專利名稱：預(yù)組裝工件壓裝設(shè)備和使用其的壓裝模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及預(yù)組裝工件的壓裝，特別是汽車異型件例如氧傳感器組件的壓裝。
背景技術(shù)：
異型件的壓裝難點(diǎn)在于很難達(dá)到各零部件之間的同軸度要求。汽車用氧傳感器組 件就是這樣的一種異型件。汽車用氧傳感器組件通常由殼體2、上絕緣體1、滑石塊5、鋯元 件3以及下絕緣體4構(gòu)成，如圖2所示。異型件的得名源自其包含如上絕緣體1這種零部 件，上絕緣體1的外形由兩段圓柱體和一段圓錐體組成，在工藝過程中很難保證它與殼體2 之間的同軸度要求。鋯元件3是薄壁件，在沿圖2的上下方向的壓裝工藝過程中受到徑向 力的作用，會(huì)產(chǎn)生橫向運(yùn)動(dòng)，因此非常容易斷裂而導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。滑石塊5在壓裝之后變成 粉末狀，對(duì)鋯元件3起到定位和密封的作用。傳統(tǒng)壓裝模具對(duì)上下模的同軸度要求很高，同 軸度達(dá)到0. 03毫米，模具的加工成本、維護(hù)成本都很高，但是仍然無法降低廢品率，生產(chǎn)效 率低，模芯的消耗量大。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，鋯元件斷裂的原因主要是由殼體2與下模安裝孔之間及殼體2與上 絕緣體1之間的配合間隙導(dǎo)致。為了便于操作員組裝、取放工件，這些間隙又是必要的。由 于工件配合間隙的存在，盡管模具上下模的配合精度很高，但是在壓裝過程中，模芯與絕緣 體的錐型面接觸后會(huì)推動(dòng)絕緣體徑向運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致其偏離殼體的中心。這樣會(huì)產(chǎn)生對(duì)鋯元件 的徑向推力，從而導(dǎo)致鋯元件的斷裂。因此，壓裝工藝過程中薄壁件的斷裂問題單單靠提高上下模的對(duì)中精度并非最佳 解決辦法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備，其能夠確保壓裝過程中的 對(duì)中精確度，并因此避免在此過程中造成的零件斷裂問題。本實(shí)用新型適用的預(yù)組裝工件包含殼體和設(shè)置在殼體中的同軸件，其中同軸件與 殼體同軸延伸并且露出殼體。本實(shí)用新型的用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備包括模芯導(dǎo)套； 能夠滑動(dòng)地設(shè)置在模芯導(dǎo)套中的模芯，具有與露出殼體的一部分同軸件的外型相匹配的成 型面；設(shè)置在模芯導(dǎo)套與模芯之間的緩沖裝置，用于緩沖模芯與模芯導(dǎo)套之間的軸向機(jī)械 碰撞；和與模芯一體同軸形成并且設(shè)置在模芯外側(cè)的定位套，用于接合并定位預(yù)組裝工件 的殼體。緩沖裝置優(yōu)選為彈簧。模芯導(dǎo)套可以設(shè)有壓縮空氣入口，模芯設(shè)有通向成型面的壓縮空氣通道，壓縮空 氣入口通過彈簧與壓縮空氣通道連通。彈簧還可以設(shè)置成使得模芯在充分壓縮彈簧后能夠 與模芯導(dǎo)套直接軸向接觸。模芯導(dǎo)套還可以設(shè)有限位環(huán)，能夠與模芯接合來調(diào)整或限制模芯在模芯導(dǎo)套中的位置。 本實(shí)用新型還提供了使用上述設(shè)備的壓裝模具，包括第一半模，安裝有上述的設(shè) 備；和第二半模，用于固定預(yù)組裝工件。第一半?？梢耘c第二半模以上下關(guān)系相互配合。 本實(shí)用新型采用了柔性壓裝工藝來對(duì)配合間隙進(jìn)行補(bǔ)償，從而消除這種間隙對(duì)工 件對(duì)中的影響。具體優(yōu)點(diǎn)如下(1)減少了模具的維修、調(diào)整、更換時(shí)間，延長(zhǎng)了生產(chǎn)線的運(yùn)行時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。(2)薄壁件的廢品率從1500PPM降到200PPM，降低了材料成本。(3)模芯的使用壽命增加了 3倍。(4)模具的對(duì)中不需要調(diào)整，操作更加簡(jiǎn)便。(5)降低了對(duì)模具加工精度的要求，降低了模具制造成本。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備的剖視圖。圖2是預(yù)組裝工件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是下部模具的結(jié)構(gòu)示意圖，其中固定了圖2的預(yù)組裝工件。
