一种抽芯铆钉组装机
文献发布时间:2024-04-18 19:58:30
技术领域
本发明应用于抽芯铆钉生产领域,涉及抽芯铆钉的钉芯和管帽的组装,具体是一种钉芯和管帽组装的高效组装机。
背景技术
抽芯铆钉是一类单面铆接用的铆钉,使用专用工具拉铆枪(手动、电动、气动)进行铆接。抽芯铆钉产品如附图1所示,包括钉芯1和管帽2,管帽2的标准直径d段插入铆接孔中,用拉铆枪把钉芯1向左抽动,钉芯的弧形顶帽迫使管帽产生塑性变形,形成铆接,随后钉芯断裂,完成铆接。为增加铆接使用寿命,管帽宜选用耐腐蚀性材质,如304不锈钢或铝质合金。钉芯提供管帽变形拉力,宜采用强度大于304不锈钢和铝质合金的低碳普钢,如08A或10A等。
抽芯铆钉钉芯和管帽的组装早先采用手动组装,因人工成本上升,后出现了组装机。抽芯铆钉组装机多采用卧式,公告号CN210306582U公开了一种改进的抽芯铆钉装配机,该装配机钉芯和管帽横向装配,本专利在原有抽芯铆钉装配机的基础上增设一个装配到位机构机构,利用弹簧使得钉芯装配到位。公告号CN214418127U公开了一种改进的抽芯铆钉装配机,同样是卧式装配,旋转轮上开设有多个滑槽,滑槽内滑动连接有顶杆,滴油盒固定连通滴油管,滴油管的开口朝向旋转轮顶部的顶杆处,具有便于在顶杆与旋转轮的接触面进行润滑,使顶杆滑动顺畅的效果。卧式组装机可以实现抽芯铆钉的连续生产组装,只是从转筒的顶部两侧上料,从转筒的底部出料,转筒只利用了一半进行管帽和钉芯的组装,另一半空载转回,生产效率没有得到充分发挥。
公告号CN110695651B公开了抽芯铆钉自动装配机,机架前面两侧分别设置两个平行的竖直动力装置,两个竖直动力装置上分别水平固定有两个旋转电机,两个旋转电机上都连接振动器,装配板的两侧分别固定在两个振动器上,所述装配板的上设置有多个装配钉体和钉芯的限位孔。防脱装置固定在机架的后侧架板上,且包括固定装配板上钉体的防脱板,所述限位装置和压合板都设置在机架顶部且可以上下移动,所述机架的底部装配板中心下方设置有压合台。将钉体和钉芯对位装入压合,可以同时批量将铆钉分离的钉体和钉芯装配好。该装配机抽芯铆钉钉芯和管帽的组装是自动的,但钉芯和管帽的上料无法与振动送料机配合,只能周期作业,也限制了其生产效率。
公告号CN211683571U公开了一种转盘式铆钉与胶套装配装置,该装置包括第一转盘、第二转盘和顶升滑道,第一转盘转动安装于支架上,沿周向设有多个供防水胶套放置的胶套位;第二转盘转动安装于支架上且与第一转盘保持同步,多个浮升组件周向设置在第二转盘上,每个浮升组件具有供抽芯铆钉放置的铆钉位,铆钉位与胶套位一一对应;顶升滑道固定安装于支架上且位于浮升组件的下方,浮升组件与顶升滑道滑动连接并可相对第二转盘升降;其中,当浮升组件随第二转盘转动至顶升滑道的顶端时,抽芯铆钉穿插至防水胶套内。本装置自动化程度高,能够短时间内对批量的抽芯铆钉和防水胶套完成装配动作,极大地提高了抽芯铆钉与防水胶套的装配效率。 本转盘装置转盘为水平,利用顶升滑道的上下组装铆钉与胶套。对于小尺寸的抽芯铆钉而言,转盘的直径较小,通常在Φ400mm左右,顶升滑道的高度有限,宜在10mm左右,否则升降斜度较大,浮升组件的上升下降会产生较大的惯性冲击力,影响装置的安全运行。
发明内容
本发明解决的技术问题是:提供一种抽芯铆钉组装机,与钉芯和管帽的振动送料机配合,在该组装机旋转的同时,垂直组装,一转组装两次,一次组装多件,提高生产效率。
