輕型傳動軸專用焊接設(shè)備中的定位工裝設(shè)計

文秀海，楊保海，吳江瑞，馬志昆

（1.河南機電高等專科學(xué)校材料工程系，河南新鄉(xiāng)453003；2.新鄉(xiāng)市杰城電氣設(shè)備有限公司，河南新鄉(xiāng)453003）

輕型傳動軸專用焊接設(shè)備中的定位工裝設(shè)計

文秀海1，楊保海1，吳江瑞1，馬志昆2

（1.河南機電高等專科學(xué)校材料工程系，河南新鄉(xiāng)453003；2.新鄉(xiāng)市杰城電氣設(shè)備有限公司，河南新鄉(xiāng)453003）

介紹了一種在汽車輕型傳動軸的自動及半自動焊接工藝中，用于對其中間支承總成進行定位、壓緊、便于校直并實施焊接的工裝，討論了該工裝的設(shè)計理念及結(jié)構(gòu)和工作原理。通過大量的實驗證明，該工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)、簡單實用，有效提高了校直和動平衡的精度、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率，降低勞動強度。

輕型傳動軸；焊接工藝；工裝

0 前言

輕型傳動軸（以下簡稱工件）主要用于連接輕卡、皮卡、廂式貨車的變速箱與后橋，將動力由發(fā)動機傳遞到后輪進行驅(qū)動，傳動軸能夠在傳遞足夠扭矩的同時具有很好的動平衡，其組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。將分個零部件在專用的壓裝機上逐件定位，然后一次壓裝完成。在專用的焊接機床上進行校直和焊接工序。由于十字軸總成具有兩個方向的旋轉(zhuǎn)功能，就可以克服在安裝使用時由于變速箱與后橋不等高造成的不同軸問題。但是在專用焊接設(shè)備上進行焊接時，必須對中間十字軸總成進行定位，使整個傳動軸的軸線重合，然后才能進行校直和焊接工序。在安裝時，中間支承用于對整個傳動軸進行中間支撐，因此在動平衡時，必須使用該裝置進行定位。為達到基準重合原則，在焊接專用機床上進行校直、焊接工序時應(yīng)使用該中間支承進行定位。

圖1 輕型傳動軸結(jié)構(gòu)示意

圖2 工件的定位基準

1 工藝分析

1.1 工件定位基準分析

為實現(xiàn)基準重合原則，焊接時，需模擬實際安裝位置進行定位夾緊。該工件在焊接專用機床上的定位基準如圖2所示。

基準一：左端直徑φ60的外圓和端面；基準二：右端直徑φ60的外圓和端面；基準三：中間支承的外殼。

在焊接專用機床上，基準一和基準二采用專用的定位工裝安裝于主軸箱和尾座，以實現(xiàn)對這兩個基準的剛性定位、夾緊。

中間支承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由外殼、橡膠墊、深溝球軸承、油封等組成。

各部分作用分別為：

外殼：保護橡膠墊，同時用于中間支承的安裝。

橡膠墊：對高速旋轉(zhuǎn)的傳動軸起到減震、緩沖的作用。

深溝球軸承：實現(xiàn)中間支承與傳動軸的相對旋轉(zhuǎn)運動。

油封：隔離注入深溝球軸承的油脂，避免灰塵等雜物進入軸承。

從以上分析可以看出，其結(jié)構(gòu)比較特殊，若不對中間支承做剛性固定，將直接導(dǎo)致校直工序無法完成，焊接過程無法進行。但以外殼進行定位顯然是不可行的，須以深溝球軸承的外圈進行定位，才能保證三個基準的重合，最大程度提高校直及焊接精度。

圖3 中間支承結(jié)構(gòu)示意

1.2 中間支承工藝槽孔設(shè)計

若能在軸承外圈的橡膠墊上開設(shè)相互對稱或均勻分布的三個槽，使剛性支撐工裝直接與軸承外圈接觸，通過三個點的接觸就能確定一個定位平面，實現(xiàn)中間支承的剛性固定。橡膠墊及外殼上開設(shè)如圖4所示的槽孔。

