一种双面镗加工在线衬套快速压装装置及压装方法与流程

本发明涉及一种衬套压装装置及压装方法，具体是一种适用于将挖掘机斗杆或动臂等工件的衬套压装入挖掘机斗杆或动臂等工件内部的双面镗加工在线衬套快速压装装置及压装方法，属于挖掘机制造工艺装备技术领域。

背景技术：

挖掘机是使用铲斗挖掘高于或低于承机面的土壤、煤、泥沙或者经过预松后的土壤和岩石等物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械，目前已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。

挖掘机的工作装置是直接完成挖掘任务的装置，通常由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成，其中动臂和斗杆通常为中空的箱型结构，箱型结构内部各铰接位置一般包括为了便于稳固安装各铰接销的定位套，且各铰接销安装时为了减小磨损通常需在铰接销轴与定位套之间加设具有润滑油道的衬套，通常动臂和斗杆在完成结构件焊接并喷丸、喷底漆处理后需先进行整体结构件定位套的镗加工后再进行衬套的安装，衬套在进行整机装配前要先安装在动臂和斗杆中。

由于衬套的外径尺寸通常是与定位套的内径尺寸过盈配合，因此直接安装衬套较困难，现有技术中通常采用压装机压装的安装方式，即操作人员将结构件整体吊装在压装机的工作平台上后启动压装机，压装机的压头即伸出将衬套顶入工件的定位套中，虽然压装速度较快，但仍需先将衬套对正后预敲入定位套内、压装的准备时间较长，因此整体压装效率并不高；虽然目前多采用双面镗床对动臂和斗杆进行镗加工、镗加工效率较高，但先在镗床上定位完成结构件定位套的镗孔工序后再拆卸工件转运至压装机上进行压装的方式整体生产效率较低。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种双面镗加工在线衬套快速压装装置及压装方法，不仅能够实现直接将衬套定位压入工件的定位套中、缩短压装准备时间、提高压装效率，而且可以实现镗加工后不用转换机床而直接进行压装衬套，进而实现减少生产周期、提高生产效率。

为实现上述目的，本双面镗加工在线衬套快速压装装置包括压力机、压头、液压泵站和电控机构；

所述的压力机是液压缸结构，包括柱形机体和位于柱形机体内部前部的活塞柱；柱形机体的外部设有吊耳，柱形机体的后端设有外径尺寸大于柱形机体外径尺寸的定位座，柱形机体的后端面中心位置上设有与柱形机体同轴设置的定位盲孔，定位盲孔的内径尺寸与镗床的主轴外径尺寸间隙配合，定位座的后端面上设有多个中心对称设置的电磁线圈，压力机的柱形机体后部对应定位盲孔的径向方向位置上设有至少三个中心对称设置的同步夹持液压缸，同步夹持液压缸的缸体与压力机的柱形机体固定连接，同步夹持液压缸的伸缩端穿过柱形机体外壁伸入定位盲孔内部，定位盲孔的内部对应同步夹持液压缸伸缩端的位置还设有与同步夹持液压缸的伸缩端连接的、数量与同步夹持液压缸配合设置的定位夹片，定位夹片面向定位盲孔中轴线的内侧面设置成与镗床主轴外径尺寸配合的弧形面；

所述的压头包括压头体、支撑套、伸缩控制部件、连接头、连杆、导向套、复位弹簧和定心块；压头体是圆柱套结构，柱套结构的后端设有安装定位台阶，压头体通过安装定位台阶与压力机的活塞柱同轴固定连接，圆柱套结构的前端外径尺寸大于衬套的外径尺寸、内径尺寸小于衬套的内径尺寸；支撑套同轴固定设置在压头体内部的中后部，导向套同轴固定设置在压头体内部的中前部；伸缩控制部件的伸缩端向前设置，伸缩控制部件的机体与支撑套固定安装连接、且伸缩控制部件的伸缩端与支撑套同轴设置；连接头的后端与伸缩控制部件的伸缩端安装连接，连接头的前端沿其周向方向均布设有至少三件铰接座；连杆的数量配合连接头上的铰接座的数量设置，连杆的后端通过连接头的铰接座与连接头铰接连接，连杆的前端穿过导向套的内孔并伸出至压头体前端面外部；定心块的数量配合连杆的数量设置，定心块与连杆的前端铰接连接，定心块沿压头体径向方向的外侧面设置成弧面结构；复位弹簧设置在导向套与连杆之间、或相邻连杆之间；

