钳工技师论文-纯化柱熔接机夹具改进.doc

1、技师（二级）论文姓 名 曹永亮 准考证号 考评职业（工种） 机修钳工 申报级别 技师 工 作 单 位 四川优普超纯科技有限公司 撰写时间 2017 年 4 月 17 日 鉴定所（站） 四川锅炉高级技工学校省级高技能人才培训基地 答辩时间 指 导 老 师 薛 兵 汤安治 论文题目 纯化柱熔接机夹具改进 内容摘要 为了防止纯化柱在溶接过程中由于操作不当使得加热源接触手，导致灼伤；也为了提高生产效率，降低成本，溶接出美观的产品。对熔接机的夹具进行的工艺改进和重新设计加工，制作出了此方便拿取成品，且不会产生拉丝现象的智能化熔焊机。生产出的产品结构紧凑、保证了筒体与端盖结合更加牢固、纯化柱产品耐压程度大

2、于 20 公斤。主题词 熔接机，纯化柱，特氟龙，筒体，端盖 （论文附后）第 1 页 共 9 页纯化柱熔接机夹具改进曹永亮四川优普超纯科技有限公司摘要 为了防止纯化柱在溶接过程中由于操作不当使得加热源接触手，导致灼伤；也为了提高生产效率，降低成本，溶接出美观的产品。对熔接机的夹具进行的工艺改进和重新设计加工，制作出了此方便拿取成品，且不会产生拉丝现象的智能化熔焊机。生产出的产品结构紧凑、保证了筒体与端盖结合更加牢固、纯化柱产品耐压程度大于 20 公斤。主题词 熔接机，纯化柱，特氟龙，筒体，端盖前言 纯化柱是用于填装树脂净化水的装置，纯化柱由上端盖、下端盖以及两根相互平行的筒体组成，两根筒体均设置

3、在上端盖与下端盖之间，上端盖与筒体顶部的连接、下端盖与筒体底部的连接均通过卧式热板机溶接而成。然而，目前大多数企业采用溶接设备只能在端盖上完成一个筒体的溶接，无法对两个筒体同时进行溶接，导致生产效率极低，降低了企业的经济效率。此外，加热头在抬起时容易将端盖一同粘起，非常不方便拿取成品端盖，且加热头与定位柱分离时，容易产生拉丝现象。目前，大多数企业生产纯化柱的方法是：先将两根筒体的顶端部和上端盖内的环形凹槽加热，再将两根筒体的顶端部同时溶接在上端盖的两个环形凹槽内，待固化结束后，然后将两根筒体的底端部和下端盖内的环形凹槽加热，随后将两根筒体的底端部同时溶接在下端盖的两个环形凹槽内，从而实现了纯化

4、柱的加工。然而，上端盖和下端盖的夹持均由手把持，在溶接过程中很容易导致由于操作不当加热源接触手，导致手灼伤，存在较大的安全可靠，此外，人工把持很容易产生端盖脱落的现象。第 2 页 共 9 页此外，筒体端部和端盖内的环形凹槽的加热主要依靠热模实现，热模通过两个加热模具分别对筒体的端面、端盖内的环形凹槽进行加热，待加热结束后，将筒体的端部嵌入到环形凹槽内，待固化后，即实现了筒体与端盖的溶接，然而，现有的加热模具的端部平整，因此，只能加热筒体的端面和环形凹槽的底面，在连接时是面与面的结合，导致筒体与端盖的连接强度并不高。此外，筒体和端盖与加热模具分离后会产生拉丝的现象，严重影响产品的质量。技术改进方

5、案：本技术改进的目的在于克服现有技术的缺点，优化为一种结构紧凑、提高生产效率、能够快速实现筒体和端盖溶接，改进后的溶接筒体与端盖的溶接设备，工装调试时间短，能有效避免出现拉丝现象，自动化程度高、安全可靠、能够加热任意长度筒体的新型用于溶接筒体与端盖的卧式热板溶接设备。通过以下技术方案来实现：用于溶接筒体与端盖的卧式热板溶接设备，它包括工作台、加热模、筒体工装夹具、端盖工装夹具、筒体水平位置调整装置，工作台上设置有方槽，方槽左右端分别设置有滑轨 I 和滑轨 II（下图为溶解设备示意图 1、2） ；图 1第 3 页 共 9 页图 2图 3图 3 为左滑板与右滑板之间的加热模，主要工艺改进在于此加热

