曲軸連桿組件壓鉚封油盤立式機床及其主要部件機械結構設計

劉松茂 施兆春

摘 要：介紹了曲軸連桿組件壓鉚封油盤立式機床及其主要部件機械結構設計。曲軸連桿組件壓鉚封油盤立式機床是在臥式單面或雙面壓鉚機床設計使用基礎上實現的，其結構簡約，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;壓鉚頭部件旋轉進給，夾具夾緊全液壓驅動，機床工藝參數無級可調，保證了組件壓鉚表面質量最優。

關鍵詞：曲軸連桿組件壓鉚封油盤;壓鉚頭部件;夾具部件;傳動部件

中圖分類號：TH122? 文獻標志碼：A? 文章編號：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是用壓鉚頭的公轉及其鉚輪的自轉，對封油盤施加軸向力，使封油盤產生塑性變形，與曲軸連桿組件實現固定連接。其作用是存儲曲軸連桿組件封油盤周邊機油，潤滑保溫，避免軸承發生卡死。

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1卡爪中，封油盤3以外圓及端面定位，放在曲軸連桿組件2內緣，旋鉚時，液壓卡盤夾緊曲軸連桿組件外圓，壓鉚頭4旋轉下行下壓封油盤，直至封油盤產生塑性變形，與曲軸連桿組件固定連接。

1? ? 機床的總體結構設計

曲軸連桿組件壓鉚封油盤機床為立式單工位機床[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、機床防護罩4、傳動部件5、液壓部件6、控制部件7。夾具2螺釘安裝在床身1臺面上，傳動部件5的主軸中心與夾具部件2液壓卡盤同心，由三根支撐螺桿經螺釘連接在床身1臺面上，壓鉚頭部件3固定連接在傳動部件5主軸下端的連接盤上。機床防護罩4與床身1連接，防護罩右上方是控制部件7。液壓部件6給壓鉚頭馬達、傳動部件油缸及夾具油缸提供動力。

機床動作順序：裝料（曲軸組件）→卡盤夾緊→裝封油盤→旋壓頭快進→旋壓頭緩進（壓到工件，保壓）→旋壓頭旋轉（轉速=80 r/min）[2]→旋壓頭停止→旋壓頭退回→卡盤松開→卸料，開始下一個循環。

2? ? 機床的主要部件機械結構設計

機床的主要部件設計包括傳動部件機械設計、壓鉚頭部件機械設計及夾具部件機械設計。

2.1? ? 傳動部件機械設計

傳動部件為壓鉚頭部件旋轉及軸向加壓提供動力，如圖3所示。支撐螺桿1、調整墊2、支撐板3、支撐套10螺紋連接后，安裝在床身臺面上，組成固定支架組件，修磨調整墊保證支撐板與床身臺面水平。兩個油缸4活塞驅動油缸連接板5、滑套16，主軸組件上下運動，行程為接近開關支架兩個接近開關距離。上導向套12、下導向套13安裝在支撐套兩端孔，滑套上下運動時起導向作用。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臺階孔中，經圓螺母、止動墊圈等鎖緊后，構成主軸組件。主軸上端與液壓馬達6的活塞桿鍵連接，液壓馬達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20，經雙圓螺母及墊圈固定。鉚壓時兩個油缸快進、加壓，速度和壓力可調;液壓馬達帶動壓鉚頭旋轉，旋轉速度和轉矩可調。

2.2? ? 壓鉚頭部件機械設計

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

2.3? ? 夾具部件機械設計

夾具部件如圖5所示，油缸支撐板2經四個支撐螺桿3與床身臺面反面螺紋連接，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6固定連接在床身上面，拉桿5螺紋連接液壓卡盤，浮動接頭4螺紋連接油缸活塞，油缸的上下運動經浮動接頭、拉桿及液壓卡盤機構轉換成油缸徑向夾緊、松開運動。油缸驅動夾緊速度、夾緊力無級可調。

3? ? 結論

相比臥式壓鉚機床，立式壓鉚機床有如下優點[3]：

（1）立式壓鉚機床用立柱替代臥式機床滑臺，用液壓馬達替代減速機傳遞扭矩，用液壓卡盤替代V型塊定位，外形尺寸小，結構簡潔，便于加工制造，降低生產成本;

（2）夾具液壓卡盤中心線垂直于床身安裝，便于工件、封油盤安裝;

（3）工藝參數可調，卡盤的夾緊力、夾緊速度、旋鉚頭轉速、傳動部件油缸進給速度都可以根據旋鉚質量需要，通過調整液壓壓力和流量獲得;

（4）鉚壓前，壓環預壓緊封油環，旋鉚頭三個鉚輪均勻布置且可浮動，鉚壓質量好;

（5）夾具可多品種裝夾，鉚輪可更換不同品種，機床可采用多品種曲軸連桿組件實現封油環鉚壓。

該機床已經通過用戶驗收，投入生產使用。

[參考文獻]

[1] 金振華.組合機床及其調整與使用[M].北京：機械工業出版社，1990.

[2] 孟少農.機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業出版社，1991.

[3] 王光斗，王春福.機床夾具設計手冊[M].上海：上海科學技術出版社，2000.

收稿日期：2022-01-21

作者簡介：劉松茂（1983—），男，江蘇鹽城人，機械工程師，研究方向：組合機床設計。

施兆春（1968—），男，江蘇揚州人，機械工程高級工程師，研究方向：組合機床設計。