一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发动机用组合式凸轮轴的组装工艺，尤其涉及一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置及其使用方法，具体适用于将加热后的凸轮桃片或凸轮轴附件套装在轴管上以组装组合式凸轮轴。
【背景技术】
[0002]传统发动机凸轮轴为整体式锻造或铸造凸轮轴，随着汽车发动机轻量化技术的发展，组合式凸轮轴以其重量轻、生产效率高、制造成本低、可组合应用不同材料特性等特点，在新型汽(柴)油发动机上得到大量应用。组合式凸轮轴主要由空心钢质轴管、钢质或粉末冶金材料进排气凸轮桃片、凸轮轴附件组成，通过冷压机械咬合或组合烧结的方式将凸轮桃片和凸轮轴附件套装到轴管上，从而制造出组合式凸轮轴。
[0003]中国专利，授权公告号为CN203418306U，授权公告日为2014年2月5日的实用新型专利公开了一种凸轮轴自动装配机，其包括机架、工作台和立柱，立柱上竖向滑设有用于夹紧管件并带动管件旋转的夹紧旋转机构，夹紧旋转机构的一侧设有一可移动至夹紧旋转机构正下方的滚花机构，夹紧旋转机构的前方横向滑设有滑台，滑台的后部上依次并排安装有管件定位夹具、凸轮装夹夹具和法兰装夹夹具，滚花机构的前方设有用于储存管件的管件储料机构，滑台的前部纵向滑设有移送管件的机械手，夹紧旋转机构的另一侧设有用于储存凸轮的凸轮储料机构、以及用于推送凸轮的凸轮推料机构，凸轮储料机构的外侧设有用于储存法兰的法兰储料机构、以及用于推送法兰的法兰推料机构。虽然该实用新型能够实现组合式凸轮轴的全自动装配，提高了生产效率，但其仍旧具有以下缺陷:
该设计是通过冷压机械咬合的方式将凸轮桃片、凸轮轴附件固定在轴管上的各个安装位置，具体操作时，需要先在轴管上的预安装位置进行滚花，再套上对应的凸轮桃片或凸轮轴附件以进行冷压机械咬合，安装成功一个后，再滚花，再冷压机械咬合，依次循环进行，直至所有的凸轮桃片、凸轮轴附件安装完毕，设备结构过于复杂，操作工艺比较繁琐，而且，其采取的直接冷压的结合方式易损害零部件，并会降低套装精度。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术中存在的设备结构复杂、操作工艺繁琐、套装精度不高的缺陷与问题，提供一种设备结构简单、操作工艺简易、套装精度较高的发动机用组合式凸轮轴的套装装置及其使用方法。
[0005]为实现以上目的，本发明的技术解决方案是:一种发动机用组合式凸轮轴的套装装置，包括底板、立柱与轴管上顶尖系统，所述立柱的底部与底板固定连接，立柱的顶部设置有滑块驱动电机，该滑块驱动电机的输出端依次通过丝杠、丝杠螺母与滑块的背面相连接，滑块的两侧壁与立柱中部内设置的立柱滑轨进行上下滑动配合，所述组合式凸轮轴包括轴管及其外部套装的凸轮桃片、凸轮轴附件；
所述套装装置还包括轴管下顶尖系统、可调夹持器，以及用以加热凸轮桃片、凸轮轴附件的感应加热单元，所述轴管上顶尖系统包括依次连接的上顶尖气缸、转接套管与上顶尖，轴管下顶尖系统包括数控分度卡盘及其中心孔内连接的下顶尖，且上顶尖、下顶尖在垂直方向上同轴设置；
所述立柱的顶部并排设置有位于同一水平轴的滑块驱动电机、上顶尖气缸，滑块驱动电机近滑块的背面设置，上顶尖气缸近滑块的正面设置，滑块的正面与可调夹持器的外侧部相连接，可调夹持器的中部开设有供轴管穿经的轴管穿孔，该轴管穿孔与上顶尖、下顶尖在垂直方向上同轴设置，且上顶尖、下顶尖均与立柱相平行。
