一种用于安装叶轮轴和衬套的夹具的制作方法

2021-01-19 16:01:26|

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本实用新型涉及工装夹具技术领域，具体而言，涉及一种用于安装叶轮轴和衬套的夹具。

背景技术：

水表的叶轮组件是整个水表机芯的关键部件，它感应水流冲击，在水流冲击下旋转，并带动机芯计数器齿轮转动，从而带动指针和字轮运转，指针和字轮指示流过水表的水量。叶轮组件包括叶轮、叶轮轴和衬套。叶轮轴一头插装在叶轮对应轴孔中，一头外露出叶轮。衬套嵌入安装在叶轮的衬套孔中。叶轮轴与机芯计数器轴承配合，衬套与机芯叶轮盒顶尖配合。叶轮轴外露的长度是叶轮组件装配的关键尺寸h，该关键尺寸决定了叶轮组件是否能正常运转，关系到整个水表的计量性能。

针对叶轮轴、叶轮和衬套的组装，为了一次性将叶轮轴和衬套安装在叶轮上，提高生产效率，车间目前采用一种简易夹具来完成叶轮组件的组装。该工装由底板、螺丝孔柱和调节螺丝构成。螺丝孔柱嵌入安装在底板上，螺丝孔柱顶部设有叶轮轴定位孔，内部设置有一段螺孔，调节螺丝旋拧在螺丝孔柱中的螺孔中。使用时，先旋拧调节螺丝，调整调节螺丝顶部至螺丝孔柱顶部的距离到需要尺寸。再将夹具安装到机台上，夹具底板与机台固定。再将预装好衬套和叶轮轴的叶轮组件带轴的一头插入螺丝孔柱定位孔中，向下压机台手柄，将叶轮衬套和叶轮轴安装到叶轮上。

现有夹具中调节螺丝顶部至螺丝孔柱顶部的距离h1决定了关键尺寸h的大小，装配不同规格的叶轮组件时，需要调整关键尺寸h的大小。但是，现有的安装夹具必须将底板拆离机台，将整个安装夹具翻转才能转动调节螺栓，进而达到调整关键尺寸h的目的，调整好后再将安装夹具重新固定在机台上，操作繁琐，不便于调节，降低了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括提供一种用于安装叶轮轴和衬套的夹具，其能使夹具的调节方便快捷，能提高生产效率。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：

一种用于安装叶轮轴和衬套的夹具，包括底板，还包括与底板固定并设有滑槽的滑槽板、与滑槽板固定并呈龙门架状的架体部件、与滑槽板连接并位于架体部件下方的斜顶部件和导柱，架体部件顶部设有用于插入叶轮轴的定位孔；

所述斜顶部件包括可沿滑槽滑动并在顶部设有斜面的滑块、可沿滑块的斜面滑动的斜顶滑块、与架体部件螺纹连接的扶正螺栓和水平对顶在滑块两侧并用于固定滑块的调节螺栓对，所述斜顶滑块设有与滑块斜面完全贴合的倾斜面，所述导柱的底端与斜顶滑块固定，导柱顶端竖直插入架体部件顶部，叶轮轴穿过定位孔与导柱顶端接触，所述导柱通过斜顶滑块沿滑块斜面滑动而上下移动，所述扶正螺栓对斜顶滑块施加朝向滑块斜面的水平压力。

在其中一个实施例中，所述滑块包括与斜顶滑块连接的上部和卡接在滑槽中并沿滑槽滑动的下部，所述滑块上部呈直角梯形状，且滑块的斜面设置在顶部；

所述斜顶滑块呈直角梯形状，斜顶滑块包括均为竖直平面的左端面和右端面，右端面的长度大于左端面，且扶正螺栓与右端面抵接。

在其中一个实施例中，所述调节螺栓对包括水平对顶在滑块两侧并与架体部件螺纹连接调节螺栓ⅰ和调节螺栓ⅱ。

在其中一个实施例中，所述滑槽板设有用于沿x轴方向调整滑槽板位置的条形孔。

在其中一个实施例中，所述架体部件包括水平顶板、分别固定在顶板下方的左支撑板和右支撑板，左支撑板与右支撑板分别位于顶板的两端，调节螺栓ⅰ水平贯穿左支撑板并与左支撑板螺纹连接，扶正螺栓和调节螺栓ⅱ均水平贯穿右支撑板并与右支撑板螺纹连接，所述定位孔设在水平顶板上。

