分離撥叉軸總成自動(dòng)焊接裝置設(shè)計(jì)

楊德玉，雷煒

（陜西法士特汽車傳動(dòng)集團(tuán)公司，陜西寶雞 722409）

0 前言

分離撥叉軸焊接總成是汽車變速器總成中的重要組成部分，其主要作用是撥動(dòng)滑移齒輪，改變滑移齒輪在齒輪軸上的位置，實(shí)現(xiàn)不同速比的傳動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變速器輸出不同的轉(zhuǎn)速。分離撥叉軸焊接總成的焊接質(zhì)量直接決定變速器換擋的準(zhǔn)確性、平順性和安全性，因此，焊接質(zhì)量非常關(guān)鍵。

1 現(xiàn)狀分析

A公司的部分J75-1601022-X等系列分離撥叉軸焊接總成由某車間加工。以前的加工工序分以下五步:（1）兩個(gè)人使用傳統(tǒng)的普通直流電焊機(jī)點(diǎn)焊對(duì)角度 （萬能分度頭）;（2）自檢;（3）手工堆焊;（4）檢驗(yàn)焊點(diǎn)密度;（5）終檢角度。

這種傳統(tǒng)的加工方法有以下缺點(diǎn):

（1）加工效率低下，加工一致性差，由于分離撥叉軸鍵槽和搖臂有角度要求，人工對(duì)角度點(diǎn)焊時(shí)角度一致性較差;焊接表面質(zhì)量差。

（2）易出現(xiàn)錯(cuò)焊、漏焊。

（3）工作環(huán)境差，傳統(tǒng)的直流焊機(jī)對(duì)人體傷害較大。

為了解決這些問題，決定設(shè)計(jì)制造自動(dòng)焊機(jī)，實(shí)現(xiàn)一次裝夾，一次完成的全自動(dòng)加工。

2 焊接工藝要求

將撥叉套在撥叉軸上，撥叉軸上鍵槽與撥叉有60°夾角，偏差±3°，要求焊接牢固可靠，焊縫平整，焊縫不得存在未焊滿、根部收縮、咬邊和接頭不良等缺陷，不得存在表面氣孔、夾渣、裂紋和電弧擦傷等缺陷。

3 主要部件的選型

焊機(jī)選用NBC-200 CO2氣體保護(hù)半自動(dòng)焊機(jī)［1］，送絲機(jī)構(gòu)采用NBC-350自動(dòng)送絲裝置，焊絲采用JQ.MG50-6 0.8mm CO2氣體保護(hù)焊絲，使得焊接質(zhì)量得到大幅提高。

控制部分選用步進(jìn)傳動(dòng)裝置，CNC可編程步進(jìn)電機(jī)控制器可與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)組成一個(gè)完善的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)［2］。選用步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)精確定位且低速轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，能夠達(dá)到焊接的工藝要求且比伺服系統(tǒng)控制成本低。選用85BYGH103步進(jìn)電機(jī)，輸出扭矩為2.1 N·m。控制部分采用CNC型步進(jìn)電機(jī)控制器及其驅(qū)動(dòng)器成套裝置實(shí)現(xiàn)焊機(jī)全自動(dòng)控制。

4 自動(dòng)對(duì)角度機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）機(jī)械動(dòng)力部分選用85BYGH103步進(jìn)電機(jī)，通過帶動(dòng)一對(duì)1∶1.5齒輪 （增大扭矩）驅(qū)動(dòng)整體機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)堆焊的主運(yùn)動(dòng)［3］。

（2）撥叉軸采用上下兩套定位套 （根據(jù)不同的軸徑可換）配合間隙0.1～0.15 mm，對(duì)撥叉軸徑向準(zhǔn)確定位 （保證同心安裝，從而保證旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠），撥叉軸的圓周定位采用球面定位銷 （撥叉軸軸向開有不同規(guī)格的鍵槽）通過彈簧力插入鍵槽實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位 （球面銷的插入力通過調(diào)整彈簧后面的螺釘完成，保證力量合適）。

（3）換擋搖臂定位采用錐形銷:搖臂與撥叉軸之間角度的調(diào)整可通過松開雞心爪，旋轉(zhuǎn)搖臂對(duì)準(zhǔn)刻度盤刻線完成對(duì)角度的調(diào)整 （精度±1°），后鎖緊螺釘。

（4）調(diào)整好角度后，通過調(diào)整下頂尖高度來確定好焊接位置，保證焊點(diǎn)質(zhì)量。

5 控制電路部分設(shè)計(jì)

CNC型可編程步進(jìn)電機(jī)控制器可與85BYGH103步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)電機(jī)組成一個(gè)完善的步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)。CNC型控制器有3個(gè)12 V輸出信號(hào)，可用來控制繼電器及電磁閥分別實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)槍、焊機(jī)走絲、自動(dòng)工件頂出。達(dá)到一次裝夾，一次完成的工序加工要求。

參數(shù)設(shè)置及控制器程序設(shè)計(jì):

參數(shù)設(shè)定:Acc=3，dzcl0=360/400=0.900 0

程序清單:00 OUT 10001;輸出1接通，可控制進(jìn)槍

01 OUT 11001;輸出2接通，可控制焊機(jī)走絲

02 DIR 00;初始方向?yàn)檎?/p>

03 SPEEd 3000;設(shè)定運(yùn)行速度

04 G-LEN 370.0;設(shè)定角度為370度，旋轉(zhuǎn)一周環(huán)焊

05 OUT 10001;輸出2斷開，焊機(jī)走絲停止

06 OUT 10101;輸出3接通，工件頂出

07 OUT 00001;輸出1斷開，焊槍退

03 END;程序結(jié)束

6 使用效果及推廣

自動(dòng)焊機(jī)制作完成投入生產(chǎn)后，圓滿地達(dá)到了設(shè)計(jì)及工藝要求。使用新自動(dòng)焊機(jī)后的加工工序?yàn)?（1）調(diào)整工裝 （自動(dòng)焊機(jī)）;（2）自檢角度;（3）終檢。保證了焊接的一致性，大大提高焊接質(zhì)量，加工一件分離撥叉軸焊接總成的時(shí)間由以前的8 min/件縮短為3 min/件。效率提高了60%左右。降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大改善了工作環(huán)境。經(jīng)過半年多的使用，設(shè)備運(yùn)行良好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。后根據(jù)該車間產(chǎn)品類型還設(shè)計(jì)制作了臥式自動(dòng)環(huán)焊機(jī)。圖4為改進(jìn)后的工作現(xiàn)場(chǎng)。

【1】楊順，劉新宇.二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊實(shí)踐初探［J］.中國(guó)科技博覽，2012（6）:37.

【2】CNC可編程步進(jìn)電機(jī)控制器說明書.

【3】聞邦椿.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.