多孔焊接件壓裝軸套工藝研究

邵江峰 彭勇 余新林

摘 要：在多孔焊接件焊接當中各個孔位之間的同軸系數無法實現精準控制，因此在多孔焊接件配套過程中，無法實現自動化銜接。基于此，本文提出一種采用360°無死角自動導向浮動機構，可以自動查找孔位的，從而避免因為焊接變形造成的同軸度超差問題。此方法能夠實現6只套軸壓裝，相比人工敲擊方法，速度提高了5倍以上，不僅降低了人工勞力，同時也減少了污染問題。

關鍵詞：多孔焊接件；同步壓裝軸套；浮動機構；壓板

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0266-02

引 言

隨著我國科學技術不斷發展，自動化技術在工業生產中的應用愈加廣泛，自動化的實現程度與人工勞力、工作效率成正比。在現代化工業當中，液壓技術、氣動技術的完善，大大提高了裝配工藝的自動化精度，人工生產的高污染、高強度的形式將逐漸被替代，這也提高了對相應工藝裝備的改造要求。多孔焊接件是機械中的重要零部件，例如圓環棒等，直接影響著設備在實際運行中的穩定性，這就需要加強對多孔焊接件壓裝軸套工藝的研究，對現代化工業發展有著重要意義。下文本文以圓環棒為例，探究如何實現多孔焊接壓裝軸套工藝。

1 多孔焊接件壓裝軸套工藝現狀分析

縱觀當今機械設備市場，尚未提出間手動搬運車領域的圓環棒壓裝專業設備，圓環棒軸套通常是通過人工形式把單個銅套放入到大筋板孔定位后，再采用銅錘打入。在每根圓環棒在裝配銅套過程中，需要反復進行6次的敲打，在實際施工中效率較低、人工勞力強、噪聲大。

最初的想法是通過應用圓環銅套壓裝工藝設備，實現系統優化。在圓環棒焊接部位主要涵蓋了2塊大筋板、1根圓環棒軸，2塊大筋板在圓環棒上對稱安裝在兩側。而焊接完成后兩端大筋板所對應的同軸度也難以保證。在筋板上圓環棒軸上設置了2個孔，總共有6個孔需要裝入到銅套中。在焊接當中會產生應力形變（無法消除），因此6個孔位的同軸精度往往難以保障，無法實現6軸同步壓入，這也是難以實現自動化的重要因素。

基于此，為了能夠全面改善此現狀，提高圓環棒壓裝軸套效率、降低生產噪聲污染，需要將圓環棒軸套壓裝方式進行優化，讓機械壓裝替代傳統的手工壓裝形式。

2 結構設置

2.1 壓套機結構

結合企業生產特點，選擇相應的壓套機。這樣即可讓一根圓環棒一次性壓入6個銅套，從而環節人工低效率、高噪音的問題。也可以避免焊接時出現的變形導致無法實現自動化問題（如圖1）。

2.2 浮動壓頭結構

由于圓環棒中總共設置了6個孔位，并且每個孔位內部都要打入銅套，兩端大筋板與圓環棒兩端6個孔洞同軸度、平行度會受到焊接因素影響出現變形，如果想要實現多套的同時壓裝，需要滿足以下要求：將軸孔定位、銅套定位、壓頭浮動等工件組成一個整體，以壓頭浮動為基準消除位置公差以及同軸系數的不確定因素。為了能夠解決此類偏差問題，可以采用浮動壓頭機構。

在本設計當中，頂桿圓周上設置了V形槽以及兩個鍵槽，將鋼球分別對應V形槽中的擺放，并通過六角圓柱、彈簧緊定螺釘支撐鋼珠，并調整六角圓柱端定螺釘之間的距離，讓頂桿外圓軸與螺套孔在同一軸線上。為了避免頂桿旋轉導致趕住從V形槽中滑落，將前后六角圓柱端緊定螺釘卡在頂桿兩處鍵槽位置上，主要是用作軸向滑動。

3 壓套機工作原理與改進

3.1 工件定位

工件定位當中主要是由3套V形定位塊、2塊等高支撐座構成，將V形定位塊排列到同一軸線和登高支撐座的對應部位，并將其固定在機座面板中，確保圓環棒軸線與大筋板孔位相匹配，在V形槽當中放入工件，筋板長端裝設在定位塊上，這樣可以實現圓環棒焊接孔位的定位。工作人員只需要按下油泵啟動按鍵，采用電磁閥、傳感器信號輸出，這樣油缸供油、活塞桿運行，活塞桿向上運行推動讓V形塊上端旋轉壓板圍繞著轉軸轉動，直到壓緊到位，在液壓系統當中的鎖緊回路主要起到控制壓力、鎖緊的功能，從而固定圓環棒的徑向位置。在整個系統中設置聚氨酯墊塊，讓鋼與鋼之間的接觸更加融合，從而提高了工裝使用壽命。

3.2 軸套壓裝過程

在軸套壓裝過程中主要以三個環節為主：

（1）頂桿與工件孔接觸運動過程

把6只銅套分別在頂桿外圈位置上固定，在操作面板上設置自動擋位，之后啟動液壓系統，在液壓系統控制條件下，傳動部位通過T形接頭分支管道，讓兩端油缸同步給進。同步朝向中間部位運行直到和圓環棒焊接各個孔壁相互觸碰。這是因為焊接變形機理，頂桿頭位置與孔位無法保持在同一軸線，從而對頂桿頭位置造成擠壓。

（2）壓裝過程

通過油缸的繼續向前推動，加壓的壓力會進一步提升，頂桿在螺套上定位由3個彈簧支撐浮動，頂桿在圓周徑向內做出自由擺動。在擠壓作用下，頂桿會朝向反方向做出運動，逐漸調整彈簧的作用力，讓其與工作面保持在同一軸線上。在液壓作推動作用下，頂桿頭部會探入到圓環棒焊接孔內，通過彈簧彈力頭部傾斜自由滑動，從而找到圓環棒已焊接件內孔中心。在油缸作用力下，即可讓軸套、內孔配合到位，兩端保持持平。

（3）在達到了極限位置之后，控制系統會接收到傳感器所發出的信號信息，此時的油缸處在退回狀態。在油缸帶動作用下，頂桿結構會逐漸回到初始狀態，即可完成一個工作循環。

4 結束語

綜上所述，為了能夠提高多孔焊接件壓裝效率，降低人工因素帶來的負面影響，可以采用壓套機以及浮動壓頭結構優化的方式，并配備上PLC自動化系統，實現自動化生產，在一根圓環棒焊接件上同步6個銅套，大大提高工作效率，同時也能夠避免因為焊接造成變形導致的同軸系數不精準的情況。總之，該方案在實際應用十分便捷、效率，值得進一步推廣。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-12