一种外胀式关节轴承翻边压铆装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术为一种外胀式关节轴承翻边压铆装置及方法，此装置通过锥面配合结构使得在压铆翻边工作过程中，压铆头向下运动的同时沿工具的径向胀开，增加了向外侧的水平运动，增加了向外翻边的作用力。其装置包括芯轴、压铆头、波形弹簧以及螺母。本发明专利技术通过压铆头及带锥度芯轴之间的锥面配合，使压铆头沿锥面运动，实现了压铆头前段的外胀翻边运动，使得V形槽易于翻边成形，减少对外圈的镦粗影响，避免启动力矩增加与失效、内外圈抱死，提高关节轴承安装固定的工艺质量，并且，工具结构简单，方法易实现。

A Flanging Riveting Device and Method for External Expansion Joint Bearing

The invention relates to an external expansion type flanging riveting device for joint bearings and a method thereof. The device makes the riveting head move downward while expanding along the radial direction of the tool during the flanging process by means of a conical surface matching structure, thereby increasing the horizontal movement to the outward side and the force to the outward flanging. The device comprises a mandrel, a riveting head, a waveform spring and a nut. By means of the conical surface matching between the riveting head and the tapered mandrel, the riveting head moves along the conical surface, realizes the expansion flanging movement of the front section of the riveting head, makes the V-groove easy to flange, reduces the upsetting effect on the outer ring, avoids the increase of starting moment and failure, the lock of the inner and outer rings, improves the technological quality of the installation and fixing of the joint bearing, and the tool structure is simple and the method is simple. Easy to achieve.

【技术实现步骤摘要】
一种外胀式关节轴承翻边压铆装置及方法
本专利技术属于关节轴承的安装技术，特别涉及一种外胀式关节轴承翻边压铆装置及方法。
技术介绍
在航空制造业中，关节轴承普遍采用V形槽翻边安装固定方法，即，将外圈带V形槽的关节轴承的V形槽，翻边成形到座圈上，实现安装固定。因为翻边成形的质量直接关系到机构连接的安全性与使用寿命，所以研发高质量的压铆安装工艺及工具十分重要。目前，翻边成形V形槽的工艺主要有三种：第一种是压铆，采用按照航空标准要求形状的压铆头，挤压V形槽外侧材料，使其变形翻边到座圈上；第二种是旋铆(也称滚铆)，采用可旋转的滚轮铆头，在铆压力作用下，旋压V形槽的外侧，滚轮铆头经过多圈旋转与下压，使V形槽外侧翻边到座圈。第三种是辊铆，采用均布在铆压工具前端中的多个圆柱形或圆锥形小辊，在铆压力作用下，多圈辊压使V形槽外侧翻边到座圈。以上这些工艺方法，与V形槽外侧接触而施加压铆力的是工具前段的齿尖、滚轮或小辊，它们的运动都不包含关节轴承径向运动分量即外胀开的运动。