CN101865202B - 冷床驱动轴及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷床驱动轴及其制造方法，其特点是：曲柄孔与轴台为过盈配合，曲柄孔与轴台之间安装有周向定位键，轴台上制有轴向定位的轴肩，曲柄的叉口为拼接结构，曲柄与叉口拼接端的截面为凸形，曲柄与叉口拼接端分别制有焊接坡口，曲柄孔与轴台焊接的左右配合面处双边13°深80mm全熔透J型焊接坡口，并J型坡口底部宽度13mm；其制造方法为：(1)先将轴、曲柄分别进行机加工至成品；(2)采用热装的方式并通过键、轴肩将曲柄孔与轴台装配成一体；(3)参考轴上配重刻线位置，将配重把合在轴上；(4)将把合好配重的驱动轴安置在焊接滚轮架上；(5)焊接滚轮架运转正常后，每个曲柄由2位焊接操作工人在曲柄的两侧对称施焊；(6)焊接完序后取下配重，驱动轴轴面修磨光滑，清理飞溅。本发明制造精度高、成本低。

Description

冷床驱动轴及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种冷却钢坯的设备，尤其是一种冷床驱动轴。本发明还涉及一种该冷床驱动轴的制造方法。

背景技术

冷床是一种冷却钢坯的设备，该设备总重约为600吨，长55861mm，宽11600mm。其主要组成部分为：平移装置，齿条，齿条支架。其工作原理为：平移装置通过推动由齿条支架支撑的齿条缓慢向前带动钢坯移动，待钢坯冷却后，进入下序制造。其中平移装置中的驱动轴是冶金设备中较大的摆轴驱动零件。驱动轴的总重14吨，由轴和三处曲柄焊接而成，其中轴重11.6吨，轴长5675mm，轴径φ490-φ750，曲柄外形极限尺寸1880mm×1000mm×280mm。公知的制造方法是：轴与三处轴柄分别预先机加工和预先定位(预先定位方式是：轴向为轴肩定位E8/d9轴孔间隙配合，周向为H12/h11长孔与销间隙配合定位)，并且将轴和曲柄孔焊接成整体，然后整体进行机加工，以此保证驱动轴上各处精度要求即：曲柄孔平行度0.15mm、全长同轴度0.06mm、角度165.14°±0.01°。

这种制造方法有两个问题：(1)驱动轴整体进行车削加工两端轴径时，需精确的计算出3处曲柄的配重重量及偏心位置。即使精确的计算出配重重量及偏心位置，由于车削加工本身是一种去除材料的加工方法，在加工过程中轴的回转中心一直处于偏心状态难以保证全长同轴度0.06mm的精度。另外驱动轴的车削加工过程中由于存在偏心力，因此对机床主轴箱的冲击较大，对设备有严重的破坏性。(2)驱动轴整体进行镗削加工3处曲柄连接孔时，需要在大型龙门镗铣床上进行加工。镗削加工3处曲柄连接孔的过程中驱动轴的装卡、找正困难，3处曲柄偏转角度不同并且相互间关联复杂，曲柄孔形位公差的平行度0.15mm、角度165.14°±0.01°也难以保证。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种精度高、成本低的冷床驱动轴。另外本发明还提供一种该冷床驱动轴的制造方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种冷床驱动轴，包括带有三个轴台的轴、焊接在各轴台上的头部带有叉口曲柄、以及曲柄孔与轴台的定位件，所述曲柄的叉口为拼接结构；所述曲柄孔与轴台为过盈配合，曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合的周向定位键，轴台上制有轴向定位的轴肩。

一种制造权利要求1所述的冷床驱动轴的方法，包括轴的机加工、三个曲柄的机加工、各曲柄孔与轴安装定位、在轴上安装两个配重板、进行曲柄孔和轴的焊接，其特征是：所述曲柄孔与轴的焊接还配备有一个焊接滚轮架；所述驱动轴制造方法为：

(1)先将轴、曲柄分别进行机加工至成品；

(2)采用热装的方式并通过键、轴肩将曲柄与轴台装配成一体，然后检验各尺寸及形位公差；

(3)参考轴上配重刻线位置，将配重把合在轴上；

(4)将把合好配重的驱动轴安置在焊接滚轮架上；

(5)焊接滚轮架运转正常后，每个曲柄由2位焊接操作工人在曲柄的两侧对称施焊；

(6)焊接完序后取下配重，驱动轴轴面修磨光滑，清理飞溅。

本发明还可以采用如下技术方案：

所述拼接结构是曲柄与叉口拼接端的截面为凸形，曲柄与叉口拼接端分别制有焊接坡口。

所述曲柄孔与轴台焊接的左右配合面处双边13°深80mm全熔透J型焊接坡口，并J型坡口底部宽度13mm。

本发明具有的优点和积极效果是：

由于曲柄的叉口为拼接结构，大大减少了加工量提高了生产效率；由于曲柄孔与轴台为过盈配合、曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合的周向定位键、轴台上制有轴向定位的轴肩，因而提高了制造精度；由于采用先机加工后焊接的制造方法，因此无需用大型数控卧式车床、大型数控龙门镗铣床，而用普通车床、小镗床就能完成驱动轴的制造，从而将昂贵的大机床加工费用降为廉价的小机床加工费用，节省了大量生产成本而且缩短了工期。方案优化后尽管焊接难度提高，但可通过焊接工装及施焊工艺方法满足工件的精度要求，机加工难度大大降低，可节省人力物力和加工时间，经上述粗略计算大约可节省成本100万元。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中曲柄2的结构图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图2的B-B剖视图；

