Устройство для запрессовки деталей

 

Использование: в автоматизированном сборочном производстве при запрессовке в автоматическом режиме тонкостенных втулок или колец в корпусные детали с базированием по наружному диаметру, в частности для запрессовки седел клапанов в головки цилиндров. Сущность изобретения: на станине смонтированы приспособление для установки корпусной детали, питатель с отсекателем и узел базирования, подачи и запрессовки деталей. На станине также закреплен полый фланец с размещенной в нем направляющей. Последняя выполнена в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру запрессовываемой детали. Фланец и направляющая имеют в верхней части поперечные пазы для подачи деталей из питателя. В полости направляющей установлен плунжер с цилиндрической ступенчатой полостью с конической переходной поверхностью между ступенями. В полости большей ступени расположены шарик, контактирующий с конической переходной поверхностью, и головка толкателя, связанного со штоком силового цилиндра. На толкателе подвижно установлена втулка, подпружиненная относительно штока силового цилиндра посредством упругого элемента. Жесткость последней превышает жесткость упругого элемента, установленного на направляющей. На конце направляющей имеются продольные прорези. 7 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в автоматизированном сборочном производстве.

Изобретение решает задачу создания устройства для запрессовки в автоматическом режиме тонкостенных втулок или колец в корпусные детали с осуществлением базирования по наружному диаметру, в частности, для запрессовки седел клапанов в головки цилиндров.

Седла клапанов это тонкостенные (толщина стенок 3 мм) кольца, у которых внутренний диаметр обрабатывается с большими допусками. В головках цилиндров расстояния между осями отверстий, в которые запрессовываются седла клапанов, выполняются с большими допусками.

Известно устройство для запрессовки втулок, содержащее смонтированные на станине с возможностью перемещения подпружиненную плиту и несущую плиту, связанную со штоком силового цилиндра [1] Прижимная и несущая плиты установлены с возможностью относительного перемещения и связаны между собой штангами, которые установлены параллельно и симметрично относительно оси силового цилиндра. В отверстии прижимной плиты расположена направляющая втулка. Поршень цилиндра снабжен штоком-пуансоном, проходящим через направляющую втулку.

Данное устройство имеет ряд недостатков. Вследствие того, что силовая и направляющая части устройства связаны жестко, работоспособность обеспечивается при условии соосности осей штока-пуансона, направляющей втулки и отверстия, в которое запрессовывается втулка. Но размеры детали имеют допуски, поэтому практически невозможно добиться соосности штока-пуансона и отверстия, в которое запрессовывается втулка. Компенсация же несоосности конструкцией устройства не предусмотрена, что снижает надежность работы устройства.

В известном устройстве, кроме того, невозможно унифицировать силовой привод. Вследствие того, что пуансоном служит передняя часть штока гидроцилиндра, а размеры уплотнительного кольца и канавки под него заданы ГОСТом, известное устройство может быть использовано только для запрессовки деталей с наружным диаметром, соответствующим диаметру пуансона, либо для каждой втулки другого наружного диаметра необходимо изготавливать свой привод.

Наличие в устройстве прижимной плиты не позволяет приблизить устройство для запрессовки к детали, в которую запрессовывается втулка. В результате увеличивается время на отвод и подвод штока-пуансона и, соответственно, время цикла, металлоемкость устройства. Кроме того, увеличение длины штока-пуансона снижает жесткость конструкции.

Вследствие того, что шток-пуансон является одновременно и отсекателем, в результате взаимодействия его с заготовками, происходит изнашивание верхней части пуансона, что приводит к преждевременному выходу из строя уплотнительных колец.

Известно устройство для запрессовки деталей, содержащее смонтированные на станине питатель в виде вертикального магазина с отсекателем и узел базирования, подачи и запрессовки деталей, включающий пуансон с приводом его перемещения [2] Данное известное устройство недостаточно надежно в работе и не обеспечивает необходимой точности базирования при запрессовке седел клапанов в головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания.

В известном устройстве предусмотрено базирование по внутреннему диаметру запрессовываемой кольцевой детали. В седлах же клапанов внутренний диаметр обрабатывается с большими допусками, то есть базирование заведомо не точное.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности устройства и качества сборки при запрессовке седел клапанов в головки цилиндров.

