一种用于转轴上轴承铆压安装的辅助工装及铆压工装的制作方法

[0001]
本发明涉及铆压安装的技术领域，具体涉及一种用于转轴上轴承铆压安装的辅助工装及铆压工装。


背景技术：

[0002]
在汽车行业中转向器的生产制造中，小齿轮轴作为驱动侧安装于转向器壳体时往往需要设计滚动轴承，使小齿轮轴相对于转向器壳体进行转动，其中滚动轴承的内圈被套设并紧固于小齿轮轴上，外圈嵌设固定于转向器壳体，滚动轴承本身的外圈与内圈之间一定的轴承游隙，导致轴承在小齿轮上进行一定程度的轴向窜动，这对轴承刚度产生影响，而在本汽车转向器行业中的设计工艺一般要求轴承在受到20kn轴向推力时刚度不小于50kn/mm。
[0003]
在现有技术中是通过在小齿轮轴上预安装螺母，且螺母位于轴承内圈的一端，并对螺母进行朝轴承内圈方向拧紧，因为需要设计一整套螺母预安装结构和一整套螺母拧紧结构，并对壳体、小齿轮轴都要加工螺纹，所以这种做法的缺点是工艺较为复杂且成本较高。是故亟待改善。


技术实现要素：

[0004]
本发明提供了一种用于转轴上轴承铆压安装的辅助工装，能够缩短滚动轴承在转轴上的安装工艺和安装成本，解决了以上现有技术的工艺较为复杂且成本较高的技术问题。
[0005]
本发明解决上述技术问题的方案如下：一种用于转轴上轴承铆压安装的辅助工装，所述辅助工装包括第一半抱闸环及第二半抱闸环，所述第一半抱闸环的第一侧与所述第二半抱闸环的第一侧转动连接，所述第一半抱闸环的第二侧与所述第二半抱闸环的第二侧可拆卸连接，所述辅助工装的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽内的凸起环，所述辅助工装的另一端用于与顶压装置的输出端相抵接。
[0006]
进一步，所述凸起环用于与第一作用槽的第一圆弧段和第一环形段均配合接触。
[0007]
进一步，所述第一半抱闸环的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽且形状为半圆弧段和半环形段的一所述凸起环，所述第二半抱闸环的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽且形状为半圆弧段和半环形段的另一所述凸起环，两个所述凸起环均位于所述辅助工装的同一端。
[0008]
进一步，所述第一半抱闸环的第二侧上设有第一安装筒，所述第二半抱闸环的第二侧上设有第二安装筒，当所述第一半抱闸环旋转至与所述第二半抱闸环相闭合时，所述第一安装筒的中心轴线与所述第二安装筒的中心轴线相重合，所述第一安装筒内设有插入所述第二安装筒的插销件。
[0009]
进一步，所述第一安装筒的周表面上沿其轴线设有与其内筒相通的滑动槽，所述插销件上设有穿过所述滑动槽的手动件。
[0010]
进一步，所述插销件位于所述第一安装筒内的一端与所述第一安装筒的上端之间设有弹性件。
[0011]
进一步，所述辅助工装的材质为40cr。
[0012]
本发明的有益效果是：本发明提供了一种用于转轴上轴承铆压安装的辅助工装，具有以下优点：
[0013]
1.其结构简单、设计巧妙，通过将第一半抱闸环及第二半抱闸环相对转动即可实现打开和闭合，便于辅助工装在转轴上的拆装；
[0014]
2.便于实现简单方便的铆压工艺将滚动轴承安装于转轴上，在满足设计要求的前提下并不破坏壳体和转轴，提高整个铆压工装的安全性、稳固性以及使用寿命；
[0015]
3、相对于螺母拧紧固定滚动轴承内圈于转轴的方法，铆压工艺无须多套设备，仅一台铆压工装即可完成所有操作，缩短滚动轴承在转轴上的安装工艺和安装成本，解决了以上现有技术的工艺较为复杂且成本较高的技术问题。
[0016]
本发明还提供了一种铆压工装，用于将滚动轴承的内圈铆压固定于转轴上，所述铆压工装包括机架、铆压环、铆压设备、顶压装置及辅助工装，所述顶压装置安装于所述机架的上部，所述辅助工装用于套设在转轴上并其下端与转轴的第一作用槽相配合，所述辅助工装的上端与所述顶压装置的输出端相抵接，所述铆压设备固定安装于所述机架上，所述铆压设备的铆压端与所述铆压环的外表面相接触，所述铆压环用于安装于转轴的第二作用槽处并与滚动轴承的内圈相抵。
[0017]
进一步，所述顶压装置为气压缸或液压缸。
[0018]
进一步，所述铆压环用于与第二作用槽的第二环形段及第二圆弧段均配合接触。
[0019]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0020]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021]
图1为本发明提供的一种小齿轮轴的立体结构示意图；
[0022]
图2为图1提供的一种小齿轮轴的主视图；
[0023]
图3为图2提供的一种小齿轮轴的全剖视图；
[0024]
图4为图2提供的一种小齿轮轴中第一作用槽的放大图；
[0025]
图5为图3提供的一种小齿轮轴中第二作用槽的放大图；
