专利名称：多轴螺栓拧紧机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多轴回转工具，特别是一种可同时对两种不同分布形式部件进行作业的多组多轴回转工具。这种工具特别适于作多轴螺栓拧紧机。
螺纹联结是机器零部件之间结合的最常用的方式之一，具有精度高、方便装配、易于维护、标准化程度高等优点，所以在现代机器制造中是最经济、应用最广的制造手段之一。但螺纹联结的失效也是机器常发性故障之一，所以世界各国均对螺纹联结机理、失效原因的研究给予高度重视，在此基础上不断发展螺纹拧紧技术和控制方法，应用先进的微电子技术及计算机技术，产生了新一代数控螺栓拧紧机。
目前工业生产中应用的螺栓拧紧机械大多仍为气动的，其次为电动的，少数为液压驱动机械。随着近二、三十年来微电子技术及计算机技术的发展，电动螺栓拧紧机及数控螺纹拧紧机也应运而生，并逐步走向成熟。由于电动工具控制方便、噪声小、力矩控制精度高、调整方便等优点而逐渐受到人们的青睐，并已成为拧紧工具中的一支生力军。单轴电动拧紧机械在生产装配和各种维修部门得到普及。相对来说，研制多轴电动螺纹拧紧机的技术难度较大，目前世界上只有少数国家开发出此类机器，并在汽车、轻工、压缩机等行业的装配工序中得到应用。如美国英格索兰(Ingersoll-Rand)公司、德国DGD公司、瑞典阿特拉斯·科普柯装配自动化有限公司都已开发电动多轴螺栓拧紧机，并在汽车行业中得到应用。但是，上述使用的多轴螺栓拧紧机只能用在一种位置分布的同型号螺栓上使用，对于不同型号或/和螺栓位置不同的多组螺栓不能同时进行作业。目前尚未见到可同时作业于不同型号螺栓的多组多轴螺栓拧紧机。
本发明的目的是提供一种多轴螺栓拧紧机，这种机械不用更换不同尺寸的拧紧头，即可对不同规格的螺栓进行拧紧。本发明的这种多轴螺栓拧紧机实际为一多轴回转工具，只要更换在本机末端工具，例如在输出端装上丝锥或钻头时，即可进行攻丝或钻孔等作业。因此，本发明又提供了一种多轴回转工具。
本发明的多轴螺栓拧紧机是在公知多轴螺栓拧紧机的基础上进行较大的改进而设计的一种多组多轴螺栓拧紧机。众所周知，多轴螺栓拧紧机是在拧紧机的基座上设置一组多根扳手轴，即拧紧机的输出轴通过一中间齿轮把运动分别传递给多根扳手轴，在扳手轴前端安装套筒扳手头，实现多轴同时作业。本发明多轴螺栓拧紧机的特征是，在拧紧机的基座上设置两组多根扳手轴，并在一组多轴扳手轴上附设一切换装置，通过操作切换装置改变扳手轴伸出的长度，使两组多根扳手轴分别进行作业，可对两种不同(或相同)型的螺栓和/或不同分布的螺栓进行拧紧操作。即在基座中的输出轴的中间齿轮上设置两组多根扳手轴，每组多根扳手轴的位置分布可由调整传动齿轮的位置和大小来确定。上述切换装置附设在前立板上，由切换手柄、滑轴和拔叉组成，滑轴为平行板手轴(花键轴)的小轴，拔叉一端联接花键孔，可在花键轴上滑动，另一端拔叉的托座套在滑轴上由切换手柄控制可在滑轴上左右滑动，操作切换手柄控制拔叉，带动拔叉在花键轴上滑动。本发明中改变扳手轴伸出的长度是这样实现的，该组扳手轴较普通扳手轴要短，且安装在扳手轴前端的方轴接合部要长，构成一长筒状方轴，方轴内孔与扳手轴构成滑动副。上述切换装置的拔叉安装在方轴后端，操作切换手柄即可控制筒状方轴在花键轴上的位置，改变了扳手轴伸出的长度。在本发明中，由于一组多根扳手轴的长度是不变的，操纵切换手柄改变另一组多根扳手轴的长度，保持只有一组多根扳手轴伸出，即可进行正常作业，而两组多根扳手轴不会互相干扰。
