一種用于pdc錨桿鉆頭的自動焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種焊接裝置，尤其涉及一種用于PDC錨桿與鉆頭焊接的自動上料自動焊接的裝置，屬于機(jī)械工程自動化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]聚晶金剛石復(fù)合體(roc)錨桿鉆頭是在煤礦中為了固定錨桿使用的鉆進(jìn)工具，它一般由PDC刀片和刀桿組成。刀桿的頂端固定有刀片，一般在刀桿的端部設(shè)置有頂端面平直的刀片焊接槽，刀桿軸向邊緣處還設(shè)有一個或幾個排肩槽，用于把鉆孔時產(chǎn)生的鉆肩輸送到鉆孔外部，在刀桿軸為中空，用于輸送泥漿液。目前PDC錨桿鉆頭一般采用手工焊接，在焊接時容易造成鉆頭刀桿與刀片的壓緊用力不均勻，焊接的同軸度差，焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，焊接成本高，焊接效率低等問題。
[0003]PDC鉆頭是將PDC復(fù)合片加熱焊接到鉆頭基體上制成的切削型鉆頭，復(fù)合片的焊接是制造鉆頭的關(guān)鍵原材料。PDC片上的金剛石層的在焊接時的加熱溫度不能過高，因?yàn)榫劬Ы饎偸幸粋€熱穩(wěn)定溫度，為700°C，超過該溫度，聚晶金剛石就會分解失效，金剛石與硬質(zhì)合金襯底結(jié)合面易分層或金剛石層易崩刃，金剛石層的耐磨性也將因石墨化而下降。目前，國內(nèi)roc鉆頭普遍采用高頻感應(yīng)釬焊、真空擴(kuò)散焊以及氧-乙炔火焰釬焊等方法進(jìn)行，其中應(yīng)用較多的就是高頻感應(yīng)釬焊。而現(xiàn)在國內(nèi)鉆頭制造廠家生產(chǎn)鉆頭所采用的加工方法主要都是人工手動操作，所使用也一般都是一些陳舊老式的加工設(shè)備，因此普遍存在焊接質(zhì)量不穩(wěn)定，焊縫容易出現(xiàn)夾渣、氣孔，工人勞動強(qiáng)度大，加熱不均勻等問題，這些工藝方法和設(shè)備已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)今市場大規(guī)模、大批量生產(chǎn)經(jīng)營的要求，已經(jīng)成為鉆頭生產(chǎn)行業(yè)質(zhì)量和效率提高的主要障礙。因此，研宄和開發(fā)出滿足現(xiàn)代化鉆頭批量化、規(guī)?；a(chǎn)的工藝方法以及設(shè)備，對目前的鉆頭生產(chǎn)行業(yè)的工藝方法和設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代和改造，已經(jīng)成為提高鉆頭行業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率的最為主要的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決了上述【背景技術(shù)】中的不足，提供了一種用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，能夠?qū)崿F(xiàn)焊片和刀片的全自動送料和焊接，能夠提高焊接質(zhì)量及焊接效率，實(shí)現(xiàn)錨桿鉆頭的自動化、規(guī)模化生產(chǎn)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置，至少包括機(jī)柜，所述的機(jī)柜上設(shè)置有鉆頭夾緊單元、壓緊單元、自動上料工作臺以及加熱單元，鉆頭夾緊單元中包括夾緊裝置、鉆頭變位裝置以及鉆頭焊接面角度調(diào)整裝置，自動上料工作臺包括工作臺、上料臺推進(jìn)裝置、焊片上料裝置和刀片上料裝置；所述工作臺安裝在機(jī)柜上，具有調(diào)節(jié)送料工作面的高度和支撐焊片和刀片上料裝置的作用，焊片上料裝置通過吸盤式機(jī)械手完成焊片的上料，刀片上料裝置則是通過氣缸推桿的方式將刀片推送到焊接工位；
[0007]鉆頭夾緊單元位于機(jī)柜的一側(cè)的上方，壓緊單元和自動上料工作臺與鉆頭夾緊單元相鄰，便于焊片和刀片的上料，同時鉆頭焊接面角度調(diào)整裝置和自動上料工作臺協(xié)同調(diào)節(jié)，以使焊片和刀片準(zhǔn)確的送到焊接工位；所述夾緊裝置包括夾緊氣缸、夾緊氣缸安裝板、夾緊氣缸連接軸、連桿、彈性夾頭、漲緊座以及壓緊螺母，所述夾緊氣缸安裝于夾緊氣缸安裝板上，通過夾緊氣缸連接軸和連桿作用于彈性夾頭，彈性夾頭通過壓緊螺母固定于漲緊座中；
[0008]所述的鉆頭變位裝置包括變位氣缸、齒條導(dǎo)向套、齒條、小齒輪、齒輪軸、大齒輪以及回轉(zhuǎn)體齒輪軸，所述變位氣缸通過齒條導(dǎo)向套固定于箱體上，而齒條安裝在齒條導(dǎo)向套中，齒條與小齒輪嚙合傳動，小齒輪與大齒輪都安裝在齒輪軸上，大齒輪與回轉(zhuǎn)體齒輪軸嚙合傳動，回轉(zhuǎn)體齒輪軸帶動所述夾緊裝置完成鉆頭兩個焊接工位的變換；
[0009]所述鉆頭焊接面角度調(diào)整裝置包括箱體、箱體安裝架以及圓弧板，箱體通過螺栓安裝在箱體安裝架和圓弧板上，圓弧板為組焊件，上面開有圓弧槽，通過調(diào)整螺栓在圓弧槽上的固定位置，能夠調(diào)整焊接面角度；
