CN110682019B - 高速列车液压减振器活塞杆总成及其焊接加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速列车液压减振器活塞杆总成及其焊接加工工艺，包括活塞杆、端头吊环和防尘罩盖；防尘罩盖包括防尘罩盖板和连接护套，防尘罩盖板与连接护套焊接固定；活塞杆的一端设有连接轴头，连接轴头与防尘罩盖板旋合后伸出，端头吊环焊接在连接轴头和防尘罩盖的端面上。焊接加工工艺包括以下步骤，S1：将防尘罩盖安装在活塞杆与端头吊环连接的一端，活塞杆的连接轴头的端面伸出防尘罩盖；S2：利用凸焊机对端头吊环和活塞杆进行凸焊，完成端头吊环和活塞杆预定位连接；S3：利用焊接机器人对活塞杆和防尘罩盖及端头吊环和防尘罩盖进行直线焊接。有效控制液压减振器活塞杆总成焊接后的两端同轴性和关键断面平行性，满足设计要求，提高工作效率。

Description

高速列车液压减振器活塞杆总成及其焊接加工工艺

技术领域

本发明涉及减震器技术领域，尤其涉及高速列车液压减振器活塞杆总成及其焊接加工工艺。

背景技术

液压减振器是高速列车的关键零部件，其性能和质量对高速列车的运行安全性和舒适性具有重要影响。高速列车减振器产品系列有一系垂向减振器、二系垂向减振器、二系横向减振器、电机减振器和抗蛇型减振器，分别装在高速铁路列车的车体和转向架的不同位置。高速列车液压减振器必须满足严格的设计要求，通用的自动焊接装备和焊接工艺难以满足液压减振器活塞杆总成的焊接尺寸误差控制要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种便于加工且加工精度高、加工精度易保证的高速列车液压减振器活塞杆总成。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：高速列车液压减振器活塞杆总成，包括活塞杆、端头吊环和防尘罩盖；

所述防尘罩盖包括

防尘罩盖板，所述防尘罩盖板包括第一连接部，所述第一连接部居中设有螺纹连接孔；所述第一连接部的一端设有向其外侧延伸的第二连接部，所述第二连接部的外圆周面上设有环状的连接限位台；

和连接护套，所述连接护套一端设有与所述第二连接部的外壁相配合的第一连接孔，所述第二连接部伸入所述第一连接孔内且所述连接限位台与所述连接护套的端面焊接固定；所述连接护套的另一端设有连通所述第一连接孔的第二连接孔；

所述活塞杆的一端设有连接轴头，所述活塞杆位于所述第一连接孔和所述第二连接孔内，所述连接轴头与所述螺纹连接孔旋合，所述端头吊环固定在所述防尘罩盖的端面和所述活塞杆的端面上。

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于上述高速列车液压减振器活塞杆总成且加工精度高的焊接加工工艺。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：高速列车液压减振器活塞杆总成的焊接加工工艺，包括以下步骤：

S1：将所述防尘罩盖安装在所述活塞杆与所述端头吊环连接的一端，所述活塞杆的所述连接轴头的端面伸出所述防尘罩盖；

S2：通过凸焊机对所述端头吊环和所述活塞杆进行凸焊；

S3：通过焊接机器人焊接，包括以下步骤：

S31：焊接机器人对所述防尘罩盖和所述活塞杆之间的焊缝进行点焊，焊点均匀分布在所述活塞杆的整个圆周面上；

S32：焊接机器人对所述端头吊环和所述防尘罩盖之间的焊缝进行直线焊接。

作为优选的技术方案，步骤S1中，所述防尘罩盖的所述螺纹连接孔与所述连接轴头的旋合完成所述防尘罩盖与所述活塞杆的连接，所述防尘罩盖的所述防尘罩盖板的内侧面贴在所述连接轴头与所述活塞杆形成的轴肩处。