[0026]
图6为本发明一实施例提供的一种小齿轮轴安装于壳体后的全剖视图；
[0027]
图7为图6提供的一种小齿轮轴安装于壳体后的a处放大图；
[0028]
图8为将图7摆正之后(加入辅助工装)的结构示意图；
[0029]
图9为图8中辅助工装在一实施例下的结构示意图；
[0030]
图10为图9的辅助工装中第二半抱闸环的结构示意图；
[0031]
图11为图9的辅助工装中第一半抱闸环的结构示意图；
[0032]
图12为本发明提供的一种铆压工装的立体结构示意图。
[0033]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0034]
100、铆压工装；10、辅助工装；11、凸起环；12、第一半抱闸环；121、第一安装筒；1211、滑动槽；13、第二半抱闸环；131、第二安装筒；14、插销件；15、手动件；20、铆压环；30、机架；40、顶压装置；200、小齿轮轴；201、小齿轮轴本体；202、小齿轮啮合齿；203、第一作用槽；2031、第一圆弧段；2032、第一环形段；204、输入轴；205、第二作用槽；2051、第二环形段；2052、第二圆弧段；206、轴承安装座；207、输入扭杆；210、输出蜗轮端；300、滚动轴承；400、壳体；500、涡轮盘。
具体实施方式
[0035]
以下结合附图1-12对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0036]
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0037]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0038]
如图1-12所示，本发明提供了一种铆压工装，用于将滚动轴承300的内圈铆压固定于转轴上，所述铆压工装包括机架30、铆压环20、铆压设备(图未示)、顶压装置40及辅助工装10，所述顶压装置40安装于所述机架30的上部，所述辅助工装10用于套设在转轴上并其下端与转轴的第一作用槽203相配合，所述辅助工装10的上端与所述顶压装置的输出端相抵接，所述铆压设备固定安装于所述机架30上，所述铆压设备的铆压端与所述铆压环20的外表面相接触，所述铆压环20用于安装于转轴的第二作用槽205处并与滚动轴承300的内圈的一侧相抵，滚动轴承300的内圈的另一侧与转轴上设计好的凸台相抵。
[0039]
相对于螺母拧紧固定滚动轴承内圈于转轴的方法，铆压工艺无须多套设备，仅一台铆压工装即可完成所有操作，缩短滚动轴承在转轴上的安装工艺和安装成本，解决了以上现有技术的工艺较为复杂且成本较高的技术问题。
[0040]
在本实施例中，转轴即为小齿轮轴200，小齿轮轴200的周面上设有轴承安装座206，小齿轮轴200的一端设有输入扭杆207，输入扭杆207上套设有输入轴204，小齿轮轴200的另一端设有输出蜗轮端210。小齿轮轴本体201的中部设有小齿轮啮合齿202和涡轮盘500，小齿轮轴本体201上还设有轴承安装座206，轴承安装座206的上侧设有凸台。
[0041]
除了小齿轮轴200之外，转轴还可以是其他任何可以转动的轴。
[0042]
如图1-3所示，由于小齿轮轴200、涡轮盘500以及壳体400均采用一些质地较软的合金材料制成(我司实际生产中齿轮轴是45钢、齿处淬火，壳体铝合金等)，在受力面积不足
的情况下(设计要求轴承在受到20kn轴向推力时刚度不小于50kn/mm)，小齿轮轴200的周面和端面、涡轮盘500端面以及壳体400的端面不能直接承受20kn轴向推力现有的小齿轮轴200的周面和端面、涡轮盘500端面以及壳体400的端面受到20kn轴向推力时刚度大于50kn/mm，不满足工艺要求，小齿轮轴200上也没有可利用的平面，为便于实施铆压工艺，可以对小齿轮轴的周面结构作进一步改进。
[0043]
为增大小齿轮轴200周面的可承载载荷以满足设计要求，可通过在小齿轮啮合齿202的下侧设有第一作用槽203增大与外界接触面积来实现，通过在轴承安装座206的上侧设有第二作用槽205增大与外界接触面积来实现。为进一步增大与辅助工装10之间的受力面积，将第一作用槽203设计为第一圆弧段2031及第一环形段2032以满足设计要求；将第二作用槽205设计为第二环形段2051、第二圆弧段2052以满足设计要求。
[0044]
在实际铆压过程中小齿轮轴200零件受到一个约20kn的上窜力，而如果零件在y方向上无法支撑，所以会向上窜动，导致铆压环在铆压时发生y向位移，铆压刚度达不到预期效果。
[0045]
通过在零件的上端设有辅助工装及顶压装置，由于辅助工装向被铆压的零件提供了一个支撑力所以零件在y方向受力平衡，铆压时不会发生窜动，铆压刚度超过预期，满足设计要求。
[0046]
可以理解的是，铆压设备属于现有技术中的常规手段，对其具体结构毋庸赘述。第一作用槽203、第二作用槽205均为退刀槽。
