專(zhuān)利名稱(chēng)：多軸螺栓擰緊機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多軸回轉(zhuǎn)工具，特別是一種可同時(shí)對(duì)兩種不同分布形式部件進(jìn)行作業(yè)的多組多軸回轉(zhuǎn)工具。這種工具特別適于作多軸螺栓擰緊機(jī)。
螺紋聯(lián)結(jié)是機(jī)器零部件之間結(jié)合的最常用的方式之一，具有精度高、方便裝配、易于維護(hù)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，所以在現(xiàn)代機(jī)器制造中是最經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用最廣的制造手段之一。但螺紋聯(lián)結(jié)的失效也是機(jī)器常發(fā)性故障之一，所以世界各國(guó)均對(duì)螺紋聯(lián)結(jié)機(jī)理、失效原因的研究給予高度重視，在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展螺紋擰緊技術(shù)和控制方法，應(yīng)用先進(jìn)的微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)，產(chǎn)生了新一代數(shù)控螺栓擰緊機(jī)。
目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的螺栓擰緊機(jī)械大多仍為氣動(dòng)的，其次為電動(dòng)的，少數(shù)為液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械。隨著近二、三十年來(lái)微電子技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)螺栓擰緊機(jī)及數(shù)控螺紋擰緊機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生，并逐步走向成熟。由于電動(dòng)工具控制方便、噪聲小、力矩控制精度高、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到人們的青睞，并已成為擰緊工具中的一支生力軍。單軸電動(dòng)擰緊機(jī)械在生產(chǎn)裝配和各種維修部門(mén)得到普及。相對(duì)來(lái)說(shuō)，研制多軸電動(dòng)螺紋擰緊機(jī)的技術(shù)難度較大，目前世界上只有少數(shù)國(guó)家開(kāi)發(fā)出此類(lèi)機(jī)器，并在汽車(chē)、輕工、壓縮機(jī)等行業(yè)的裝配工序中得到應(yīng)用。如美國(guó)英格索蘭(Ingersoll-Rand)公司、德國(guó)DGD公司、瑞典阿特拉斯·科普柯裝配自動(dòng)化有限公司都已開(kāi)發(fā)電動(dòng)多軸螺栓擰緊機(jī)，并在汽車(chē)行業(yè)中得到應(yīng)用。但是，上述使用的多軸螺栓擰緊機(jī)只能用在一種位置分布的同型號(hào)螺栓上使用，對(duì)于不同型號(hào)或/和螺栓位置不同的多組螺栓不能同時(shí)進(jìn)行作業(yè)。目前尚未見(jiàn)到可同時(shí)作業(yè)于不同型號(hào)螺栓的多組多軸螺栓擰緊機(jī)。
本發(fā)明的目的是提供一種多軸螺栓擰緊機(jī)，這種機(jī)械不用更換不同尺寸的擰緊頭，即可對(duì)不同規(guī)格的螺栓進(jìn)行擰緊。本發(fā)明的這種多軸螺栓擰緊機(jī)實(shí)際為一多軸回轉(zhuǎn)工具，只要更換在本機(jī)末端工具，例如在輸出端裝上絲錐或鉆頭時(shí)，即可進(jìn)行攻絲或鉆孔等作業(yè)。因此，本發(fā)明又提供了一種多軸回轉(zhuǎn)工具。
