一种多工位自动翻转组焊装备的研制

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

目前铁 路 客车 车型种 类繁 多 ，包括 高速 动车组 、城轨 、地铁 等 ，且 产 品升级非 踌 。 由于铝合 金具有 质量轻 、强 度高 、密 封 性能 好 的特 点 ，其车 体 大多 采 用 大型中 空 铝 合 金 型 材 焊 接 而 成 。

铝 合金 车体 三大部 件 主要 包 括 车顶 、左 右 侧墙 和底 架 。而 且 每 个 部 件 都 要 经 过 正 反 装 焊 接 工 序 ，也 就 是说 ，如 果 要 完 成 - 组 上 述 部 件 的焊 接 ，需 专 用 工 装 8套 .要投 入大量 资 金及场 地 ，很 大程 度上 限制 了技术 的更 新 .所 以 - 种 多 工 位 、多 功 能 的 自动 化 、柔 性 化 自 动焊 接 装 备 的研 制 显 得 至 关 重 要 。

1 工装总体结构分析 车体 大 部件 主要 结 构 尺 寸特 点 、焊 接 工艺 及日后 产 品 升 级 的 需 求 ，确 定 工 装 整 体 采 用 横 梁 阵 列 结构 ，需 机 械 、电气 、液压 、气 动技 术综 合应 用 ，产 品的水平 顶 紧 及 上 压 紧 采 用 液 压 形 式 ，滚 筒 式 旋 转 支 撑 梁 转动 采 用气 动 形 式 ，以改 变 工装 支 撑 板 的轮 廓 ，可 以适应 多 种 产 品 的 焊 接 。

2 各装置设计方案考 虑 到 工 装 标 准 化 、系 列 化 、通 用 化 的 要 求 ，采 用模 块 化 组 合 结 构 ，主要 分 为 纵 向基 础 梁 装 置 、滚筒 式旋 转 支 承 装 置 、上 压 紧 装 置 、水 平 拉 紧 装 置 等 几 个 主 要部 分 (如 图 1所 示 )。

2.1 纵 向 基 础 梁如 图 2所 示 为 纵 向基 础 梁 ，是 整 个 工 装 的 高 度 安装 基 准 。每 根 长 3 m.整 体 纵 梁 长 24 ITI，纵 梁 间 用 高 强度 螺栓 连接 。

纵 梁 整 体 安 装 后 平 面 度 要 求 小 于 0.5 mm ，这 就 需要 从 设 计 结 构 上 要 充 分 考 虑 便 于 调 整 和 定 位 。 因此 纵 向 梁下 部 安 装 板每 端 用 4个 M16螺 栓 与 地 面预 埋 铁内 T型 螺 栓 连 接 ，每 端 用 两 个 M20螺 栓 调 整 高 度 ，从而精确 保证 安装要 求 。

2.2 滚 筒 式 旋 转 支 承如 图 3所示 为滚筒 式旋 转支 承 .两端 与纵 梁连接 ，滚 筒 设 计 成 镂 空 形 式 .在 内 部 套 筒 上 均 匀 焊 接 隔 板 ，在隔 板 圆 周 方 向 出 槽 口 ，用 来 焊 接 立 板 形 成 安 装 位 置 ，各种 产 品 定 位 支 承 块 就 可 安 装 在 沿 圆 周 方 向 的 8个 槽中 。

如 图 4所 示为滚 筒端部 结构 ，端 部加 工 出星形滑槽 ，气缸 勾 贝头部滑 入其 中，通 过气缸 伸缩 带动 滚筒 自动 旋 转 实 现 不 同部 件 、不 同 工 件 的焊 接 转 换 。

2-3 上 压 紧装 置如 图 5所 示 为 上 压 紧 装 置 ，安 装 在 侧 梁 上 ，每 侧 安装 l2个 ，采 用液压 缸压 紧 ，上 压 紧装 置采 用套 筒形式 ，可 自由旋转 。压 紧臂是 两个穿 入 的矩 形 管 ，胸 形管 四收稿日期 ：2012年 10月2013/3 机械制造51卷 第583期周 装 有 滑 道 ，与 外 部 矩 形 管 内 侧 滑 动 摩 擦 。

