关于一种实用新型螺母压凹工装的研究

梁瑞平 黄洁新

摘 要 本文针对在汽车行业生产现场装配中人工使用手动气锤进行压凹，造成现场作业出现瓶颈进行分析和研究设计一种实用新型螺母压凹工装。

关键词 气锤;螺母压凹;工装

引言

在实际的生产过程中，有时为了配合螺栓或螺杆上的结构以达到紧固的目的，需要对螺母朝其轴向方向延伸的连接部进行压凹操作，现有的操作都是直接采用冲击锤头在螺母圆形的连接部上进行手动气锤压凹，手动气锤压凹工具原理是：利用风扳弹簧的后座力驱动撞针，当按动风扳开关时撞针就会不断撞击压凹套筒，起到压凹作用，由于冲击锤头在圆形面压凹定位困难，需要操作人员手工扶着冲击锤头进行压凹，存在锤头锤伤手指的安全隐患，而且手动压凹容易出现螺母破损和裂纹的情况，影响压凹的效率，此外，由于手动气锤在工作过程中容易产生较大的噪音，增加了职业健康危害。

1 国内外研究

国内主流的车厂螺母压凹方式也是人工手动气锤进行压凹，手动气锤压凹工具原理是：利用风扳弹簧的后座力驱动撞针，当按动风扳开关时撞针就会不断撞击压凹套筒，起到压凹作用，也是噪音来源。操作人员使用手动气锤操作，受到噪音危害。国外汽车企业都是机器人代替人工作业，实现自动化采用液压压凹，但自动化液压压凹投资费用非常高，投入多，产出少。而且液压设备压凹操作便利性低，需高频率定期保养，后期维护费用高[1]。

2 一种实用新型螺母压凹工装实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～4所示（见文末），本实用新型实施例优选实施例的一种螺母压凹工装，包括工装本体1、传动杆2和驱动机构3，工装本体1的第一端设有用于安装螺母5的安装孔，工装本体1的第二端设有滑槽12以及滑动配合于滑槽12中的滑块13，滑块13的一端连接于驱动机构3，滑块13的另一端设有导向斜面14，传动杆2的中部与工装本体1枢接，传动杆2的第一端设有用于作用在螺母5上的压头21，一般地，压头21的形状大小与需要压凹的凹陷位的大小相匹配，传动杆2的第二端抵接于导向斜面14，驱动机构3驱动滑块13沿滑槽12滑动使得导向斜面14顶升传动杆2的第二端带动压头21下压螺母5。

具体地，待压凹的螺母5安装在工装本体1的安装孔上固定，传动杆2相当于一个杠杆，启动驱动机构3，驱动机构3驱动滑块13沿滑槽12直线运动，滑块13的导向斜面14向上顶升传动杆2的第二端，带动传动杆2第一端的压头21下压在螺母5上形成一个凹陷位完成螺母5的压凹操作，该螺母5压凹工装只需将螺母5安装在工装本体1的安装孔11上后即可实现定位和固定以便于自动压凹，无需操作者手动扶着螺母5进行压凹，因而其操作较安全，且压凹效率较高，而且，通过驱动机构3驱动滑块13带动传动杆2实現杠杆作用而作用在螺母5上进行压凹操作的过程中，由于是各部件是连接传动方式压凹，与现有的气动撞击压凹的方式相比较，可以大大避免噪音，减少操作过程中的职业健康危害。

其中，由于传动杆2在该工装中相当于一个杠杆的作用，其满足杠杆原理F1*L1=F2*L2（F1是输入力矩，L1是输入力臂，F2是输出力矩，L2是输出力臂），如此，可以通过改变传动杆2的输入力臂L1或者输出力臂L2来改变压头21作用在螺母5上的力道，进而能保证压凹力道一致性以及力道和深度的适宜性。