图5是图2的C-C剖视图；

图6是驱动轴1安装在焊接滚轮架10、11上的示意图。

图中：1、驱动轴；2、曲柄；3、轴台；4、叉口；5、连接孔；6、曲柄孔；7、曲柄拼接端；8、配重；9、配重；10、焊接滚轮架；11、焊接滚轮架。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参见图1～图6，轴1上制有三个轴台3，在各轴台上焊接有头部带有叉口4的曲柄2，叉口上制有连接孔5。所述曲柄孔6与轴台为过盈配合(H7/p6)，曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合(25JS9/25h8)的周向定位键，轴台上制有轴向定位的轴肩，所述曲柄的叉口为拼接结构，该拼接结构是曲柄与叉口拼接端7的截面为凸形，曲柄与叉口拼接端分别制有焊接坡口。所述曲柄孔与轴台焊接的左右配合面处双边13°深80mm全熔透J型焊接坡口，并J型坡口底部宽度13mm，以便方便地插入焊条进行施焊，降低焊接难度，增大熔敷金属，提高焊接强度。

驱动轴制造方法：曲柄孔与轴的焊接还配备有一个焊接滚轮架10、11，步骤如下：

(1)先将轴、曲柄分别进行机加工至成品；

(2)采用热装的方式并通过键、轴肩将曲柄孔与轴台装配成一体，然后检验各尺寸及形位公差；

(3)参考轴上配重刻线位置，将配重8、9把合在轴上；

(4)将把合好配重的驱动轴安置在焊接滚轮架上；

(5)焊接滚轮架运转正常后，每个曲柄由2位焊接操作工人在曲柄孔的两侧对称施焊；

(6)焊接完序后取下配重，驱动轴轴面修磨光滑，清理飞溅。

这样，由于曲柄的叉口为拼接结构，大大减少了加工量提高了生产效率；由于曲柄孔与轴台为过盈配合、曲柄孔与轴台之间安装有标准键配合的周向定位键、轴台上制有轴向定位的轴肩，因而提高了制造精度；由于采用先机加工后焊接的制造方法，因此无需用大型数控卧式车床、大型数控龙门镗铣床，而用普通车床、小镗床就能完成驱动轴的制造，从而将昂贵的大机床加工费用降为廉价的小机床加工费用，节省了大量生产成本而且缩短了工期。方案优化后尽管焊接难度提高，但可通过焊接工装及施焊工艺方法满足工件的精度要求，机加工难度大大降低，可节省人力物力和加工时间，经上述粗略计算大约可节省成本100万元。

Claims (1)

1.一种冷床驱动轴的制造方法，该冷床驱动轴包括带有三个轴台的轴、焊接在各轴台上的头部带有叉口的曲柄、以及曲柄孔与轴台的定位件，所述曲柄与叉口之间为拼接结构，曲柄孔与轴台为过盈配合，所述定位件包括曲柄孔与轴台之间安装的标准键配合的周向定位键以及轴台上制有的轴向定位的轴肩，所述拼接结构是与叉口拼接的曲柄拼接端的截面为凸形，曲柄拼接端与叉口拼接端分别制有焊接坡口，所述曲柄孔与轴台焊接的左右配合面处制有双边13°、深80mm的全熔透J型焊接坡口，并且该J型坡口底部宽度为13mm；以及该制造方法包括轴的机加工、三个曲柄的机加工、各曲柄孔与轴的安装定位、在轴上安装两个配重板、进行曲柄孔和轴的焊接，其特征是：所述曲柄孔与轴的焊接还配备有一个焊接滚轮架；所述驱动轴制造方法为：

(1)先将轴、曲柄分别进行机加工至成品；

(2)采用热装的方式并通过键、轴肩将曲柄孔与轴台装配成一体，然后检验各尺寸及形位公差；

(3)参考轴上配重刻线位置，将配重把合在轴上；

(4)将把合好配重的驱动轴安置在焊接滚轮架上；

(5)焊接滚轮架运转正常后，每个曲柄由2位焊接操作工人在曲柄的两侧对称施焊；

(6)焊接完序后取下配重，驱动轴轴面修磨光滑，清理飞溅。

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