图 6为 铝 合 金 侧 墙 焊 接 时 的 32作 状 态 ，滚 筒 上 部 安 装 与 侧 墙 形 状 相 同 的 几 个 支 承 块用 于 支承 。 由于 铝合 金 大 部 件 都是 由几 块 型材 拼 焊而 成 ，所 以小 矩 形 管 可 通过 人 工 伸 缩到 需 要 压 紧 的 位 置 。 当 焊 接 完 成 需 松 开 上 压紧 装 置 时 ，液 压 缸 杆 缩 回 ，转 动 转 臂 超 过 90。

2.4 水 平 拉 紧装 置如 图 7所 示 ，水 平 拉 紧 装 置安 装 在 两 侧纵 梁 上 ，拉 紧 横 梁 由两 根 槽 钢 拼 接形 成相 对封 闭 的型腔 ，横梁 - 端 为 固 定定 位 块 ，用螺 栓与横 梁 连 接 。用 于定 位 铝 合 金 大部 件 - 侧 ，横梁 另 - 端 可在 横 梁 内部 型 腔 中滚 动 ，其 动力来 自于 液 压水 平 拉 紧缸 .可用 于大 部 件 的拉紧 ，使 大 部件 在焊 接前 预制 出所 需 的挠 度 。

3 液压系统工况分析及主要技术参数3.1 载 荷 的 组 成该 组 焊装 备 主要 采 用 铝合 金 大 部 件 的焊接 .以 侧 墙 为 例 ，由 5块 25 m 长 的型 材 插 接而 成 ，在 焊 接 时需 预 制 出挠 度 10～12 mm，侧墙 - 侧 顶 住 水 平 拉 紧 装 置 - 端 固 定 定 位 块(已 做 出 上 挠 度 )，另 - 侧 用 水 平 拉 紧 装 置 拉紧 。侧墙 根据 实 际使 用要 求 ，设 8组 水平 拉 紧装 置 。拉 紧 完 成后 ，需 对侧 墙 上 部 压 紧 ，每 侧安 装 12组 上 压 紧 装 置 。 由于 侧 墙 铝 型 材 强 度很 高 且 由 5块 插 接 而 成 .焊 接 时 反 变 形 量 及焊 接应 力都 很 大 。初 定 工作 载荷 >50 kN。

3.2 初 选 系统 工 作 压 力 及 流 量根 据 载 荷 的 大小 及 执 行 元件 的装 配 空 间等 因素 ，初 定 系统 工 作 压力 为 10 MPa，流量10 L/min。

3.3 液 压 缸 的 主 要 结 构 尺 寸活塞杆 受 压 时的工 作 载荷 F：P 。-尸 2 (1)活 塞 杆 受 拉 时 的 工 作 载 荷 F：尸 2-尸 1 (2)式 中 ：Pl为 液 压 缸 工 作 腔压 力 ，Pa；P2为 液 压缸 回 油 腔 压 力 ，Pa；A 为 无 杆 腔 活 塞 有 效 作 用 面 积 ，m ；A 2为有杆 腔 活塞 有效 作用 面积 ，13。。

综合 考 虑 系 统 工作 压 力 及 液 压缸 实 际工 作情 况 ，得 到 参数 如表 1所 示 。

3.4 液 压 泵 的 选 择 综 合 考虑 液压 泵 的最 大工 作压 力 、流量 及 总效率 ，选 用 变量 柱 塞 泵并 确定 泵 站 主要参 数 .电机功 率 为 3机械制造51卷 第583期kW -4-V1， 电 机 电 压 为 380 V-50 Hz，油 箱 容 积 为100 L，泵站 带风 冷却 器 。

3.5 液 压 阀 的 选 择根 据 系 统 的 工 作 压 力 和 实 际通 过 该 阀 的最 大 流!it.选 取 如 下 规 格 ：(1)垂 直 下 压 油 缸 手 动 换 向 阀 组 ：工 作 压 力 为 350bar，流 量为 50 L/min，二位 四通 手动 控制带 定 位 。

2013/3同 步 器 齿 环 锥 孔 磨 削 夹 具 的 设 计口 淮遵科 口 邓乃学1.陕西工业职业技术学院 陕西咸阳 7120002.陕西法士特齿轮责任有限公司 西安 710086摘 要：通过对同步器齿环结构、技术要求以及夹具要求的分析，利用数控 内圆磨床具有的液压驱动夹紧功能和主轴的锥孔 ，设计了胀 紧式弹性锥 筒夹紧夹具 ，该 夹具刚性好 ，定位精度 高，装夹工件方便。