为了保证传动杆2的第二端能与导向斜面14配合以便能顺利地将传动杆2顶升，在传动杆2的第二端设有可沿导向斜面14滚动的导轮22，从而将导向斜面14与传动杆2第二端之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，在省力的同时保证顺畅性以及设备的耐用性。进一步地，在传动杆2的第一端设有弹性复位件23，弹性复位件23的一端连接在传动杆2的下部，另一端连接于工装本体1上，当压头21下压在螺母5上压出凹陷位后，驱动机构3回位带动滑块13回位，此时，导向斜面14作用在传动杆2上的力复位，传动杆2在弹性复位件23的作用下复位，等待下一次压凹操作，其中，弹性复位件23一般为弹簧。

本实施例中，工装本体1的第一端内侧设有用于压头21下压的行程槽15，行程槽15与安装孔11连通且靠近压头21设置，待压凹的螺母5安装固定在安装孔11内，传动杆2的第一端在导向斜面14的作用下下压通过行程槽15作用在安装孔11上的螺母5上，从而对螺母5进行压凹。进一步地，工装本体1的第一端外侧可拆卸地设有用于固定螺母5的固定套4，固定套4设有固定孔41，固定孔41与安装孔11同轴设置，螺母5一般包括螺母本体51以及沿螺母本体51轴向延伸的连接部52，固定套4上的固定孔41与螺母本体51相匹配，连接部52伸入工装本体1的安装孔11内，压头21经行程槽15下压在连接部52上压出凹陷位。一般地，固定套4通过连接件与工装本体1的第一端可拆卸连接，其中连接件可为螺钉或者销钉等，固定套4通过连接件与工装本体1可拆卸连接，进而可以通过更换不同的固定套4以匹配不同尺寸的螺母5，增大该螺母5压凹工装的适应性。

本实施例中，工装本体1上设有支撑架16，传动杆2的中部通过转轴24与支撑架16连接，使得传动杆2的第二端在导向斜面14的作用下被顶升后，传动杆2的第一端能带动压头21下压。

为了便于该螺母5压凹工装的移动，在工装本体1上设有把手17，操作者可以通过手提把手17进行移动运输，从而增加便捷性。具体地，把手17呈“U”型，且沿工装本体1的长度方向布置。

作为优选地，驱动机构3为液压缸，液压缸的输出端连接于滑块13，通过液压缸的直线往复运动驱动滑块13沿滑槽12做直线往复运动，本实施例中，在工装本体1上设有用于控制液压缸的手动阀18，该手动阀18为按压式手动阀18[2]。

3 结束语

综上，本实用新型实施例提供一种螺母5压凹工装，包括工装本体1、传动杆2和驱动机构3，待压凹的螺母5安装在工装本体1的安装孔上固定，传动杆2相当于一个杠杆，启动驱动机构3，驱动机构3驱动滑块13沿滑槽12直线运动，滑块13的导向斜面14向上顶升传动杆2的第二端，带动传动杆2第一端的压头21下压在螺母5上形成一个凹陷位完成螺母5的压凹操作，该螺母5压凹工装只需将螺母5安装在工装本体1的安装孔上后即可实现定位和固定以便于自动压凹，无须操作者手动扶着螺母5进行压凹，因而其操作较安全，且压凹效率较高，而且，通过驱动机构3驱动滑块13带动传动杆2实现杠杆作用而作用在螺母5上进行压凹操作的过程中，由于是各部件是连接传动方式压凹，与现有的气动撞击压凹的方式相比较，可以大大避免噪音，减少操作过程中的职业健康危害。

附图说明

1.工装本体;2.传动杆;3.驱动机构;4.固定套;5.螺母;11.安装孔;12.滑槽;13.滑块;14.导向斜面;15.行程槽;16.支撑架;17.把手;18.手动阀;21.压头;22.导轮;23.弹性复位件;24.转轴;41.固定孔;51.螺母本体;52.连接部。

参考文献

[1] 王慧敏.车辆液压铆钉机铸造钳体的研制[J].机床车辆工艺，1999， （2）：6-8.

[2] 戴训洋，崔雄，陈康，等.一种杠杆加载装置的设计与分析优化[J].制造业自动化，2016，（11）：95-98.