Поставленная задача решается тем, что известное устройство для запрессовки деталей, содержащее смонтированные на станине питатель в виде вертикального магазина с отсекателем и узел базирования, подачи и запрессовки деталей, включающий пуансон с приводом его перемещения, при запрессовке преимущественно седел клапанов в головки цилиндров устройство снабжено закрепленным на станине фланцем, направляющей, выполненной в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру запрессовываемой детали, размещенного во фланце и подпружиненного относительно последнего посредством упругого элемента, а также фиксатором-ограничителем, фланец и направляющая выполнены с расположенными в верхней части поперечными пазами для подачи деталей из питателя и соответственно сквозным отверстием и продольным пазом для установки фиксатора-ограничителя, закрепленного на фланце, пуансон выполнен в виде установленного в полости направляющей коаксиально ей плунжера с наружной цилиндрической поверхностью и цилиндрической ступенчатой полостью с конической переходной поверхностью между частями полости, шарика, расположенного с зазором в части полости плунжера, имеющей больший диаметр, с возможностью взаимодействия с конической переходной поверхностью, толкателя, связанного с подвижным элементом привода и выполненного с головкой, размещенной в части полости плунжера большего диаметра, а также втулки, установленной на толкателе, при этом направляющая выполнена с продольными прорезями, расположенными на конце полого цилиндра, удаленном от привода, последний выполнен в виде силового цилиндра с подвижным элементом в виде поршня со штоком, отсекатель представляет собой рычаг, подпружиненный относительно магазина, а втулка подпружинена относительно штока посредством упругого элемента, жесткость которого превышает жесткость упругого элемента, установленного на направляющей.

Конструктивное выполнение и взаимосвязь элементов в данном устройстве обеспечивают возможность базирования запрессовываемых деталей по наружному диаметру, обрабатываемому с высокой точностью. При этом несоосность наружного и внутреннего диаметров запрессовываемой детали не влияет на точность базирования при запрессовке. Кроме того, выполнение на рабочем конце направляющей прорезей, а также отделение силовой части устройства от части базирующей и подающей позволяют компенсировать при запрессовке погрешности изготовления корпусной детали.

Выполнение отсекателя в виде рычага, подпружиненного относительно магазина, предотвращает изнашивание верхней части плунжера.

На фиг. 1 показано устройство для запрессовки деталей, общий вид; на фиг. 2 узел А на фиг. 1; на фиг. 3 узел Б на фиг. 2; на фиг. 4 узел В на фиг. 2; на фиг. 5 узел Г на фиг. 2; на фиг. 6 узел Д на фиг. 2; на фиг. 7 разрез Е-Е на фиг. 2.

Устройство для запрессовки деталей, преимущественно седел клапанов в головки цилиндров, содержит смонтированные на станине 1 приспособление 2 для установки корпусной детали (головки цилиндров), питатель 3 в виде вертикального магазина, снабженный отсекателем 4, узел 5 базирования, подачи и запрессовки деталей (седел клапанов), включающий силовой цилиндр 6, шток 7 которого связан с полумуфтой 8. Полумуфта 8 связана с полумуфтой 9.

Узел 5 базирования, подачи и запрессовки деталей содержит плунжер 10, размещенный в полости направляющей 11 коаксиально последней. Направляющая 11 выполнена в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру запрессовываемой детали и помещена во фланец 12, закрепленный на станине 1. Плунжер выполнен с цилиндрической ступенчатой полостью с конической переходной поверхностью 13 между ступенями. В части полости плунжера 10, имеющий больший диаметр, размещены шарик 14, установленный с кольцевым зазором и в контакте с конической переходной поверхностью, и головка 15 толкателя 16. Головка 15 ограничена от выхода из полости плунжера 10 кольцом 17, закрепленным на торце плунжера.

В верхней части направляющей 11 и фланца 12 выполнены поперечные пазы 18, 19 для прохода деталей из паза 20 питателя 3.

На левом, рабочем конце направляющей 11 выполнены продольные прорези 21. Кроме того, в верхней части фланца 12 выполнено входное отверстие 22, а в направляющей 11 продольный паз 23 для фиксатора-ограничителя 24. Фиксатор-ограничитель 24 жестко прикреплен к фланцу 12 винтом 25.

На направляющую 11 установлен упругий элемент в виде пружины 26, один торец которой упирается в торец фланца 12, а второй в буртик 27, выполненный на правом конце направляющей 11.

Правый конец толкателя 16 жестко связан с полумуфтой 9. На толкателе 16 установлена с зазором втулка 28 и упругий элемент в виде пружины 29, жесткость которой превышает жесткость пружины 26. Пружина 29 расположена между буртиком втулки 28 и торцем полумуфты 9.

Отсекатель 4 содержит кронштейн 30, прикрепленный винтами 31 к плите 32, которая жестко связана с фланцем 12 и станиной 1 В окне 33 кронштейна 30 жестко закреплена ось 34. На оси 34 установлены рычаг 35, который входит в окно 36 питателя 3, и пружина 37, свободный конец которой упирается в нижнюю стенку кронштейна 30.

