一种轮毂轴承热摆辗成型铆接机、装置及方法

本发明涉及一种轮毂轴承热摆辗成型铆接机、装置及方法，属于车轮驱动成型制造工艺领域。

背景技术：

1、传统第三代轮毂轴承是通过在内法兰内孔设置轴向花键与球笼联接并传递扭矩，近年来，提出了一种新型的带端面花键驱动的轮毂轴承，cn100560384c、cn107848014b、cn104736867b、cn107735193b介绍了采用端面花键驱动的轮毂轴承，其加工过程是通过二次旋铆首先利用预铆铆头将内法兰旋铆翻边至压紧内圈，随后更换带齿形的成形铆头通过高精度冷成型的加工方法在轮毂轴承翻边处形成第三代带端面花键的轮毂轴承。但是由于冷成型加工轮毂轴承其金属流动性差，导致在对端面花键轮毂轴承第二次铆接齿形时，常常伴有齿形铆接不充分，轮毂轴承翻边处的端面花键与铆头填充不满，造成端面花键传动的轮毂轴承齿形强度、刚度、齿面接触应力等力学特性下降。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种轮毂轴承热摆辗成型铆接机、装置及方法，解决摆辗加工中轴承加热困难、加热效率低下、加工端面花键轮毂轴承时花键齿形与铆头接触位置填充不满的技术问题。

2、本发明采取的技术方案如下。

3、一方面，本发明提供了一种轮毂轴承热摆辗成型铆接机，包括电机、铆头、电磁加热控制器、转向轴、伸缩轴、感应线圈、液压驱动机构和铆接机机架；所述铆接机机架包括滑动连接的机架本体和立柱；所述液压驱动机构安装在所述机架本体，用于控制所述立柱竖直方向移动；

4、所述电机通过变速箱与偏心套连接构成铆接机主轴，所述铆接机主轴安装在所述立柱顶端侧部，所述偏心套的另一端与所述铆头连接；

5、所述电磁加热控制器安装在所述立柱上，所述感应线圈位于所述铆头下方的一侧，电磁加热控制器通过转向轴和伸缩轴与感应线圈连接，并用于控制所述感应线圈产生热量、控制所述转向轴水平移动，以及控制所述伸缩轴上下移动。

6、第二方面，本发明提供了一种轮毂轴承热摆辗成型装置，包括工作台以及依次安装在所述工作台上的机械手臂、内圈压装机、预铆铆接机、配电箱、齿形铆接机；

7、所述预铆铆接机和齿形铆接机分别采用第一方面所述的轮毂轴承热摆辗成型铆接机，且所述预铆铆接机和所述齿形铆接机的铆头分别采用预铆铆头和齿形铆接铆头；

8、所述机械手臂包括第一机械手臂和第二机械手臂，所述第一机械手臂用于控制所述内圈压压装机，将压装完成后的轮毂轴承运送到所述预铆铆接机；

9、所述第二机械手臂用于控制所述预铆铆接机，将预铆完成后的轮毂轴承运送到所述齿形铆接机，并且控制所述齿形铆接机，将齿形铆接完成后的轮毂轴承取下冷却；

10、所述配电箱安装在所述预铆铆接机和所述齿形铆接机之间，用于提供给所述预铆铆接机和所述齿形铆接机电源。

11、本发明在应用时，能够对待加工轮毂轴承进行加热，克服了热摆辗加工中过程中加热困难、加热效率低下等问题，使得加热后金属的塑性流动性得到了显著增强，轮毂轴承铆接端面的花键加工质量得到了大幅提升，避免了因加工方法导致的端面花键与铆头齿形填充不足的问题。