在其中一个实施例中，所述水平顶板设有导柱可竖直插入的法兰直线轴承，所述法兰直线轴承与定位孔连通并同轴设置。

在其中一个实施例中，所述左支撑板和右支撑板与滑槽板固定连接。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

本实用新型实施例采用滑块和斜顶滑块组成的斜顶机构，与现有技术相比，在组装不同规格的叶轮组件时，可以不用拆卸夹具，而是直接旋拧左右支撑板上的调节螺栓，推动斜顶部件中滑块水平运动，通过斜顶部件中滑块在水平方向的移动转化为斜顶滑块在斜面上的移动，进而实现导柱在竖直方向的移动，避免了将夹具拆离机台后翻转夹具才能转动调节的问题，使夹具中决定关键尺寸h的h2尺寸的调节方便快捷，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供现有技术的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供叶轮、叶轮轴和衬套组装后的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的外观图；

图4为本实用新型实施例的俯视图；

图5为图4中b-b的剖视图；

图6为图5中a-a的剖视图；

图7为本实用新型实施例中斜顶滑块的结构示意图。

图标：

1-底板，21-滑槽板，22-调节螺栓ⅰ，23-调节螺栓ⅱ，24-扶正螺栓，25-滑块，26-斜顶滑块，261-左端面，262-右端面，27-导柱，3-架体部件，31-水平顶板，32-定位孔，33-左支撑板，34-右支撑板，35-法兰直线轴承。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1至图7，一种用于安装叶轮轴和衬套的夹具，包括底板1，还包括与底板1固定并设有滑槽的滑槽板21、与滑槽板21固定并呈龙门架状的架体部件3、与滑槽板21连接并位于架体部件3下方的斜顶部件和导柱27，架体部件3顶部设有用于插入叶轮轴的定位孔32；

所述斜顶部件包括可沿滑槽滑动并在顶部设有斜面的滑块25、可沿滑块25的斜面滑动的斜顶滑块26、与架体部件3螺纹连接的扶正螺栓24和水平对顶在滑块25两侧并用于固定滑块25的调节螺栓对，所述斜顶滑块26设有与滑块25斜面完全贴合的倾斜面，所述导柱27的底端与斜顶滑块26固定，导柱27顶端竖直插入架体部件3顶部，叶轮轴穿过定位孔32与导柱27顶端接触，所述导柱27通过斜顶滑块26沿滑块25斜面滑动而上下移动，所述扶正螺栓24对斜顶滑块26施加朝向滑块25斜面的水平压力。

在将叶轮轴与衬套安装在叶轮上过程中，为了使夹具调节方便快捷，提高生产效率，本技术方案设置包括底板1、滑槽板21、斜顶部件、架体部件3和导柱27的夹具，底板1固定在手动压力机上，滑槽板21固定在底板1上，滑槽板21设有一段水平的滑槽，架体部件3成龙门架状，而且架体部件3与滑槽板21固定，斜顶部件包括滑块25、斜顶滑块26、扶正螺栓24和调节螺栓对，滑块25的下半部分卡接在滑槽板21的滑槽中并可以沿滑槽滑动，滑块25的上半部分的顶部设有斜面，斜顶滑块26设有可与滑块25的斜面完全贴合的倾斜面，也就是斜顶滑块26位于滑块25上方，斜顶滑块26的倾斜面与滑块25的斜面贴合，并且斜顶滑块26可沿滑块25的斜面滑动。架体部件3包括水平顶板31、分别固定在顶板31下方的左支撑板33和右支撑板34，在水平顶板31中从上至下依次设有用于竖直插入叶轮轴的定位孔32和用于插入导柱27的导柱孔，定位孔32和导柱孔连通且同轴设置，在手动压力机上有正对定位孔32的压头，导柱27底端竖直地与斜顶滑块26固定，导柱27顶端竖直地插入导柱孔中，当滑块25沿滑槽板21中的滑槽滑动时，斜顶滑块26沿滑块25的斜面上下移动，进而实现导柱27在导柱孔中的上下移动，而水平顶板31上表面与导柱27上端面的距离h2决定了关键尺寸h的大小。