[0006]所述可调夹持器包括L型支撑板、可调式固定夹头与活动夹头，所述L型支撑板包括相互垂直连接的垂直边与水平边，垂直边与滑块的正面相连接，水平边内侧上位于轴管穿孔两旁的部位分别设置有可调式滑轨与活动滑轨，可调式滑轨与其上设置的可调式固定夹头的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头的尾部通过可调式锁紧装置与垂直边的内侧相连接，活动滑轨与其上设置的活动夹头的底部进行前后滑动配合，活动夹头的尾部与水平边上固定的活动气缸的输出端相连接。
[0007]所述感应加热单元包括感应加热器、控制箱与加热滑台，所述加热滑台的底部通过加热机架与底板固定连接，加热滑台的顶部与控制箱的底部滑动配合，控制箱的输出端与感应加热器相连接，感应加热器、控制箱输出端所共处的水平轴线与轴管穿孔的中轴线相垂直，且感应加热器高于可调夹持器设置。
[0008]一种上述发动机用组合式凸轮轴的套装装置的使用方法，所述使用方法依次包括以下步骤:
第一步:先将轴管的下端置于下顶尖上，再由上顶尖气缸驱动上顶尖下移以顶住轴管的上端，实现轴管的对中及垂直定位，然后由数控分度卡盘的卡爪夹紧轴管的下端，再由上顶尖气缸驱动上顶尖上移回位；
第二步:先将凸轮桃片或凸轮轴附件置于可调夹持器的中部，凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔与轴管穿孔同心设置，再由可调夹持器对凸轮桃片或凸轮轴附件定位夹紧，然后由滑块驱动电机带动滑块上移，直至凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔移至感应加热位，再由感应加热单元对凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔进行加热，加热后，滑块驱动电机带动滑块下移至初始位置，再由上顶尖气缸驱动上顶尖下移以顶住轴管的上端，然后滑块驱动电机带动滑块继续下移，直至移动到设定的凸轮桃片或凸轮轴附件的套装位置，等待5 - 30秒后，可调夹持器松开对凸轮桃片或凸轮轴附件的夹持，再由滑块驱动电机带动滑块向上移动退回到初始位置，等待下一个凸轮桃片或凸轮轴附件的套装；
第三步:先由数控分度卡盘在电机驱动下按设定角度逆时针或顺时针旋转到下一个凸轮桃片或凸轮轴附件的套装角度并自锁，再将下一个需要套装的凸轮桃片或凸轮轴附件置于可调夹持器中，按上述步骤依次循环操作，直至所有凸轮桃片和凸轮轴附件全部套装完成后，数控分度卡盘松开卡爪，取出套装好的组合式凸轮轴，此时，所述套装装置的使用方法结束。
[0009]所述滑块驱动电机带动滑块继续下移，直至移动到设定的凸轮桃片或凸轮轴附件的套装位置时的移动速度大于滑块其余时刻的移动速度。
[0010]所述可调夹持器包括L型支撑板、可调式固定夹头与活动夹头，所述L型支撑板包括相互垂直连接的垂直边与水平边，垂直边与滑块的正面相连接，水平边内侧位于轴管穿孔两旁的部位分别设置有可调式滑轨与活动滑轨，可调式滑轨与其上设置的可调式固定夹头的底部进行前后滑动配合，可调式固定夹头的尾部通过可调式锁紧装置与垂直边的内侧相连接，活动滑轨与其上设置的活动夹头的底部进行前后滑动配合，活动夹头的尾部与水平边上固定的活动气缸的输出端相连接；
所述第二步中，所述由可调夹持器对凸轮桃片或凸轮轴附件定位夹紧是指:当凸轮桃片或凸轮轴附件的中心孔与轴管穿孔同心设置之后，由活动气缸驱动活动夹头沿活动滑轨前进，以推动凸轮桃片或凸轮轴附件前行，直至凸轮桃片或凸轮轴附件的另外一侧与可调式固定夹头靠死以实现对凸轮桃片或凸轮轴附件的定位夹紧。
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