環(huán)形焊自動(dòng)定心裝卡方式的研發(fā)與應(yīng)用

趙忠剛 張倩 王仲水

摘要:通過對(duì)在環(huán)形焊設(shè)備上焊接液壓支架立柱活塞桿的兩種裝卡方式比對(duì),闡述了自動(dòng)定心式裝卡法的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),設(shè)制了防止焊接飛濺物破壞頂盤錐口精度的護(hù)罩,并開發(fā)了磁鐵的應(yīng)用空間。改進(jìn)后,省略了對(duì)工件的校正時(shí)間,大大提高了工作效率。

關(guān)鍵詞:活塞桿環(huán)形焊自動(dòng)定心徑向跳動(dòng)

中圖分類號(hào):TG43 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)06(c)-0009-01

山東能源機(jī)械集團(tuán)塔高公司在研發(fā)、制造液壓支架的同時(shí),并大批量研發(fā)、生產(chǎn)液壓支架立柱、油缸等關(guān)鍵件。公司在環(huán)形焊設(shè)備上焊接液壓支架立柱活塞桿時(shí),需要對(duì)工件進(jìn)行嚴(yán)格的焊前校正,該工序占用時(shí)間較多,一般每件需10多分鐘,每天三班一臺(tái)設(shè)備可焊接20件,共需200多分鐘找正時(shí)間,約3小時(shí),每年一臺(tái)環(huán)形焊設(shè)備需用1000多小時(shí)找正,三臺(tái)設(shè)備共消耗找正工件時(shí)間3000多小時(shí),且找正時(shí)由操作者一邊轉(zhuǎn)動(dòng)工件,一邊用錘子反復(fù)敲擊工件高點(diǎn),特別消耗體力。為此,公司成立了專門的攻關(guān)小組,經(jīng)過認(rèn)真分析、驗(yàn)證、總結(jié),創(chuàng)新了自動(dòng)定心裝卡方式,免除了找正工序,大大提高了工作效率。

1 焊接活塞桿的通常裝卡方式與找正辦法

以往在環(huán)形焊設(shè)備上焊接液壓支架立柱活塞桿時(shí),其裝卡方式如圖1所示。將序號(hào)2活柱、序號(hào)3柱管、序號(hào)4接頭組裝成一體,然后吊裝在環(huán)形焊設(shè)備上,一端用卡盤夾持,另一端由安裝在尾座上的頂針通過頂盤頂住。首先轉(zhuǎn)動(dòng)卡盤,觀察工件右端的徑向跳動(dòng)情況,用錘子敲擊序號(hào)4的右端高點(diǎn)處,使其右端面徑向高點(diǎn)在頂盤上向下滑動(dòng),通過反復(fù)的敲擊對(duì)工件進(jìn)行校正,以使焊道部位在工件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)徑向跳動(dòng)不大于0.2mm,以保證工件的焊接質(zhì)量。工件校正后,再將頂針用力頂一下,防止工件在焊接過程中滑動(dòng)。

缺點(diǎn):找正費(fèi)時(shí)費(fèi)力,效率較低。頂盤在使用一段時(shí)間后,與工件接觸的端面有大量焊接飛濺物,導(dǎo)致后續(xù)敲擊工件時(shí)更加費(fèi)力。

2 焊接活塞桿的新式裝卡設(shè)計(jì)理念

由于頂盤與工件右端接觸形式都是以平面接觸狀態(tài)存在的,無法限制工件右端上下左右的自由度,不能實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的徑向限位。如果頂盤能夠限制工件的上下左右的自由度,其接觸部分必須能夠包括工件的外圓方可。由于工件的接頭外圓是自由公差,其尺寸不很精確,所以,無法實(shí)現(xiàn)筒體式包括定位。為此,可以將頂盤與接頭連接處設(shè)計(jì)為錐口形式,以適應(yīng)接頭的尺寸變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件在空間的五個(gè)自由度完全定位,留一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度即可。

3 焊接活塞桿的新式裝卡

根據(jù)上述問題,攻關(guān)后采用圖2的裝卡方式。首先,將活柱、柱管、接頭以其止口定位組合一體,吊裝在環(huán)形焊設(shè)備上,左端用卡盤夾住,右端由頂針通過對(duì)接頭和頂盤將工件頂住。頂盤與工件連接處是一錐口,該錐口扣在工件右端外圓上,能夠使工件自動(dòng)定心,無需進(jìn)行敲擊校正,可直接對(duì)工件施焊。根據(jù)活塞桿接頭直徑尺寸的不同,可以制做多種型號(hào)的頂盤。為延長(zhǎng)頂盤的使用壽命,頂盤錐口處必須淬火處理。為防止焊接飛濺物飛濺到頂盤錐口面上,影響定心精度,在工件上靠近頂盤處加一護(hù)罩,用鐵皮制做即可,其內(nèi)孔略大于接頭外圓,其外圓略大于頂盤外圓。根據(jù)活塞桿接頭直徑尺寸的不同,可以制做多種型號(hào)的護(hù)罩。為防止工件焊接時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)而使護(hù)罩沿工件軸向滑移,影響阻擋焊接飛濺物和妨礙施焊,可以在頂盤上加一個(gè)磁鐵,使護(hù)罩吸在頂盤上即可。

優(yōu)點(diǎn):該裝卡方式具有自動(dòng)定心的作用,省略了校正工件的過程,提高了工效,并減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí),降低了對(duì)操作者的校正技能要求,易于普及。

注意事項(xiàng):頂盤的錐口角度不可過大,以防止對(duì)工件定心不準(zhǔn),一般為90°。接頭右端面在加工時(shí)應(yīng)倒角,防止有毛刺等高點(diǎn)影響工件定心精度。

4 結(jié)論

通過應(yīng)用自動(dòng)定心裝卡方式焊接活塞桿后,省略了校正時(shí)間,工作效率有了較大提高,并確保了工件的回轉(zhuǎn)精度,進(jìn)一步提高了焊接質(zhì)量。通過磁鐵吸附防護(hù)罩來防止焊接飛濺物粘占頂盤錐口,徹底保護(hù)了頂盤錐口的精度。利用磁鐵吸附功能的巧妙創(chuàng)意,可以在業(yè)內(nèi)其它工序中借鑒、參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 鞏云鵬,田萬祿.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).沈陽:東北大學(xué)出版社，2000.

[2] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.

[3] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組編.理論力學(xué).北京:高等教育出版社，1997.