位，而且能够消除轴承装配不良影响。

2、本技术实施例提供了一种用于风扇支架总成轴承装配的柔性快换定位工装，包括上模单元，用于连接压机且能够定位待装配的轴承；下模单元，用于与风扇支架的轴承安装孔配合定位风扇支架；所述上模单元和所述下模单元同轴布置，所述上模单元包括一个阶梯轴状的压头，所述压头的小直径轴段的直径与待装配的轴承的内圈的直径相对应，所述压头的小直径轴段上设置有沿其径向布置的用于防止待装配的轴承沿其轴向位移的弹性伸缩单元，所述压头的大直径轴段的朝向下模单元的端面上设置有一圈与其同轴布置的第一环形凸台，所述第一环形凸台与所述待装配的轴承的外圈接触，所述第一环形凸台与所述待装配的轴承的内圈不接触；所述下模单元包括一个用于支撑风扇支架的定位板，所述定位板上连接有定位支撑座，所述定位支撑座上可拆卸地同轴连接有可换定位环，所述可换定位环的外径与轴承安装孔的内径相对应，所述可换定位环的朝向上模单元的端面上设置有一圈与其同轴布置的第二环形凸台，所述第二环形凸台和所述第一环形凸台的形状相对应。

3、在本发明的一种优选实施方案中，所述定位板上设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔相对于定位支撑座的中心轴线旋转对称布置，至少一个螺纹孔上设置一个螺栓，所述螺栓和所述定位板之间设置有辅助支撑块。

4、在本发明的一种优选实施方案中，所述辅助支撑块为l形，所述辅助支撑块包括带有u形凹槽的固定板部和横截面为圆环形的支撑板部，支撑板部的中心轴线与定位支撑座的中心轴线共线，所述固定板部和所述支撑板部相互垂直布置。

5、在本发明的一种优选实施方案中，所述定位板的下端固接有底板。

6、在本发明的一种优选实施方案中，所述定位支撑座的一侧端面上设置有圆柱形的定位凸台、另一侧端面上设置有圆柱形的定位凹槽，所述定位凸台和所述定位凹槽同轴布置。

7、在本发明的一种优选实施方案中，所述可换定位环上设置有与所述定位凹槽配合的凸起部。

8、在本发明的一种优选实施方案中，所述定位支撑座上设置有螺纹孔，所述可换定位环上设置有沉孔，所述螺纹孔和所述沉孔同轴布置，所述螺纹孔螺纹连接有穿过所述沉孔的螺栓。

9、在本发明的一种优选实施方案中，所述弹性伸缩单元包括设置于压头的小直径轴段上的阶梯孔、位于所述阶梯孔内的顶销、弹簧和顶丝，所述弹簧位于所述顶销和所述顶丝之间，所述顶丝螺纹连接于所述阶梯孔的一端，所述顶销的端部部分伸出所述阶梯孔的另一端。

10、在本发明的一种优选实施方案中，还包括辅助对位压头，所述辅助对位压头的小直径轴段的直径与所述定位支撑座上定位凹槽的直径相对应，所述辅助对位压头的小直径轴段的端面上设置有导向锥面。

11、在本发明的一种优选实施方案中，所述压头的大直径轴段的端面上同轴设置有用于连接压力机主轴的凹槽，所述压头的大直径轴段上设置有与所述凹槽连通的螺纹孔，所述螺纹孔的中轴线与所述凹槽的中轴线垂直，所述螺纹孔上螺纹连接螺栓。

12、在本发明的一种优选实施方案中，其用于偏心风扇支架的轴承定位压装，所述偏心风扇支架上设置有3个定位支撑点，其中第一定位支撑点是约束垂直方向的位移；第三定位支撑目的是保证风扇支架轴承安装孔中心能处于轴承压装中轴线上，防止轴承偏压；第二定位支撑点位于第一定位支撑点的正对面，第二定位支撑点与辅助支撑块的支撑板部接触，所述支撑板部的高度h由风扇支架对应尺寸确定，不同尺寸的风扇支架对应制作辅助支撑块，换型时切换即可。

13、本发明还公开了一种柔性快换定位工装装配轴承于风扇支架总成上的方法，包括以下步骤：

14、s1，通过第四螺栓将定位板与底板螺纹固接为没有相对运动的一体式结构，通过第三螺栓将定位支撑座与底板螺纹固接为没有相对运动的一体式结构，基于第二螺栓将可换定位环和定位支撑座螺纹固接为没有相对运动的一体式结构，此时可换定位环、定位支撑座、定位板和底板可视为同轴布置的一体式结构，将该一体式结构目视放置在压力机工作台大约中心位置，将辅助对位压头安装在压力机主轴上；

15、s2，启动压力机，采用压力机点动模式逐渐下移辅助对位压头，直至辅助对位压头的端面与定位支撑座的定位孔端面之间的间距为5-10mm时，人工微调该一体式结构，目视辅助对位压头与定位支撑座的定位孔大致同心，接着继续采用压力机点动模式下移辅助对位压头，辅助对位压头的轴端锥面倒角会在逐渐下降过程中迫使该一体式结构被动移动来调整位置，直至辅助对位压头的端面和定位支撑座的定位孔底部贴合，由于辅助对位压头和定位孔为小间隙配合，从而压力机主轴中心会与该一体式结构中心同轴；