作为优选的技术方案，步骤S2中，凸焊机采用凸焊工装对所述防尘罩盖和所述端头吊环定位装夹，所述凸焊工装包括固定所述端头吊环的活动座和定位所述防尘罩盖的固定座，

所述活动座上固定有定位轴，所述定位轴的外径与所述端头吊环的内径相适应；所述活动座上还设有可相对所述定位轴移动的活动夹板；

所述固定座包括基板，所述基板上同轴的设置有第一活塞杆过孔和第一防尘罩盖定位孔；所述第一防尘罩盖定位孔内设有防尘罩盖定位座，所述防尘罩盖定位座的外形与所述第一连接孔相适应，所述防尘罩盖定位座内设有与所述第一活塞杆过孔相连通的第二活塞杆过孔。

作为优选的技术方案，步骤S2包括以下步骤，

S21，调整所述活动夹板与所述定位轴之间的距离，将所述端头吊环自所述定位轴朝向所述活动夹板的一端套入，然后调整所述活动夹板，所述活动夹板和所述定位轴共同完成所述端头吊环的装夹；

S22，所述活塞杆自上而下的伸入所述第一活塞杆过孔和所述第二活塞杆过孔内，所述防尘罩盖套在所述防尘罩盖定位座的外侧且所述防尘罩盖板的内侧面贴在所述防尘罩盖定位座的上端面上；

S23，所述活动座下降完成所述端头吊环与所述活塞杆凸焊。

作为优选的技术方案，所述端头吊环的两个端面与所述防尘罩盖的端面之间形成第一焊缝和第二焊缝，所述端头吊环的外侧圆周面与所述防尘罩盖的端面之间形成第三焊缝和第四焊缝；

步骤S32包括：

S321，对第一焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第二焊缝进行直线焊接；

S322，对第三焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第四焊缝进行直线焊接。

作为优选的技术方案，步骤S3中，焊接机器人采用熔化极非惰性气体保护焊，焊接熔深≥1mm。

作为优选的技术方案，步骤S3中，所述活塞杆放置在滚轮支架上，所述端头吊环和所述活塞杆分别通过吊环工装和活塞杆工装进行装夹。

作为优选的技术方案，所述活塞杆工装包括第一转动座，所述第一转动座内设有活塞杆定位套，所述活塞杆定位套内设有活塞杆定位腔，所述活塞杆定位腔的轮廓与所述活塞杆远离所述吊环的一端的外形相适应。

作为优选的技术方案，所述吊环工装包括吊环固定座，所述吊环固定座的相对的两个侧面上分别设有连接轴和定位台，所述定位台上设有定位槽，所述定位槽的两端设有盖板，所述盖板通过多个螺栓与所述定位台连接。

活塞杆总成的结构合理，通过焊接将加工精度高的连接护套和防尘罩盖板连接成一体，高精度的防尘罩盖用来在焊接端头吊环和活塞杆的工艺中对活塞杆定位，可大大提高焊接完成的活塞杆总成的同轴性、关键面的平行性。组装工艺中先对端头吊环和活塞杆凸焊实现预连接定位，可有效提高定位精度；通过配合专设的工装夹具，可避免焊接热量导致端头吊环和活塞杆产生位移，从而有效地控制液压减振器活塞杆总成焊接后的两端同轴性和关键断面平行性的误差，满足设计要求，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是活塞杆总成的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是防尘罩盖的结构示意图；

图4是防尘罩盖板的结构示意图；

图5是图4的侧视图；

图6是连接护套的结构示意图；

图7是防尘罩盖与活塞杆的装配结构示意图；

图8是凸焊工装对活塞杆总成的装夹结构示意图；

图9是活塞杆进行圆周焊接时的装夹示意图；

图10是活塞杆工装的结构示意图；

图11是图10中A-A截面的剖视图；

图12是吊环固定座的结构示意图；

图13是图12中B-B截面的剖视图；

图14是盖板的结构示意图；

图15是图14中C-C截面的剖视图；

图16是第一焊缝的焊接示意图；

图17是第三焊缝的焊接示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，高速列车液压减振器活塞杆总成，包括活塞杆3、端头吊环1和防尘罩盖2。