如目前生产中常用的压铆方法，在压铆过程中，施加向下的压铆力，通过压铆头的齿尖外侧面对关节轴承外圈V形槽的挤压作用，使关节轴承外圈V形槽外侧翻边到座圈上，在这过程中，齿尖始终向下运动，向下的压铆力，一部分分解为对V形槽的向外侧翻边变形所需要的力，大部分分解为对外圈下压而产生镦粗变形的力，这样使得压铆力较大，外圈镦粗作用大，下压运动产生的大部分能量被用于关节轴承的外圈轴向镦粗，只有少部分的能量被用于关节轴承外圈V形槽翻边的成形，因此，压铆容易造成关节轴承外圈的镦粗变形，从而使得关节轴承内外圈配合变紧，启动力矩增加与超标，甚至抱死失效。而翻边成形过程主要是V形槽的外侧材料，沿关节轴承径向向外侧的变形，如工具前段的齿尖、滚轮或小辊的运动存在径向向外的运动，必然使得V形槽易于翻边成形，减少对外圈的镦粗影响。针对当前安装质量需求即翻边质量好，启动力矩影响小，需要开发一种新的翻边压铆固定工艺与工具，使其能够减小关节轴承外圈所受到的轴向力，从而避免关节轴承外圈的镦粗变形、内外圈抱死。
技术实现思路
为了解决当前翻边压铆的上述问题，本专利技术提供一种能够减小压铆对关节轴承外圈的镦粗变形作用的装置及方法。其能够减小关节轴承外圈所受到的轴向力，从而避免关节轴承外圈的镦粗变形、内外圈抱死。本专利技术提供一种外胀式关节轴承翻边压铆装置，其包括螺母、压铆头、芯轴以及波形弹簧，所述螺母设置在所述芯轴上，所述螺母的配置用于调节所述波形弹簧的压缩位移，所述压铆头的齿尖及其下端开设有六个沿圆周均匀分布的槽缝，所述槽缝的配置用于使压铆头相对芯轴实现锥面相对滑动运动从而产生径向外扩运动，所述压铆头的内侧设置有斜面，所述芯轴为阶梯轴，所述芯轴包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分，所述第一部分的外表面设置有螺纹，所述第二部分与所述第三部分均为外表面光滑的圆柱结构，所述第二部分的圆柱的横截面小于所述第三部分的圆柱的横截面，所述第三部分的圆柱的端面用于支撑所述波形弹簧，所述第四部分为圆锥结构，所述圆锥结构与压铆头的内侧斜面形成锥面配合，所述第五部分为定位段圆柱面，所述第四部分圆锥结构的锥面的端面与所述关节轴承内圈相抵靠，所述定位段圆柱面与关节轴承内圈的孔相配合。优选地，所述压铆头为回转体结构。优选地，所述第四部分的圆锥结构的锥面锥度为φ，锥面角度φ的计算表达式为：tgφ＝Δr/Δh，其中Δr为压铆头的齿尖的径向外扩位移，Δh为压铆头的齿尖的轴向位移。优选地，在初始位置，所述波形弹簧处于预压缩状态，该状态下，波形弹簧用于支撑压铆头并使工具处于平衡状态。优选地，当压铆头工作时，通过调整螺母在芯轴上的位置以压缩波形弹簧，使波形弹簧的下压量等于压铆头的齿尖的轴向位移Δh。优选地，本专利技术还提供一种外胀式关节轴承翻边压铆方法，其包括以下步骤：S1、在压铆翻边过程中，利用压铆头与芯轴的锥面配合，借助于向下的压铆力作用下，芯轴顶住关节轴承内圈端面，同时，压铆头的齿尖做向下运动与径向外扩运动，使关节轴承外圈V形槽外侧翻边到座圈；S2、在压铆翻边时确定压铆头的初始定位，通过调整螺母在芯轴上的位置，来调整压铆头和第三部分圆柱的端面间距离即齿尖的轴向位移为Δh，并且波形弹簧保持受压状态，从而确定压铆头初始位置；S3、在压铆工具工作时调整压缩波形弹簧的同步运动，压缩波形弹簧，通过压铆头与芯轴的锥面配合角度φ、使得齿尖的径向外扩位移为Δr，齿尖的轴向位移为Δh。优选地，通过拧动芯轴第一部分圆柱上配置的螺母，对波形弹簧进行预压缩，直到压铆头和第三部分圆柱的端面间距离为Δh时，停止拧动螺母，此位置即为压铆头的初始位置。优选地，压缩所述波形弹簧使其下压位移量同样为Δh。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：①本专利技术的工艺与工具，实现了压铆头前段的外胀翻边运动，能够减小关节轴承外圈所受到的轴向力，而产生的径向力使得V形槽易于翻边成形，减少对外圈的镦粗影响，避免关节轴承外圈的镦粗变形、内外圈抱死，提高V型槽翻边质量，从而提高关节轴承安装固定的工艺质量，并且，工具结构简单，工艺易实现。②本专利技术在施加向下压铆力时，压铆头的齿尖不仅存在向下运动的位移分量Δh，还存在径向外扩运动的位移分量Δr，向下的压铆运动，分解为对V形槽的向外侧翻边变形的径向运动，以及对外圈产生镦粗变形的轴向运动，因径向力易于使得外圈翻边，所以压铆力的能量大部分被用于关节轴承外圈V形槽翻边的成形，只有少部分的能量被用于关节轴承的外圈轴向镦粗。