本发明所采用的技术方案是:抽芯铆钉组装机包括固定部分和水平转动的转动部分,固定部分和转动部分通过滚珠和转动密封装置转动连接。所述固定部分包括固定盘、下环模、上环模、支撑管、上部支架等。固定盘中心固定连接支撑管,支撑管上部固定连接上部支架,上部支架的下端固定连接上环模。下环模固定在固定盘上,与上环模相应。上环模的下表面和下环模的上表面均为轨道面,两个模轨道面一致。所述转动部分包括转盘、换向气阀、组装装置、上板、转筒等。所述换向气阀在上下两个轨道面的约束下转动;所述滚珠位于固定盘和转盘的弧形凹槽内;所述转动密封装置转动连接固定部分的固定盘和支撑管、以及转动部分的换向气阀。所述转盘为环形,其上表面固定转筒,转筒外表面上部固定上板,在所述转盘、转筒和上板构成的环槽状空间内,安装组装装置。
进一步,所述上部支架上,安放罩盖,罩盖起到安全保护作用。所述罩盖的对称两侧加工有开口,所述开口位于组装装置的上料和下料工位,便于管帽和钉芯的上料、以及抽芯铆钉的下料。
进一步,所述组装装置均布转盘的圆周,包括扇形板、立板、小轮、支座、转杆、支撑板等。扇形板的下表面固定连接气缸缸杆、上表面的圆周边缘加工下凹槽,该下凹槽与管帽的铆接头相应,用于定位管帽。立板固定安装在扇形板的内侧,该立板的顶部为圆弧面,内侧面为斜面,所述圆弧面和斜面与小轮配合。小轮转动连接在转杆中部;转杆的内端与支座铰接,所述支座固定安装在转筒上。在转杆的外端加工钉芯定位用凹槽,该转杆外端的上表面固定安装下磁铁。在上板外圆周的下表面加工有上凹槽,上凹槽内固定安装上磁铁,该上凹槽与钉芯顶帽形状尺寸相应,与上磁铁一起定位钉芯顶帽。在所述上凹槽的下表面安装支撑板,支撑板上加工有与钉芯直段外弧相应的凹槽。当磁吸不足以固定钉芯时,可采用支撑板悬吊钉芯。
进一步,所述转动密封装置包括气腔环板、环槽、转动圆筒段、环顶板、固定圆筒段等。所述环顶板安装在气腔环板顶部,与固定盘、支撑管和气腔环板一起构成密封气腔,该密封气腔通过气孔与支撑管连通。所述气腔环板连通换向气阀的进气管;在气腔环板底部与固定盘上表面保留缝隙,在该气腔环板外侧的固定盘上,固定连接固定圆筒段。所述环顶板与支撑管外表面保留缝隙,在该缝隙下方,设计有环槽和转动圆筒段,所述环槽固定在支撑管的外表面,所述转动圆筒段固定在环顶板的下表面,该转动圆筒段插入环槽内。所述环槽通过油管连接油箱内的微油泵,所述微油泵提供的润滑油通过环顶板与支撑管之间的缝隙、以及气腔环板底部的缝隙渗漏形成油封;所述环顶板和上环模内表面保留间隙。上述缝隙可以用密封圈密封,密封圈转动摩擦形成缝隙。
进一步,所述换向气阀包括阀体、下出气管、上出气管、阀板、上进气管、下进气管等。所述阀体与转盘固定连接;所述阀板为垂直平板,安装在阀体中部,与阀体滑动密封,在阀板上加工有上进气口、出气口、下进气口。所述下出气管、上出气管位于阀板的一侧,与气缸连通。所述上进气管、下进气管位于阀板的另一侧,与转动密封装置连通。所述阀板在上下轨道面的约束下上下移动,为减小阀板的摩擦力,该阀板的顶底两端安装上滚轮和下滚轮。阀板的上下移动,可改变气体流向,从而控制气缸的伸缩运动。
进一步,所述油箱位于固定盘的下方。所述转盘的转动驱动装置设计在油箱与气缸之间。
本发明的有益效果是:1)抽芯铆钉组装效率大大提高。管帽和钉芯的组装行程由水平组装改为垂直组装,每个组装装置旋转一周组装两件产品,组装装置一次可组装2-3个产品,再次提高组装生产效率。 2)用换向气阀阀板上下移动的小行程控制气缸伸缩的大行程。用换向气阀的阀板控制压缩空气的流向,从而控制气缸的上下伸缩。3)利用转动密封装置,采用润滑油油封,实现组装机上下环模固定,中间换向气阀转动。4)强化润滑。润滑油在提供油封的同时,为组装机内部所有的转动部件提供润滑油,不需要专门的润滑保养,可保证设备长效运行。5)利用钉芯和管帽对磁性的不同反应,采用不同的上料和定位方式,保证快速上料和定位准确。