如图3、图4和图5所示，防尘罩盖2包括防尘罩盖板21和连接护套22，防尘罩盖板21包括第一连接部211，第一连接部211居中设有螺纹连接孔213；第一连接部211的一端设有向其外侧延伸的第二连接部214，第二连接部214的外圆周面上设有环状的连接限位台212。如图6所示，连接护套22一端设有与第二连接部214的外壁相配合的第一连接孔221，第二连接部214伸入第一连接孔221内且连接限位台212与连接护套22的端面焊接固定。连接护套22的另一端设有连通第一连接孔221的第二连接孔222。

活塞杆3的一端设有连接轴头，活塞杆3位于第一连接孔221和第二连接孔222内，连接轴头与螺纹连接孔213旋合，端头吊环1固定在防尘罩盖2的端面和活塞杆3的端面上，具体的是，端头吊环1与活塞杆3的端面凸焊连接，端头吊环1与防尘罩盖2的端面焊接。

上述高速列车液压减振器活塞杆总成焊接加工工艺，包括以下步骤：

S1：将防尘罩盖2安装在活塞杆3与端头吊环1连接的一端，活塞杆3的连接轴头的端面位于防尘罩盖2的外侧；

S2：通过凸焊机对端头吊环1和活塞杆2进行凸焊，完成端头吊环1和活塞杆3预定位连接；

S3：通过焊接机器人焊接，包括以下步骤：

S31：焊接机器人对防尘罩盖2和活塞杆3之间的焊缝进行点焊，焊点均匀分布在所述活塞杆3的整个圆周面上；在本步骤完成防尘罩盖2和活塞杆3的最终固定连接，以避免使用过程中防尘罩盖2与活塞杆3的螺纹连接结构松动；

S32：焊接机器人对端头吊环1和防尘罩盖2之间的焊缝进行直线焊接；完成端头吊环1与防尘罩盖2的固定，满足使用时的强度要求。

步骤S1中，防尘罩盖2的螺纹连接孔213与连接轴头的旋合完成防尘罩盖2与活塞杆3的连接，防尘罩盖2的防尘罩盖板21的内侧面贴在连接轴头与活塞杆3形成的轴肩处。

步骤S2中，凸焊机采用凸焊工装对防尘罩盖2和端头吊环1定位装夹，凸焊工装包括固定端头吊环1的活动座42和定位防尘罩盖2的固定座41。

活动座42上固定有定位轴422，定位轴422的外径与端头吊环1的内径相适应，对端头吊环1的径向定位；活动座42上还设有可相对定位轴422移动的活动夹板421，定位轴422远离活动夹板421的一端设置轴肩，活动夹板421与定位轴422共同对端头吊环1的轴向定位。其中，活动夹板421的左右运动及活动座42的上下移动均可由液压缸、气缸等驱动设备带动，液压缸和气缸均采用现有的设备。

固定座41包括基板411，基板411上同轴的设置有第一活塞杆过孔414和第一防尘罩盖定位孔413；第一防尘罩盖定位孔413内设有防尘罩盖定位座412，防尘罩盖定位座412的外形与第一连接孔221相适应，防尘罩盖定位座412内设有与第一活塞杆过孔414相连通的第二活塞杆过孔415。

步骤S2包括以下步骤，

S21，调整活动夹板421与定位轴422之间的距离，将端头吊环1自定位轴422朝向活动夹板421的一端套入，然后调整活动夹板421，活动夹板421和定位轴422共同完成端头吊环1的装夹；

S22，活塞杆3自上而下的伸入第一活塞杆过孔414和第二活塞杆过孔415内，防尘罩盖2套在防尘罩盖定位座412的外侧且防尘罩盖板2的内侧面贴在防尘罩盖定位座412的上端面上；