附图说明图1为本专利技术的关节轴承压铆装置的示意图；图2为本专利技术的波形弹簧初始位置与压铆头工作位移示意图；图3为本专利技术的压铆头的三维结构示意图；图4为本专利技术的芯轴结构示意图。其中部分附图标记如下：图中，1-螺母、2-压铆头、3-波形弹簧、4-芯轴、5-关节轴承内圈、6-齿尖、7-关节轴承外圈、8-座圈、9-支撑底座、10-槽缝、11-锥面配合、12-V型槽。具体实施方式以下将参考附图详细说明本专利技术的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。为了解决当前翻边压铆的上述问题，本专利技术提供一种能够减小压铆对关节轴承外圈的镦粗变形作用的工艺及工具。本专利技术的工艺与工具，实现了压铆头前段的外胀翻边运动，使得V形槽易于翻边成形，减少对外圈的镦粗影响，避免关节轴承外圈的镦粗变形以及内外圈抱死，提高V型槽翻边质量，从而提高关节轴承安装固定的工艺质量。本专利技术提供一种外胀式关节轴承翻边压铆装置，如图1所示，其包括螺母1、压铆头2、芯轴4以及波形弹簧3，螺母1设置在芯轴4上，螺母1能够在芯轴4的上下进行调节，螺母1的配置用于调节波形弹簧3的张力。在使用时，通过调节螺母1在芯轴4上的位置就能够调节波形弹簧3的压下量。如图3所示，压铆头2的齿尖及其下端开设有六个沿圆周均匀分布的槽缝10，槽缝10的配置用于使压铆头2相对芯轴4实现锥面相对滑动运动从而产生径向外扩运动，压铆头2的内侧设置有斜面。如图2所示，通过调整螺母1来压缩波形弹簧3，来调整压铆头2和大圆柱的端面间的距离为Δh，确定压铆头2初始定位。在压铆过程中，调整螺母1在芯轴4上的位置，通过锥面配合11、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外胀式关节轴承翻边压铆装置，其特征在于：其包括螺母、压铆头、芯轴以及波形弹簧，所述螺母设置在所述芯轴上，所述螺母的配置用于调节所述波形弹簧的压缩位移，所述压铆头的齿尖及其下端开设有六个沿圆周均匀分布的槽缝，所述槽缝的配置用于使压铆头相对芯轴实现锥面相对滑动运动从而产生径向外扩运动，所述压铆头的内侧设置有斜面，所述芯轴为阶梯轴，所述芯轴包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分，所述第一部分的外表面设置有螺纹，所述第二部分与所述第三部分均为外表面光滑的圆柱结构，所述第二部分的圆柱的横截面小于所述第三部分的圆柱的横截面，所述第三部分的圆柱的端面用于支撑所述波形弹簧，所述第四部分为圆锥结构，所述圆锥结构与压铆头的内侧斜面形成锥面配合，所述第五部分为定位段圆柱面，所述第四部分圆锥结构的锥面的端面与所述关节轴承内圈相抵靠，所述定位段圆柱面与关节轴承内圈的孔相配合。

【技术特征摘要】
1.一种外胀式关节轴承翻边压铆装置，其特征在于：其包括螺母、压铆头、芯轴以及波形弹簧，所述螺母设置在所述芯轴上，所述螺母的配置用于调节所述波形弹簧的压缩位移，所述压铆头的齿尖及其下端开设有六个沿圆周均匀分布的槽缝，所述槽缝的配置用于使压铆头相对芯轴实现锥面相对滑动运动从而产生径向外扩运动，所述压铆头的内侧设置有斜面，所述芯轴为阶梯轴，所述芯轴包括第一部分、第二部分、第三部分、第四部分以及第五部分，所述第一部分的外表面设置有螺纹，所述第二部分与所述第三部分均为外表面光滑的圆柱结构，所述第二部分的圆柱的横截面小于所述第三部分的圆柱的横截面，所述第三部分的圆柱的端面用于支撑所述波形弹簧，所述第四部分为圆锥结构，所述圆锥结构与压铆头的内侧斜面形成锥面配合，所述第五部分为定位段圆柱面，所述第四部分圆锥结构的锥面的端面与所述关节轴承内圈相抵靠，所述定位段圆柱面与关节轴承内圈的孔相配合。2.根据权利要求1所述的外胀式关节轴承翻边压铆装置，其特征在于：所述压铆头为回转体结构。3.根据权利要求1所述的外胀式关节轴承翻边压铆装置，其特征在于：所述第四部分的圆锥结构的锥面角度为φ，锥面角度φ的计算表达式为：tgφ＝Δr/Δh，其中Δr为压铆头的齿尖的径向外扩位移，Δh为压铆头的齿尖的轴向位移。4.根据权利要求3所述的外胀式关节轴承翻边压铆装置，其特征在于：在初始位置，所述波形弹簧处于预压缩状态，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈继刚，赵可心，蒋家强，韩景宏，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13