CN113369405A - 汽车消声器的生产装置及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工领域，具体公开了汽车消声器的生产装置，包括卷圆纵缝对接机构和压制成型机构；卷圆纵缝对接机构包括筒体对接支撑轨道以及设置于筒体对接支撑轨道上的纵缝外对接组件和纵缝内对接组件，纵缝外对接组件用于从纵缝外侧对纵缝进行焊接，纵缝内对接组件用于从纵缝内侧对纵缝进行焊接。本发明通过对纵缝的内外侧均进行焊接，纵缝焊接质量高，因此在圆筒后续压制成型时，纵缝对接处不易发生裂开等质量问题。

Description

汽车消声器的生产装置及生产工艺

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及汽车消声器的生产装置及生产工艺。

背景技术

汽车排气系统主要由三段构成：头段、中段和尾段，其中最主要的结构主要包含排气歧管、三元催化转换器、前消声器、后消声器、排气尾管等等。其中，排气歧管的作用是把发动机排气过程中的废气引入排气系统；三元催化转化器的作用是把排气中的CO、HC、NOx三种有害气体转化为二氧化碳、氮气、氢气以及水等无害气体；消音器的主要作用就是对于排气声音进行控制。

消音器主要包括消声器外壳、内芯、消音棉以及端盖，其中消音器外壳成型流程：卷板机卷成圆筒状→纵缝对接→圆筒压制成椭圆状的主体结构，现有技术中对卷圆后的纵缝对接时通常只在纵缝外侧进行焊接，焊接质量不高。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提高圆筒卷圆后的纵缝焊接质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

汽车消声器的生产装置，包括卷圆纵缝对接机构和压制成型机构；

所述卷圆纵缝对接机构包括筒体对接支撑轨道以及设置于所述筒体对接支撑轨道上的纵缝外对接组件和纵缝内对接组件，所述纵缝外对接组件用于从纵缝外侧对纵缝进行焊接，所述纵缝内对接组件用于从纵缝内侧对纵缝进行焊接；

所述压制成型机构包括筒体压制支撑轨道以及用于对消声器外壳进行下压成型的压制成型件。

进一步，所述纵缝内对接组件包括两个能够在筒体对接支撑轨道内滑动的纵缝内对接件以及能在两个纵缝内对接件之间运动的内焊接件，所述纵缝内对接件均包括四个支撑体，相邻支撑体之间通过连杆相连，且连杆端部与对应支撑体铰接，四根连杆长度相等，所述支撑体与连杆构成菱形四连杆机构。

进一步，所述纵缝内对接件还包括位于菱形四连杆机构内侧的中心支撑柱以及位于中心支撑柱外周的四根伸缩空心杆，所述中心支撑柱通过连接柱连接于筒体对接支撑轨道上，所述伸缩空心杆一端固定在支撑体上、另一端固定在中心支撑柱上，所述伸缩空心杆包括外套杆和内套杆，所述内套杆滑动连接在外套杆内，且外套杆与内套杆之间还连有弹簧。

进一步，所述纵缝内对接组件还包括用于驱动所述内焊接件沿筒体对接支撑轨道直线运动的内焊接行走机构，所述内焊接行走机构包括内焊接滚珠丝杠，所述内焊接件固定于内焊接滚珠丝杠的螺母上，所述内焊接滚珠丝杠的丝杆两端分别转动连接在两个中心支撑柱上，且其中一个中心支撑柱上设有用于驱动丝杆旋转的内焊接驱动电机。

进一步，所述纵缝外对接组件包括能够沿筒体对接支撑轨道直线行走的外焊接件以及用于驱动所述外焊接件行走的外焊接行走机构，所述外焊接行走机构包括外焊接滚珠丝杠以及固定于筒体对接支撑轨道上的两个外支撑柱，所述外焊接件固定于外焊接滚珠丝杠的螺母上，所述外焊接滚珠丝杠的丝杠两端分别转动连接在两个外支撑柱上，且其中一个外支撑柱上设有用于驱动丝杠旋转的外焊接驱动电机。

进一步，所述筒体对接支撑轨道的延伸方向与筒体压制支撑轨道的延伸方向相同所述筒体对接支撑轨道内最低点与筒体压制支撑轨道内最低点齐平，且筒体对接支撑轨道内底部与筒体压制支撑轨道内底部均开设有条形凹槽，所述条形凹槽内滑动连接有导轨，其中一个纵缝内对接件的连接柱滑动连接在导轨上，且该连接柱与导轨之间配合设置有能够将连接柱锁定在导轨上的锁定件，另一个纵缝内对接件的连接柱固定连接在导轨上。

