多孔焊接件压装轴套工艺研究

邵江峰 彭勇 余新林

摘 要：在多孔焊接件焊接当中各个孔位之间的同轴系数无法实现精准控制，因此在多孔焊接件配套过程中，无法实现自动化衔接。基于此，本文提出一种采用360°无死角自动导向浮动机构，可以自动查找孔位的，从而避免因为焊接变形造成的同轴度超差问题。此方法能够实现6只套轴压装，相比人工敲击方法，速度提高了5倍以上，不仅降低了人工劳力，同时也减少了污染问题。

关键词：多孔焊接件；同步压装轴套；浮动机构；压板

中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0266-02

引 言

随着我国科学技术不断发展，自动化技术在工业生产中的应用愈加广泛，自动化的实现程度与人工劳力、工作效率成正比。在现代化工业当中，液压技术、气动技术的完善，大大提高了装配工艺的自动化精度，人工生产的高污染、高强度的形式将逐渐被替代，这也提高了对相应工艺装备的改造要求。多孔焊接件是机械中的重要零部件，例如圆环棒等，直接影响着设备在实际运行中的稳定性，这就需要加强对多孔焊接件压装轴套工艺的研究，对现代化工业发展有着重要意义。下文本文以圆环棒为例，探究如何实现多孔焊接压装轴套工艺。

1 多孔焊接件压装轴套工艺现状分析

纵观当今机械设备市场，尚未提出间手动搬运车领域的圆环棒压装专业设备，圆环棒轴套通常是通过人工形式把单个铜套放入到大筋板孔定位后，再采用铜锤打入。在每根圆环棒在装配铜套过程中，需要反复进行6次的敲打，在实际施工中效率较低、人工劳力强、噪声大。

最初的想法是通过应用圆环铜套压装工艺设备，实现系统优化。在圆环棒焊接部位主要涵盖了2块大筋板、1根圆环棒轴，2块大筋板在圆环棒上对称安装在两侧。而焊接完成后两端大筋板所对应的同轴度也难以保证。在筋板上圆环棒轴上设置了2个孔，总共有6个孔需要装入到铜套中。在焊接当中会产生应力形变（无法消除），因此6个孔位的同轴精度往往难以保障，无法实现6轴同步压入，这也是难以实现自动化的重要因素。

基于此，为了能够全面改善此现状，提高圆环棒压装轴套效率、降低生产噪声污染，需要将圆环棒轴套压装方式进行优化，让机械压装替代传统的手工压装形式。

2 结构设置

2.1 压套机结构

结合企业生产特点，选择相应的压套机。这样即可让一根圆环棒一次性压入6个铜套，从而环节人工低效率、高噪音的问题。也可以避免焊接时出现的变形导致无法实现自动化问题（如图1）。

2.2 浮动压头结构

由于圆环棒中总共设置了6个孔位，并且每个孔位内部都要打入铜套，两端大筋板与圆环棒两端6个孔洞同轴度、平行度会受到焊接因素影响出现变形，如果想要实现多套的同时压装，需要满足以下要求：将轴孔定位、铜套定位、压头浮动等工件组成一个整体，以压头浮动为基准消除位置公差以及同轴系数的不确定因素。为了能够解决此类偏差问题，可以采用浮动压头机构。

在本设计当中，顶杆圆周上设置了V形槽以及两个键槽，将钢球分别对应V形槽中的摆放，并通过六角圆柱、弹簧紧定螺钉支撑钢珠，并调整六角圆柱端定螺钉之间的距离，让顶杆外圆轴与螺套孔在同一轴线上。为了避免顶杆旋转导致赶住从V形槽中滑落，将前后六角圆柱端紧定螺钉卡在顶杆两处键槽位置上，主要是用作轴向滑动。

3 压套机工作原理与改进

3.1 工件定位

工件定位当中主要是由3套V形定位块、2块等高支撑座构成，将V形定位块排列到同一轴线和登高支撑座的对应部位，并将其固定在机座面板中，确保圆环棒轴线与大筋板孔位相匹配，在V形槽当中放入工件，筋板长端装设在定位块上，这样可以实现圆环棒焊接孔位的定位。工作人员只需要按下油泵启动按键，采用电磁阀、传感器信号输出，这样油缸供油、活塞杆运行，活塞杆向上运行推动让V形块上端旋转压板围绕着转轴转动，直到压紧到位，在液压系统当中的锁紧回路主要起到控制压力、锁紧的功能，从而固定圆环棒的径向位置。在整个系统中设置聚氨酯垫块，让钢与钢之间的接触更加融合，从而提高了工装使用寿命。

3.2 軸套压装过程

在轴套压装过程中主要以三个环节为主：

（1）顶杆与工件孔接触运动过程

把6只铜套分别在顶杆外圈位置上固定，在操作面板上设置自动挡位，之后启动液压系统，在液压系统控制条件下，传动部位通过T形接头分支管道，让两端油缸同步给进。同步朝向中间部位运行直到和圆环棒焊接各个孔壁相互触碰。这是因为焊接变形机理，顶杆头位置与孔位无法保持在同一轴线，从而对顶杆头位置造成挤压。

（2）压装过程

通过油缸的继续向前推动，加压的压力会进一步提升，顶杆在螺套上定位由3个弹簧支撑浮动，顶杆在圆周径向内做出自由摆动。在挤压作用下，顶杆会朝向反方向做出运动，逐渐调整弹簧的作用力，让其与工作面保持在同一轴线上。在液压作推动作用下，顶杆头部会探入到圆环棒焊接孔内，通过弹簧弹力头部倾斜自由滑动，从而找到圆环棒已焊接件内孔中心。在油缸作用力下，即可让轴套、内孔配合到位，两端保持持平。

（3）在达到了极限位置之后，控制系统会接收到传感器所发出的信号信息，此时的油缸处在退回状态。在油缸带动作用下，顶杆结构会逐渐回到初始状态，即可完成一个工作循环。

4 结束语

综上所述，为了能够提高多孔焊接件压装效率，降低人工因素带来的负面影响，可以采用压套机以及浮动压头结构优化的方式，并配备上PLC自动化系统，实现自动化生产，在一根圆环棒焊接件上同步6个铜套，大大提高工作效率，同时也能够避免因为焊接造成变形导致的同轴系数不精准的情况。总之，该方案在实际应用十分便捷、效率，值得进一步推广。

参考文献

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收稿日期：2018-9-12