附图说明
图1为抽芯铆钉产品图;
图2为实施例1的主视结构示意图,也是图2的B-B剖面结构示意图;
图3为图2的A-A 剖面结构示意图;
图4为组装装置动作过程示意图;
图5为图4的D-D截面示意图;
图6为图4的C-C截面示意图;
图7和图8分别为换向气阀不同工作状态示意图;
图9为图1的局部示意图、也是转动密封装置结构示意图;
图10为实施例2的主视结构示意图;
图11为图10的俯视示意图;
其中:1-钉芯、2-管帽、3-转盘、4-气缸、5-滚珠、6-换向气阀、7-固定盘、8-微油泵、9-空压气进口、10-转动密封装置、11-下环模、12-组装装置、13-上板、14-转筒、15-上环模、16-支撑管、17-上部支架、18-罩盖、19-开口;
61-阀体、62-下出气管、63-上出气管、64-阀板、65-上进气口、66-上进气管、67-出气口、68-下进气管、69-下进气口;
101-气腔环板、102-气孔、103-环槽、104-转动圆筒段、105-密封圈、106-环顶板、107-上滚轮、108-油箱、109-下滚轮、110-固定圆筒段;
121-扇形板、122-立板、123-小轮、124-下磁铁、125-支座、126-转杆、127-支撑板、128-上磁铁。
具体实施方式
为纯净图面,附图中的加强筋板和加强支杆等附件没有显示,附图1中只显示了两个对称的组装装置,其余组装装置没有显示。下述内外相对于旋转中心校的距离而言,距离中心相对近为内,距离中心相对远为外。
本组装机设计原理:1)组装装置水平转动,与钉芯和管帽的上料振动送料机配合,实现自动上料。半周完成一次组装,转盘旋转一周可完成两次组装,生产效率提高一倍。2)组装装置相对上下移动,实现钉芯和管帽的上下组装。3)利用定位设计专门定位,保障顺利组装。
实施例1
本发明组装机结构见附图2和附图3所示,包括固定部分(附图2中45°剖面线部分)和转动部分(附图2中135°剖面线部分)。所述固定部分包括固定盘7、下环模11、上环模15、支撑管16、上部支架17。固定盘7由固定支架支撑(附图中没有显示),固定盘7中心位置固定连接支撑管16,支撑管16的上部固定连接上部支架17,上部支架17的下端固定连接上环模15。下环模11固定在固定盘7上,位置与上环模15相应。上环模15的下表面和下环模11的上表面为轨道面,上下环模轨道面一致。换向气阀6的阀板64位于上下环模轨道面之间,在上下环模轨道面的约束下上下移动。在固定盘7的下方,固定油箱108,油箱108收集自固定盘7下落的润滑油。
所述转动部分通过滚珠5、转动密封装置10与固定部分转动连接,该转动部分包括转盘3、换向气阀6、组装装置12、上板13、转筒14等。其中转盘3、上板13和转筒14构成转动主体部件,换向气阀6、组装装置12固定安装在转动主体部件上。滚珠5位于转盘3和固定盘7之间,在转盘3下表面和固定盘7上表面的弧形凹槽内滚动。转盘3为环形,上表面固定转筒14,转筒14外表面上部固定上板13。在转盘3、转筒14和上板13构成的环槽状空间内安装组装装置12,所述组装装置12均布在转盘3的圆周。本实施例组装装置共计30件,每三个为一组,如附图3所示。组装装置12包括扇形板121、立板122、小轮123、支座125、转杆126、支撑板127等,如附图4所示。三个组装装置安装在一个扇形板121上,扇形板121为中心对称的十片。扇形板121的下表面与气缸4缸杆固定连接,气缸缸杆的上下移动带动扇形板121上下移动。