[0047]
进一步，所述顶压装置40为气压缸或液压缸。
[0048]
当然，除了可以是气压缸或液压缸，顶压装置40还可以是其他任何具有顶压功能的结构或设备，均属于本发明的保护范围之内。
[0049]
进一步，所述铆压环20用于与第二作用槽205的第二环形段2051及第二圆弧段2052均配合接触。因此需要对铆压环20与第二作用槽205之间的接触部分进行对应设计。
[0050]
所述辅助工装10包括第一半抱闸环12及第二半抱闸环13，所述第一半抱闸环12的第一侧与所述第二半抱闸环13的第一侧转动连接，所述第一半抱闸环12的第二侧与所述第二半抱闸环13的第二侧可拆卸连接，所述辅助工装10的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽203内的凸起环11，所述辅助工装10的另一端用于与顶压装置的输出端相抵接。第一半抱闸环12及第二半抱闸环13闭合时形成一个圆环，套设于所述小齿轮轴200。
[0051]
该辅助工装10其结构简单、设计巧妙，通过将第一半抱闸环12及第二半抱闸环13相对转动即可实现打开和闭合，便于辅助工装在转轴上的拆装；便于实现简单方便的铆压工艺将滚动轴承安装于转轴上，在满足设计要求的前提下并不破坏壳体和转轴，提高整个铆压工装的安全性、稳固性以及使用寿命；相对于螺母拧紧固定滚动轴承内圈于转轴的方法，铆压工艺无须多套设备，仅一台铆压工装即可完成所有操作，缩短滚动轴承在转轴上的安装工艺和安装成本，解决了以上现有技术的工艺较为复杂且成本较高的技术问题。
[0052]
进一步，所述凸起环11用于与第一作用槽203的第一圆弧段2031和第一环形段2032均配合接触。因此需要对凸起环11与第一作用槽203之间的接触部分进行对应设计。
[0053]
进一步，所述第一半抱闸环12的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽203且形状为半圆弧段的一所述凸起环11，所述第二半抱闸环13的一端设有用于配合安装在转轴的第一作用槽203且形状为半圆弧段的另一所述凸起环11，两个所述凸起环11均位于所
述辅助工装10的同一端。
[0054]
进一步，所述第一半抱闸环12的第二侧上设有第一安装筒121，所述第二半抱闸环13的第二侧上设有第二安装筒131，当所述第一半抱闸环12旋转至与所述第二半抱闸环13相闭合时，所述第一安装筒121的中心轴线与所述第二安装筒131的中心轴线相重合，所述第一安装筒121内设有插入所述第二安装筒131的插销件14。
[0055]
当铆压辅助工装10装夹到被铆压的零件上之后，向下推动插销件14插入到第二安装筒131，将两半抱闸环结合，使铆压过程中两瓣工装支撑力一致，增强整体结构的稳固性。
[0056]
可以理解的是，除了插销之外，所述第一半抱闸环12的第二侧与所述第二半抱闸环13的第二侧还可以是其他任何形式的可拆卸连接，比如螺栓连接，卡扣连接、磁铁吸附等等。
[0057]
进一步，所述第一安装筒121的周表面上沿其轴线设有与其内筒相通的滑动槽1211，所述插销件14上设有穿过所述滑动槽1211的手动件15。通过移动手动件15使得插销件14在第二安装筒131内插入和抽出。
[0058]
进一步，所述插销件14位于所述第一安装筒121内的一端与所述第一安装筒121的上端之间设有弹性件，实现插销件14自动弹出、使用方便。
[0059]
进一步，由于40cr的质地较硬更能满足设计要求，所述辅助工装10的材质为40cr，当然辅助工装10还可以是其他具有相同刚度和强度的材质。
[0060]
本发明的具体工作原理及使用方法为：首先将滚动轴承300安装于小齿轮轴200的轴承安装座206上，接着将小齿轮轴200安装于铆压工装上，然后将辅助工装10套设于小齿轮轴200的上部，并移动手动件15使插销件14插入到第二安装筒131中，启动顶压装置40与辅助工装10的上端相抵，继而启动铆压设备驱使铆压环20对滚动轴承300的内圈进行挤压至设定位置。
[0061]
本发明还提供了一种铆压工装，用于将滚动轴承300的内圈铆压固定于转轴上，所述铆压工装包括机架30、铆压环20、铆压设备、顶压装置40及辅助工装10，所述顶压装置40安装于所述机架30的上部，所述辅助工装10用于套设在转轴上并其下端与转轴的第一作用槽203相配合，所述辅助工装10的上端与所述顶压装置的输出端相抵接，所述铆压设备固定安装于所述机架30上，所述铆压设备的铆压端与所述铆压环20的外表面相接触，所述铆压环20用于安装于转轴的第二作用槽205处并与滚动轴承300的内圈相抵。
[0062]
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

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