精密軸套零件周轉盤設計

譚海鵬，蔡 斌

(自貢硬質合金有限責任公司，四川 自貢 643011)

我公司承接了大批的潛油泵用硬質合金軸套類耐磨零件(圖1)的開發及生產訂單，該類產品均是軸線回轉零件，有內孔，部分產品外圓上帶有臺階，是用于潛油電泵機組中離心泵、分離器、電泵傳遞動力的精密裝配零件，市場需求極大。

圖1 精密軸套類零件

從產品的結構分析，軸套類產品外圓結構有直筒的，也有法蘭盤及帶有外環槽的，但是產品都有不同尺寸的內通孔。在此之前，這些產品的物流周轉、產品存放都是采用的泡沫周轉盤(圖2)。在長×寬×高為30 cm×20 cm×4 cm的泡沫周轉盤上，做出凹陷的盲孔用于裝入產品，盲孔的數量和大小是固定的。產品放置在泡沫周轉盒的凹孔中可以避免產品之間因互相碰撞而產生缺陷。

圖2 泡沫周轉盤

長期使用的經驗表明，泡沫周轉盤在使用中容易破損，容易被臟化且不能清洗，更不環保。臟化的泡沫對產品的表面質量有損傷。較高的產品冒出泡沫周轉盤的內孔端面，在泡沫周轉盤疊放時，很容易被泡沫盤的底面污物影響表面質量。泡沫周轉盤四周沒有碼放定位，也沒有供員工搬運的把手位，在裝運和存儲的時候存在著掉落的風險。更重要的是，泡沫周轉盤不具備固定產品的功能，不能配合自動化生產線中的加工、檢測等工序的自動化上下料。

隨著分廠生產規模和裝備的不斷發展，原有的泡沫周轉盤已經不能適應生產節奏需要。為提高產品的現場周轉，實現精密產品的生產與周轉的自動化、智能化，以及降低成本，需要對分廠現有的周轉盤進行全新改進。基于此，研究開發一種新型的具備定位功能，可與自動化加工、檢測工序配合使用，具備不同的規格產品兼容性，周轉搬運及存儲安全方便，對產品表面質量不產生影響，有效提高生產效率和降低成本，提升產品在市場上的綜合競爭能力。

1 軸套零件周轉盤技術方案

首先，我們仔細研究了這類軸套產品的結構特點，并結合軸套產品現有成熟的自動化加工工藝，同時考慮產品在自動化檢測和自動化包裝的生產線物流，采用環保的尼龍合金材料、鏤孔設計加筋板穩固的工藝技術[1]，設計一種新型的軸套產品周轉盤(圖3)。該周轉盤由周轉盒、定位凸臺、墊高塊組成，使用時采用組合方式。

圖3 新設計軸套產品周轉盤圖解

設計內容上，周轉盒設計有定位凸臺固定孔、墊高塊定位孔、碼放定位凸臺、提手凹槽位、標識貼合面，可實現軸套產品定位，加工上下料滿足不同高度、不同外圓的產品兼容使用。

周轉盒內設計有縱橫規則布局的定位凸臺固定孔，用于固定定位凸臺(兩者為過盈配合)，定位凸臺的定位外圓可根據擺放產品的內孔大小設計，兩者為間隙配合。周轉的產品放在定位凸臺上，方便自動化生產、自動化檢測包裝中的機械手準確抓取。通過更換不同外圓尺寸的定位凸臺，不同內孔尺寸的產品在周轉盤上實現了共用。在周轉盒的四周設計了用于碼放的碼垛定位凸臺[2]，可以保證周轉盤疊加堆放后上下一致，在流轉和存儲中不會偏移掉落。為了滿足不同高度的產品使用，設計了布局在周轉盒四周的墊高塊[3]，墊高塊與周轉盒是緊配合。在墊高塊的上端面設計有碼放用的定位凸臺，兩邊還設計有碼放墊高塊時的固定孔，墊高塊的下端設計有固定凸臺，墊高塊可以多件上下組合，能滿足不同高度產品的周轉使用。這樣的設計還能保證產品周轉盤上下疊放時，周轉盤的下端面不會碰到產品，從而保證產品的表面質量。在周轉盤的兩長端分別設計有標識貼合面和提手凹槽，標識貼合面上能刻上二維碼或置入周轉用的芯片，可實現產品生產跟蹤和產品質量的可追溯性。兩側的把手位置則方便搬送人員拿取。新型周轉盒尺寸的長×寬×高為45 cm×30 cm×2.4 cm，每盤可裝54件產品，每件產品占用空間60 cm3。

2 軸套零件周轉盤的使用

通過對一些塑料周轉盤的研究，決定選用尼龍合金的材質做周轉盤。為減輕重量，鏤空設計制作了新型的周轉盤。為保證周轉盤的平整度，在底面設計有縱橫向的加強筋。2018年1月完成樣件的生產現場試驗，之后通過不斷改進，在2018年8月制作了首批樣件，投放在生產現場使用。實踐證明，該新型的周轉盤適用于有內孔、生產數量多的軸套產品，能實現產品自動上下料，具備兼容性，可安全方便地進行物流周轉與儲存。

圖4

3 結語

新型的軸套產品周轉盤與原來的泡沫周轉盤比較，具有以下明顯的優點：

(1)新軸套周轉盒可以自動定位產品，滿足產品的自動上下料。(2)新的周轉盒采用尼龍合金材料，耐酸堿耐腐蝕可清洗，不影響產品的表面質量。(3)通過更換定位凸臺和使用墊高塊，能滿足不同產品規格的使用，通用性能強。(4)新的周轉盒設計有斜角的標識面，可以刻上二維碼和周轉芯片，實現智能化生產及產品質量的可追溯性。(5)新的周轉盒兩端有把手凹槽和四周疊放用的定位凸臺，便于碼放和搬運。(6)在相同容積的貨架或是庫房中，使用新型周轉盤的裝入件數是舊的泡沫周轉盤的一倍以上。