每个扇形板121上表面的圆周边缘均匀加工三个下凹槽,下凹槽与管帽的铆接头相应,并利用该下凹槽与铆接头的配合对管帽定位。如附图3中的放大图所示,管帽自管帽送料槽下滑进入该下凹槽内,在扇形板121转动过程中,送料槽的弧形板将管帽推入该下凹槽内。立板122固定安装在扇形板的内侧,顶部为圆弧面,内侧面为斜面,该圆弧面和斜面与小轮123配合,小轮123安装在转杆126中部,与转杆126转动连接,转杆126的内端与支座125铰接,可绕支座125上的连接轴转动,支座125固定安装在转筒14上。转杆126的外端上表面固定安装下磁铁124,下磁铁124可磁吸钉芯下部,利用转杆外端的凹槽定位钉芯,如附图5所示,凹槽尺寸与钉芯直段外弧相应,保证钉芯垂直度。上板13外圆周的下表面加工有上凹槽,如附图6所示,上凹槽内固定安装上磁铁128,上凹槽的下表面安装支撑板127。所述上凹槽与钉芯的顶帽形状尺寸相应,上磁铁128磁吸顶帽并定位,与下磁铁124一起保证钉芯的垂直度。支撑板127上加工有与钉芯直段外弧相应的凹槽,当上下磁铁不足以固定钉芯时,可利用支撑板127悬吊钉芯,利用上凹槽和上磁铁128、转杆外端的凹槽定位钉芯。磁铁的另外一个作用是可以将钉芯快速磁吸进组装装置,而不使用类似管帽送料槽的弧形板。
抽芯铆钉组装如附图4所示,立板122位于图示E位置时,接收自送料槽输送的钉芯和管帽,转盘旋转,气缸4接收来自换向气阀6的压缩空气顶升,当立板到达图示F位置时,立板的弧面与小轮123接触,此时,管帽已经套入钉芯的下端。气缸继续顶升,转杆126绕支座125上的铰轴上旋,到达图示G位置,小轮与斜面接触,下磁铁124及转杆外端的凹槽脱离钉芯直段,此时,钉芯由上端的上凹槽和下端的管帽定位,继续保持垂直状态。当气缸顶升达到图示H位置时,完成管帽和钉芯的组装。随后气缸的缸杆在换向气阀6的控制下下移收缩,转杆126由自重下旋回位,最后转杆126回落到支座125的筋板上,由该筋板固定转杆126水平定位。扇形板121回落准备接收下一批三个管帽,组装完成的抽芯铆钉由下料杆剥离上凹槽,准备接收下一个钉芯。管帽和钉芯间隙配合,但由于存在制造误差或不直度,两者之间的摩擦力可克服管帽重力。如果管帽顶升时,与钉芯之间的摩擦力大于钉芯的磁吸力,钉芯上升,由上凹槽的顶面限位,继续组装。
换向气阀6的工作原理如附图7和附图8所示,附图中的箭头为压缩空气流动方向,换向气阀包括阀体61、下出气管62、上出气管63、阀板64、上进气口65、上进气管66、出气口67、下进气管68、下进气口69。阀板64为垂直平板,与阀体61滑动密封,在该阀板上加工有上进气口65、出气口67、下进气口69。阀板两侧的阀体上分别设计下出气管62和上出气管63,以及上进气管66和下进气管68。当阀板64上升时,如附图7所示,压缩空气由下进气管68进入阀体,经下进气口69,从下出气管62流出阀体,送入气缸,气缸活塞带动缸杆上升,气缸中的压缩空气由上出气管63进入阀体,经出气口67流出,完成气缸的上升动作。当阀板64下降时,如附图8所示,压缩空气由上进气管66进入阀体,经上进气口65,从上出气管63流出阀体,送入气缸,气缸活塞带动缸杆下降,气缸中的压缩空气由下出气管62进入阀体,经出气口67流出,完成气缸的下降动作。换向气阀的进气管与转动密封装置10固定连接,阀体与转盘3固定连接,出气管63与气缸固定连接。当换向气阀旋转时,阀体保持水平,而阀板在上下环模的轨道面约束下上下移动。通过换向气阀阀板的短行程动作,由压缩空气流向的变化,控制气缸缸杆的长行程动作,这样可以大大降低上下环模轨道面的斜度,有利于设备的平稳运行。为减小阀板与上下环模轨道面之间的摩擦力,在阀板的顶底两端安装上滚轮107和下滚轮109,将滑动摩擦改为摩擦力较小的滚动摩擦。