本發(fā)明的多軸螺栓擰緊機(jī)是在公知多軸螺栓擰緊機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行較大的改進(jìn)而設(shè)計(jì)的一種多組多軸螺栓擰緊機(jī)。眾所周知，多軸螺栓擰緊機(jī)是在擰緊機(jī)的基座上設(shè)置一組多根扳手軸，即擰緊機(jī)的輸出軸通過(guò)一中間齒輪把運(yùn)動(dòng)分別傳遞給多根扳手軸，在扳手軸前端安裝套筒扳手頭，實(shí)現(xiàn)多軸同時(shí)作業(yè)。本發(fā)明多軸螺栓擰緊機(jī)的特征是，在擰緊機(jī)的基座上設(shè)置兩組多根扳手軸，并在一組多軸扳手軸上附設(shè)一切換裝置，通過(guò)操作切換裝置改變扳手軸伸出的長(zhǎng)度，使兩組多根扳手軸分別進(jìn)行作業(yè)，可對(duì)兩種不同(或相同)型的螺栓和/或不同分布的螺栓進(jìn)行擰緊操作。即在基座中的輸出軸的中間齒輪上設(shè)置兩組多根扳手軸，每組多根扳手軸的位置分布可由調(diào)整傳動(dòng)齒輪的位置和大小來(lái)確定。上述切換裝置附設(shè)在前立板上，由切換手柄、滑軸和拔叉組成，滑軸為平行板手軸(花鍵軸)的小軸，拔叉一端聯(lián)接花鍵孔，可在花鍵軸上滑動(dòng)，另一端拔叉的托座套在滑軸上由切換手柄控制可在滑軸上左右滑動(dòng)，操作切換手柄控制拔叉，帶動(dòng)拔叉在花鍵軸上滑動(dòng)。本發(fā)明中改變扳手軸伸出的長(zhǎng)度是這樣實(shí)現(xiàn)的，該組扳手軸較普通扳手軸要短，且安裝在扳手軸前端的方軸接合部要長(zhǎng)，構(gòu)成一長(zhǎng)筒狀方軸，方軸內(nèi)孔與扳手軸構(gòu)成滑動(dòng)副。上述切換裝置的拔叉安裝在方軸后端，操作切換手柄即可控制筒狀方軸在花鍵軸上的位置，改變了扳手軸伸出的長(zhǎng)度。在本發(fā)明中，由于一組多根扳手軸的長(zhǎng)度是不變的，操縱切換手柄改變另一組多根扳手軸的長(zhǎng)度，保持只有一組多根扳手軸伸出，即可進(jìn)行正常作業(yè)，而兩組多根扳手軸不會(huì)互相干擾。
利用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)際作業(yè)時(shí)，為保證兩組多根扳手軸不互相影響，對(duì)可變化多根扳手軸的可變長(zhǎng)度必需限定在一定范圍以上，即切換手柄軸向滑動(dòng)的距離必需大于一定值。為了解這個(gè)變化值設(shè)定的依據(jù)，下面以用本發(fā)明對(duì)大小兩種不同型號(hào)的螺栓組進(jìn)行擰緊操作為例給予說(shuō)明。該切換裝置的工作過(guò)程是這樣的小方軸在軸向相對(duì)機(jī)體是固定不動(dòng)的。切換手柄帶動(dòng)拔叉及與三個(gè)拔叉聯(lián)接的花鍵孔在軸向可滑坳。當(dāng)手柄推向最左邊位置時(shí)，大套筒扳手工作。為了防止擰緊時(shí)小套筒軸碰到螺栓而影響工作，要求自然狀態(tài)下，大套筒扳手軸端應(yīng)比小套筒扳手頭軸端長(zhǎng)，伸出的部分至少應(yīng)為大螺母擰緊時(shí)，貼合面到螺栓端面的距離d1，考慮安全可靠，應(yīng)選擇1.5d1以上。當(dāng)手柄推向最右端時(shí)，小扳手頭工作，此時(shí)小套筒扳手軸端應(yīng)比大套筒扳手軸端長(zhǎng)，伸出的長(zhǎng)度至少應(yīng)為螺母擰緊時(shí)，螺母與輪轂貼合面到螺栓端面距離d2的1.5以上。因此，手柄軸向滑動(dòng)的距離至少應(yīng)為1.5(d1+d2)。
關(guān)于本發(fā)明的多軸螺栓擰緊機(jī)設(shè)置的組數(shù)從理論上講可設(shè)置2組以上多根扳手軸，但由于組數(shù)增加使裝置變得復(fù)雜，因此比較實(shí)用的為設(shè)置2組多根扳手軸，即對(duì)兩種螺栓組進(jìn)行作業(yè)。另一方面，對(duì)本發(fā)明擰緊的最多軸數(shù)也不受限制，由于每一軸上的傳動(dòng)，聯(lián)接方式完全相同，通過(guò)更換基座中與中同齒輪聯(lián)接的方式和布置就可實(shí)現(xiàn)不同軸數(shù)，不同分布位置的擰緊工作。但從擰緊機(jī)的制造，加工和實(shí)際應(yīng)用的需要出發(fā)，一般以擰緊軸效為2～10根較適宜，過(guò)多的根數(shù)造成加工困難。
對(duì)于本發(fā)明中的切換裝置的控制方式不受限制。根據(jù)操作的靈活性可分別設(shè)計(jì)成手動(dòng)、氣動(dòng)或電動(dòng)方式。