16、s3，通过t型螺栓将底板与压力工作台螺纹固接在一起形成没有相对运动的一体式结构；

17、s4，抬起压力机主轴，拆走辅助对位压头，最后安装装置上模单元的压头和下模单元的可换定位环，分别拧紧各自的紧固螺栓，完成了上下模对中操作和准备工作；

18、s5，将轴承插接于压头的小直径轴段上，启动压力机，将偏心风扇支架安装于可换定位环上，在定位板上与偏心风扇支架的第二定位支撑点对应的位置安装辅助支撑块，使得辅助支撑块的支撑板部的上端面与第二定位支撑点接触支撑偏心风扇支架，压机工作下移压头，压头配合可换定位环将轴承安装于偏心风扇支架的轴承孔内。

19、本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本发明不仅结构简单、成本低、通用性好，其通过在压头上设置第一环形凸台，第一环形凸台与待装配的轴承的外圈接触，第一环形凸台与待装配的轴承的内圈不接触，可换定位环上设置第二环形凸台，第二环形凸台和第一环形凸台的形状相对应，其在保证轴承的压装位置的同时，从而能够在压装轴承时避开接触轴承内圈、有效地防止滚动轴承的滚子受力，损坏轴承；

20、进一步的，本发明具有良好的通用性，其能够适配多品种、多结构尺寸的风扇支架总成的轴承压装，同时保证压装时轴承的精确找正和受力均匀；

21、进一步的，本发明在定位板上设置有多个螺纹孔，多个螺纹孔相对于定位支撑座的中心轴线旋转对称布置，至少一个螺纹孔上设置一个螺栓，螺栓和定位板之间设置有辅助支撑块，辅助支撑块的存在能够为风扇支架提供稳定的支撑，防止偏心的产品在压装轴承时产生倾倒；

22、进一步的，本发明的辅助支撑块为l形，辅助支撑块包括带有u形凹槽的固定板部和横截面为圆环形的支撑板部，支撑板部的中心轴线与定位支撑座的中心轴线共线，固定板部和支撑板部相互垂直布置，该结构能够方便的调节辅助支撑块的位置，提高了本发明的通用性；

23、进一步的，本发明的定位板的下端固接有底板，定位板用于放置产品，定位板与底板做成分体结构目的是长期使用过程中，由于产品会和定位板磕碰，当定位板严重损伤后，只需要更换定位板，不需要整体将底板一起更换，降低更换成本；

24、进一步的，本发明的定位支撑座的一侧端面上设置有圆柱形的定位凸台、另一侧端面上设置有圆柱形的定位凹槽，定位凸台和定位凹槽同轴布置；

25、进一步的，本发明的可换定位环上设置有与定位凹槽配合的凸起部，该结构能够保证可换定位环与压头的同轴定位；

26、进一步的，本发明的定位支撑座上设置有螺纹孔，可换定位环上设置有沉孔，螺纹孔和沉孔同轴布置，螺纹孔螺纹连接有穿过沉孔的螺栓，该结构能够方便快捷地实现可换定位环的快速更换；

27、进一步的，本发明的弹性伸缩单元包括设置于压头的小直径轴段上的阶梯孔、位于阶梯孔内的顶销、弹簧和顶丝，弹簧位于顶销和顶丝之间，顶丝螺纹连接于阶梯孔的一端，顶销的端部部分伸出阶梯孔的另一端，该结构设计具有结构简单的优点，同时通过旋转顶丝来调整弹簧对顶销的弹力，以便利用弹力将轴承套在的圆柱形定位轴上时，不会下落；

28、进一步的，本发明的包括辅助对位压头，辅助对位压头的小直径轴段的直径与定位支撑座上定位凹槽的直径相对应，辅助对位压头的小直径轴段的端面上设置有导向锥面，辅助对位压头的存在能够方便压头的精确对中；

29、进一步的，本发明的压头的大直径轴段的端面上同轴设置有用于连接压力机主轴的凹槽，压头的大直径轴段上设置有与凹槽连通的螺纹孔，螺纹孔的中轴线与凹槽的中轴线垂直，螺纹孔上螺纹连接螺栓，该结构设计能够方便的实现压头的替换；

30、进一步的，需要指出，本发明公开额定位工装是一种特殊工装，其能够适配偏心风扇支架，为偏心风扇支架提供三个定位点；进一步的，本发明的轴承装配方法具有良好的可替换性，且能够保证精准的安装同轴度和稳定性，每次替换只用根据不同尺寸和型号的轴承选取不同尺寸的压头和可换定位环即可，本发明的柔性指的是：压头和可换定位环均可以适配各种型号和尺寸轴承，且可以实现快速的替换，只用拧动螺栓安装替换即可。