所述的液压泵站通过液压控制阀组和液压管路分别与压力机液压缸结构、同步夹持液压缸连接；

所述的电控机构包括控制器、电源回路、主轴夹持控制回路、压力机定位控制回路、衬套自定心控制回路、压装套控制回路，控制器分别与液压泵站、液压控制阀组、电磁线圈和伸缩控制部件电连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的定位盲孔的内壁上对应定位夹片的位置上设有深度方向沿定位夹片移动方向设置的定位导向凹槽，所述的定位夹片配合设置在定位导向凹槽内部。

作为本发明的进一步改进方案，所述的电磁线圈安装在定位座的后端面内部、且电磁线圈的吸附平面与定位座的后端面平齐设置。

作为本发明的进一步改进方案，所述的导向套的内孔设置成前大后小的锥形孔结构。

作为本发明的进一步改进方案，所述的复位弹簧与连杆的连接位置位于连杆的前部、处于导向套的前方。

作为本发明的进一步改进方案，所述的定心块的铰接位置沿压头体径向方向的内侧面上设有可限制定心块翻转的限位板。

作为本发明的进一步改进方案，所述的伸缩控制部件是压头液压缸，压头液压缸通过液压管路与控制阀组与液压泵站连接。

作为本发明的进一步改进方案，所述的压头体的安装定位台阶还通过轴向方向设置的定位销与压力机的活塞柱前端面连接。

一种双面镗加工在线衬套快速压装装置的压装方法，包括以下步骤：

a.吊装套装操作：当工件固定安装在双面镗床的工作台上、且定位完成对称的一组定位套的镗孔后拆除镗杆并锁定镗床主轴平旋盘，通过吊耳整体吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置并将定位盲孔套装在镗床主轴上、且使定位座的后端面贴靠在主轴平旋盘上；

b.同轴定心操作：主轴夹持控制回路开始工作，操作控制器控制同步夹持液压缸同步伸出带动定位夹片对镗床主轴进行夹持使压力机的液压缸结构与镗床主轴同心设置；

c.吸附连接操作：压力机定位控制回路开始工作，操作控制器控制电磁线圈通电产生强磁场使定位座的后端面稳固吸附定位在主轴平旋盘上；

d.衬套自定心操作：衬套自定心控制回路开始工作，操作控制器先控制伸缩控制部件缩入，缩入过程中伸缩控制部件的伸缩端即带动连接头牵拉连杆向后移动，在导向套内孔的约束作用下多件连杆同时缩口使相邻连杆之间的复位弹簧处于压缩状态使与多件连杆前端连接的多件定心块的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心缩小，然后操作人员将衬套内孔套装在多件定心块的弧面结构构成的外圆轮廓上并顶靠在压头体的前端面上后操作控制器控制伸缩控制部件伸出，连接头推动连杆向前移动使多件连杆在复位弹簧的弹性复位作用和导向套内孔的导向作用下同时涨开，多件定心块的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心变大使多件定心块的弧面结构顶靠在衬套内孔壁上将衬套撑起；

e.压装衬套操作：压装套控制回路开始工作，操作控制器控制压力机的液压缸结构动作使活塞柱伸出，左右两侧的压头体载着衬套自左右两侧同步向已镗好的定位套方向移动，当衬套前端认门进入定位套中后继续控制压力机的活塞柱伸出至设定距离将衬套完全压入已镗好的定位套中，压装过程中，工件左右两侧的压套推力互相平衡、且定位座将压套反作用力通过镗床平旋盘作用于镗床本体；

f.装置拆除：完成压装衬套后先控制伸缩控制部件缩入使定心块脱离已压装好的衬套，然后控制压力机的活塞柱缩入至初始状态、控制同步夹持液压缸同步缩入、电磁线圈断电后吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置脱离镗杆，坐标移动镗床工作台至下一工件镗孔位置继续进行镗孔；以此类推，完成镗孔后重复前述步骤。

