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技术领域

本发明涉及凸轮轴加工的技术领域，具体讲是一种装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装 置。

背景技术

传统的凸轮轴的制造方法主要是整体锻造或铸造，凸轮与轴是一个整体，因此这种 凸轮轴存在下面的缺点：由于凸轮轴后面的机加工的工序繁多，加工余量就大，这样会 导致整个凸轮轴重量重，材料浪费多，不便于制造。现在比较常用的有装配式凸轮轴， 而其关键技术是凸轮套与轴的连接方法。目前一般采用固定安装在装配机的操作平台上 的装夹系统。这种装夹系统在工作时，先将凸轮片放置到平板上，然后通过旋拧调节螺 栓来固定凸轮片，并将凸轮片调整到限定的位置。因此，它存在了很多问题：

1)这种装夹系统费时长、生产效率低。而对于大量生产凸轮轴的专业生产厂家， 每年的产量可达到数万甚至近百万只，采用这种传统加工装置和加工方法则会消耗掉大 量的工序时间，大大降低生产效率，增加生产成本，并且难以适应不同型号和尺寸的凸 轮片的装夹；

2)另外，随着技术的进步，人们对产品的需求越来越趋向多变及多样化，体现在 新产品越来越多、产品指越来越小；而这些需求给制造企业提出了极大的挑战，这些传 统的机械式凸轮片夹具都已经规格化，拆装过程均通过手动来实现，因此，夹具针对的 工件的形状单一，对工件形状的适应面窄，同时自动化程度较低；

3)装配式凸轮片的整体形状通常为一端是半圆形，另一端为类似于桃尖的形状， 中间设有与凸轮轴装配的压装内孔，不同型号的凸轮轴上的凸轮片的尺寸是不同的，但 是整体结构是不变的；现有技术中硬接触的装夹夹具并不能适应产品尺寸改变的情况， 而是需要重新设计制造夹具，这样一来，增加了工装夹具的设计制造时间，延长了生产 准备时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能适用于任意型号尺寸凸轮片装夹、结构 简单、自动化程度高的装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装置，包括设置 在基座上的凸轮片第一夹持模块、凸轮片第二夹持模块，用于使凸轮片第一夹持模块和 凸轮片第二夹持模块张开形成放置凸轮片的空腔的驱动机构，以及用于使凸轮片第一夹 持模块和凸轮片第二夹持模块闭合对凸轮片形成夹持的复位机构；所述的凸轮片第一夹 持模块和凸轮片第二夹持模块上均安装用于与凸轮片直接接触并锁紧的柔性夹持装置， 该柔性夹持装置包括励磁装置和磁流变材料制成的柔性夹持体，励磁装置通过导线与外 部直流电源连接，柔性夹持体一面与励磁装置连接，另一面在励磁装置的作用下与凸轮 片的侧壁表面紧贴。

所述的凸轮片第一夹持模块为U型夹持块，它位于凸轮片的半圆形一侧，并且固定 连接在基座的一端；所述的凸轮片第二夹持模块为V型夹持块，它位于凸轮片的桃尖形 一侧，并且滑动连接在基座的另一端。

所述的励磁装置包括铁芯和励磁线圈，铁芯连接在凸轮片第一夹持模块或者凸轮片 第二夹持模块上，励磁线圈绕制在铁芯上，并且凸轮片第一夹持模块和凸轮片第二夹持 模块上的励磁线圈各自分别通过导线与直流电源连接。

所述的柔性夹持体包括凹槽体、橡胶片和磁流变体，凹槽体的一侧与铁芯连接，磁 流变体填充在凹槽体内，凹槽体的另一侧与橡胶片密封连接，橡胶片在夹持工作时与凸 轮片紧贴。

所述的磁流变体由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成，其中高分子聚合物基体 与羰基铁粉的质量百分比为3:7。

所述的凹槽体内槽深为8mm，橡胶片的厚度为1mm。

所述的驱动机构为位于分别凸轮片两侧的两组气缸组件，气缸组件的缸座安装在凸 轮片第一夹持模块一侧的基座上，气缸组件的活塞杆自由端与凸轮片第二夹持模块面向 凸轮片第一夹持模块的一端连接；两组气缸组件分别位于凸轮片第一夹持模块的两侧。

所述的复位机构包括弹簧组和弹簧座，弹簧座连接在凸轮片第二夹持模块一侧的基 座上，弹簧组的一端与弹簧座连接，另一端与凸轮片第二夹持模块的端部连接。

采用以上结构后，本发明与现有技术相比，具有以下的优点：

1)由于本装置采用了包括励磁装置和磁流变材料制成的柔性夹持体制成的柔性夹 持装置，通过柔性夹持体对凸轮片侧壁表面的良好包裹性来夹持凸轮片，因此，一方面 凸轮片能更稳定地被夹持住，另一方面更加适用于不同尺寸的不规则形状的凸轮片的定 位和夹紧，从而提高生产效率，成本更低；

