專利名稱：氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具及壓裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油機(jī)氣缸蓋部件的裝配技術(shù)，具體地說(shuō)涉及氣缸蓋噴油器銅套 的壓裝工具及壓裝方法。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)，柴油機(jī)氣缸蓋普遍采用四氣門(mén)技術(shù)，其中氣缸蓋噴油器孔通 常采用脹接式的銅套結(jié)構(gòu)噴油器銅套下端設(shè)計(jì)成內(nèi)錐面，氣缸蓋噴油器底為臺(tái)階孔，小孔 中間加工有環(huán)槽；要求銅套壓裝后，銅套端面緊貼噴油器底孔臺(tái)階面，同時(shí)銅套內(nèi)錐面被壓 進(jìn)噴油器小孔，銅套末端翻邊嵌入并填充滿整個(gè)環(huán)槽，從而固定銅套和密封缸蓋水腔。傳統(tǒng)的氣缸蓋銅套壓裝方法是采用旋轉(zhuǎn)芯軸對(duì)銅套進(jìn)行壓擴(kuò)，但存在設(shè)備投資 大、變型機(jī)型不靈活、能耗高等不足。現(xiàn)有技術(shù)中改進(jìn)的銅套壓裝一般采用兩步法第一步壓銅套端面，緊貼噴油器底 孔臺(tái)階面；第二步壓一定直徑的鋼球，穿過(guò)銅套內(nèi)錐面，擠壓銅套嵌入缸蓋環(huán)槽；后來(lái)發(fā)現(xiàn) 壓完第二步，銅套端面又離開(kāi)噴油器底孔臺(tái)階面(簡(jiǎn)稱銅套鼓起)，在兩工步之間增加鎖緊 端面壓桿工步。實(shí)現(xiàn)上述壓裝銅套的方法歸納有二種方法1 如CN200820112711. 8 “氣缸蓋漲緊式卡口定位銅套壓裝機(jī)構(gòu)”所介紹的內(nèi) 容，在液壓機(jī)工作臺(tái)安裝專用夾具，工作時(shí)，液壓機(jī)壓下端面壓桿，將銅套壓貼到位；手動(dòng)螺 紋鎖緊端面壓桿，保持端面壓桿對(duì)銅套的壓力；液壓機(jī)退回，插入鋼球壓桿；液壓機(jī)壓下鋼 球壓桿，將鋼球從銅套錐孔壓出，擠銅套嵌入噴油器孔環(huán)槽；液壓機(jī)退回，松開(kāi)鎖緊裝置，抽 出端面壓桿和鋼球壓桿。方法2 采用復(fù)雜的專用機(jī)床，除了包括電氣柜、液壓站、床身、導(dǎo)軌、管路等部件 外，主要部件是由內(nèi)外活塞桿組成的非標(biāo)復(fù)合液壓油缸。工作時(shí)，外活塞桿先將銅套端面壓 貼到位；保持外活塞桿壓力，一直壓住銅套端面；然后內(nèi)活塞桿將鋼球從銅套錐孔壓出，擠 銅套嵌入噴油器孔環(huán)槽；內(nèi)外活塞桿退回。上面兩種壓裝方法都存在一定不足1、都需要缸蓋準(zhǔn)確定位，讓缸蓋噴油器底孔正對(duì)壓桿或活塞桿；2、方法1操作繁瑣，中途要停頓液壓機(jī)，效率低；3、方法2成本高，需要投資一臺(tái)幾十萬(wàn)元的專機(jī)；4、兩者都要專用夾具，對(duì)不同型號(hào)的缸蓋適應(yīng)性差；5、鋼球預(yù)先塞在端面壓桿和銅套端面之間，不能在壓桿孔內(nèi)準(zhǔn)確定位，有時(shí)會(huì)壓 傷銅套端面；6、雖然能克服銅套鼓起，但并沒(méi)闡明銅套鼓起規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有氣缸蓋噴油器銅套壓裝技術(shù)存在操作繁瑣、成本高、適應(yīng)性差、壓傷銅套等不足，提出一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、效率高、成本低廉的壓裝工具 和壓裝方法。