与现有技术相比，本双面镗加工在线衬套快速压装装置在镗床完成镗加工后安装在镗床主轴上使用；由于设有液压缸结构的压力机，且柱形机体的后端面中心位置上设有与柱形机体同轴设置的、内径尺寸与镗床的主轴外径尺寸间隙配合的定位盲孔，定位座的后端面上设有多个中心对称设置的电磁线圈，压力机的柱形机体后部对应定位盲孔的径向方向位置上设有至少三个中心对称设置的同步夹持液压缸，定位盲孔的内部对应同步夹持液压缸伸缩端的位置还设有定位夹片，因此工件在镗床上定位完成对称的一组定位套的镗孔后拆除镗杆并锁定主轴平旋盘，通过吊耳整体吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置并将定位盲孔套装在镗床主轴上、且使定位座的后端面贴靠在主轴平旋盘上，通过控制同步夹持液压缸的伸出可以实现液压缸结构的压力机与镗床主轴的同心定位、通过控制电磁线圈的通电可以实现压力机的定位座与镗床平旋盘的吸附定位，进而实现本双面镗加工在线衬套快速压装装置与镗床主轴的同心连接和与镗床平旋盘的稳固固定连接，为后续的压装衬套提供准确的压装基准；由于与压力机的活塞柱同轴固定连接的压头设有伸缩控制部件、连接头、连杆、导向套、复位弹簧和定心块，因此压装衬套时可先控制伸缩控制部件缩入使多件连杆同时缩口、多件定心块的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心缩小便于套装衬套，然后控制伸缩控制部件伸出使多件定心块的弧面结构顶靠在衬套内孔壁上将衬套同心撑起，即可完成衬套的自定心，配合压力机的顶出动作可以实现直接将衬套定位压入已镗好孔的工件定位套中、大大缩短压装准备时间，进而实现镗加工后不用转换机床而直接进行压装衬套的在线操作，进而实现减少生产周期、提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的a向视图；

图3是图1的b向视图；

图4是图1的c-c剖视图。

图中：1、压力机，11、定位座，12、定位盲孔，13、电磁线圈，14、同步夹持液压缸，15、定位夹片，2、压头，21、压头体，22、支撑套，23、伸缩控制部件，24、连接头，25、连杆，26、导向套，27、复位弹簧，28、定心块。

具体实施方式

衬套的压装过程只需提供足够的后坐力和推进力即可实现将衬套压入与其过盈配合的定位套中，因此为实现快速压装，本发明采用将镗床本体作为支撑点、利用镗床本体作为承力单位的方式进行衬套的压装，下面结合附图对本发明做进一步说明(以下以图1的右侧方向为前方描述)。

如图1所示，本双面镗加工在线衬套快速压装装置包括压力机1、压头2、液压泵站和电控机构。

所述的压力机1是液压缸结构，包括柱形机体和位于柱形机体内部前部的活塞柱；柱形机体的外部设有吊耳，柱形机体的后端设有外径尺寸大于柱形机体外径尺寸的定位座11，柱形机体的后端面中心位置上设有与柱形机体同轴设置的定位盲孔12，定位盲孔12的内径尺寸与镗床的主轴外径尺寸间隙配合，如图3所示，定位座11的后端面上设有多个中心对称设置的电磁线圈13，压力机1的柱形机体后部对应定位盲孔12的径向方向位置上设有至少三个中心对称设置的同步夹持液压缸14，同步夹持液压缸14的缸体与压力机1的柱形机体固定连接，同步夹持液压缸14的伸缩端穿过柱形机体外壁伸入定位盲孔12内部，定位盲孔12的内部对应同步夹持液压缸14伸缩端的位置还设有与同步夹持液压缸14的伸缩端连接的、数量与同步夹持液压缸14配合设置的定位夹片15，如图4所示，定位夹片15面向定位盲孔12中轴线的内侧面设置成与镗床主轴外径尺寸配合的弧形面。