2)磁流变体的使用，可以在励磁装置的磁场作用和控制下，流体的表观粘度可以 敏感地变化和快速地增长，直至在某一磁场强度下，停止流动达到固化，并且具有固体 的某些属性，即具有抗剪切的能力，而且这一效应是可逆可控和高灵敏度的，换句话说， 它既具有流体的流动性又具有固体铁磁物质的磁性，可由磁场控制将其保持在任意位 置，可在外磁场控制下改变其粘度；因此，可以通过调节直流电源输入电源的大小来改 变励磁装置产生的磁场大小，自适应地实现对几何形状不规则的凸轮片的夹持，同时对 低刚性、夹持过程中外形及尺寸有微量改变的凸轮片实现柔性夹持，磁流变体在磁场作 用下控制简便、响应迅速。

附图说明

图1是本发明装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装置的局部结构示意图。

图2是本发明装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装置的局部俯视结构示意图。

图3是本发明中复位机构的结构示意图。

图4是本发明中柔性夹持装置的结构示意图。

其中，1、基座；2、凸轮片第一夹持模块；3、凸轮片；4、凸轮片第二夹持模块； 5、气缸组件；6、弹簧组；7、弹簧座；8、导线；9、铁芯；10、励磁线圈；11、凹槽 体；12、磁流变体；13、橡胶片。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1～图4所示的本发明装配式凸轮轴上凸轮片的夹持装置的结构示意图可知， 它包括设置在基座1上的凸轮片第一夹持模块2、凸轮片第二夹持模块4，用于使凸轮 片第一夹持模块2和凸轮片第二夹持模块4张开形成放置凸轮片3的空腔的驱动机构， 以及用于使凸轮片第一夹持模块2和凸轮片第二夹持模块4闭合对凸轮片3形成夹持的 复位机构。所述的凸轮片第一夹持模块2和凸轮片第二夹持模块4上均安装有用于与凸 轮片3直接接触并锁紧的柔性夹持装置，该柔性夹持装置包括励磁装置和磁流变材料制 成的柔性夹持体，励磁装置通过导线与外部直流电源连接，柔性夹持体一面与励磁装置 连接，另一面在励磁装置的作用下与凸轮片3的侧壁表面紧贴。

所述的凸轮片第一夹持模块2为U型夹持块，它位于凸轮片3的半圆形一侧，并且 固定连接在基座1的一端。所述的凸轮片第二夹持模块4为V型夹持块，它位于凸轮片 3的桃尖形一侧，并且滑动连接在基座1的另一端。

所述的励磁装置包括铁芯9和励磁线圈10，铁芯9连接在凸轮片第一夹持模块2 或者凸轮片第二夹持模块4上，励磁线圈10绕制在铁芯9上，并且凸轮片第一夹持模 块2和凸轮片第二夹持模块4上的励磁线圈10各自分别通过导线7与直流电源连接。

所述的柔性夹持体包括凹槽体11、橡胶片13和磁流变体12，凹槽体11的一侧与 铁芯9连接，磁流变体12填充在凹槽体11内，凹槽体11的另一侧与橡胶片13密封连 接，橡胶片13在夹持工作时与凸轮片3紧贴。

所述的磁流变体12由高分子聚合物基体与羰基铁粉混合制成，其中高分子聚合物 基体与羰基铁粉的质量百分比为3:7。

所述的凹槽体11内槽深为8mm，橡胶片13的厚度为1mm。

所述的驱动机构为位于分别凸轮片3两侧的两组气缸组件5，气缸组件5的缸座安 装在凸轮片第一夹持模块2一侧的基座1上，气缸组件5的活塞杆自由端与凸轮片第二 夹持模块4面向凸轮片第一夹持模块2的一端连接；两组气缸组件5分别位于凸轮片第 一夹持模块2的两侧。

所述的复位机构包括弹簧组6和弹簧座7，弹簧座7连接在凸轮片第二夹持模块4 一侧的基座1上，弹簧组6的一端与弹簧座7连接，另一端与凸轮片第二夹持模块4的 端部连接。

本发明的工作过程如下：

当要对凸轮片进行定位时，首先气缸组件动作，推动凸轮片第二夹持模块向远离凸 轮片第一夹持模块的方向沿着基座移动，放入凸轮片，释放气缸组件，凸轮片第二夹持 模块在弹簧组的作用下靠近凸轮片第一夹持模块，使凸轮片与橡胶片有个初接触。此时， U型夹持体和V型夹持体的表面软橡胶片可以贴紧凸轮片外表面形成众多接触段，这样 形成了凸轮片的定心和定相位。然后接通直流电源，使励磁装置导电后产生磁场，从而 使磁流变体材料固化，对凸轮片沿平行磁力线方向施加挤压力，由于使用了磁流变体材 料，夹紧时在每个接触段附近都有固化的磁流变体材料，形成拟合凸轮片外表面外形的 夹紧装置。而在使用过程中，调节直流电源输出电流的大小来控制铁芯处的磁场，从而 改变磁流变体变成胶泥，对柔性的橡胶片施加了法向作用力，使橡胶片夹紧凸轮片。

加工完毕后，将励磁线圈断电，磁场消失，并退回V型夹持体，此时磁流变体材料 恢复软件状态，从而可以轻易取出凸轮片。