S23，活动座42下降完成端头吊环1与活塞杆3凸焊。

活动座42固定在升降设备上，例如液压缸，完成端头吊环1和防尘罩盖4的装夹后，活动座42在升降设备的带动下下降，端头吊环1与连接轴头的端面凸焊实现两者的连接。

凸焊工艺中，创造性的选择防尘罩盖2对组装后的活塞杆3与防尘罩盖2的组件进行定位。具体的，防尘罩盖定位座412的外圆周面与连接护套22的第一连接孔221配合对活塞杆3的径向定位，防尘罩盖定位座412的端面与防尘罩盖板21的内侧面配合对活塞杆3的轴向定位。防尘罩盖2包括防尘罩盖板21和连接护套22，两者焊接固定，为了保证防尘罩盖的2的加工精度，保证防尘罩盖板21上的螺纹连接孔213与第二连接孔222的同轴度，连接护套22的第一连接孔221的加工制造精度要求高，以其作为凸焊工艺中活塞杆3的定位，活塞杆3和端头吊环1的焊接位置精度有保证。凸焊工装对端头吊环1与防尘罩盖2的定位确保端头吊环1与活塞杆3在同一中心线上，凸焊后端头吊环1与活塞杆3对称度在0.1mm-0.2mm之间。

端头吊环1的两个端面与防尘罩盖2的端面之间形成第一焊缝和第二焊缝，端头吊环1的外侧圆周面与防尘罩盖2的端面之间形成第三焊缝和第四焊缝；

步骤S32包括：

S321，对第一焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第二焊缝进行直线焊接，如图16所示；

S322，对第三焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第四焊缝进行直线焊接，如图17所示；该步骤的焊接可进一步提高端头吊环1与防尘罩盖2的连接强度。

步骤S32中，先对端头吊环1的端面进行焊接固定，可以保证焊接精度，这是由于端头吊环1的端面受到装夹工具的约束，接触面大，定位稳定，焊接过程中变形量小，在保证焊接强度的基础上可大大提高焊接精度；对端头吊环1的外侧圆周面焊接可进一步提高连接强度。

其中，焊接机器人采用熔化极非惰性气体保护焊，焊接熔深≥1mm，焊接后的端头吊环1与活塞杆3的焊接强度高，其拉断负荷≥100KN。

步骤S3中，焊接操作前需对活塞杆总成进行装夹，如图9所示，活塞杆3放置在滚轮支架5上，端头吊环1和活塞杆3分别通过吊环工装6和活塞杆工装7进行装夹。

如图10和图11所示，活塞杆工装7包括第一转动座71，第一转动座71内设有活塞杆定位套72，活塞杆定位套72内设有活塞杆定位腔，活塞杆定位腔的轮廓与活塞杆3远离端头吊环1的一端的外形相适应。如图12、图13、图14和图15所示，吊环工装6包括吊环固定座61，吊环固定座61的相对的两个侧面上分别设有连接轴614和定位台612，定位台612上设有定位槽613，定位槽613的内腔形状与端头吊环1的外圆周面相适应；定位槽613的两端设有盖板62，盖板62通过多个螺栓与定位台612连接。完成装夹后，端头吊环1的两个端面被两个盖板62夹紧，接触面大、定位效果好。

第一转动座71和吊环固定座61均转动安装在机架上，第一转动座71或吊环固定座61连接转动电机，在电机的驱动下转动，配合焊接机器人的焊接操作。端头吊环1和活塞杆1的端面已经经过凸焊工艺进行了预定位连接，通过滚轮支架5和活塞杆工装7分别对活塞杆3的中部和右端部工装的定位，通过吊环工装6对端头吊环1的限位，可确保焊接时不会因热量过大使端头吊环1偏离活塞杆3的中心线，从而确保机器人焊接后端头吊环1与活塞杆3对称度高，与现有的焊接工艺相比，焊接尺寸精度提高一倍以上；基本保证100％的部件加工合格率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.高速列车液压减振器活塞杆总成的焊接加工工艺，所述高速列车液压减振器活塞杆总成包括活塞杆、端头吊环和防尘罩盖；

所述防尘罩盖包括

防尘罩盖板，所述防尘罩盖板包括第一连接部，所述第一连接部居中设有螺纹连接孔；所述第一连接部的一端设有向其外侧延伸的第二连接部，所述第二连接部的外圆周面上设有环状的连接限位台；

和连接护套，所述连接护套一端设有与所述第二连接部的外壁相配合的第一连接孔，所述第二连接部伸入所述第一连接孔内且所述连接限位台与所述连接护套的端面焊接成一体；所述连接护套的另一端设有连通所述第一连接孔的第二连接孔；