2 工作原理

2.1 定位工裝的結(jié)構(gòu)分析

該定位工裝的結(jié)構(gòu)示意如圖5所示。

本裝置由滑動板、支撐架、推動氣缸、支座、連接桿、鉸板、轉(zhuǎn)銷、擺動臂、壓桿、護罩、可調(diào)頂桿、可調(diào)支撐、鎖緊螺母等組成。

該裝置采用具有一定傾斜夾角的兩個可調(diào)頂桿透過中間支承總成的外層橡膠墊在底部對內(nèi)層的軸承外圈進行支撐，支撐的高度可以通過鎖緊螺母進行調(diào)節(jié)，到位后鎖緊。軸承外圈的上部通過中心軸線的位置有壓桿，壓桿通過具有擺動功能的連桿機構(gòu)和氣缸連接，氣缸上下運動，帶動壓桿沿一定的軌跡做回轉(zhuǎn)運動，方便工件取放。壓桿旁設(shè)防護罩，防止焊接時產(chǎn)生的飛濺損傷外層的橡膠墊環(huán)。

圖4 開槽示意

圖5 定位工裝結(jié)構(gòu)示意

2.2 動作過程分析

人工上工件，中間支承做為定位工裝，然后腳踏控制閥使推動氣缸推出，在由連接桿、鉸板、轉(zhuǎn)銷、擺動臂組成的連桿機構(gòu)的作用下，使擺動臂帶動壓桿及護罩沿固定的軌跡運動，與下面的兩個可調(diào)頂桿組成三個定位點，鎖緊中間支承。其定位中心的高低可通過鎖緊螺母進行調(diào)節(jié)并鎖緊。然后進入人工校直和焊接工序。

3 結(jié)論

介紹了中間支承定位工裝的應(yīng)用，在提高輕型傳動軸生產(chǎn)效率的同時使其制造精度、產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。該結(jié)構(gòu)操作簡便，定位可靠。通過可調(diào)頂桿的調(diào)節(jié)，使該工裝具有一定的適應(yīng)范圍，對同一類型的中間支承在不更換該工裝的條件下可實現(xiàn)定位鎖緊，大大增進了該型專用焊接設(shè)備的加工能力。

[1]宋建忠，何炳芳.1020汽車傳動軸動平衡質(zhì)量分析與對策[J].汽車工藝與材料，2007（8）：30-32.

[2]孫學(xué)娟.汽車傳動軸精確定位雙環(huán)縫自動焊接專機的研制[J].焊接技術(shù)，2003，32（4）：40-41.

[3]孫桓.機械原理（第五版）[M].北京：高等教育出版社，1996.

Design of locating tooling in dedicated welding equipment for light transmission shaft

WEN Xiuhai1，YANG Baohai1，WU Jiangrui1，MA Zhikun2
（1.Henan Mechanical and Electrical Engineering College，Xinxiang 453003，China；2.Xinxiang Jiecheng Electrical Equipment Co.，Ltd.，Xinxiang 453003，China）

A kind of tooling is introduced in this paper，it can locate and clamp the intermediate support assembly for straightening and welding in automatic and semi-automatic welding technology of automobile light transmission shaft.The design concept，structure and working principle of the tooling are discussed.The results of a large number of experiments on site show that the structure design of this tooling is scientific,simple and practical，and this tooling effectively improves the precision of straightening and dynamic balance，the quality of products and production efficiency，reduces the labor intensity，provides hardware support for enterprises brand value.

light transmission shaft；welding technology；tooling

TG111

：A

1001-2303（2015）09-0063-03

10.7512/j.issn.1001-2303.2015.09.13

2015-06-03；

2015-08-10

文秀海（1976—），男，河南新鄉(xiāng)人，工程師，實驗師，學(xué)士，主要從事與焊接設(shè)備相關(guān)的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝研究工作。