凸轮与齿轮压合方法及压合工装

技术领域

本发明属于机械零件加工技术领域，涉及一种凸轮与齿轮压合方法及压合工装。

背景技术

某型喷口加力调节器凸轮组件(图1和图2)属精密传动件，凸轮组件包括齿轮以及压在齿轮上的凸轮，两个零件组合存在以下问题：由于凸轮与齿轮结构较复杂，凸轮与齿轮有位置限制，存在齿轮压偏、两个零件结合面贴不实的问题缺陷，齿轮和凸轮之间存在缝隙，造成压合齿轮时凸轮刻线与齿轮位置78°超差，使得凸轮组件无法满足设计图要求，因此零件报废量大，严重影响零件质量和产品交付，造成很大损失。

发明内容

为了解决现有凸轮与齿轮压合中存在的偏差技术问题，本发明提供了一种凸轮与齿轮压合方法和压合工装，保证压合中不会发生压偏，齿轮和凸轮贴合紧密无缝隙，质量高，满足设计图要求。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种凸轮与齿轮压合工装，包括夹具底座以及分别置于夹具底座上的定位销和压套组件；所述压套组件包括压套以及位于压套上方的锥心轴，锥心轴卡入压套内；所述压套上开设扇形开口，所述扇形开口的夹角为78°，齿轮卡在定位销外部，凸轮安装在齿轮上，压套压入凸轮内，凸轮上设置的刻度线与压套上的扇形开口的夹角处轴线重合。

进一步的，所述压套上设置贯穿压套轴向的槽孔；所述锥心轴通过槽孔卡入压套内。

进一步的，所述压套组件还包括限位杆；所述限位杆从上向下穿过压套与夹具底座连接。

进一步的，所述压套组件还包括设置在压套上且贯穿压套轴向的限位孔；所述限位杆穿过限位孔与夹具底座连接。

进一步的，所述凸轮与齿轮压合工装还包括置于夹具底座上的活动顶紧组件；所述定位销的轴向与活动顶紧组件的轴向垂直，所述活动顶紧组件沿着定位销的径向方向水平活动并顶紧齿轮。

进一步的，所述活动顶紧组件包括螺杆以及与螺杆连接的活动定向块；所述活动定向块置于夹具底座上，所述螺杆置于夹具底座上方并与夹具底座活动连接；所述螺杆的轴向与定位销的轴向垂直，所述螺杆转动并带动活动定向块沿着螺杆的轴向水平移动并与齿轮顶紧。

进一步的，所述活动定向块的侧壁上设置齿形槽，所述齿形槽与齿轮上的齿相啮合。

一种所述的凸轮与齿轮压合工装的压合方法，包括以下步骤：

1)分别将齿轮和凸轮进行预处理，然后将凸轮放入液氮中冷却至沸腾；

2)将锥心轴拧入压套内组成压套组件，锥心轴与压套同轴，锥心轴将压套向外撑开；

3)将预处理后的齿轮卡入夹具底座的定位销上，活动定向块顶靠住齿轮的中间齿；

4)步骤2)冷却后的凸轮安装在齿轮上，步骤2)压套组件上的压套压在凸轮上，将凸轮上的刻线与压套上的扇形开口的78°夹角处轴线重合；

5)利用液压机压在压套上保持10s，将凸轮压至顶靠齿轮的T面。

进一步的，所述步骤1)中，沸腾时间20min，所述步骤5)中，液压机压力最大为2.5MP。

本发明的有益效果是：

本发明通过压合工装，利用压套上设置的角度为78°扇形开口调整凸轮的位置角度；同时锥心轴压入压套内，保证压套与凸轮的紧度，压套心轴既用来给凸轮施压还用来定位凸轮位置，使凸轮刻线对准压套心轴刻线，压入齿轮，使凸轮与尺寸结合面贴实，角向位置78°合格；通过应用此种压合方法，有效解决了凸轮与齿轮因压合质量而产生零件大量报废问题，避免了压合时齿轮压偏、两零件贴合面有缝隙、凸轮刻线与齿轮位置角度超差压、压合后组件变形等现象，提高了零件的加工质量。