6、模夹具的修改，加热模由垂向气缸、左凸模、右凸模、加热线圈 I、加热线圈 II 以及设置在垂向气缸活塞杆上的支撑座组成，支撑座的顶部有安装板，安装板的左端部和右端部分别有加热线圈 I 和加热线圈 II，加热线圈 I 的左端面上有两个凸模（左） ，加热线圈 II 的右端面上有两个凸模（右） ，两个右凸模和左凸模的表面上通过使用新型工艺电镀特氟龙，来解决溶接时出现的拉丝现象；附图说明图 1 为溶接设备结构示意图；第 4 页 共 9 页图 2 为图 1 的俯视图；图 3 为加热模的结构示意图；图 4 图 5图 4 为筒体工装夹具的结构示意图；图 5 为图 4 的右视图；图 6 图 7图 6 为端盖工装

7、夹具的左视图；图 7 为端盖工装夹具的右视图；第 5 页 共 9 页图 8 图 9图 8 为加热模的结构示意图；图 9 为图 8 的左视图；图 10图 10 为加热筒体和端盖的结构示意图第 6 页 共 9 页全图注释：图中，1-工作台，2-加热模，3-筒体工装夹具，4-端盖工装夹具，5-筒体水平位置调整装置，6-方槽，7-滑轨 I，8-滑轨 II，9-左滑板，10-上凹模，11-下凹模，12-支撑板，13-垂向气缸 C，14-平板，15-凹槽 A，16-凹槽B，17-右滑板，18-夹具本体，19-垂向气缸 A，20-垂向气缸 B，21-型腔，22-上部 U 形槽，23-下部 U 形槽，24-压

8、板，25-通槽 I，26-通槽 II，27-垂向气缸D，28-左凸模，29-右凸模，30-加热线圈 I，31-加热线圈 II，32-支撑座，33-安装板，34-圆柱台，35-圆形腔，36-长条板，37-螺杆，38- L 板，39-立板，40-限位圆盘，41-螺钉，42-螺母，43-导向孔，44-导向杆，45-圆柱，46-限位挡板，47-水平气缸 I，48-水平气缸 II，49-加强筋。具体实施方式下面结合以上附图对改良后的设备进行描述：如图 1 和图 2 所示，改良后的筒体与端盖溶接设备，它包括工作台 1、加热模 2、筒体工装夹具 3、端盖工装夹具 4、筒体水平位置调整装置 5，工作台 1上有

9、方槽 6，方槽 6 左右端分别有滑轨 I7 和滑轨 II8。如图所示，滑轨 I7 上有筒体工装夹具 3，筒体工装夹具 3 由左滑板 9、上凹模 10 和下凹模 11 组成，左滑板 9 安装在滑轨 I7 上，左滑板 9 可沿着滑轨 I7做直线运动，凹槽 A15 和凹槽 B16 均呈半圆形状，当工装筒体时，只需将凹槽A 与凹槽 B 扣合，从而将放置于凹槽 B 内的筒体固定，实现了筒体的快速工装。如图所示，滑轨 II8 上设置有端盖工装夹具 4，筒体工装夹具 3 由右滑板 17顶部的夹具本体 18、垂向气缸 A19 和垂向气缸 B20 组成，右滑板 17 安装在滑轨II8 上，夹具本体 18 的左端

10、部有型腔 21，型腔 21 的形状与端盖的外轮廓相同，且型腔 21 内还设置有两个凹坑。夹具本体 18 的右端部设置有上部 U 形槽 22 和第 7 页 共 9 页下部 U 形槽 23，上部 U 形槽 22 位于下部 U 形槽 23 的上方，垂向气缸 A19 和垂向气缸 B20 的活塞杆上均固定有压板 24，夹具本体 18 的顶部设置有连通上部 U形槽 22 与型腔 21 的通槽 I25，夹具本体 18 的底部还设置有连通下部 U 形槽 23与型腔 21 的通槽 II26，通槽 I25 在通槽 II26 的正上方，垂向气缸 B20 上的压板 24 于通槽 II26 内。当需要工装端盖时，控制垂