进一步，所述内套杆表面均设置有刻度。

本发明还提供汽车消声器的生产工艺，包括如下步骤：

S1、钢板采用卷板机制成圆筒；

S2、圆筒移动至卷圆纵缝对接机构对卷圆后的圆筒的纵缝进行对接，卷圆纵缝对接机构通过纵缝外对接组件从纵缝外侧对纵缝进行焊接，并通过纵缝内对接组件从纵缝内侧对纵缝进行焊接。

S3、经过步骤S2纵缝对接后的圆筒移至压制成型机构，压制成型件下压，通过压制成型机构的筒体压制支撑轨道和压制成型件将圆筒状压制成椭圆状，即得到消声器外壳的形状。

进一步，所述纵缝外对接组件的外焊接件和纵缝内对接组件的内焊接件的直线运动均通过滚珠丝杠来实现驱动。

进一步，还包括步骤S4，对压制成型后的消声器外壳进行形状检测。

本发明的原理和有益效果在于：

1、纵缝外对接组件从卷圆后的圆筒的纵缝外侧对纵缝进行焊接，纵缝内对接组件用于从卷圆后的圆筒的纵缝内侧对纵缝进行焊接，通过对纵缝的内外侧均进行焊接，纵缝焊接质量高，因此在圆筒后续压制成型时，纵缝对接处不易发生裂开等质量问题。

2、纵缝内对接组件通过呈环形分布的四个支撑体对圆筒内壁进行支撑，能够对圆筒在焊接时起到固定作用，避免在焊接时圆筒发生移位导致焊接不到位的问题。

3、筒体对接支撑轨道内底部与筒体压制支撑轨道内底部均开设有条形凹槽，条形凹槽内滑动连接有导轨，当纵缝焊接完成后，通过导轨在条形凹槽内的运动即可带动完成焊接的圆筒转移至筒体压制支撑轨道内，便于对圆筒进行压制成型。

4、纵缝内对接组件的支撑体之间通过连杆铰接，四根连杆组成呈菱形的四连杆机构，在圆筒压制过程中，四根连杆能够保持菱形的形状，纵缝内对接组件的四根伸缩空心杆发生伸长或者缩短，直至圆筒压制成型，伸缩空心杆恢复初始自由状态(伸缩空心杆内的弹簧处于自由状态)，当成型后，用于对消声器外壳进行下压成型的压制成型件上升，消声器外壳由于失去压力可能会发生形变，导致成型后的消声器外壳形状不标准，在消声器外壳发生形变过程中，带动纵缝内对接组件的四根伸缩空心杆发生伸缩，通过伸缩空心杆的伸长或缩短的长度即可判断成型后的消声器外壳形状是否规则以及判断消声器外壳形状变形程度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为图1中卷圆纵缝对接机构的放大图。

图3为图2中的位于左侧的纵缝内对接件放大图。

图4为图2中的位于右侧的纵缝内对接件放大图。

图5为图2中的位于右侧的纵缝内对接件的另一种结构示意图。

图6为图3至图5中支撑体的轴向剖视图。

图7为图5的剖面图。

图8为圆筒处于筒体对接支撑轨道上的剖面图。

图9为圆筒内压制成椭圆筒后的剖面图。

图10为筒体对接支撑轨道的剖面图。

图11为筒体压制支撑轨道的剖面图。

其中，附图标记包括：

底座1、筒体对接支撑轨道2、筒体压制支撑轨道3、液压机4、液压杆5、压制成型件6、驱动辊7、支撑座8、传送带9、条形凹槽90、外支撑柱10、外焊接滚珠丝杠11、纵缝内对接件12、伸缩空心杆121、内套杆1211、外套杆1212、弹簧1213、连杆122、支撑体123、卡槽1230、中心支撑柱124、连接柱125、内筒1251、外筒1252、滑动板1251、内焊接滚珠丝杠13、内焊接驱动电机130、安装块131、卡合板132、外焊接连接臂14、外焊接件15、内焊接件16、内焊接连接臂17。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1所示，汽车消声器的生产装置，包括底座1以及设置在底座1上的卷圆纵缝对接机构和压制成型机构。汽车消声器的外壳成品形状为椭圆状的筒体，其加工过程为通过卷板机将钢板卷成圆柱状的筒体结构，然后通过本发明的卷圆纵缝对接机构对卷板后的圆筒纵缝进行焊接，再通过本发明的压制成型机构将圆柱状的筒体结构压制成椭圆状的筒体结构，即得到消声器外壳的成品形状。