具體實(shí)施方式
下面以壓裝圖2所示氧傳感器組件為例來說明本實(shí)用新型。將圖2中的零部件預(yù)組裝在一起來形成汽車用氧傳感器組件。氧傳感器組件通常 由殼體2、上絕緣體(或稱同軸件)1、滑石塊(或稱密封件)5、鋯元件(或稱薄壁件)3以及 下絕緣體(或稱定位件)4構(gòu)成。上絕緣體1與殼體2同軸延伸并且露出殼體2。上絕緣體 1、滑石塊5和下絕緣體4沿縱向或軸向(即圖中豎直方向)依次設(shè)置在殼體2中。鋯元件 3沿縱向穿過上絕緣體1、滑石塊5和下絕緣體4。在此示出的同軸件1的外形由兩段圓柱 體和一段圓錐體7組成。如圖1所示，本實(shí)用新型的用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備包括模芯導(dǎo)套12。模芯10 可滑動(dòng)地設(shè)置在模芯導(dǎo)套12中，具有與露出殼體2的一部分同軸件1的外型(即圓錐體7) 相匹配的成型面(即所示下端處的錐形面)。緩沖裝置例如彈簧8設(shè)置在模芯導(dǎo)套12與模 芯10之間，用于緩沖模芯10與模芯導(dǎo)套12之間的軸向機(jī)械碰撞。彈簧8優(yōu)選設(shè)置成使得 模芯10在充分壓縮彈簧8后能夠與模芯導(dǎo)套12直接軸向接觸。定位套11與模芯10 —體 同軸形成并且設(shè)置在模芯10外側(cè)，用于接合并定位預(yù)組裝工件的殼體2，例如可以與殼體2 的外圓周部分6接合。模芯導(dǎo)套12設(shè)有壓縮空氣入口 13，與外部壓縮空氣源(未示出)連接。模芯10 設(shè)有通向成型面的壓縮空氣通道14。壓縮空氣入口 13通過彈簧8與壓縮空氣通道14連 通。壓裝完成后，壓縮空氣通過通道14將工件從模芯10中頂出。模芯導(dǎo)套12還設(shè)有限位環(huán)9，能夠與模芯10或者定位套11接合來調(diào)整或限制模 芯10在模芯導(dǎo)套12中的位置。以下說明本實(shí)用新型的工作原理。將上述用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備(或稱“工件壓裝設(shè)備”)固定安裝在上模(未示出)中。將預(yù)組裝后的工件固定在下模15中。上模和下模15通過驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(本領(lǐng)域已 知的常規(guī)機(jī)構(gòu)，未示出)和定位機(jī)構(gòu)(本領(lǐng)域已知的常規(guī)機(jī)構(gòu)，未示出)實(shí)現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)和精 確定位。在上下模之間完成定位以后，上模帶動(dòng)工件壓裝設(shè)備繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，定位套11首 先與殼體2的外圓周部分6接觸，實(shí)現(xiàn)了工件的初步定位。隨后上模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)，模芯10 與上絕緣體1接觸。由于模芯10下端的成型面(圓錐面)與上絕緣體1的圓錐體7的外 型(圓錐面)一致，從而可以動(dòng)態(tài)調(diào)整上絕緣體1相對(duì)于殼體2的徑向位置，實(shí)現(xiàn)上絕緣體 1與殼體2之間的徑向精密定位。這種定位精度由模芯10與定位套11的加工精度(同軸 度)保證。模芯10在調(diào)整上絕緣體1位置的同時(shí)在模芯導(dǎo)套12中向上滑動(dòng)而壓縮彈簧8。 模芯10與上絕緣體1之間不是硬接觸，從而實(shí)現(xiàn)上絕緣體1的柔性徑向移動(dòng)。上模繼續(xù)向 下運(yùn)動(dòng)，完成徑向?qū)χ?即殼體2與上絕緣體1同軸對(duì)準(zhǔn))。模芯10在壓縮彈簧8后與模 芯導(dǎo)套12的底部接觸，不再壓縮彈簧8。這樣模芯10與上絕緣體1的接觸從柔性接觸轉(zhuǎn)變 為硬接觸。上絕緣體1將壓力(例如2100KG)傳遞到滑石塊5上，將其壓碎成粉末狀，從而 實(shí)現(xiàn)鋯元件3的定位和密封。