附图说明

图1是齿轮示意图；

图2为凸轮示意图；

图3是本发明凸轮与齿轮压合后的示意图；

图4是本发明夹具底座示意图；

图5是本发明压套心轴示意图；图5(a)为压套的俯视示意图；图5(b)为图5(a)的A-A剖视图；

图6是本发明锥心轴示意图；图6(a)为压套上槽孔示意图；图6(b)为心轴示意图；

其中：

1—齿轮；2—凸轮；3—夹具底座；4—活动定向块；5—压套；6—锥心轴；7—定位销；8—限位杆；9—螺杆。

具体实施方式

现结合附图以及实施例对本发明做详细的说明。

参见图3，一种凸轮与齿轮压合工装，包括夹具底座3以及分别置于夹具底座3上的定位销7和压套组件；压套组件包括压套5以及位于压套5上方的锥心轴6，锥心轴6卡入压套5内；压套5上开设扇形开口，扇形开口的夹角为78°，齿轮1卡在定位销7外部，凸轮2安装在齿轮1上，压套5压入凸轮2内，凸轮2上设置的刻度线与压套5上的扇形开口的夹角处轴线重合。

参见图4，定位销7为上小下大的倒T形结构，包括上部小圆柱和下部大圆柱，齿轮1卡在定位销7的台阶面上。

参见图5和图6，压套5上设置贯穿压套5轴向的槽孔，锥心轴6通过槽孔卡入压套5内。压套组件还包括限位杆8；限位杆8从上向下穿过压套5与夹具底座3连接。压套组件还包括设置在压套5上且贯穿压套5轴向的限位孔；限位杆8穿过限位孔与夹具底座3连接。

具体的，压套5为圆形板，在圆形板上开设扇形开口，扇形开口从边缘向圆形板中心方向延伸，扇形开口的夹角为78°，夹角处标记夹角线，夹角线与压套5轴向方向相同，压套5上还分别设置有贯穿压套5轴向的槽孔和贯穿压套5轴向的限位孔。

参见图3，凸轮与齿轮压合工装还包括置于夹具底座3上的活动顶紧组件；定位销7的轴向与活动顶紧组件的轴向垂直，活动顶紧组件沿着定位销7的径向方向水平活动并顶紧齿轮1。

参见图3和图4，活动顶紧组件包括螺杆9以及与螺杆9连接的活动定向块4；活动定向块4置于夹具底座3上，螺杆9置于夹具底座3上方并与夹具底座3活动连接；螺杆9的轴向与定位销7的轴向垂直，螺杆9转动并带动活动定向块4沿着螺杆9的轴向水平移动并与齿轮1顶紧。

具体的，在夹具底座3的右侧壁上设置固定块，固定块的高度高于夹具底座3，螺杆9置于固定块右侧，且一端轴向穿过固定块与位于齿轮1旁侧的活动定向块4连接，活动定向块4的侧壁上设置齿形槽，齿形槽与齿轮1上的齿相啮合，螺杆9带动活动定向块4沿着螺杆9的轴向水平移动并顶紧齿轮1，螺杆9的另一端通过螺母与固定块紧固。

一种凸轮与齿轮压合工装的压合方法，包括以下步骤：

1)分别将齿轮1和凸轮2进行预处理，然后将凸轮2放入液氮中冷却至沸腾。

预处理是，清洗凸轮2上和齿轮1上的油污，将两个零件清洁干净。将凸轮2放入液氮中冷却至沸腾并保持20分钟后停止。

2)将锥心轴6拧入压套5内组成压套组件，锥心轴6与压套5同轴，锥心轴6将压套5向外撑开。

锥心轴6通过螺纹拧入压套5上的槽孔中，将压套5撑开，保证压套5在压制凸轮2过程中有一定的紧度，避免压套5与凸轮2产生间隙，造成压套5在压制过程中发生的窜动。

3)将预处理后的齿轮1卡入夹具底座3的定位销7上，通过转动螺杆9使得活动定向块4向左移动顶靠在齿轮1的中间齿，保证齿轮1无法转动。

4)步骤2)冷却后的凸轮2安装在齿轮1上，步骤2)压套组件上的压套5压在凸轮2上，将凸轮2上的刻线与压套5上的扇形开口的78°夹角处轴线重合。

凸轮2安装在齿轮1上，压套5穿过凸轮2上的孔中心，将凸轮2上设置的刻线调整与压套5上刻线处重合，保证位置角度78°。

5)利用液压机压在压套5上保持10s，将凸轮2压至顶靠齿轮1的T面。液压机压力最大为2.5MP。

压制完成后，取出组合后凸轮2和齿轮1，目视检查两个零件贴合无缝隙，零件无变形。

此种压合工艺方法已应用于批量零件的加工中。通过应用此种压合方法，有效解决了凸轮与齿轮因压合质量而产生零件大量报废问题，避免了压合时齿轮压偏、两零件贴合面有缝隙、凸轮刻线与齿轮位置角度超差压、压合后组件变形等现象，提高了零件的加工质量和效率。