利用本发明进行实际作业时，为保证两组多根扳手轴不互相影响，对可变化多根扳手轴的可变长度必需限定在一定范围以上，即切换手柄轴向滑动的距离必需大于一定值。为了解这个变化值设定的依据，下面以用本发明对大小两种不同型号的螺栓组进行拧紧操作为例给予说明。该切换装置的工作过程是这样的小方轴在轴向相对机体是固定不动的。切换手柄带动拔叉及与三个拔叉联接的花键孔在轴向可滑坳。当手柄推向最左边位置时，大套筒扳手工作。为了防止拧紧时小套筒轴碰到螺栓而影响工作，要求自然状态下，大套筒扳手轴端应比小套筒扳手头轴端长，伸出的部分至少应为大螺母拧紧时，贴合面到螺栓端面的距离d1，考虑安全可靠，应选择1.5d1以上。当手柄推向最右端时，小扳手头工作，此时小套筒扳手轴端应比大套筒扳手轴端长，伸出的长度至少应为螺母拧紧时，螺母与轮毂贴合面到螺栓端面距离d2的1.5以上。因此，手柄轴向滑动的距离至少应为1.5(d1+d2)。
关于本发明的多轴螺栓拧紧机设置的组数从理论上讲可设置2组以上多根扳手轴，但由于组数增加使装置变得复杂，因此比较实用的为设置2组多根扳手轴，即对两种螺栓组进行作业。另一方面，对本发明拧紧的最多轴数也不受限制，由于每一轴上的传动，联接方式完全相同，通过更换基座中与中同齿轮联接的方式和布置就可实现不同轴数，不同分布位置的拧紧工作。但从拧紧机的制造，加工和实际应用的需要出发，一般以拧紧轴效为2～10根较适宜，过多的根数造成加工困难。
对于本发明中的切换装置的控制方式不受限制。根据操作的灵活性可分别设计成手动、气动或电动方式。
本发明的多轴螺栓拧紧机，如名称所描述的最适于安装套简头进行螺栓的拧紧工作。但由于本机末端工具是可更换的，当在输出端装上丝锥或钻头时，还可用于进行攻丝或钻孔等作业。因此本发明实际是提供一种多组多轴回转工具，具有正转、反转，力矩、速度调节等多种功能，其最大的特征在于具有上述独特的切换功能。
下面通过附图和实例对本发明的结构给予进一步地说明。
附
图1为本发明的总体结构图；附图2为附图1中表示两组扳手轴的位置分布图。
图中，1.电机；2.减速器；3.联轴器；4.力矩传感器；5.基座；6.主动齿轮；7.传动齿轮；8.花键轴；9.小方轴；10.小套筒扳手头；11.大方轴；12.大套筒扳手头；13.滑轴；14.切换手柄；15.拔叉；16.前立板；17.中立板；18.后立板。
附图1所示结构的多轴螺栓拧紧机可作为本发明的一个实施例，它是一台两组三轴螺栓拧紧机，一次可同时拧紧三个螺栓(螺母)，并保证力矩在要求的范围内。通过切换和变位，本机还可对分布在不同直径上的另一种型号的螺栓进行拧紧操作，本机驱动部分采用交流伺服电机1。电机1的运动经减速器2减速后通过联轴器3与力矩传感器4相联，力矩传感器4的输出轴通过主动齿轮6和传动齿轮7把运动分别传递给大、小套筒扳手轴花键轴。大、小套筒扳手轴线均匀分布在直径不同的两同心园上，如图2所示。切换装置由切换手柄14、滑轴13、三个与大花键轴孔联接的拔叉15组成。切换装置的工作过程是这样的小方轴9在轴向相对机体是固定不动的。切换手柄14带动拔叉15及与三个拔叉联接的花键孔在轴向可滑动。当手柄推向最左边位置时，大套筒扳手12工作。为了防止拧紧时小套筒轴碰到螺栓而影响工作，要求自然状态下，大套筒扳手轴端应比小套筒扳手头轴端长，伸出的部分至少应为大螺母拧紧时，贴合面到螺栓端面的距离d1，考虑安全可靠，应选择1.5d1以上。当手柄推向最右端时，小扳手头10工作，此时小套筒扳手10轴端应比大套筒扳手12轴端长，伸出的长度至少应为螺母拧紧时，螺母与轮毂贴合面到螺栓端面距离d2的1.5以上。因此，手柄轴向滑动的距离至少应为1.5(d1+d2)。在手柄滑槽的左右两端设置了锁定位置，正常工作时一定要把手柄放在锁定位置，以防轴套轴向窜动。
