曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán)立式機(jī)床及其主要部件機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

劉松茂 施兆春

摘 要：介紹了曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán)立式機(jī)床及其主要部件機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán)立式機(jī)床是在臥式單面或雙面壓鉚機(jī)床設(shè)計(jì)使用基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)約，工件安裝方便，更換壓鉚頭部件上的鉚輪，可壓鉚多品種曲軸連桿組件;壓鉚頭部件旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，夾具夾緊全液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)床工藝參數(shù)無(wú)級(jí)可調(diào)，保證了組件壓鉚表面質(zhì)量最優(yōu)。

關(guān)鍵詞：曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán);壓鉚頭部件;夾具部件;傳動(dòng)部件

中圖分類號(hào)：TH122? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? 文章編號(hào)：1671-0797（2022）07-0046-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.07.012

0? ? 引言

曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán)是用壓鉚頭的公轉(zhuǎn)及其鉚輪的自轉(zhuǎn)，對(duì)封油盤(pán)施加軸向力，使封油盤(pán)產(chǎn)生塑性變形，與曲軸連桿組件實(shí)現(xiàn)固定連接。其作用是存儲(chǔ)曲軸連桿組件封油盤(pán)周邊機(jī)油，潤(rùn)滑保溫，避免軸承發(fā)生卡死。

壓鉚原理如圖1所示，曲軸連桿組件2以外圓及端面定位，裝于液壓卡盤(pán)1卡爪中，封油盤(pán)3以外圓及端面定位，放在曲軸連桿組件2內(nèi)緣，旋鉚時(shí)，液壓卡盤(pán)夾緊曲軸連桿組件外圓，壓鉚頭4旋轉(zhuǎn)下行下壓封油盤(pán)，直至封油盤(pán)產(chǎn)生塑性變形，與曲軸連桿組件固定連接。

1? ? 機(jī)床的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

曲軸連桿組件壓鉚封油盤(pán)機(jī)床為立式單工位機(jī)床[1]，如圖2所示，主要部件包括床身1、夾具部件2、壓鉚頭部件3、機(jī)床防護(hù)罩4、傳動(dòng)部件5、液壓部件6、控制部件7。夾具2螺釘安裝在床身1臺(tái)面上，傳動(dòng)部件5的主軸中心與夾具部件2液壓卡盤(pán)同心，由三根支撐螺桿經(jīng)螺釘連接在床身1臺(tái)面上，壓鉚頭部件3固定連接在傳動(dòng)部件5主軸下端的連接盤(pán)上。機(jī)床防護(hù)罩4與床身1連接，防護(hù)罩右上方是控制部件7。液壓部件6給壓鉚頭馬達(dá)、傳動(dòng)部件油缸及夾具油缸提供動(dòng)力。

機(jī)床動(dòng)作順序：裝料（曲軸組件）→卡盤(pán)夾緊→裝封油盤(pán)→旋壓頭快進(jìn)→旋壓頭緩進(jìn)（壓到工件，保壓）→旋壓頭旋轉(zhuǎn)（轉(zhuǎn)速=80 r/min）[2]→旋壓頭停止→旋壓頭退回→卡盤(pán)松開(kāi)→卸料，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。

2? ? 機(jī)床的主要部件機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)床的主要部件設(shè)計(jì)包括傳動(dòng)部件機(jī)械設(shè)計(jì)、壓鉚頭部件機(jī)械設(shè)計(jì)及夾具部件機(jī)械設(shè)計(jì)。

2.1? ? 傳動(dòng)部件機(jī)械設(shè)計(jì)

傳動(dòng)部件為壓鉚頭部件旋轉(zhuǎn)及軸向加壓提供動(dòng)力，如圖3所示。支撐螺桿1、調(diào)整墊2、支撐板3、支撐套10螺紋連接后，安裝在床身臺(tái)面上，組成固定支架組件，修磨調(diào)整墊保證支撐板與床身臺(tái)面水平。兩個(gè)油缸4活塞驅(qū)動(dòng)油缸連接板5、滑套16，主軸組件上下運(yùn)動(dòng)，行程為接近開(kāi)關(guān)支架兩個(gè)接近開(kāi)關(guān)距離。上導(dǎo)向套12、下導(dǎo)向套13安裝在支撐套兩端孔，滑套上下運(yùn)動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用。主軸7、隔套A 8、深溝球軸承9、隔套B 11、圓錐滾子軸承14、隔套C 15安裝在滑套16臺(tái)階孔中，經(jīng)圓螺母、止動(dòng)墊圈等鎖緊后，構(gòu)成主軸組件。主軸上端與液壓馬達(dá)6的活塞桿鍵連接，液壓馬達(dá)與油缸連接板螺釘固定連接，法蘭14螺釘連接在滑套下端，密封圈防塵。主軸下端鍵連接連接盤(pán)20，經(jīng)雙圓螺母及墊圈固定。鉚壓時(shí)兩個(gè)油缸快進(jìn)、加壓，速度和壓力可調(diào);液壓馬達(dá)帶動(dòng)壓鉚頭旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩可調(diào)。

