曲轴连杆组件压铆封油盘立式机床及其主要部件机械结构设计

刘松茂 施兆春

摘 要：介绍了曲轴连杆组件压铆封油盘立式机床及其主要部件机械结构设计。曲轴连杆组件压铆封油盘立式机床是在卧式单面或双面压铆机床设计使用基础上实现的，其结构简约，工件安裝方便，更换压铆头部件上的铆轮，可压铆多品种曲轴连杆组件;压铆头部件旋转进给，夹具夹紧全液压驱动，机床工艺参数无级可调，保证了组件压铆表面质量最优。

关键词：曲轴连杆组件压铆封油盘;压铆头部件;夹具部件;传动部件

中图分类号：TH122  文献标志码：A  文章编号：1671-0797（2022）07-0046-03

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

0    引言

曲轴连杆组件压铆封油盘是用压铆头的公转及其铆轮的自转，对封油盘施加轴向力，使封油盘产生塑性变形，与曲轴连杆组件实现固定连接。其作用是存储曲轴连杆组件封油盘周边机油，润滑保温，避免轴承发生卡死。

压铆原理如图1所示，曲轴连杆组件2以外圆及端面定位，装于液压卡盘1卡爪中，封油盘3以外圆及端面定位，放在曲轴连杆组件2内缘，旋铆时，液压卡盘夹紧曲轴连杆组件外圆，压铆头4旋转下行下压封油盘，直至封油盘产生塑性变形，与曲轴连杆组件固定连接。

1    机床的总体结构设计

曲轴连杆组件压铆封油盘机床为立式单工位机床[1]，如图2所示，主要部件包括床身1、夹具部件2、压铆头部件3、机床防护罩4、传动部件5、液压部件6、控制部件7。夹具2螺钉安装在床身1台面上，传动部件5的主轴中心与夹具部件2液压卡盘同心，由三根支撑螺杆经螺钉连接在床身1台面上，压铆头部件3固定连接在传动部件5主轴下端的连接盘上。机床防护罩4与床身1连接，防护罩右上方是控制部件7。液压部件6给压铆头马达、传动部件油缸及夹具油缸提供动力。

机床动作顺序：装料（曲轴组件）→卡盘夹紧→装封油盘→旋压头快进→旋压头缓进（压到工件，保压）→旋压头旋转（转速=80 r/min）[2]→旋压头停止→旋压头退回→卡盘松开→卸料，开始下一个循环。

2    机床的主要部件机械结构设计

机床的主要部件设计包括传动部件机械设计、压铆头部件机械设计及夹具部件机械设计。

2.1    传动部件机械设计

传动部件为压铆头部件旋转及轴向加压提供动力，如图3所示。支撑螺杆1、调整垫2、支撑板3、支撑套10螺纹连接后，安装在床身台面上，组成固定支架组件，修磨调整垫保证支撑板与床身台面水平。两个油缸4活塞驱动油缸连接板5、滑套16，主轴组件上下运动，行程为接近开关支架两个接近开关距离。上导向套12、下导向套13安装在支撑套两端孔，滑套上下运动时起导向作用。主轴7、隔套A 8、深沟球轴承9、隔套B 11、圆锥滚子轴承14、隔套C 15安装在滑套16台阶孔中，经圆螺母、止动垫圈等锁紧后，构成主轴组件。主轴上端与液压马达6的活塞杆键连接，液压马达与油缸连接板螺钉固定连接，法兰14螺钉连接在滑套下端，密封圈防尘。主轴下端键连接连接盘20，经双圆螺母及垫圈固定。铆压时两个油缸快进、加压，速度和压力可调;液压马达带动压铆头旋转，旋转速度和转矩可调。

2.2    压铆头部件机械设计

压铆头部件如图4所示，压铆头部件的三个铆轮6均布在压头体1下端的铆轮槽内，铆轮套在铆轮轴8上，其右侧套装弹簧7，始终将其左端贴压在压头体铆轮内侧，同时径向略有浮动。铆轮轴螺纹连接压头体。压环5与螺纹套2浮动连接，螺纹套浮动连接压头体，压环上端套推力球轴承4，推力球轴承上端套压簧3。压铆时，压铆头部件经油缸推动下压，压环压紧封油环，压铆头部件旋转，三个铆轮自转，压铆封油环，封油环塑性变形后完成与曲轴连杆组件的铆接。

2.3    夹具部件机械设计

夹具部件如图5所示，油缸支撑板2经四个支撑螺杆3与床身台面反面螺纹连接，由螺母、弹性垫圈锁紧。油缸1前法兰与连接油缸支撑板螺钉固定连接。液压卡盘6固定连接在床身上面，拉杆5螺纹连接液压卡盘，浮动接头4螺纹连接油缸活塞，油缸的上下运动经浮动接头、拉杆及液压卡盘机构转换成油缸径向夹紧、松开运动。油缸驱动夹紧速度、夹紧力无级可调。

3    结论

相比卧式压铆机床，立式压铆机床有如下优点[3]：

（1）立式压铆机床用立柱替代卧式机床滑台，用液压马达替代减速机传递扭矩，用液压卡盘替代V型块定位，外形尺寸小，结构简洁，便于加工制造，降低生产成本;

（2）夹具液压卡盘中心线垂直于床身安装，便于工件、封油盘安装;

（3）工艺参数可调，卡盘的夹紧力、夹紧速度、旋铆头转速、传动部件油缸进给速度都可以根据旋铆质量需要，通过调整液压压力和流量获得;

（4）铆压前，压环预压紧封油环，旋铆头三个铆轮均匀布置且可浮动，铆压质量好;

（5）夹具可多品种装夹，铆轮可更换不同品种，机床可采用多品种曲轴连杆组件实现封油环铆压。

该机床已经通过用户验收，投入生产使用。

[参考文献]

[1] 金振华.组合机床及其调整与使用[M].北京：机械工业出版社，1990.

[2] 孟少农.机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，1991.

[3] 王光斗，王春福.机床夹具设计手册[M].上海：上海科学技术出版社，2000.

收稿日期：2022-01-21

作者简介：刘松茂（1983—），男，江苏盐城人，机械工程师，研究方向：组合机床设计。

施兆春（1968—），男，江苏扬州人，机械工程高级工程师，研究方向：组合机床设计。