11、向气缸 A19 和垂向气缸 B20的活塞杆缩回，垂向气缸 A19 上的压板 24 抵压在端盖的顶部，垂向气缸 B20 上的压板 24 抵压在端盖的底部，从而将端盖夹持在型腔 21 内，实现了端盖的快速工装。如图所示，左滑板 9 与右滑板 17 之间且位于方槽 6 的下方有加热模 2，加热模 2 由垂向气缸 D27、左凸模 28、右凸模 29、加热线圈 I30、加热线圈 II31以及在垂向气缸 D27 活塞杆上的支撑座 32 组成，支撑座 32 与安装板 33 之间有多个加强筋 49，安装板 33 的左端部和右端部分别有加热线圈 I30 和加热线圈II31，加热线圈 I30 的左端面上有两个左凸

12、模 28，两个左凸模 28 的左端部均有圆柱台 34，加热线圈 II31 的右端面上有两个右凸模 29，两个右凸模 29 的右端部均有圆形腔 35，两个右凸模 29 和左凸模 28 的表面上电镀有特氟龙，特氟龙能够阻止筒体与圆柱台 34 分离后、端盖与圆形腔 35 分离后出现拉丝的现象。两个左凸模 28 距支撑座 32 的距离相等，两个右凸模 29 距支撑座 32 的距离相等。圆柱台 34 与左凸模 28 之间形成的台肩能够对筒体的端部进行加热，同时圆柱台 34 的外表面能够对筒体的内表面进行加热，而圆形腔 35 能够对端盖内的环形凹槽的底表面及环形凹槽的内表面加热，当将加热部分的筒体的端部嵌

13、入端盖内的环形凹槽后，保证了筒体与端盖的结合的更加牢固，且生产出的筒体耐压强度大于 20 公斤，延长了使用寿命。第 8 页 共 9 页图 11图 11 为焊接完成的纯化柱产品示意图。本溶接筒体与端盖的工艺步骤如下：S1、如图所示，筒体的定位及工装，先控制水平气缸 I47 和垂向气缸 D27 的活塞杆处于完全伸出状态，再取出两根筒体，将其中一根筒体平放在下凹模 11上的一个凹槽 B16 内，然后将另一根筒体平放在下凹模 11 中的另一个凹槽 B16内，并使两根筒体的右端部分别套在两个左凸模 28 的圆柱台 34 上，旋转螺杆37 使限位挡板 46 抵靠在筒体的左端部，实现了筒体的定位，最后控制垂

14、向气缸C13 的活塞杆伸出，上凹模与下凹模 11 扣合，实现了筒体的工装；S2、端盖工装，将端盖嵌入型腔 21 内，并控制垂向气缸 A19 和垂向气缸B20 的活塞杆同时缩回，垂向气缸 A19 上的压板 24 抵压在端盖的顶部，垂向气缸 B20 上的压板 24 抵压在端盖的底部，从而将端盖夹持在型腔 21 内，实现了端盖的快速工装；S4、筒体与端盖的固合，先控制水平气缸 I47 和水平气缸 II48 的活塞杆缩回，再控制垂向气缸 D27 的活塞杆缩回，当气缸垂向气缸 D27 处于缩回状态时，再次控制水平气缸 I47 和水平气缸 II48 的活塞杆伸出，筒体的右端部嵌入端盖的环形凹槽内，筒体与端

15、盖结合，从而实现了筒体与端盖的溶接，从而实现了筒体与端盖溶接的快速溶接，且工装筒体和端盖时间非常短，极大提高了生产第 9 页 共 9 页效率，此外在筒体与左凸模 28 分离及端盖与右凸模 29 分离时，不会出现拉丝的现象，整个操作自动化程度、安全可靠。结论：通过对原有传统溶接机夹具进行改造，有效的提高了生产效率、能够快速实现筒体和端盖溶接、工装调试时间短，同时焊接模表面采用电镀特氟龙等工艺避免出现拉丝的现象，采用的 PLC 智能控制程序使其自动化程度高、安全可靠，而且给设备增加了灵活定位功能，能够加热任意长度筒体。参考文献：【1】上海郝龙自动化设备有限公司 卧式热板机 HL-WSRBJ01 使用说明书【2】发明专利 ZL201510747983.X 一种全自动生产反渗透柱的热板焊接机 凌彤强 曹永亮 方君【3】四川优普超纯科技有限公司 纯化柱熔接机操作规范 UPJS32-2014