上模在壓力達(dá)到預(yù)定值例如2100KG時(shí)向上返回。下模15與 上模由此分開，從中取出壓裝完成的工件。本實(shí)用新型在模芯10上增加了定位套11，其作用是對(duì)殼體2進(jìn)行初步的徑向定 位。模芯10為滑動(dòng)式，可在模芯導(dǎo)套12中上下滑動(dòng)，并壓縮彈簧8，實(shí)現(xiàn)與上絕緣體1的 柔性接觸。此結(jié)構(gòu)可消除工件之間的裝配間隙，對(duì)上絕緣體1進(jìn)行自動(dòng)找正，實(shí)現(xiàn)了上絕緣 體1與殼體2之間的精密定位。另外，本實(shí)用新型將現(xiàn)有的退料裝置由機(jī)械頂出桿改為非 接觸式氣動(dòng)頂出裝置，從而消除了頂出桿對(duì)定位的影響。雖然以上實(shí)施例參照了氧傳感器組件對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了說明，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型并不受此限制。相反，本實(shí)用新型適用于對(duì)任何具有外殼和同軸 件的預(yù)組裝工件進(jìn)行壓裝。
權(quán)利要求一種用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備，預(yù)組裝工件包含殼體和設(shè)置在殼體中的同軸件，其中同軸件與殼體同軸延伸并且露出殼體，其特征在于，所述設(shè)備包括模芯導(dǎo)套，能夠滑動(dòng)地設(shè)置在模芯導(dǎo)套中的模芯，具有與露出殼體的一部分同軸件的外型相匹配的成型面，設(shè)置在模芯導(dǎo)套與模芯之間的緩沖裝置，用于緩沖模芯與模芯導(dǎo)套之間的軸向機(jī)械碰撞，和與模芯一體同軸形成并且設(shè)置在模芯外側(cè)的定位套，用于接合并定位預(yù)組裝工件的殼體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，緩沖裝置為彈簧。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，模芯導(dǎo)套設(shè)有壓縮空氣入口，模芯設(shè)有通 向成型面的壓縮空氣通道，壓縮空氣入口通過彈簧與壓縮空氣通道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，彈簧設(shè)置成使得模芯在充分壓縮彈簧后 能夠與模芯導(dǎo)套直接軸向接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，模芯導(dǎo)套還設(shè)有限位環(huán)，能夠與模芯接合 來調(diào)整或限制模芯在模芯導(dǎo)套中的位置。
6.一種壓裝模具，其特征在于，包括第一半模，安裝有根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的設(shè)備；和 第二半模，用于固定預(yù)組裝工件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓裝模具，其特征在于，第一半模與第二半模以上下關(guān)系相互配合。專利摘要預(yù)組裝工件壓裝設(shè)備和使用其的壓裝模具。本實(shí)用新型適用的預(yù)組裝工件(例如氧傳感器組件)包含殼體和設(shè)置在殼體中的同軸件，其中同軸件與殼體同軸延伸并且露出殼體。本實(shí)用新型的用于壓裝預(yù)組裝工件的設(shè)備包括模芯導(dǎo)套；能夠滑動(dòng)地設(shè)置在模芯導(dǎo)套中的模芯，具有與露出殼體的一部分同軸件的外型相匹配的成型面；設(shè)置在模芯導(dǎo)套與模芯之間的緩沖裝置，用于緩沖模芯與模芯導(dǎo)套之間的軸向機(jī)械碰撞；和與模芯一體同軸形成并且設(shè)置在模芯外側(cè)的定位套，用于接合并定位預(yù)組裝工件的殼體。本實(shí)用新型能夠確保壓裝過程中的對(duì)中精確度，并因此避免在此過程中造成的零件斷裂問題。
文檔編號(hào)B23P21/00GK201645142SQ200920246468
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日
發(fā)明者吳彥鐸 申請(qǐng)人:北京德爾福萬源發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)有限公司