所述的压头2包括压头体21、支撑套22、伸缩控制部件23、连接头24、连杆25、导向套26、复位弹簧27和定心块28；如图2所示，压头体21是圆柱套结构，柱套结构的后端设有用于与压力机1的活塞柱前端面连接的安装定位台阶，压头体21通过安装定位台阶与压力机1的活塞柱同轴固定连接，圆柱套结构的前端外径尺寸大于衬套的外径尺寸、内径尺寸小于衬套的内径尺寸；支撑套22同轴固定设置在压头体21内部的中后部，导向套26同轴固定设置在压头体21内部的中前部；伸缩控制部件23的伸缩端向前设置，伸缩控制部件23的机体与支撑套22固定安装连接、且伸缩控制部件23的伸缩端与支撑套22同轴设置；连接头24的后端与伸缩控制部件23的伸缩端安装连接，连接头24的前端沿其周向方向均布设有至少三件铰接座；连杆25的数量配合连接头24上的铰接座的数量设置，连杆25的后端通过连接头24的铰接座与连接头24铰接连接，连杆25的前端穿过导向套26的内孔并伸出至压头体21前端面外部；定心块28的数量配合连杆25的数量设置，定心块28与连杆25的前端铰接连接，定心块28沿压头体21径向方向的外侧面设置成弧面结构；复位弹簧27设置在导向套26与连杆25之间、或相邻连杆25之间，用于支撑涨开连杆25。

所述的液压泵站通过液压控制阀组和液压管路分别与压力机1液压缸结构、同步夹持液压缸14连接。

所述的电控机构包括控制器、电源回路、主轴夹持控制回路、压力机定位控制回路、衬套自定心控制回路、压装套控制回路，控制器分别与液压泵站、液压控制阀组、电磁线圈13和伸缩控制部件23电连接。

本双面镗加工在线衬套快速压装装置是在镗床完成镗加工后安装在镗床主轴上使用，以双面镗床和对称设置的两套本双面镗加工在线衬套快速压装装置为例，当动臂或斗杆工件固定安装在双面镗床的工作台上、且定位完成对称的一组定位套的镗孔后拆除镗杆并锁定主轴平旋盘，通过吊耳整体吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置并将定位盲孔12套装在镗床主轴上、且使定位座11的后端面贴靠在主轴平旋盘上；然后主轴夹持控制回路开始工作，通过控制器控制同步夹持液压缸14同步伸出带动定位夹片15对镗床主轴进行夹持，此时压力机1的液压缸结构即与镗床主轴同心设置；然后压力机定位控制回路开始工作，通过控制器控制电磁线圈13通电产生强磁场，此时定位座11的后端面即稳固吸附定位在主轴平旋盘上；然后衬套自定心控制回路开始工作，通过控制器先控制伸缩控制部件23缩入，缩入过程中伸缩控制部件23的伸缩端即带动连接头24牵拉连杆25向后移动，在导向套26内孔的约束作用下多件连杆25同时缩口使相邻连杆25之间的复位弹簧27处于压缩状态，此时与多件连杆25前端连接的多件定心块28的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心缩小，然后操作人员将衬套内孔套装在多件定心块28的弧面结构构成的外圆轮廓上并顶靠在压头体21的前端面上后控制伸缩控制部件23伸出，连接头24即推动连杆25向前移动，在复位弹簧27的弹性复位作用和导向套26内孔的导向作用下多件连杆25同时涨开，此时多件定心块28的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心变大使多件定心块28的弧面结构顶靠在衬套内孔壁上将衬套同心撑起，即可完成衬套的自定心；最后压装套控制回路开始工作，控制器控制压力机1的液压缸结构动作使活塞柱伸出，左右两侧的压头体21即载着衬套自左右两侧向已镗好的定位套方向移动，当衬套前端认门进入定位套中后继续控制压力机1的活塞柱伸出至设定距离，衬套即被压装入已镗好的定位套中，压套过程中定位座11将压套反作用力通过镗床平旋盘作用于镗床本体，可保证足够的压套支撑力；完成压装衬套后先控制伸缩控制部件23缩入使定心块28脱离已压装好的衬套，然后控制压力机1的活塞柱缩入至初始状态，然后控制同步夹持液压缸14同步缩入、电磁线圈13断电后即可吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置脱离镗杆，即可继续操作双面镗床坐标移动至下一工件镗孔位置即可。