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具包括鋼球壓桿、防護(hù)套、強(qiáng)力彈簧、端面壓桿 和鋼球；端面壓桿為空心桿結(jié)構(gòu)，鋼球壓桿套進(jìn)端面壓桿內(nèi)，以在端面壓桿孔內(nèi)上下滑動(dòng)方 式連接；強(qiáng)力彈簧設(shè)置在鋼球壓桿和端面壓桿之間；防護(hù)套安裝在鋼球壓桿外面。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，除鋼球外，其它元件組裝成一個(gè)手持式整 體。在端面壓桿的末端小孔內(nèi)設(shè)置磁棒，鋼球設(shè)置在端面壓桿末端小孔內(nèi)，被磁棒吸住。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，在端面壓桿中部設(shè)置徑向柱銷，鋼球壓桿 對(duì)應(yīng)端面壓桿徑向柱銷位置設(shè)置長(zhǎng)槽，柱銷穿過(guò)端面壓桿和鋼球壓桿對(duì)應(yīng)位置的長(zhǎng)槽。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，端面壓桿為空心階梯軸結(jié)構(gòu)。端面壓桿外 圓與噴油器底孔小間隙配合定位；端面壓桿大端帶凸緣，用于定位強(qiáng)力彈簧和承載；端面 壓桿的中部開(kāi)有一個(gè)徑向通孔，用于安裝柱銷，柱銷優(yōu)選為圓柱銷，圓柱銷過(guò)盈裝配在中部 徑向小通孔，端面壓桿末端附近開(kāi)有四個(gè)徑向小孔，磁棒過(guò)盈安裝在末端徑向小孔內(nèi)；鋼球 壓桿從大端套進(jìn)端面壓桿，與端面壓桿內(nèi)孔小間隙配合定位。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，鋼球壓桿為多臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)，大端設(shè)計(jì)成球 面并淬硬，承載液壓機(jī)壓力；背對(duì)球面的大臺(tái)階與強(qiáng)力彈簧端面接觸；壓桿小頭端面去除 中心孔并淬硬；鋼球壓桿中部銑有長(zhǎng)槽，位置對(duì)應(yīng)端面壓桿中部徑向柱銷。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，強(qiáng)力彈簧是重載型矩形截面螺旋彈簧，彈 簧常數(shù)大于40Kg/mm，彈簧行程為保證鋼球順利壓出，銅套快填充滿缸蓋環(huán)槽時(shí)，銅套端面 壓力一般要大于600Kg。強(qiáng)力彈簧通常在彈簧制造商選取標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。強(qiáng)力彈簧定位在端面 壓桿大端的凸緣，兩端分別接觸端面壓桿和鋼球壓桿。上述技術(shù)方案中，對(duì)強(qiáng)力彈簧有過(guò)載保護(hù)強(qiáng)力彈簧被壓縮到接近極限位置處，鋼 球壓桿的臺(tái)階面達(dá)到端面壓桿大端的凸緣，鋼球壓桿被端面壓桿頂住不能繼續(xù)移動(dòng)。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具中，磁棒是永磁體，選用市面上常用規(guī)格線切 割而成。防護(hù)套是鋁質(zhì)的薄壁套，外圓滾花，與鋼球壓桿過(guò)盈連接。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝方法使用本發(fā)明的氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具，過(guò) 程包括在液壓機(jī)作用下，步驟一壓銅套端面，液壓機(jī)向下壓鋼球壓桿的球面，使強(qiáng)力彈簧 作用于端面壓桿，端面壓桿使銅套端面緊貼噴油器底孔臺(tái)階面；步驟二壓鋼球，液壓機(jī)進(jìn)一 步向下壓鋼球壓桿，使鋼球穿過(guò)噴油器銅套錐孔，步驟二緊接步驟一，不作任何停頓。