三套驱动、传动系统通过前、中、后三块立板16、17、18联接成一体，在前、后立板上对称安装了四个滚动轴承，分别放置在前、后托圈的凹槽内，轴承可在凹槽内滚动。前、后托圈的吊环螺钉可吊装在平衡器的钓钩上。上述拧紧机中，除切换装置外，均可参照常规技术进行设计、加工和安装。
本发明的螺栓拧紧机最适于汽车轮毂联接螺栓的拧紧。对于前、后轮螺栓大小规格不同的汽车，通过切换，可用本机实现其拧紧操作，不用更换拧紧机型或其它部件，提高了装配效率。此外结合常规技术，可使本发明的螺栓拧紧机输出力矩连续可调，与套筒扳手头联接的大小方轴可设计成易更换零件，与相应规格的套筒头配作形成系列化联接方轴。通过更换联接方轴及相应的扳手头就可使拧紧机适应于各种不同规格汽车轮毂螺栓的拧紧，并达到相应的拧紧力矩要求，也可使本机由计算机进行控制成为一种数控多轴螺栓拧紧机。
权利要求
1.一种多轴螺栓拧紧机，其特征在于在拧紧机的基座上设置两组多根扳手轴，并在一组多轴扳手轴上附设一切换装置，通过操作切换装置改变扳手轴伸出的长度。
2.按照权利要求1所述的多轴螺栓拧紧机，其特征在于该切换装置附设在前立板上，由切换手柄、滑轴和拔叉组成，滑轴为平行板手轴的小轴，拔叉一端联接花键孔可在花键轴上滑动，另一端拔叉的托座套在滑轴上由切换手柄控制可在滑轴上左右滑动，操作切换手柄控制拔叉，带动拔叉在扳手轴上滑动。
3.按照权利要求1所述的多轴螺栓拧紧机，其特征在于改变扳手轴伸出的长度是该组扳手轴较普通扳手轴要短，且安装在扳手轴前端的方轴接合部要长，构成一长筒状方轴，方轴内孔与扳手轴构成滑动副，切换装置的拔叉安装在方轴后端，操作切换手柄即可控制筒状方轴在花键轴上的位置，改变了扳手轴伸出的长度。
4.按照权利要求1所述的多轴螺栓拧紧机，其特征在于当切换手柄推到最左边位置时，为了防止拧紧时小套筒轴碰到螺栓而影响工作，要求自然状态下，大套筒扳手轴端应比小套筒扳手轴端长，伸出的部分至少应为大螺母拧紧时，贴合面到螺栓端面的距离d1。
5.按照权利要求1所述的多轴螺栓拧紧机，其特征在于当手柄推向最右端时，小扳手头工作，此时小套筒扳手轴端应比大套筒扳手轴端长，伸出的长度至少应为螺母拧紧时，螺母与轮毂贴合面到螺栓端面距离d2的1.5倍以上。
6.按照权利要求1所述的多轴螺栓拧紧机，其特征在于它为一种多轴回转工具，在本机末端工具是可更换的，当在输出端装上丝锥或钻头时，用于进行攻丝或钻孔等作业的多轴回转工具。
全文摘要
一种多轴螺栓拧紧机,是在拧紧机的基座上设置两组多根扳手轴,并在一组多轴扳手轴上附设一切换装置,通过操作切换装置改变扳手轴伸出的长度,使两组多根扳手轴分别进行作业,可对两种不同(或相同)型的螺栓和/或不同分布的螺栓进行拧紧操作,它为一种多轴回转工具,在本机末端工具是可更换的,当在输出端装上丝锥或钻头时,还可用于进行攻丝或钻孔等作业。这种有切换功能的螺栓拧紧机的结构设计合理,操作方便,功能齐全,解决了一机多用,提高了装配效率。
文档编号B23P19/06GK1208681SQ9711573
公开日1999年2月24日 申请日期1997年8月20日 优先权日1997年8月20日
发明者赵明扬, 张波, 李群明, 吴理南, 徐志刚, 房立金 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所