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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于20公斤。
主题词
熔接机，纯化柱，特氟龙，筒体，端盖
（论文附后）
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。
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
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；
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 为端盖工装夹具的左视图； 图7 为端盖工装夹具的右视图；
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
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
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。
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
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