所述活塞杆的一端设有连接轴头，所述连接轴头与所述螺纹连接孔旋合后伸出所述防尘罩盖板，所述端头吊环焊接在所述连接轴头的端面上；

其特征在于：包括以下步骤：

S1：将所述防尘罩盖安装在所述活塞杆与所述端头吊环连接的一端，所述活塞杆的所述连接轴头的端面伸出所述防尘罩盖；

S2：利用凸焊机对所述端头吊环和所述活塞杆进行凸焊，完成所述端头吊环和所述活塞杆预定位连接；

S3：利用焊接机器人对所述端头吊环和所述活塞杆进行圆周焊接；

步骤S2中，凸焊机采用凸焊工装对所述防尘罩盖和所述端头吊环定位装夹，所述凸焊工装包括固定所述端头吊环的活动座和定位所述防尘罩盖的固定座，

所述活动座上固定有定位轴，所述定位轴的外径与所述端头吊环的内径相适应；所述活动座上还设有可相对所述定位轴移动的活动夹板；

所述固定座包括基板，所述基板上同轴的设置有第一活塞杆过孔和第一防尘罩盖定位孔；所述第一防尘罩盖定位孔内设有防尘罩盖定位座，所述防尘罩盖定位座的外形与所述第一连接孔相适应，所述防尘罩盖定位座内设有与所述第一活塞杆过孔相连通的第二活塞杆过孔；

所述端头吊环的两个端面与所述活塞杆的端面之间形成第一焊缝和第二焊缝，所述端头吊环的外侧圆周面与所述活塞杆的端面之间形成第三焊缝和第四焊缝；

步骤S3包括以下步骤：

S31，对第一焊缝进行点焊，然后翻转180°对第二焊缝进行点焊；

S32，对第三焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第四焊缝进行直线焊接；

S33，对第一焊缝进行直线焊接，然后翻转180°对第二焊缝进行直线焊接；

步骤S3中，所述活塞杆放置在滚轮支架上，所述端头吊环和所述活塞杆分别通过吊环工装和活塞杆工装进行装夹；

所述活塞杆工装包括第一转动座，所述第一转动座内设有活塞杆定位套，所述活塞杆定位套内设有活塞杆定位腔，所述活塞杆定位腔的轮廓与所述活塞杆远离所述吊环的一端的外形相适应；

所述吊环工装包括吊环固定座，所述吊环固定座的相对的两个侧面上分别设有连接轴和定位台，所述定位台上设有定位槽，所述定位槽的两端设有盖板，所述盖板通过多个螺栓与所述定位台连接。

2.根据权利要求1所述的高速列车液压减振器活塞杆总成的焊接加工工艺，其特征在于：步骤S1中，所述防尘罩盖的所述螺纹连接孔与所述连接轴头的旋合完成所述防尘罩盖与所述活塞杆的连接，所述防尘罩盖的所述防尘罩盖板的内侧面贴在所述连接轴头与所述活塞杆形成的轴肩处。

3.根据权利要求1所述的高速列车液压减振器活塞杆总成的焊接加工工艺，其特征在于：步骤S2包括以下步骤，

S21，调整所述活动夹板与所述定位轴之间的距离，将所述端头吊环自所述定位轴朝向所述活动夹板的一端套入，然后调整所述活动夹板，所述活动夹板和所述定位轴共同完成所述端头吊环的装夹；

S22，所述活塞杆自上而下的伸入所述第一活塞杆过孔和所述第二活塞杆过孔内，所述防尘罩盖套在所述防尘罩盖定位座的外侧且所述防尘罩盖板的内侧面贴在所述防尘罩盖定位座的上端面上；

S23，所述活动座下降完成所述端头吊环与所述活塞杆凸焊。

4.根据权利要求1所述的高速列车液压减振器活塞杆总成的焊接加工工艺其特征在于：步骤S3中，焊接机器人采用熔化极非惰性气体保护焊，焊接熔深≥1mm。

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