转动密封装置10的结构如附图9所示,包括气腔环板101、环槽103、转动圆筒段104、环顶板106、固定圆筒段110等。气腔环板101固定连接所有换向气阀6的进气管,当转盘转动时,由换向气阀带动气腔环板101旋转。环顶板106安装在气腔环板101的顶部, 固定盘7、支撑管16、环顶板106和气腔环板101构成密封气腔,该密封气腔通过气孔102与支撑管16连通,支撑管16底部设置有空压气进口9。压缩空气通过空压气进口9进入支撑管16,由气孔102进入密封气腔,经密封气腔固定连接的进气管进入换向气阀,经换向气阀进入气缸,由换向气阀控制气缸的动作。气腔环板101的底部,通过密封圈105与固定盘7密封,在气腔环板101的外侧,固定连接固定圆筒段110。环顶板106与支撑管16外表面采用密封圈105密封,与上环模15内壁保留间隙,避免环顶板106旋转时与上环模15磕碰。在密封气腔内、环顶板106与支撑管16的密封圈105的下方,设计有环槽103和转动圆筒段104,环槽103固定在支撑管16的外表面,转动圆筒段104固定在环顶板106的下表面,随气腔环板101一起转动,转动圆筒段104插入环槽103内。该环槽103通过支撑管16内安装的油管连接微油泵8,微油泵8固定在油箱108内,可提供一定压力、小油量的润滑油。当组装机转动工作时,微油泵8经油管向环槽103内提供润滑油,环槽内的润滑油采用液体密封的方式密封气腔内的压缩空气。环顶板106与支撑管16之间的密封圈105由于滑动摩擦磨损形成缝隙,其密封效果必然逐渐变差,这样,润滑油可以自密封圈105与支撑管16外表面之间的缝隙渗漏,渗漏出的润滑油在旋转离心力的作用下自环顶板106上表面外流,然后由环顶板106与上环模15之间的间隙下落到上滚轮107上,起到润滑上滚轮107的目的。上滚轮107上的润滑油继续下落,可润滑换向气阀的阀板64的上下滑动,减小阀板与阀体之间的摩擦。多余的润滑油或在离心力的作用下流到转筒14内壁,经转盘3上表面流到固定盘7上。环槽内的润滑油除少部分通过密封圈渗漏外,大部分通过环槽外溢,流入气腔底部,气腔底部的密封圈105同样由于滑动摩擦磨损形成缝隙,密封效果变差,润滑油在压缩空气的压力作用下,将气腔内的润滑油自密封圈105与固定盘7的上表面之间的缝隙中压出,这样,在气腔底部,也形成了液体密封,只有气压下润滑油的渗漏,没有气体外漏。渗漏的润滑油溢出固定圆筒段110,在固定盘的外表面外流,当润滑油溢出下环模11时,润滑油润滑下滚轮109,溢出的润滑油在固定盘7上表面继续外流,润滑滚珠5,多余的润滑油流入固定盘下部的油箱108,从而形成润滑油的工作循环。同时,气腔内的压缩空气将气腔内下落的润滑油带入阀体,形成油气混合物,经换向气阀进入气缸,润滑气缸活塞,部分油气混合物经换向气阀的出气口67排出,润滑油经阀体、下滚轮流到固定盘的上表面,与溢流出固定圆筒段110的润滑油混合。如果用盖板将转筒14顶部覆盖,这样,整个润滑油系统在一个相对密闭的环境下运行,只有油箱侧板的上沿与转盘下表面存在间距,润滑油不会受到空气的灰尘污染,设备外观没有油污。通过润滑油的循环,一可使得气腔完全密封,二可使得设备的运转部件不用额外的润滑保养。