压制成型机构包括筒体压制支撑轨道3以及用于对消声器外壳进行下压成型的压制成型件6。底座1上还安装有液压机4，液压机4上具有用于驱动压制成型件6升降的液压杆5。结合图1和图11所示，筒体压制支撑轨道3的内表面和压制成型件6的内表面分别构成上下半椭圆，通过筒体压制支撑轨道3和压制成型件6的形状配合能够将圆柱状的筒体结构压制成椭圆状的筒体结构。

卷圆纵缝对接机构包括筒体对接支撑轨道2以及设置于筒体对接支撑轨道2上的纵缝外对接组件和纵缝内对接组件，纵缝外对接组件用于从纵缝外侧对纵缝进行焊接，纵缝内对接组件用于从纵缝内侧对纵缝进行焊接。

如图10所示，筒体对接支撑轨道2的内表面为半圆筒结构。再如图1所示，筒体对接支撑轨道2的延伸方向与筒体压制支撑轨道3的延伸方向相同，筒体对接支撑轨道2内最低点与筒体压制支撑轨道3内最低点齐平，圆筒能够直接从筒体对接支撑轨道2滑动至筒体压制支撑轨道3。底座1的两端均固定有两个支撑座8，且底座1同一侧的两个支撑座8之间转动连接有驱动轴，底座1的其中一侧的一个支撑座8内安装有传送驱动电机，传送驱动电机的输出轴与驱动轴一端固定连接，用于带动驱动轴旋转，驱动轴上固定套装有驱动辊7，底座1两侧的驱动辊7上缠绕有传送带9，传送驱动电机工作从而带动传送带9运动。结合图10和图11所示，筒体对接支撑轨道2内底部与筒体压制支撑轨道3内底部均开设有条形凹槽90，传送带9卡入条形凹槽90并且滑动连接在条形凹槽90内，条形凹槽90为传送带9提供安装空间，并且使得传送带9安装于条形凹槽90内后，传送带9不会凸出于筒体对接支撑轨道2和筒体压制支撑轨道3的内表面。

结合图1-8所示，纵缝内对接组件包括两个纵缝内对接件12以及能在两个纵缝内对接件12之间行走的内焊接件16，如图3至图5所示，纵缝内对接件12均包括呈环形分布的四个支撑体123，支撑体123均呈圆柱状，相邻支撑体123之间均铰接有连杆122，四根连杆122长度相等，四根连杆122构成呈菱形的四连杆机构，连杆122可以连接于支撑体123的侧面(如图4所示)，也可以连接于支撑体123的外端面(如图5所示)。当四个支撑体123的外壁抵接于圆筒的内壁后，通过支撑体123与圆筒内壁之间的摩擦力实现支撑体123与圆筒内壁之间的相对固定。为了进一步实现支撑体123与圆筒内壁之间的相对固定，如图4-图6所示，在位于最上方的支撑体123的顶部设置有卡槽1230，圆筒的端部能够插入卡槽1230内，当圆筒两端分别卡入两个纵缝内对接件12中的卡槽1230后，圆筒即被固定在两个纵缝内对接件12之间。

纵缝内对接件12还包括位于菱形四连杆机构内侧的中心支撑柱124以及位于中心支撑柱124外周的四根伸缩空心杆121，伸缩空心杆121一端固定在支撑体123上、另一端固定在中心支撑柱124上。连接柱125为伸缩式的杆状结构，其包括外筒1252和内筒1251，内筒1251滑动连接在外筒1252内，且外筒1252上还径向贯穿有一个锁定螺栓，通过拧紧锁定螺栓使得锁定螺栓的内端抵紧内筒1251表面从而实现外筒1252与内筒1251之间的锁定。其中一个纵缝内对接件12的连接柱125的外筒1252底部直接固定在传送带9上(如图4和图5所示)，另一个纵缝内对接件12的连接柱125的外筒1252底部固定有一块滑动板1251(如图3所示)，滑动板1251滑动连接在传送带9上，并能够通过锁定螺栓实现滑动板与传送带9之间的锁定。结合图7所示，伸缩空心杆121包括外套杆1212和内套杆1211，内套杆1211滑动连接在外套杆1212内，且外套杆1212与内套杆1211之间还连有弹簧1213。内套杆1211表面均设置有刻度，实施时，在内套杆1211表面设置有刻度，当内套杆1211在外套杆1212内滑动时，能够通过刻度准确判断菱形四连杆机构的变形程度，即判断消声器外壳的变形程度。