本發(fā)明氣缸蓋噴油器銅套壓裝的一種具體使用過(guò)程如下塞鋼球進(jìn)端面壓桿孔 內(nèi)，鋼球被磁棒吸住定位；壓裝工具插進(jìn)氣缸蓋噴油器底孔，用噴油器底孔定位端面壓桿外 圓；啟動(dòng)液壓機(jī)，往下壓鋼球壓桿的球面，直至鋼球從氣缸蓋的噴油器底孔掉下，液壓機(jī)退 回。在上述壓裝過(guò)程，壓力傳遞路徑有兩條液壓機(jī)一鋼球壓桿一強(qiáng)力彈簧一端面壓 桿一銅套端面(壓貼噴油器底孔，上述步驟一的壓力傳遞)；端面壓貼后，液壓機(jī)一鋼球壓 桿一鋼球(穿過(guò)銅套錐孔，上述步驟二的壓力傳遞)。上述技術(shù)方案的銅套鼓起規(guī)律鋼球壓入銅套過(guò)程，或鋼球擠壓銅套嵌入缸蓋環(huán) 槽過(guò)程，銅套并不鼓起；環(huán)槽被銅套完全填充滿，鋼球繼續(xù)擠壓銅套，才發(fā)生銅套鼓起；銅 套鼓起后，用液壓機(jī)復(fù)壓，銅套也不會(huì)恢復(fù)緊貼噴油器底孔臺(tái)階面。
本發(fā)明通過(guò)手持式銅套壓裝工具，復(fù)合了壓銅套端面和壓鋼球步驟，在液壓機(jī)作用下，能快速將銅套一步壓到位，并且缸蓋不需準(zhǔn)確定位(只需噴油器底孔大致對(duì)準(zhǔn)液壓 機(jī)矩形壓板)。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、效率高、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述。


圖1為本發(fā)明裝配前的銅套結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明裝配前的氣缸蓋噴油器底孔結(jié)構(gòu)示意圖；圖3-1為本發(fā)明的壓裝工具剖視圖；圖3-2為本發(fā)明的壓裝工具局部放大圖；圖4為本發(fā)明的壓裝工具爆炸圖；圖5為本發(fā)明的端面壓桿剖視圖；圖6為本發(fā)明的鋼球壓桿主視圖。附圖標(biāo)記1-鋼球壓桿； 2-防護(hù)套；3-強(qiáng)力彈簧；4-圓柱銷；5-端面壓桿； 6-銅套；7-鋼球；8-磁棒；9-氣缸蓋；20-銅套錐孔 21-環(huán)槽23-端面壓桿凸緣24-鋼球壓桿彈簧接觸面
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明，如鋼球的固定方式、鋼球壓桿與端面 壓桿的限位方式等均可以采用適宜的替代結(jié)構(gòu)。圖1是本發(fā)明的銅套在裝配前結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中明顯看出，銅套6有一臺(tái)階面和 錐孔20。內(nèi)臺(tái)階面正是端面壓桿5所要壓的面，錐孔20是鋼球7所要擠壓穿過(guò)的。圖2是本發(fā)明裝配前的氣缸蓋9噴油器底孔結(jié)構(gòu)示意圖，從圖中明顯看出，噴油器 底孔是一臺(tái)階孔，小孔中間加工有環(huán)槽21，用于鑲嵌銅套。圖3-2是本發(fā)明的壓裝工具局部放大圖，可以看出，銅套臺(tái)階被壓貼在噴油器底 孔臺(tái)階面，銅套錐孔被鋼球7擠壓穿過(guò)，將銅套嵌入氣缸蓋環(huán)槽，起到固定和密封作用。圖3-1是本發(fā)明的壓裝工具剖視圖，圖4是本發(fā)明的壓裝工具爆炸視圖，包括鋼 球壓桿1、防護(hù)套2、強(qiáng)力彈簧3、圓柱銷4、端面壓桿5、鋼球7和磁棒8，除鋼球7外，其它元 件組裝成一個(gè)手持式整體。鋼球7塞進(jìn)端面壓桿5孔內(nèi)，被磁棒8吸??