2.2? ? 壓鉚頭部件機(jī)械設(shè)計(jì)

壓鉚頭部件如圖4所示，壓鉚頭部件的三個(gè)鉚輪6均布在壓頭體1下端的鉚輪槽內(nèi)，鉚輪套在鉚輪軸8上，其右側(cè)套裝彈簧7，始終將其左端貼壓在壓頭體鉚輪內(nèi)側(cè)，同時(shí)徑向略有浮動(dòng)。鉚輪軸螺紋連接壓頭體。壓環(huán)5與螺紋套2浮動(dòng)連接，螺紋套浮動(dòng)連接壓頭體，壓環(huán)上端套推力球軸承4，推力球軸承上端套壓簧3。壓鉚時(shí)，壓鉚頭部件經(jīng)油缸推動(dòng)下壓，壓環(huán)壓緊封油環(huán)，壓鉚頭部件旋轉(zhuǎn)，三個(gè)鉚輪自轉(zhuǎn)，壓鉚封油環(huán)，封油環(huán)塑性變形后完成與曲軸連桿組件的鉚接。

2.3? ? 夾具部件機(jī)械設(shè)計(jì)

夾具部件如圖5所示，油缸支撐板2經(jīng)四個(gè)支撐螺桿3與床身臺(tái)面反面螺紋連接，由螺母、彈性墊圈鎖緊。油缸1前法蘭與連接油缸支撐板螺釘固定連接。液壓卡盤(pán)6固定連接在床身上面，拉桿5螺紋連接液壓卡盤(pán)，浮動(dòng)接頭4螺紋連接油缸活塞，油缸的上下運(yùn)動(dòng)經(jīng)浮動(dòng)接頭、拉桿及液壓卡盤(pán)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成油缸徑向夾緊、松開(kāi)運(yùn)動(dòng)。油缸驅(qū)動(dòng)夾緊速度、夾緊力無(wú)級(jí)可調(diào)。

3? ? 結(jié)論

相比臥式壓鉚機(jī)床，立式壓鉚機(jī)床有如下優(yōu)點(diǎn)[3]：

（1）立式壓鉚機(jī)床用立柱替代臥式機(jī)床滑臺(tái)，用液壓馬達(dá)替代減速機(jī)傳遞扭矩，用液壓卡盤(pán)替代V型塊定位，外形尺寸小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，便于加工制造，降低生產(chǎn)成本;

（2）夾具液壓卡盤(pán)中心線垂直于床身安裝，便于工件、封油盤(pán)安裝;

（3）工藝參數(shù)可調(diào)，卡盤(pán)的夾緊力、夾緊速度、旋鉚頭轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)部件油缸進(jìn)給速度都可以根據(jù)旋鉚質(zhì)量需要，通過(guò)調(diào)整液壓壓力和流量獲得;

（4）鉚壓前，壓環(huán)預(yù)壓緊封油環(huán)，旋鉚頭三個(gè)鉚輪均勻布置且可浮動(dòng)，鉚壓質(zhì)量好;

（5）夾具可多品種裝夾，鉚輪可更換不同品種，機(jī)床可采用多品種曲軸連桿組件實(shí)現(xiàn)封油環(huán)鉚壓。

該機(jī)床已經(jīng)通過(guò)用戶驗(yàn)收，投入生產(chǎn)使用。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 金振華.組合機(jī)床及其調(diào)整與使用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[2] 孟少農(nóng).機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.

[3] 王光斗，王春福.機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000.

收稿日期：2022-01-21

作者簡(jiǎn)介：劉松茂（1983—），男，江蘇鹽城人，機(jī)械工程師，研究方向：組合機(jī)床設(shè)計(jì)。

施兆春（1968—），男，江蘇揚(yáng)州人，機(jī)械工程高級(jí)工程師，研究方向：組合機(jī)床設(shè)計(jì)。