内焊接件16连有用于驱动其直线运动的内焊接行走机构，内焊接行走机构包括内焊接滚珠丝杠13，内焊接滚珠丝杠13安装于其中一个纵缝内对接件12上，内焊接件16通过内焊接连接臂17固定于内焊接滚珠丝杠13的螺母上。内焊接滚珠丝杠13的两端均具有安装块131，内焊接滚珠丝杠13的丝杆分别转动连接在两个安装块131上，安装有内焊接滚珠丝杠13的纵缝内对接件12中的中心支撑柱124上还安装有内焊接驱动电机130，内焊接滚珠丝杠13的丝杆与内焊接驱动电机130连接，用于驱动内焊接滚珠丝杠13的丝杆旋转。

结合图3所示，未安装内焊接滚珠丝杠13的纵缝内对接件12的中心支撑柱124上固定有一块卡合板132，卡合板132上开设有供安装块131插入的卡合孔。

纵缝外对接组件包括外焊接件15以及用于驱动外焊接件15行走的外焊接行走机构，外焊接行走机构的结构与内焊接行走机构相似，结合图2所示，其包括外焊接滚珠丝杠11以及固定于筒体对接支撑轨道2上的两个外支撑柱10，外焊接件15通过外焊接连接臂14固定于外焊接滚珠丝杠11的螺母上，外焊接滚珠丝杠11的丝杆两端分别转动连接在两个外支撑柱10上，且其中一个外支撑柱10上设有用于驱动丝杆旋转的外焊接驱动电机。

汽车消声器的生产工艺，包括如下步骤：

S1、钢板采用卷板机制成圆筒；

S2、圆筒转移至卷圆纵缝对接机构对卷圆后的圆筒的纵缝进行对接，卷圆纵缝对接机构通过纵缝外对接组件从纵缝外侧对纵缝进行焊接，并通过纵缝内对接组件从纵缝内侧对纵缝进行焊接。

具体操作为：

将圆筒置于两个纵缝内对接件12之间的筒体对接支撑轨道2上，然后沿筒体对接支撑轨道2滑动圆筒，使得内焊接滚珠丝杠13的丝杆穿过圆筒内部，并使得内焊接件16对准圆筒的纵缝，当圆筒的端部靠近纵缝内对接件12时，将外套杆1212沿内套杆1211方向滑动，使得菱形的四连杆机构变成正方形的四连杆机构，继续滑动圆筒，直至将圆筒的端部卡入支撑体123的卡槽内，此时四个支撑体123恰好能够抵接于圆筒的内壁靠近端部的位置。滑动另一侧的纵缝内对接件12，采用同样的方式将该侧的纵缝内对接件12的四个支撑体123卡在圆筒的内壁另一端，然后将该侧的纵缝内对接件12的滑动板1251锁紧在传送带9上，圆筒即被固定在传送带9上。此时内焊接件16和外焊接件15均位于圆筒纵缝的端部。

启动外焊接驱动电机和内焊接驱动电机130，外焊接滚珠丝杠11的螺母和内焊接滚珠丝杠13的螺母分别带动外焊接件15和内焊接件16沿圆筒的纵缝行走，外焊接件15从纵缝外侧对纵缝进行焊接，内焊接件16从纵缝内侧对纵缝进行焊接，直至焊接工序完成。

S3、压制成型：

圆筒的纵缝焊接完成后，传送驱动电机带动传送带9运动，传送带9带动纵缝内对接组件与圆筒同步运动，将圆筒连同纵缝内对接组件转移至筒体压制支撑轨道3上，然后将纵缝内对接件12的连接柱125上的锁定螺栓拧松。液压机4的液压杆5工作，带动压制成型件6下压，通过筒体压制支撑轨道3和压制成型件6的形状配合将圆柱状的筒体结构压制成椭圆状的筒体结构，即得到消声器外壳的成品形状，当圆筒被压制成消声器外壳的标准形状后，纵缝内对接件12的四根伸缩空心杆121内的弹簧1213重新回到自由状态。

S4、对压制成型后的消声器外壳进行形状检测：

压制成型后，液压杆5带动压制成型件6上升，观察纵缝内对接件12的四根伸缩空心杆121的伸缩情况，若四根伸缩空心杆121发生伸缩，表明椭圆状的筒体发生了形状变化，反之，若四根伸缩空心杆121未发生伸缩，表明椭圆状的筒体仍保持标准形状。

由于纵缝内对接件12的四根伸缩空心杆121内的弹簧1213均处于自由状态时，四根伸缩空心杆121与椭圆状的筒体的长半轴、短半轴分别对应，纵缝内对接件12的四个支撑体123恰好能够与椭圆状的筒体的内壁相抵，当压制后的消声器外壳为标准形状时，纵缝内对接件12的伸缩空心杆121内无弹簧弹力，不会对消声器外壳产生由于外力造成的形状微小变化，保证成型质量。