为了防止定位夹片15在伸出或缩入过程中在定位盲孔12内部发生沿同步夹持液压缸14伸缩端周向方向的旋转、进而无法准确夹持主轴定位，作为本发明的进一步改进方案，所述的定位盲孔12的内壁上对应定位夹片15的位置上设有深度方向沿定位夹片15移动方向设置的定位导向凹槽，所述的定位夹片15配合设置在定位导向凹槽内部，在定位夹片15伸出或缩入过程中定位导向凹槽可对定位夹片15进行导向定位，进而实现准确夹持主轴定位。

为了实现更稳固的吸附定位效果，作为本发明的进一步改进方案，所述的电磁线圈13安装在定位座11的后端面内部、且电磁线圈13的吸附平面与定位座11的后端面平齐设置，平齐设置的电磁线圈13的吸附平面在通电后可以同时磁化定位座11的后端面、进而可以实现更大的吸附面积。

为了实现更好的导向约束作用，作为本发明的进一步改进方案，所述的导向套26的内孔设置成前大后小的锥形孔结构。

为了便于维护更换复位弹簧27，作为本发明的进一步改进方案，所述的复位弹簧27与连杆25的连接位置位于连杆25的前部、处于导向套26的前方。

为了防止多件连杆25在缩口状态时定心块28沿其铰接点上翘或栽头、进而影响衬套的套装，作为本发明的进一步改进方案，所述的定心块28的铰接位置沿压头体21径向方向的内侧面上设有可限制定心块28翻转的限位板。

为了实现更稳定的拉压输出，作为本发明的进一步改进方案，所述的伸缩控制部件23是压头液压缸，压头液压缸通过液压管路与控制阀组与液压泵站连接。

为了实现压头体21的安装定位台阶与压力机1的活塞柱前端面之间更好的同心定位连接效果，作为本发明的进一步改进方案，所述的压头体21的安装定位台阶还通过轴向方向设置的定位销与压力机1的活塞柱前端面连接。

本双面镗加工在线衬套快速压装装置在镗床完成镗加工后安装在镗床主轴上使用；由于设有液压缸结构的压力机1，且柱形机体的后端面中心位置上设有与柱形机体同轴设置的、内径尺寸与镗床的主轴外径尺寸间隙配合的定位盲孔12，定位座11的后端面上设有多个中心对称设置的电磁线圈13，压力机1的柱形机体后部对应定位盲孔12的径向方向位置上设有至少三个中心对称设置的同步夹持液压缸14，定位盲孔12的内部对应同步夹持液压缸14伸缩端的位置还设有定位夹片15，因此工件在镗床上定位完成对称的一组定位套的镗孔后拆除镗杆并锁定主轴平旋盘，通过吊耳整体吊装本双面镗加工在线衬套快速压装装置并将定位盲孔12套装在镗床主轴上、且使定位座11的后端面贴靠在主轴平旋盘上，通过控制同步夹持液压缸14的伸出可以实现液压缸结构的压力机1与镗床主轴的同心定位、通过控制电磁线圈13的通电可以实现压力机1的定位座11与镗床平旋盘的吸附定位，进而实现本双面镗加工在线衬套快速压装装置与镗床主轴的同心连接和与镗床平旋盘的稳固固定连接，为后续的压装衬套提供准确的压装基准；由于与压力机1的活塞柱同轴固定连接的压头2设有伸缩控制部件23、连接头24、连杆25、导向套26、复位弹簧27和定心块28，因此压装衬套时可先控制伸缩控制部件23缩入使多件连杆25同时缩口、多件定心块28的弧面结构构成的外圆轮廓直径同心缩小便于套装衬套，然后控制伸缩控制部件23伸出使多件定心块28的弧面结构顶靠在衬套内孔壁上将衬套同心撑起，即可完成衬套的自定心，配合压力机1的顶出动作可以实现直接将衬套定位压入已镗好孔的工件定位套中、大大缩短压装准备时间，进而实现镗加工后不用转换机床而直接进行压装衬套的在线操作，进而实现减少生产周期、提高生产效率。