当滑块25的位置经调整后确定时，为了固定滑块25，本技术方案在滑块25的两侧设置水平对顶的调节螺栓对，调节螺栓对包括调节螺栓ⅰ22和调节螺栓ⅱ23，调节螺栓ⅰ22与调节螺栓ⅱ23均水平且沿滑槽方向，而且调节螺栓ⅰ22与调节螺栓ⅱ23均与架体部件3螺纹连接。

当斜顶滑块26的位置经调整后确定时，为了固定斜顶滑块26，本技术方案在斜顶滑块26的一侧设置扶正螺栓24，扶正螺栓24与架体部件3螺纹连接，而且扶正螺栓24的螺杆水平顶在斜顶滑块26的侧面，由于扶正螺栓24的倾斜面可沿滑块25的斜面滑动，扶正螺栓24对于斜顶滑块26施加一个水平压力，该水平压力朝向滑块25的斜面，也就是将斜顶滑块26压在滑块25的斜面上，根据摩擦力的计算方法，前述水平压力的分力垂直于滑块25的斜面，与和斜顶滑块26在自由滑动是相比，增大了斜顶滑块26与滑块25的压力，也就增大了斜顶滑块26与滑块25之间的摩擦力，利用该摩擦力的水平分力平衡水平压力，进而实现将斜顶滑块26固定在滑块25上的目的。如果没有扶正螺栓24的固定，在使用时，手动压力机对叶轮、衬套施加的压力通过叶轮轴传递至斜顶滑块26时，由于斜顶滑块26在周向没有限位，斜顶滑块26会发生周向转动，进而导致导柱27发生竖直方向地移动，无法保证叶轮安装在叶轮轴上的精度。

在第一次使用本实施例的夹具时，拧松调节螺栓ⅰ22、调节螺栓ⅱ23与扶正螺栓24，根据关键尺寸h的设计值，滑动滑块25，以调整斜顶滑块26的高度，进而调整导柱27顶端距离水平顶板31上表面的距离h2。当滑块25的位置调定后，拧紧调节螺栓ⅰ22、调节螺栓ⅱ23，利用水平对顶的调节螺栓ⅰ22、调节螺栓ⅱ23从水平相对的两个方向对滑块25施加推力，进而将滑块25固定，再拧紧扶正螺栓24将斜顶滑块26固定在滑块25的斜面上，调整好的距离h2即为装配工艺中的关键尺寸h，这样就可以开始装配作业，装配作业即将叶轮轴、衬套分别预装在叶轮的两端，将叶轮轴的自由端竖直插入定位孔32直至叶轮轴底端抵触在导柱27顶端，此时叶轮水平放置，衬套位于叶轮的上端面，叶轮轴位于叶轮下端面，操作者一手轻轻扶着叶轮，一手操作手动压力机，利用手动压力机的压头压住衬套，一次性将叶轮、衬套沿叶轮轴竖直下压压装在叶轮轴上，直到叶轮的下端面紧贴水平顶板31的上表面。与现有技术相比，通过斜顶部件中滑块25在水平方向的移动转化为斜顶滑块26在斜面上的移动，进而实现导柱27在竖直方向的移动，使避免了将夹具拆离机台后翻转夹具才能转动调节的问题，使夹具中决定关键尺寸h的架体部件3中水平顶板31上表面与导柱27上端面的距离h2的调节方便快捷，提高了生产效率。