本發(fā)明的多軸螺栓擰緊機(jī)，如名稱(chēng)所描述的最適于安裝套簡(jiǎn)頭進(jìn)行螺栓的擰緊工作。但由于本機(jī)末端工具是可更換的，當(dāng)在輸出端裝上絲錐或鉆頭時(shí)，還可用于進(jìn)行攻絲或鉆孔等作業(yè)。因此本發(fā)明實(shí)際是提供一種多組多軸回轉(zhuǎn)工具，具有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，力矩、速度調(diào)節(jié)等多種功能，其最大的特征在于具有上述獨(dú)特的切換功能。
下面通過(guò)附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)給予進(jìn)一步地說(shuō)明。
附

圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)圖；附圖2為附圖1中表示兩組扳手軸的位置分布圖。
圖中，1.電機(jī)；2.減速器；3.聯(lián)軸器；4.力矩傳感器；5.基座；6.主動(dòng)齒輪；7.傳動(dòng)齒輪；8.花鍵軸；9.小方軸；10.小套筒扳手頭；11.大方軸；12.大套筒扳手頭；13.滑軸；14.切換手柄；15.拔叉；16.前立板；17.中立板；18.后立板。
附圖1所示結(jié)構(gòu)的多軸螺栓擰緊機(jī)可作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，它是一臺(tái)兩組三軸螺栓擰緊機(jī)，一次可同時(shí)擰緊三個(gè)螺栓(螺母)，并保證力矩在要求的范圍內(nèi)。通過(guò)切換和變位，本機(jī)還可對(duì)分布在不同直徑上的另一種型號(hào)的螺栓進(jìn)行擰緊操作，本機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用交流伺服電機(jī)1。電機(jī)1的運(yùn)動(dòng)經(jīng)減速器2減速后通過(guò)聯(lián)軸器3與力矩傳感器4相聯(lián)，力矩傳感器4的輸出軸通過(guò)主動(dòng)齒輪6和傳動(dòng)齒輪7把運(yùn)動(dòng)分別傳遞給大、小套筒扳手軸花鍵軸。大、小套筒扳手軸線(xiàn)均勻分布在直徑不同的兩同心園上，如圖2所示。切換裝置由切換手柄14、滑軸13、三個(gè)與大花鍵軸孔聯(lián)接的拔叉15組成。切換裝置的工作過(guò)程是這樣的小方軸9在軸向相對(duì)機(jī)體是固定不動(dòng)的。切換手柄14帶動(dòng)拔叉15及與三個(gè)拔叉聯(lián)接的花鍵孔在軸向可滑動(dòng)。當(dāng)手柄推向最左邊位置時(shí)，大套筒扳手12工作。為了防止擰緊時(shí)小套筒軸碰到螺栓而影響工作，要求自然狀態(tài)下，大套筒扳手軸端應(yīng)比小套筒扳手頭軸端長(zhǎng)，伸出的部分至少應(yīng)為大螺母擰緊時(shí)，貼合面到螺栓端面的距離d1，考慮安全可靠，應(yīng)選擇1.5d1以上。當(dāng)手柄推向最右端時(shí)，小扳手頭10工作，此時(shí)小套筒扳手10軸端應(yīng)比大套筒扳手12軸端長(zhǎng)，伸出的長(zhǎng)度至少應(yīng)為螺母擰緊時(shí)，螺母與輪轂貼合面到螺栓端面距離d2的1.5以上。因此，手柄軸向滑動(dòng)的距離至少應(yīng)為1.5(d1+d2)。在手柄滑槽的左右兩端設(shè)置了鎖定位置，正常工作時(shí)一定要把手柄放在鎖定位置，以防軸套軸向竄動(dòng)。
三套驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)前、中、后三塊立板16、17、18聯(lián)接成一體，在前、后立板上對(duì)稱(chēng)安裝了四個(gè)滾動(dòng)軸承，分別放置在前、后托圈的凹槽內(nèi)，軸承可在凹槽內(nèi)滾動(dòng)。前、后托圈的吊環(huán)螺釘可吊裝在平衡器的釣鉤上。上述擰緊機(jī)中，除切換裝置外，均可參照常規(guī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)、加工和安裝。