；端面壓桿5外圓插 進(jìn)氣缸蓋噴油器底孔定位；鋼球壓桿1套進(jìn)端面壓桿5，可在端面壓桿5孔內(nèi)上下滑動(dòng)；強(qiáng) 力彈簧3安裝在鋼球壓桿1和端面壓桿5之間；圓柱銷4穿過(guò)端面壓桿5的小孔和鋼球壓 桿1對(duì)應(yīng)位置的長(zhǎng)槽；磁棒8裝在端面壓桿5的末端小孔內(nèi)；防護(hù)套2安裝在鋼球壓桿1外 面。圖5是本發(fā)明的端面壓桿剖視圖，從圖明顯看出是空心階梯軸結(jié)構(gòu)，鋼球壓桿1 可從內(nèi)孔穿過(guò)并用內(nèi)孔定位，壓桿外圓與內(nèi)孔同軸，插進(jìn)噴油器底孔定位；大端設(shè)計(jì)成凸緣23，用于強(qiáng)力彈簧3的定位；壓桿中間開(kāi)一小通孔，圓柱銷4過(guò)盈穿過(guò)該通孔；壓桿末端 附近開(kāi)有四個(gè)小孔，磁棒8過(guò)盈安裝在小孔內(nèi)；壓桿末端端面垂直壓桿軸線，用于壓銅套臺(tái) 階。圖6是本發(fā)明的鋼球壓桿主視圖，從圖明顯看出是多臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)，大端設(shè)計(jì)成球 面，可準(zhǔn)確傳遞液壓機(jī)的壓力；鋼球壓桿彈簧接觸面24背對(duì)球面的大臺(tái)階面接觸強(qiáng)力彈簧 3，用于傳遞壓力給強(qiáng)力彈簧3 ；鋼球壓桿中間銑有長(zhǎng)槽，位置對(duì)應(yīng)于端面壓桿5的中間小通 孔，圓柱銷4間隙穿過(guò)長(zhǎng)槽；鋼球壓桿小頭端面去除中心孔，并淬硬，用于擠壓鋼球。
結(jié)合圖3-1闡述銅套壓裝過(guò)程以液壓機(jī)作動(dòng)力源，液壓機(jī)壓鋼球壓桿1的球面， 推鋼球壓桿1往下移動(dòng)，鋼球壓桿1推強(qiáng)力彈簧3，強(qiáng)力彈簧3推端面壓桿5，端面壓桿5 壓銅套內(nèi)臺(tái)階，使銅套端面貼緊噴油器底孔臺(tái)階；液壓機(jī)繼續(xù)往下壓，鋼球壓桿1推鋼球7 進(jìn)入銅套錐孔，隨著鋼球7往下擠壓，銅套端面的壓力也不斷增大，當(dāng)銅套端面的壓力接近 600Kg，銅套嵌入并逐漸充滿缸蓋環(huán)槽；液壓機(jī)繼續(xù)往下將鋼球7壓出缸蓋，直至鋼球壓桿1 被頂死在端面壓桿5的凸緣端面才停下。實(shí)際上整個(gè)壓裝過(guò)程時(shí)間非常端，在10幾秒內(nèi)完 成。在本實(shí)施例，壓裝工具非常輕便，工具重約3Kg，方便工人手持。同時(shí)，液壓機(jī)壓力 不可過(guò)大，防壓壞氣缸蓋噴油器底孔，本實(shí)施例調(diào)液壓機(jī)壓力3 5MPa。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù) 方案；因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照上述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換；而一切不脫離本發(fā)明 的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
一種氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具，其特征在于包括鋼球壓桿、防護(hù)套、強(qiáng)力彈簧、端面壓桿和鋼球；端面壓桿為空心桿結(jié)構(gòu)，鋼球壓桿套進(jìn)端面壓桿內(nèi)，以在端面壓桿孔內(nèi)上下滑動(dòng)方式連接；強(qiáng)力彈簧設(shè)置在鋼球壓桿和端面壓桿之間；防護(hù)套安裝在鋼球壓桿外面。
2.按照權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于在端面壓桿的末端小孔內(nèi)設(shè)置磁棒，鋼球 設(shè)置在端面壓桿末端小孔內(nèi)，被磁棒吸住。