在其中一个实施例中，所述滑块25包括与斜顶滑块26连接的上部和卡接在滑槽中并沿滑槽滑动的下部，所述滑块25上部呈直角梯形状，且滑块25的斜面设置在顶部；

所述斜顶滑块26呈直角梯形状，斜顶滑块26包括均为竖直平面的左端面261和右端面262，右端面262的长度大于左端面261，且扶正螺栓24与右端面262抵接。

在其中一个实施例中，所述调节螺栓对包括水平对顶在滑块25两侧并与架体部件3螺纹连接调节螺栓ⅰ22和调节螺栓ⅱ23。

在其中一个实施例中，所述滑槽板21设有用于沿x轴方向调整滑槽板21位置的条形孔。

本实施例中的x轴方向是指操作者面对夹具时的左右方向。由于第一次使用本夹具时，底板1是通过定位销定位固定在手动压力机上，经定位销固定的夹具，在y方向上与压头y轴重合，但是x方向上与压头x轴不一定完全重合而存在偏差，所以夹具架体部件3上的定位孔32与手动压力机的压头可能存在较小的偏差，定位孔32并没有对准压头，而架体部件3、斜顶部件都是固定在滑槽板21上的，要调整定位孔32位置，就必须移动滑槽板21，所以，为了使滑槽板21能够在x轴方向移动，以调节定位孔32与压头之间的偏差，本技术方案在滑槽板21上设置长度沿x轴方向的条形孔，在条形孔中安装螺栓，通过螺栓将滑槽板21固定在底板1上。当需要移动滑槽板21来调整定位孔32的位置时，松动条形孔中的螺栓，沿x轴方向移动滑槽板21即可。

在其中一个实施例中，所述架体部件3包括水平顶板31、分别固定在顶板31下方的左支撑板33和右支撑板34，左支撑板33与右支撑板34分别位于顶板的两端，调节螺栓ⅰ22水平贯穿左支撑板33并与左支撑板33螺纹连接，扶正螺栓24和调节螺栓ⅱ23均水平贯穿右支撑板34并与右支撑板34螺纹连接，所述定位孔32设在水平顶板31上。

为了实现对叶轮轴的装夹限位，便于手动压力的压头将叶轮、衬套压装在叶轮轴上，本技术方案设置包括水平顶板31、左支撑板33和右支撑板34的架体部件3，水平顶板31、左支撑板33和右支撑板34三者构成龙门架结构，在水平顶板31上竖直地开有定位孔32，定位孔32下方同轴地设有导柱孔，定位孔32与导柱孔连通，二者构成一个贯穿水平顶板31的通道。此外，由于调节螺栓ⅰ22与调节螺栓ⅱ23需要对滑块25施加水平对顶的推力，扶正螺栓24也需要对斜顶滑块26施加水平压力，为了将调节螺栓ⅰ22与调节螺栓ⅱ23安装在夹具上，本技术方案将调节螺栓ⅰ22水平贯穿左支撑板33并与左支撑板33螺纹连接，扶正螺栓24和调节螺栓ⅱ23均水平贯穿右支撑板34并与右支撑板34螺纹连接。

此外，架体部件3也可以是一体成型的龙门架结构。

在其中一个实施例中，所述水平顶板31设有导柱27可竖直插入的法兰直线轴承35，所述法兰直线轴承35与定位孔32连通并同轴设置。

为了保证导柱27的顶端面水平，即保证导柱27的柱体不发生倾斜，避免水平顶板31上表面与导柱27上端面的距离h2有误差，本技术方案在水平顶板31设置法兰直线轴承35，法兰直线轴承35与定位孔32连通并同轴设置。在使用时，导柱27插入法兰轴承35中，通过法兰轴承35限定导柱27只能在竖直方向移动，也就保证导柱27竖直，即保证导柱27的顶端面水平，避免水平顶板31上表面与导柱27上端面的距离h2出现误差，保证夹具的装配精度。如果导柱27的顶端面一边高一边低，即导柱27的柱体发生倾斜，不同的叶轮轴抵接在导柱27顶端面上的位置可能在较高处或者在较低处，导致h2的实际值小于设定值或大于关键尺寸h的理论值。

在其中一个实施例中，所述左支撑板33和右支撑板34与滑槽板21固定连接。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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