以上仅是本发明优选的实施方式，需指出的是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，作出的若干变形和改进的技术方案应同样视为落入本权利要求书要求保护的范围。

Claims (10)

1.汽车消声器的生产装置，其特征在于，包括卷圆纵缝对接机构和压制成型机构；

所述卷圆纵缝对接机构包括筒体对接支撑轨道以及设置于所述筒体对接支撑轨道上的纵缝外对接组件和纵缝内对接组件，所述纵缝外对接组件用于从纵缝外侧对纵缝进行焊接，所述纵缝内对接组件用于从纵缝内侧对纵缝进行焊接；

所述压制成型机构包括筒体压制支撑轨道以及用于对消声器外壳进行下压成型的压制成型件。

2.根据权利要求1所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述纵缝内对接组件包括两个能够在筒体对接支撑轨道内滑动的纵缝内对接件以及能在两个纵缝内对接件之间运动的内焊接件，所述纵缝内对接件均包括四个支撑体，相邻支撑体之间通过连杆相连，且连杆端部与对应支撑体铰接，四根连杆长度相等，所述支撑体与连杆构成菱形四连杆机构。

3.根据权利要求2所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述纵缝内对接件还包括位于菱形四连杆机构内侧的中心支撑柱以及位于中心支撑柱外周的四根伸缩空心杆，所述中心支撑柱通过连接柱连接于筒体对接支撑轨道上，所述伸缩空心杆一端固定在支撑体上、另一端固定在中心支撑柱上，所述伸缩空心杆包括外套杆和内套杆，所述内套杆滑动连接在外套杆内，且外套杆与内套杆之间还连有弹簧。

4.根据权利要求3所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述纵缝内对接组件还包括用于驱动所述内焊接件沿筒体对接支撑轨道直线运动的内焊接行走机构，所述内焊接行走机构包括内焊接滚珠丝杠，所述内焊接件固定于内焊接滚珠丝杠的螺母上，所述内焊接滚珠丝杠的丝杆两端分别转动连接在两个中心支撑柱上，且其中一个中心支撑柱上设有用于驱动丝杆旋转的内焊接驱动电机。

5.根据权利要求1所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述纵缝外对接组件包括能够沿筒体对接支撑轨道直线行走的外焊接件以及用于驱动所述外焊接件行走的外焊接行走机构，所述外焊接行走机构包括外焊接滚珠丝杠以及固定于筒体对接支撑轨道上的两个外支撑柱，所述外焊接件固定于外焊接滚珠丝杠的螺母上，所述外焊接滚珠丝杠的丝杠两端分别转动连接在两个外支撑柱上，且其中一个外支撑柱上设有用于驱动丝杠旋转的外焊接驱动电机。

6.根据权利要求5所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述筒体对接支撑轨道的延伸方向与筒体压制支撑轨道的延伸方向相同所述筒体对接支撑轨道内最低点与筒体压制支撑轨道内最低点齐平，且筒体对接支撑轨道内底部与筒体压制支撑轨道内底部均开设有条形凹槽，所述条形凹槽内滑动连接有导轨，其中一个纵缝内对接件的连接柱滑动连接在导轨上，且该连接柱与导轨之间配合设置有能够将连接柱锁定在导轨上的锁定件，另一个纵缝内对接件的连接柱固定连接在导轨上。

7.根据权利要求3所述的汽车消声器的生产装置，其特征在于，所述内套杆表面均设置有刻度。

8.汽车消声器的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、钢板采用卷板机制成圆筒；

S2、圆筒移动至卷圆纵缝对接机构对卷圆后的圆筒的纵缝进行对接，卷圆纵缝对接机构通过纵缝外对接组件从纵缝外侧对纵缝进行焊接，并通过纵缝内对接组件从纵缝内侧对纵缝进行焊接。

S3、经过步骤S2纵缝对接后的圆筒移至压制成型机构，压制成型件下压，通过压制成型机构的筒体压制支撑轨道和压制成型件将圆筒状压制成椭圆状，即得到消声器外壳的形状。

9.根据权利要求8所述的汽车消声器的生产工艺，其特征在于，所述纵缝外对接组件的外焊接件和纵缝内对接组件的内焊接件的直线运动均通过滚珠丝杠来实现驱动。

10.根据权利要求9所述的汽车消声器的生产工艺，其特征在于，还包括步骤S4，对压制成型后的消声器外壳进行形状检测。

Images