3.按照權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于在端面壓桿中部設(shè)置徑向柱銷，鋼球壓桿 對(duì)應(yīng)端面壓桿徑向柱銷位置設(shè)置長(zhǎng)槽，柱銷穿過(guò)端面壓桿和鋼球壓桿對(duì)應(yīng)位置的長(zhǎng)槽。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的工具，其特征在于端面壓桿為空心階梯軸結(jié)構(gòu)，端面壓 桿外圓與噴油器底孔小間隙配合定位；端面壓桿大端帶凸緣。
5.按照權(quán)利要求1或3所述的工具，其特征在于鋼球壓桿為多臺(tái)階軸結(jié)構(gòu)，大端設(shè)計(jì) 成球面并淬硬，承載液壓機(jī)壓力；背對(duì)球面的大臺(tái)階與強(qiáng)力彈簧端面接觸；壓桿小頭端面 去除中心孔并淬硬；鋼球壓桿中部銑有長(zhǎng)槽，位置對(duì)應(yīng)端面壓桿中部的徑向柱銷。
6.按照權(quán)利要求1所述的工具，其特征在于強(qiáng)力彈簧是重載型矩形截面螺旋彈簧，彈 簧常數(shù)大于40Kg/mm，彈簧行程為保證鋼球順利壓出，銅套快填充滿缸蓋環(huán)槽時(shí)，銅套端面 壓力要大于600Kg。
7.按照權(quán)利要求1或6所述的工具，其特征在于強(qiáng)力彈簧設(shè)置過(guò)載保護(hù)裝置強(qiáng)力彈 簧被壓縮到接近極限位置處，鋼球壓桿的臺(tái)階面達(dá)到端面壓桿大端的凸緣，鋼球壓桿被端 面壓桿頂住不能繼續(xù)移動(dòng)。
8.按照權(quán)利要求2所述的工具，其特征在于磁棒是永磁體；防護(hù)套是鋁質(zhì)的薄壁套， 與鋼球壓桿過(guò)盈連接。
9.一種氣缸蓋噴油器銅套壓裝方法，其特征在于使用權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求 所述的氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于氣缸蓋噴油器銅套壓裝方法過(guò)程包括 在液壓機(jī)作用下，步驟一壓銅套端面，液壓機(jī)向下壓鋼球壓桿的球面，使強(qiáng)力彈簧作用于 端面壓桿，端面壓桿使銅套端面緊貼噴油器底孔臺(tái)階面；步驟二 壓鋼球，液壓機(jī)進(jìn)一步向 下壓鋼球壓桿，使鋼球穿過(guò)噴油器銅套錐孔；步驟二緊接步驟一，不作任何停頓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣缸蓋噴油器銅套壓裝工具和壓裝方法，壓裝工具包括鋼球壓桿、防護(hù)套、強(qiáng)力彈簧、端面壓桿和鋼球；端面壓桿為空心桿結(jié)構(gòu)，鋼球壓桿套進(jìn)端面壓桿內(nèi)，以在端面壓桿孔內(nèi)上下滑動(dòng)方式連接；強(qiáng)力彈簧設(shè)置在鋼球壓桿和端面壓桿之間；防護(hù)套安裝在鋼球壓桿外面。氣缸蓋噴油器銅套壓裝方法使用本發(fā)明壓裝工具，壓裝銅套端面和壓鋼球連續(xù)進(jìn)行。本發(fā)明壓裝工具具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、效率高、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B25B27/06GK101966700SQ20091011427
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者盧健林, 寧杰, 李佑長(zhǎng), 羅剛, 莫運(yùn)鳳, 袁福吾 申請(qǐng)人:廣西玉柴機(jī)器股份有限公司