需要说明的是:1)密封圈不漏气的情况下,不宜启动微油泵,因为润滑油无法回流到油箱。也可以不使用密封圈,直接加工配合缝隙。使用密封圈的主要目的是利用滑动摩擦,在密封圈位置自然形成微小缝隙,通过缝隙控制只有润滑油流出,而没有气体外漏;2)气腔内润滑油液面高度不得超过换向气阀最低进气管,避免润滑油进入换向气阀或气缸,造成气路不畅。
转盘的转动驱动装置设计在油箱与气缸之间,可以是摩擦轮驱动、或链轮驱动转盘旋转,该部分属于现有技术的应用,附图中没有显示。转盘转速的快慢与管帽和钉芯的组装动作无关,只是决定组装效率。转盘是否转动,阀板和气缸的缸杆是否上下移动才决定组装动作。所以转盘转速的变动不影响管帽和钉芯的组装,采用何种驱动装置不是本申请的主要内容。
实施例2
在实施例1中,转筒14顶部覆盖盖板,则组装机工作时,四周和顶部均处于旋转状态,不利于安全生产,为此,本实施例在组装机的上部支架17上,安放罩盖18,如附图10和附图11所示。罩盖18覆盖组装机的转动部分,可避免落物和无意触碰转动部分产生的安全隐患。在罩盖18对称两侧,加工有开口19,该开口19位于上料和下料工位,方便管帽和钉芯的上料,以及组装后抽芯铆钉的下料。
罩盖18可替代转筒顶部的盖板,工作时,润滑油系统仍然处于相对密闭环境。慢速调试组主机时,取下罩盖,可检查组装机内部运行状态。
扇形板121上安装的组装装置不限于三个为一组,也可以两个组装装置为一组,也可以安装单独的组装装置,需要根据前道工序的生产节奏而定。
本组装机与现有的卧式组装机相比,具有以下优点:
1)抽芯铆钉组装效率大大提高。管帽和钉芯的组装行程由垂直转动水平组装改为水平转动垂直组装,每个组装装置旋转一周完成两次组装,组装装置一次可组装2-3个产品,大大提高了组装生产效率。
2)利用钉芯和管帽对磁性的不同反应,采用不同的上料和定位方式,保证快速上料和定位准确。304不锈钢、或铝质合金管帽对磁铁没有反应,采用送料槽的弧形板协助上料,用扇形板上的下凹槽定位。低碳普钢钉芯遇到磁铁时可以吸附在磁铁上,利用磁吸钉芯上料,采用上凹槽和上磁铁、及转杆外端的凹槽定位钉芯,保证长钉芯的垂直定位及相对固定。
3)用小行程控制大行程。抽芯铆钉安装后,如附图1所示,标准规定钉芯的外露长度25mm或27mm,管帽标准直径段长度6-25mm,也就是管帽插入钉芯组装时,管帽的行程不小于35-55mm,组装行程距离较长。而阀板的上下行程可以控制在10mm以内。用气缸长行程的伸缩进行钉芯和管帽的组装,用换向气阀的阀板短距离行程控制压缩空气的流向,从而控制气缸的上下伸缩。
4)实现组装机上下环模固定连接,中间换向气阀转动送气。换向气阀阀板的上下移动依靠上下环模的轨道面控制,阀板在上下环模空间内转动,所以上下环模必须固定,以便于中间阀板在转动的同时上下移动。若中部采用中轴转动送气管,可以为转动的气缸密封送气,但上下环模需分开固定,上环模需要在组装机外侧设置固定支架,增加设计、制造和装配难度。若上部和下部非转动部分通过固定的中轴固定连接为一体,则需要良好的转动密封为转动的气缸输送稳定的气压。
5)采用润滑油转动液封,保证气缸稳压送气。利用连通器原理,采用润滑油转动液封,保证压缩空气不外漏,实现良好的转动密封,达到上下固定部件连接、为转动气缸输送压缩空气的目的。
6)强化润滑。在接近密闭空间内,采用润滑油系统,在保障压缩空气良好转动密封的同时,为组装机内部所有的转动部件提供润滑油,不需要专门的润滑保养,可保证设备长效运行。
7)利用缝隙渗漏控制润滑油的流量,保持油压和压缩空气的压力,保证密封性能。
8)润滑油系统处于相对密闭环境,润滑油不影响设备外观,没有油雾的环境污染。
- 一种检测抽芯铆钉预紧力试验系统
- 一种塑料抽芯铆钉使用的抽芯铆钉枪
- 一种抽芯铆钉分离存放装置及抽芯铆钉