关键词 ：同步器齿环 薄壁环类零件 胀紧式夹具 结构设计中图分类号：TH16；TG757 文献标识码：B 文章编号：1000-4998(2013)03-0078-02同 步 器 是 汽 车 手 动 机 械 式 变 速 器 的 关 键 部 件 。 现代手 动机械 式变 速器- 般都 采用 了同步器 结构 .在 各挡位 之 间设 置 同步器 ，保证 汽车 变速 换挡 时齿 轮 啮合顺 畅 平 稳 ，减 少 冲 击 ，轻 便 灵 活 。从 而 降 低 了 噪 声 .延 长了变 速器 的寿命 。同步器 齿 环是 同步器 的关键 零件 .在汽车换 挡变 速过 程 中起 关键 作用 ，换 挡过 程 中力矩 和运 动 的传递 靠 同步器齿 环 内锥面 的摩擦 材 料 与待接 合齿 轮 齿 毂 接 触 产 生 的摩 擦 力 .所 以 同 步 器 齿 环 的 性 能优 劣关 系到 汽 车换挡 变速 的可靠 性 .而 同步器 齿环 的加 工工 艺 和加工 精度决 定 同步器 齿环 的性 能 。

笔 者 和 某 载 重 汽 车 变 速 器 生 产 企 业 合 作 开 发 了 同步器齿 环 的生产技 术 ，该技 术是 在 同步器 齿环 的 内锥面 黏 接 - 层 碳 纤 维 布 。制 造 工 艺 路 线 为 ：同 步 器 齿 环 锻收稿日期：2012年 10月· -”--- ” ” 表 1 油缸主要参数垂直下压油缸 水平顶紧油缸油缸缸径/ram 55 55活塞杆径/mm 40 36油缸行程/ram 165 l00无杆腔受力/kN 23.76 23.76有杆腔受力，kN 11.19 13.58无杆腔流量/(L·min ) 8.0HD 8.00有杆腔流量/(L·min ) 8.00 8.o0计算结果面积 比 2.122 1.749无杆腔运行时间/min 0.049 0.029无杆腔运行速度/(m·rain ) 3.367 3.367有杆腔运行时间/min 0.023 0.016有杆腔运行速度/(m·rain ) 7.148 5.891无杆腔压力/MPa 10.0O 10.0o有杆腔压力/MPa 10.0O l0.O0(2)水 平推 拉 油 缸 手 动换 向 阀 ：工作 压 力 为 3502013/3造 - 热 处 理 - 车 削 - 磨 削- 碳 纤 维 布 黏 接 ，其 中磨 削内锥面工 序是 在数 控 内圆磨 床 上进行 。采 用液 压 卡盘夹 持外 圆磨 削锥孑L的方法 。在产 品试验 时 .发现 同步器齿 环 内锥 面 的碳 纤 维磨损 不均 匀 ，原 因是 同步 器 的齿环 内锥 面和锥 毂接合 面积 不 足 .这不 仅影 响变 速器 动力 的 输 出 ，而 且 影 响 同 步 器 的 寿 命 和 汽 车 的安 全 性 。

1 问题分析图 1是 同 步 器 齿 环 磨 削 加 工 工 序 的 结 构 简 图 .从图中可 以看 出 ，磨削 加工工 序 的要 求 为 ：锥 孔大 端直 径93.50.025 mm，锥 角 8。，厚 度 8.75±0.05 mm，锥 面 圆 度不 大 于 0.05 mm，锥 面 及 两 端 面 的 粗 糙 度 R 1.6 m，大端 面 相 对 锥 面 的 跳 动 不 大 于 O.05 mm。

同步 器齿环 磨 削加工工 序 的 工艺 为 ：在数 控 内圆bar；流 量为 50 L/min；三位 四通 手动控 制带定 位 。

4 结束语提 制 多 工 位 自动 翻 转 组 焊 装 备 所 涉 及 技 术 涵 盖 了机械技术 、电气 技术 、液压技 术 、气 动技术 、传感 技 术 。在工 装 上 用 到 了 大 量 的成 品 件 、传 动 件 、运 动 件 。 由于 该 工 装 技 术 含 量 的 提 高 ，因 此 ，对 工 装 零 部 件 的 材 质 、热 处理 、加 工方 法 、装 配 精度提 出了高要 求 ，在制 造 中 。用 到了加 工 中 心 、线切 割 、电火 花 、车铣 刨 磨 等 多种 加 丁方法 ；在组装过 程 中，更加 强调组装顺序 、组装技 巧。