12、可选的，所述内圈压装机包括气缸、气压杆和压装机支架，所述气缸与所述气压杆连接，所述气缸安装在所述压装机支架的顶部，所述气缸控制所述气压杆上下方向移动。

13、可选的，所述第一机械手臂和第二机械手臂上均设置有探测器；

14、所述第一机械手臂上的探测器用于检测所述轮毂轴承是否完成压装；

15、所述第二机械手臂上的探测器用于检测所述轮毂轴承是否完成预铆和齿形铆接。

16、第三方面，本发明提供了一种第二方面所述的轮毂轴承热摆辗成型方法，包括如下步骤：

17、控制所述内圈压装机压装所述轮毂轴承；

18、所述第一机械手臂检测到所述轮毂轴承压装完成，将压装完成后的轮毂轴承运送到所述预铆铆接机，预铆铆接机加热和预铆所述轮毂轴承的内法兰翻边；

19、所述第二机械手臂检测到所述轮毂轴承预铆完成，将预铆完成后的轮毂轴承运送到所述齿形铆接机，齿形铆接机加热和齿形铆接所述内法兰翻边的端面。

20、本发明优化了轮毂轴承的热摆辗加工流程，即先加热再进行预铆，之后再次加热并完成齿形的铆接，使得带端面花键的轮毂轴承与球头端的配合更为紧密，齿形啮合面积增加，从而显著增强了轴承在工作状态下的整体弯曲刚度、端面齿的齿根弯曲强度以及齿面接触强度等关键性能。

21、可选的，所述控制所述内圈压装机压装所述轮毂轴承包括：

22、将待装配的轮毂轴承放置于工装夹具上，所述轮毂轴承的内法兰轴线、外圈轴线、内圈轴线与所述内圈压装机的轴线同轴；

23、所述气缸控制所述气压杆推动所述内圈，所述内圈的内径与所述内法兰的外径过盈配合。

24、可选的，所述预铆铆接机加热所述轮毂轴承的内法兰翻边包括：

25、所述电磁加热控制器控制所述转向轴水平移动，带动所述感应线圈轴线水平移动，直至所述感应线圈轴线与所述内法兰轴线对齐；

26、所述电磁加热控制器控制所述伸缩轴向下移动，带动所述感应线圈轴线向下移动，进而控制所述感应线圈框选住所述内法兰翻边；

27、所述电磁加热控制器控制所述感应线圈加热所述内法兰翻边，当所述内法兰翻边加热至预设温度时，所述轮毂轴承的位置不变，所述感应线圈按原路线返回至初始位置。

28、可选的，所述预铆铆接机预铆所述内法兰翻边包括：

29、所述电机控制所述预铆铆接机的主轴旋转，将动力传递至变速箱，当所述预铆铆接机的主轴转速达到预设转速后，所述变速箱经偏心套控制所述预铆铆接机的主轴做复合摆辗运动，即所述预铆铆头围绕其自身轴向方向自转，又围绕所述内法兰外径做公转，通过所述预铆铆头控制所述内法兰翻边，直至压紧所述内圈。

30、可选的，所述齿形铆接机加热所述内法兰翻边的端面包括：

31、所述电磁加热控制器控制所述转向轴水平移动，带动所述感应线圈轴线水平移动，直至所述感应线圈轴线与所述内法兰轴线对齐；

32、所述电磁加热控制器控制所述伸缩轴向下移动，带动所述感应线圈轴线向下移动，进而控制所述所述感应线圈框选住所述内法兰翻边的端面；

33、所述电磁加热控制器控制所述感应线圈加热所述内法兰翻边的端面，当所述内法兰翻边的端面加热至预设温度时，所述轮毂轴承的位置不变，所述感应线圈按原路线返回至初始位置。

34、可选的，所述齿形铆接机齿形铆接所述内法兰翻边的端面包括：

35、所述电机控制所述齿形铆接机的主轴旋转，将动力传递至变速箱，当所述齿形铆接机的主轴转速达到预设转速后，所述变速箱经偏心套控制所述齿形铆接机的主轴做复合摆辗运动，即所述齿形铆接铆头围绕其自身轴向方向自转，又围绕所述内法兰外径做公转，通过所述齿形铆接铆头控制所述内法兰翻边的端面，直至所述内法兰翻边的端面形成端面花键。

36、有益效果

37、与现有技术相比，本发明具有以下优点和进步：

38、（1）本发明所提供的铆接装置，将轮毂轴承热摆辗加工过程：加热—预铆—加热—齿形铆接，解决了冷摆辗加工时产生的巨大铆接力通过内法兰传递至内圈造成内圈下沉量难以控制，加热后铆接所需的加工使所需的铆接力减小，便于控制内圈下沉量、涨大量等问题。

39、（2）本发明使轴承热摆辗工艺因加热后金属塑性流动性能变强，可改善同等加工方法下端面花键与铆头齿形填充不满慢的问题，由此可使带端面花键轮毂轴承与球头端配合时齿形的啮合面积增加，增强端面花键轮毂轴承在工作过程轴承的整体弯曲刚度、端面齿的齿根弯曲强度、齿面接触强度等性能。