高效旋压带轮轮毂与轮轴数控焊接机床研制

薛瑜,聂晓根, 范扬波

(1.福州大学 机械工程及自动化学院,福建福州350108;2.福州交通职业中专学校,福建福州350008)

0 前言

带轮是一种重要的机械传动零件,广泛应用于各种机械设备和车辆的传动中。带轮的传统制造工艺是采用铸造或锻造工艺制成毛坯,再经切削加工制成。旋压成形是近30年发展和成熟起来的一项先进制造技术,由于旋压带轮在精度、强度、轻量化、生产效率等方面具有明显优势,越来越多的带轮采用旋压技术制造。如图1所示,经旋压成型的带轮轮毂通常还需与轮轴焊接才能成为满足实际应用的带轮,旋压带轮轮毂与轮轴的焊接品质对旋压带轮的品质具有重要影响,目前主要采用手工和简易自动化焊接机床进行焊接,这些焊接方法存在旋压带轮焊接品质差、成品率和加工效率低等不足,难以满足用户的需要。研究开发旋压带轮轮毂与轮轴高质、高效焊接方法和技术装备是当前旋压带轮制造中迫切需要解决的问题。

1 旋压带轮制造工艺及轮毂与轮轴焊接要求

某旋压带轮的制造工艺路线为:落料→冲孔→拉深→轮坯与轮轴焊接→旋压成形→去毛料、飞边→表面防护处理→包装→检验入库。即先将板料落料、冲孔,根据零件特点,将落料拉深成帽状预制坯,然后将预制坯与轮轴焊接,再在旋压机上旋压成型,直至精整完成带轮总成。其中轮坯与轮轴焊接和旋压成形是关键工序,对产品生产效率和品质有着重要影响。

图1 旋压带轮

带轮轮坯与轮轴为环缝焊接,如图2(a)所示,轮轴直径d1为28.5 mm~48 mm,d2为25 mm~43 mm,轮坯外径d3为90 mm~180 mm,要求焊缝符合图2(b)所示的焊缝规范,堆高和宽度均匀,表面平整光滑,无气孔,焊缝承受转矩100 N