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汽車制造

汽車變速箱雙聯(lián)齒輪激光焊接機(二)

激光制造商情 來源:佳工機電網2011-10-31 我要評論(0 )   

3.2 齒圈安裝方向的檢測 如圖 3 為雙聯(lián)齒輪的夾具結構圖,待壓合的齒圈 7 放在定位蓋 3 上,以齒圈 7 外圓定位,并由銷 8 確定其周向位置。若齒圈安放正確,則測量頭 4 ...

 3.2 齒圈安裝方向的檢測

如圖3 為雙聯(lián)齒輪的夾具結構圖,待壓合的齒圈7放在定位蓋3上,以齒圈7外圓定位,并由銷8確定其周向位置。若齒圈安放正確,則測量頭4被齒圈壓下,通過杠桿1(2為支點)將行程放大,使行程開關12發(fā)出信號;如果齒圈安裝方向錯誤(即齒圈輪齒倒角在上),此時,測量頭繼續(xù)被壓下,則行程開關10發(fā)出信號。待壓合的墊片6放在齒圈7上面并套在齒輪5上,齒輪由心軸9定位。工件安裝好后,壓裝機床壓頭壓下,齒輪5沿心軸9與墊片6、齒圈7壓合在一起。壓裝不同規(guī)格的雙聯(lián)齒輪,需調整開關檔塊1113的位置,此時,可以松開螺母,仔細調整好開關檔塊11、13的位置,直到能靈敏地檢測齒圈的方向為止。測量頭#p#分頁標題#e#4、銷8和定位心軸9是夾具部件的易損件,應經常檢查。當壓裝質量無法保證時,應進行更換和調整。測量頭4因長期使用而發(fā)生磨損后,可以通過調整開關檔塊11、13的位置進行補償。


3夾具結構圖

4 雙聯(lián)齒輪激光焊接機床

4.1 聚焦方式的選擇

激光焊接有透鏡聚焦和反射鏡聚焦兩種方式,如圖4所示 ,透鏡的材料要求比較嚴格,一般選用砷化鎵材料,它對10.6μm波長的CO2激光的吸收系數(shù)很小,具有較高的熱傳導率、較小的熱膨脹系數(shù)和較好的機械性能和光學均勻性好等特點。但在大功率激光透射系統(tǒng)中,常遇到的問題是因連續(xù)工作時間過長而引起透鏡的熱畸變。透鏡受熱膨脹后,各處光強分布不均勻,中心部分溫度高而凸起,產生光學畸變,使焦斑位置向透鏡方向移動(實際焦距變小)。另外,在激光透射系統(tǒng)中,為了提高功率密度,一般縮短透鏡的焦距,但當透鏡到被焊接材料的表面的距離很短時,焊接過程中的金屬飛濺物容易污染透鏡表面[2]。當激光器的輸出功率數(shù)千瓦時,砷化鎵材料也容易損壞。為克服透鏡的熱畸變,本齒輪激光焊接機采用了非球面拋物鏡傳輸聚焦系統(tǒng),并通過加大冷卻水的流量和冷卻面積的方法,達到快速、充分冷卻聚焦鏡,取得了較好的效果。

 

4激光聚焦方式#p#分頁標題#e#

4.2 反射鏡的冷卻與調整

激光反射鏡有平面反射鏡和反射聚焦鏡,用于對激光束作90°的反射和反射聚焦。鏡片在反射激光的同時還會吸收少量的能量從而導致鏡片發(fā)熱,如果過熱,鏡片會變形乃至損壞,因此,反射鏡必須有冷卻裝置,如圖5所示。2為冷卻壓蓋,其靠近鏡片1的一端開有循環(huán)水槽,冷卻水從管接頭3進入水槽,從管接頭4排出,不斷地帶走鏡片1所產生的熱量起到冷卻作用。鏡片1角度通過調整在圓周上均勻分布的三個螺釘5和彈簧6來調節(jié),角度調整好后,擰緊與三個調整螺釘相同的圓周上的緊定螺釘,發(fā)防止意外的振動。

 

5反射鏡的冷卻與調整

4.3 工藝過程和工作原理

齒輪激光焊接機床由主機、激光器、冷水機組、輔助氣供氣系統(tǒng)、計算機控制系統(tǒng)等主要部分構成,圖6為其結構示意圖。激光束由激光器產生并水平送出,通過兩個45°角平面反射鏡7、8傳輸?shù)?/span>45°角反射式曲面聚焦鏡6上,由其聚焦垂直照射到被裝夾在工作臺4#p#分頁標題#e#上的雙聯(lián)齒輪5上,在焊接過程中,由平面反射鏡8和反射式曲面聚焦鏡6組成的激光頭固定不動,伺服電動機2通過蝸輪蝸桿副3驅動工作臺4帶動雙聯(lián)齒輪作旋轉運動,使雙聯(lián)齒輪的齒輪和齒圈整個接縫圓周都能被激光焊接。整個數(shù)控工作臺由氣缸1從上料位置推到焊接位置,焊接位置的精確定位通過手柄9調整得到,激光頭在垂直方向可以連續(xù)調整,這樣,通過調整激光焦點與焊縫的位置可以焊接不同規(guī)格的齒輪。

6激光焊接機床

激光焊接機是一種全封閉式的全自動焊接機床,各個動作之間相互聯(lián)鎖,既能保證機床的正常運轉,同時也能保證設備的安全和操作者的人身安全。激光焊接過程中,激光直射、反射到人體時,都會造成不同程度的損傷,尤其是人的眼睛。為了避免激光給操作者造成損傷和對操作者視線的干擾,操作者視區(qū)范圍內設置了自動感光安全保護視窗。在正常的狀態(tài)下,通過該視窗可以看到工件的定位狀態(tài),一旦加工時產生強烈的激光,該視窗可自動感光在0.02秒的時間內由亮變暗,具有全自動防護功能,該視窗的設置可大大降低因目暈而產生的誤操作。

 1焊接工藝參數(shù)

激光器功率(W)

焊接速度(m/min)

離焦量(mm) 深寬比#p#分頁標題#e#

1500

1.005 -0.2

1.58/0.9

4.4 工藝參數(shù)

激光功率、焊接速度和焦距等工藝參數(shù)對焊縫質量均有影響。工藝參數(shù)的不當容易導致焊縫首尾銜接處出現(xiàn)小凹孔和表面呈黑褐色,甚至會出現(xiàn)氣孔、裂紋等嚴重影響產品質量的缺陷,我們通過優(yōu)化工藝參數(shù),無需采用常用的“T型功率”的方法,成功地解決了這個問題,大大降低了設備的成本,而且保證了焊縫質量。經切片金相檢查和與國外同類零件比較,焊接質量完全達到國外先進水平。由于篇幅的原因,齒輪激光焊接工藝這里不作詳述,將另文討論。本設備激光器采用德國Rofin-Sinar公司生產的2000WCO2RS2000SM快速軸流激光器。

 

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