高效旋壓帶輪輪轂與輪軸數控焊接機床研制

薛瑜,聶曉根, 范揚波

(1.福州大學 機械工程及自動化學院,福建福州350108;2.福州交通職業中專學校,福建福州350008)

0 前言

帶輪是一種重要的機械傳動零件,廣泛應用于各種機械設備和車輛的傳動中。帶輪的傳統制造工藝是采用鑄造或鍛造工藝制成毛坯,再經切削加工制成。旋壓成形是近30年發展和成熟起來的一項先進制造技術,由于旋壓帶輪在精度、強度、輕量化、生產效率等方面具有明顯優勢,越來越多的帶輪采用旋壓技術制造。如圖1所示,經旋壓成型的帶輪輪轂通常還需與輪軸焊接才能成為滿足實際應用的帶輪,旋壓帶輪輪轂與輪軸的焊接品質對旋壓帶輪的品質具有重要影響,目前主要采用手工和簡易自動化焊接機床進行焊接,這些焊接方法存在旋壓帶輪焊接品質差、成品率和加工效率低等不足,難以滿足用戶的需要。研究開發旋壓帶輪輪轂與輪軸高質、高效焊接方法和技術裝備是當前旋壓帶輪制造中迫切需要解決的問題。

1 旋壓帶輪制造工藝及輪轂與輪軸焊接要求

某旋壓帶輪的制造工藝路線為:落料→沖孔→拉深→輪坯與輪軸焊接→旋壓成形→去毛料、飛邊→表面防護處理→包裝→檢驗入庫。即先將板料落料、沖孔,根據零件特點,將落料拉深成帽狀預制坯,然后將預制坯與輪軸焊接,再在旋壓機上旋壓成型,直至精整完成帶輪總成。其中輪坯與輪軸焊接和旋壓成形是關鍵工序,對產品生產效率和品質有著重要影響。

圖1 旋壓帶輪

帶輪輪坯與輪軸為環縫焊接,如圖2(a)所示,輪軸直徑d1為28.5 mm~48 mm,d2為25 mm~43 mm,輪坯外徑d3為90 mm~180 mm,要求焊縫符合圖2(b)所示的焊縫規范,堆高和寬度均勻,表面平整光滑,無氣孔,焊縫承受轉矩100 N