本發(fā)明的螺栓擰緊機(jī)最適于汽車(chē)輪轂聯(lián)接螺栓的擰緊。對(duì)于前、后輪螺栓大小規(guī)格不同的汽車(chē)，通過(guò)切換，可用本機(jī)實(shí)現(xiàn)其擰緊操作，不用更換擰緊機(jī)型或其它部件，提高了裝配效率。此外結(jié)合常規(guī)技術(shù)，可使本發(fā)明的螺栓擰緊機(jī)輸出力矩連續(xù)可調(diào)，與套筒扳手頭聯(lián)接的大小方軸可設(shè)計(jì)成易更換零件，與相應(yīng)規(guī)格的套筒頭配作形成系列化聯(lián)接方軸。通過(guò)更換聯(lián)接方軸及相應(yīng)的扳手頭就可使擰緊機(jī)適應(yīng)于各種不同規(guī)格汽車(chē)輪轂螺栓的擰緊，并達(dá)到相應(yīng)的擰緊力矩要求，也可使本機(jī)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制成為一種數(shù)控多軸螺栓擰緊機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于在擰緊機(jī)的基座上設(shè)置兩組多根扳手軸，并在一組多軸扳手軸上附設(shè)一切換裝置，通過(guò)操作切換裝置改變扳手軸伸出的長(zhǎng)度。
2.按照權(quán)利要求1所述的多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于該切換裝置附設(shè)在前立板上，由切換手柄、滑軸和拔叉組成，滑軸為平行板手軸的小軸，拔叉一端聯(lián)接花鍵孔可在花鍵軸上滑動(dòng)，另一端拔叉的托座套在滑軸上由切換手柄控制可在滑軸上左右滑動(dòng)，操作切換手柄控制拔叉，帶動(dòng)拔叉在扳手軸上滑動(dòng)。
3.按照權(quán)利要求1所述的多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于改變扳手軸伸出的長(zhǎng)度是該組扳手軸較普通扳手軸要短，且安裝在扳手軸前端的方軸接合部要長(zhǎng)，構(gòu)成一長(zhǎng)筒狀方軸，方軸內(nèi)孔與扳手軸構(gòu)成滑動(dòng)副，切換裝置的拔叉安裝在方軸后端，操作切換手柄即可控制筒狀方軸在花鍵軸上的位置，改變了扳手軸伸出的長(zhǎng)度。
4.按照權(quán)利要求1所述的多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于當(dāng)切換手柄推到最左邊位置時(shí)，為了防止擰緊時(shí)小套筒軸碰到螺栓而影響工作，要求自然狀態(tài)下，大套筒扳手軸端應(yīng)比小套筒扳手軸端長(zhǎng)，伸出的部分至少應(yīng)為大螺母擰緊時(shí)，貼合面到螺栓端面的距離d1。
5.按照權(quán)利要求1所述的多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于當(dāng)手柄推向最右端時(shí)，小扳手頭工作，此時(shí)小套筒扳手軸端應(yīng)比大套筒扳手軸端長(zhǎng)，伸出的長(zhǎng)度至少應(yīng)為螺母擰緊時(shí)，螺母與輪轂貼合面到螺栓端面距離d2的1.5倍以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的多軸螺栓擰緊機(jī)，其特征在于它為一種多軸回轉(zhuǎn)工具，在本機(jī)末端工具是可更換的，當(dāng)在輸出端裝上絲錐或鉆頭時(shí)，用于進(jìn)行攻絲或鉆孔等作業(yè)的多軸回轉(zhuǎn)工具。
全文摘要
一種多軸螺栓擰緊機(jī),是在擰緊機(jī)的基座上設(shè)置兩組多根扳手軸,并在一組多軸扳手軸上附設(shè)一切換裝置,通過(guò)操作切換裝置改變扳手軸伸出的長(zhǎng)度,使兩組多根扳手軸分別進(jìn)行作業(yè),可對(duì)兩種不同(或相同)型的螺栓和/或不同分布的螺栓進(jìn)行擰緊操作,它為一種多軸回轉(zhuǎn)工具,在本機(jī)末端工具是可更換的,當(dāng)在輸出端裝上絲錐或鉆頭時(shí),還可用于進(jìn)行攻絲或鉆孔等作業(yè)。這種有切換功能的螺栓擰緊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,操作方便,功能齊全,解決了一機(jī)多用,提高了裝配效率。
文檔編號(hào)B23P19/06GK1208681SQ9711573
公開(kāi)日1999年2月24日 申請(qǐng)日期1997年8月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月20日
發(fā)明者趙明揚(yáng), 張波, 李群明, 吳理南, 徐志剛, 房立金 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所