В пазу 21 питателя 3 установлен толкатель 38.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении шток 7, толкатель 16 и плунжер 10 находятся в крайнем правом положении. Поперечный паз 18 в направляющей 11 совмещен с поперечным пазом 19 во фланце 12 и пазом 20 питателя 3.

Загрузка деталей 39 в направляющую 11 осуществляется следующим образом. Под действием толкателя 38 ряд деталей 39 опускается вниз, при этом рычаг 35 отсекателя 4 поворачивается на оси 34 против часовой стрелки, пропускает нижнюю деталь 39, которая через пазы 18, 19 входит в направляющую 11. При обратном ходе толкателя 38 пружина 37 поворачивает рычаг 35 по часовой стрелке до тех пор, пока он не упрется в нижнюю стенку кронштейна 30. При этом рычаг 35 приподнимает деталь 39 в пазу 20. Между нижней деталью 39 в пазу 20 и цилиндрической образующей направляющей 11 образуется зазор S.

При подаче штока 7 влево через полумуфты 8, 9 движение передается толкателю 16, а также пружине 29. Когда торец головки 15 толкателя 16 упирается в шарик 14, плунжер 10 приходит в движение и перемещает деталь 39 внутри направляющей 11. Когда торец втулки 28 упирается в правый торец направляющей 11, влево движутся плунжер 10 и направляющая 11. Пружина 26 сжимается. Когда до фиксатора-ограничителя 24 доходит правый торец паза 23, направляющая 11 останавливается. При этом левый конец направляющей 11 подходит к поверхности корпусной детали 40. При дальнейшем движении штока 7 сжимается пружина 29. Деталь 39 запрессовывается в отверстие 41. При этом несоосность и непараллельность осей силовой части устройства (толкатель 16 и все элементы правее него) относительно части устройства, базирующей и подающей детали 39 в зону запрессовки, не оказывает влияния на качество запрессовки, благодаря расположению в полости плунжера 10 шарика 14.

Влияние отклонения расстояния оси отверстия 41 до технологической базы в корпусной детали 40 от номинального значения на процесс запрессовки устраняется за счет упругости рабочего конца направляющей 11, обусловленной наличием прорезей 21.

При обратном ходе штока 7 толкатель 16 при помощи головки 15 через кольцо 17 возвращает в исходное положение плунжер 10, пружины 26, 29 разжимаются.

Данное устройство предназначено для запрессовки седел клапанов в головки цилиндров в автоматическом режиме с осуществлением базирования по наружному диаметру. Конструктивное исполнение и взаимосвязь элементов устройства обеспечивают повышение надежности работы и точности базирования за счет компенсации погрешностей размеров корпусной детали. Устройство может быть использовано для запрессовки втулок и колец.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПРЕССОВКИ ДЕТАЛЕЙ, содержащее смонтированные на станине питатель в виде вертикального магазина с отсекателем и узел базирования, подачи и запрессовки деталей, включающий пуансон с приводом его перемещения, отличающееся тем, что при запрессовке преимущественно седел клапанов в головки цилиндров оно снабжено закрепленным на станине фланцем, направляющей, выполненной в виде полого цилиндра, внутренний диаметр которого соответствует наружному диаметру запрессовываемой детали, размещенного во фланце и подпружиненного относительно последнего посредством упругого элемента, а также фиксатором-ограничителем, фланец и направляющая выполнены с расположенными в верхней части поперечными пазами для подачи деталей из питателя и соответственно сквозным отверстием и продольным пазом для установки фиксатора-органичителя, закрепленного на фланце, пуансон выполнен в виде установленного в полости направляющей коаксиально ей плунжера с наружной цилиндрической поверхностью и цилиндрической ступенчатой полостью с конической переходной поверхностью между частями полости, шарика, расположенного с зазором в части полости плунжера, имеющей больший диаметр, с возможностью взаимодействия с конической переходной поверхностью, толкателя, связанного с подвижным элементом привода и выполненного с головкой, размещенной в части полости плунжера большего диаметра, а также втулки, установленной на толкателе, при этом направляющая выполнена с продольными прорезями, расположенными на конце полого цилиндра, удаленном от привода, последний выполнен в виде силового цилиндра с подвижным элементом в виде поршня со штоком, отсекатель представляет собой рычаг, подпружиненный относительно магазина, а втулка подпружинена относительно штока посредством упругого элемента, жесткость которого превышает жесткость упругого элемента, установленного на направляющей.