精密轴套零件周转盘设计

谭海鹏，蔡 斌

(自贡硬质合金有限责任公司，四川 自贡 643011)

我公司承接了大批的潜油泵用硬质合金轴套类耐磨零件(图1)的开发及生产订单，该类产品均是轴线回转零件，有内孔，部分产品外圆上带有台阶，是用于潜油电泵机组中离心泵、分离器、电泵传递动力的精密装配零件，市场需求极大。

图1 精密轴套类零件

从产品的结构分析，轴套类产品外圆结构有直筒的，也有法兰盘及带有外环槽的，但是产品都有不同尺寸的内通孔。在此之前，这些产品的物流周转、产品存放都是采用的泡沫周转盘(图2)。在长×宽×高为30 cm×20 cm×4 cm的泡沫周转盘上，做出凹陷的盲孔用于装入产品，盲孔的数量和大小是固定的。产品放置在泡沫周转盒的凹孔中可以避免产品之间因互相碰撞而产生缺陷。

图2 泡沫周转盘

长期使用的经验表明，泡沫周转盘在使用中容易破损，容易被脏化且不能清洗，更不环保。脏化的泡沫对产品的表面质量有损伤。较高的产品冒出泡沫周转盘的内孔端面，在泡沫周转盘叠放时，很容易被泡沫盘的底面污物影响表面质量。泡沫周转盘四周没有码放定位，也没有供员工搬运的把手位，在装运和存储的时候存在着掉落的风险。更重要的是，泡沫周转盘不具备固定产品的功能，不能配合自动化生产线中的加工、检测等工序的自动化上下料。

随着分厂生产规模和装备的不断发展，原有的泡沫周转盘已经不能适应生产节奏需要。为提高产品的现场周转，实现精密产品的生产与周转的自动化、智能化，以及降低成本，需要对分厂现有的周转盘进行全新改进。基于此，研究开发一种新型的具备定位功能，可与自动化加工、检测工序配合使用，具备不同的规格产品兼容性，周转搬运及存储安全方便，对产品表面质量不产生影响，有效提高生产效率和降低成本，提升产品在市场上的综合竞争能力。

1 轴套零件周转盘技术方案

首先，我们仔细研究了这类轴套产品的结构特点，并结合轴套产品现有成熟的自动化加工工艺，同时考虑产品在自动化检测和自动化包装的生产线物流，采用环保的尼龙合金材料、镂孔设计加筋板稳固的工艺技术[1]，设计一种新型的轴套产品周转盘(图3)。该周转盘由周转盒、定位凸台、垫高块组成，使用时采用组合方式。

图3 新设计轴套产品周转盘图解

设计内容上，周转盒设计有定位凸台固定孔、垫高块定位孔、码放定位凸台、提手凹槽位、标识贴合面，可实现轴套产品定位，加工上下料满足不同高度、不同外圆的产品兼容使用。

周转盒内设计有纵横规则布局的定位凸台固定孔，用于固定定位凸台(两者为过盈配合)，定位凸台的定位外圆可根据摆放产品的内孔大小设计，两者为间隙配合。周转的产品放在定位凸台上，方便自动化生产、自动化检测包装中的机械手准确抓取。通过更换不同外圆尺寸的定位凸台，不同内孔尺寸的产品在周转盘上实现了共用。在周转盒的四周设计了用于码放的码垛定位凸台[2]，可以保证周转盘叠加堆放后上下一致，在流转和存储中不会偏移掉落。为了满足不同高度的产品使用，设计了布局在周转盒四周的垫高块[3]，垫高块与周转盒是紧配合。在垫高块的上端面设计有码放用的定位凸台，两边还设计有码放垫高块时的固定孔，垫高块的下端设计有固定凸台，垫高块可以多件上下组合，能满足不同高度产品的周转使用。这样的设计还能保证产品周转盘上下叠放时，周转盘的下端面不会碰到产品，从而保证产品的表面质量。在周转盘的两长端分别设计有标识贴合面和提手凹槽，标识贴合面上能刻上二维码或置入周转用的芯片，可实现产品生产跟踪和产品质量的可追溯性。两侧的把手位置则方便搬送人员拿取。新型周转盒尺寸的长×宽×高为45 cm×30 cm×2.4 cm，每盘可装54件产品，每件产品占用空间60 cm3。

2 轴套零件周转盘的使用

通过对一些塑料周转盘的研究，决定选用尼龙合金的材质做周转盘。为减轻重量，镂空设计制作了新型的周转盘。为保证周转盘的平整度，在底面设计有纵横向的加强筋。2018年1月完成样件的生产现场试验，之后通过不断改进，在2018年8月制作了首批样件，投放在生产现场使用。实践证明，该新型的周转盘适用于有内孔、生产数量多的轴套产品，能实现产品自动上下料，具备兼容性，可安全方便地进行物流周转与储存。

图4

3 结语

新型的轴套产品周转盘与原来的泡沫周转盘比较，具有以下明显的优点：

(1)新轴套周转盒可以自动定位产品，满足产品的自动上下料。(2)新的周转盒采用尼龙合金材料，耐酸碱耐腐蚀可清洗，不影响产品的表面质量。(3)通过更换定位凸台和使用垫高块，能满足不同产品规格的使用，通用性能强。(4)新的周转盒设计有斜角的标识面，可以刻上二维码和周转芯片，实现智能化生产及产品质量的可追溯性。(5)新的周转盒两端有把手凹槽和四周叠放用的定位凸台，便于码放和搬运。(6)在相同容积的货架或是库房中，使用新型周转盘的装入件数是旧的泡沫周转盘的一倍以上。