[发明专利]倾斜工作台式多工位电子束焊接工艺及装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车变速箱齿轮与摩擦盘焊接技术领域。具体涉及一种BE变速箱各档齿轮与摩擦盘焊接的工艺及装置。

背景技术

神龙BE齿轮零件焊接工艺要求如图1所示。焊深：4(+0.5，-0.3)mm；焊宽：3±1mm；摩擦盘16与齿轮13结合面间隙≤0.03mm，横截面上焊缝左右位置距离内孔表面的距离分别为：BE1、2档：7.55mm(maxi)，8.05mm(mini)，BE3、4、5档：9.45mm(maxi)，9.95mm(mini)。

法国PSA集团是采用激光焊接及电子束焊接两种不同类型的焊接加工方法进行齿轮与摩擦盘的焊接，并都能达到产品的质量要求及产能要求。但神龙BE齿轮零件的设计产能规划为：5种零件×8万/年＝40万件/年；要求零件加工单件节拍时间为：0.72分钟(包括上下料)；最大换型时间：≤30分钟。因此，需在国内选择焊接设备及设计焊接工艺。

目前，在国内生产较大功率的连续生产激光发光器，与国外技术的差距仍较大，并且稳定性、可靠性较差，很大程度上仍然依靠进口配置，而一台整机激光焊接设备的造价，大都在160万元以上。而如果采用电子束焊接机，其价格仅为其1/3左右，即：60万元左右，有着明显性价比优势。而且，相比较而言，电子束焊接设备在国内的研发、制造及应用都较为成熟。如北京中科院、桂林电器科学研究所等，都有比较成熟的设备应用于实际生产领域，技术成熟、稳定。特别是我国中小功率电子束焊机水平已接近或赶上国外同类产品的先进水平。

根据神龙BE焊接齿轮零件相关要求尺寸，结合齿外圆与焊缝结合位置直径相差：0.28mm，而要求焊缝靠内孔边与焊缝结合位置偏离的最小距离就为：0.33mm，这样，如果采取工件平焊，由于电子束垂直向下运动，将与结合齿产生干涉。如使用偏转线圈改变电子束运动方向，以避开结合齿外圆，避免干涉产生，则需采用电子束偏转线圈，由于目前国内在电子束偏转线圈的制造技术方面，略有欠缺，产品在使用中偏转角度控制稳定性不好，精度不高，不能达到产品的质量要求要求。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而提供一种既满足产品质量要求，又符合产能规划要求的倾斜工作台式多工位电子束焊接工艺。

本发明进一步的目的是提供一种倾斜工作台式多工位电子束焊接装置。

本发明倾斜工作台式多工位电子束焊接工艺包括以下工艺步骤：

①将待焊齿轮和摩擦盘装于由芯轴、固定在该芯轴上的定位盘、可旋装在该定位盘上的压盖构成的夹具中；

②将装有齿轮和摩擦盘的夹具逐个装入两个倾斜角度为13.5°～16.5°的倾斜工作台上的夹具工位中，倾斜工作台由NC系统控制倾斜工位台转动的分度系统传动，由步进电机、主轴构成的主轴传动系统控制夹具工位旋转；

③将其中一个倾斜工作台送入电子束焊接机真空室，抽真空，通过控制倾斜工作台旋转和夹具工位旋转，逐个将夹具中的齿轮和摩擦盘焊接完毕；

④将真空室中的倾斜工作台退出，取下已焊接好的夹具，重新装入待焊的夹具；同时，将另一个倾斜工作台送入真空室，同理，逐个将其夹具中的齿轮和摩擦盘焊接完毕。

本发明倾斜工作台式多工位电子束焊接装置的技术方案是：包括带真空室的电子束焊接机，其特征是：在真空室下方的倾斜工作台支承板上设有两套相同的倾斜工作台系统；该倾斜工作台系统包括与倾斜工作台支承板成13.5°～16.5°倾斜角度的倾斜工作台，均匀分布在倾斜工作台上的夹具工位，由步进电机、主轴构成的控制夹具工位旋转的主轴传动系统，由NC系统控制倾斜工位台转动的分度系统；还包括由气缸、导轨构成的控制倾斜工作台支承板移动的机构。

发明倾斜工作台式多工位电子束焊接装置的技术方案中所述的倾斜工作台上的夹具工位数是4个。

发明倾斜工作台式多工位电子束焊接装置的技术方案中所述的倾斜工作台上的夹具工位上装有由芯轴、定位盘和压盖构成的夹具；芯轴的中部设有固定盘，固定盘以上芯轴直径与待焊工件内孔直径配合，以下的芯轴直径与倾斜工作台上夹具工位孔直径配合，并在以下的芯轴上设有销孔或销槽；定位盘固定在固定盘上；压盖与定位盘之间设有连接螺纹。

本发明由于采用由芯轴、定位盘、压盖构成的零件夹具，而神龙BE零件焊接摩擦盘属于薄壁件，要求其在焊接后与齿轮结合面必须有<0.03mm间隙的变形量，要求非常严格，因此，通过压盖与定位盘螺纹拧紧连接，将摩擦盘在焊接前新有效的与零件端面贴合，使其在加工过程受热时，阻止其变形，保证间隙量合格。经实际使用，零件夹具的防变形能力可靠，上、下料操作方便。