[0010]加熱單元位于機(jī)柜的另一側(cè)的上方，包括全固態(tài)感應(yīng)加熱裝置、滑動板、導(dǎo)軌、氣缸、氣缸支座以及活塞桿固定支架，全固態(tài)感應(yīng)加熱裝置通過滑動板連接在導(dǎo)軌的滑塊上，氣缸安裝在氣缸支座上，位于滑動板下方，氣缸的活塞桿連接在活塞桿固定支架上，活塞桿固定支架安裝在滑動板上，其中導(dǎo)軌為圓形直線導(dǎo)軌。
[0011]所述的壓緊單元包括壓緊架、壓緊氣缸、彈簧導(dǎo)桿、水冷壓頭導(dǎo)向套、水冷壓頭和水冷封頭，壓緊架呈倒L型，其安裝在工作臺上，壓緊氣缸和水冷壓頭導(dǎo)向套通過螺栓固定于壓緊架上，水冷壓頭安裝在水冷壓頭導(dǎo)向套中，水冷封頭安裝在水冷壓頭中，所述水冷壓頭為中空狀，其上部接有水管，通過流動水冷卻壓頭，壓緊氣缸的活塞桿推動水冷壓頭向下壓。
[0012]壓緊氣缸的活塞桿與水冷壓頭之間設(shè)置有彈簧導(dǎo)桿，并通過彈簧導(dǎo)桿推動水冷壓頭向下壓，彈簧導(dǎo)桿上的彈簧能夠防止壓力過大造成損害。
[0013]所述的工作臺包括導(dǎo)軌支撐板、豎直固定板以及調(diào)節(jié)螺栓，其中豎直固定板通過調(diào)節(jié)螺栓安裝在機(jī)柜上，導(dǎo)軌支撐板固定在豎直固定板上，并通過調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)工作臺的高度，使上料工作面與焊接工作面齊平。
[0014]所述的焊片上料裝置包括水平行程氣缸、豎直行程氣缸、焊片氣缸支架、焊片燕尾滑槽、焊片上滑槽、吸盤固定塊、吸盤彎頭、吸盤以及焊片筒，所述水平行程氣缸和豎直行程氣缸通過焊片氣缸支架固定在所述料斗支撐板上，水平行程氣缸的活塞桿與焊片上滑槽相連，吸盤固定塊連接在豎直行程氣缸的活塞桿上，吸盤通過吸盤彎頭安裝在吸盤固定塊上，焊片筒位于吸盤初始行程的正下方。
[0015]所述的刀片上料裝置包括刀片氣缸、氣缸支架、刀片推桿、刀片筒、刀片燕尾滑槽、焊劑槽以及刀片推槽板，刀片氣缸安裝在氣缸支架上，刀片氣缸的活塞桿與刀片推桿連接，氣缸支架為組焊件，刀片筒通過燕尾槽安裝在刀片推槽板上，刀片推槽板上開有推桿槽，并且推桿槽上開有下凹的焊劑出口，焊劑槽通過燕尾槽連接在刀片燕尾滑槽上。
[0016]在本發(fā)明中，夾緊裝置用于錨桿鉆頭的夾緊定位，鉆頭變位裝置完成鉆頭兩個焊接工位的變換，焊接面角度調(diào)整裝置將焊接面調(diào)節(jié)到水平位置，自動上料工作臺將上料面調(diào)節(jié)到與焊接面同一水平面處，并實(shí)現(xiàn)焊片和刀片的自動上料，壓緊單元在焊接過程中對刀片施加一定的壓力，以保證焊接質(zhì)量，加熱單元通過導(dǎo)軌，將全固態(tài)感應(yīng)加熱裝置的送至焊接工位，以完成焊接，如此能夠?qū)崿F(xiàn)全自動送料和焊接，能夠提尚焊接質(zhì)量及焊接效率，實(shí)現(xiàn)錨桿鉆頭的自動化、規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明提供的用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為自動上料工作臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為壓緊單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為鉆頭夾緊單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為焊片上料裝置的俯視結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖6為刀片上料裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7為加熱單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做詳細(xì)具體的說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0025]本實(shí)施例所提供的用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，至少包括機(jī)柜1，所述的機(jī)柜I上設(shè)置有鉆頭夾緊單元、壓緊單元5、自動上料工作臺以及加熱單元10，鉆頭夾緊單元中包括夾緊裝置2、鉆頭變位裝置3以及鉆頭焊接面角度調(diào)整裝置4。
[0026]鉆頭夾緊單元位于機(jī)柜I的一側(cè)的上方，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，壓緊單元5和自動上料工作臺與鉆頭夾緊單元相鄰，便于焊片和刀片的上料，同時鉆頭焊接面角度調(diào)整裝置4和自動上料工作臺協(xié)同調(diào)節(jié)，以使焊片和刀片準(zhǔn)確的送到焊接工位。
[0027]夾緊裝置2包括夾緊氣缸23、夾緊氣缸安裝板21、夾緊氣缸連接軸22、連桿20、彈性夾頭17、漲緊座19、壓緊螺母18等，所述夾緊氣缸23安裝于夾緊氣缸安裝板21上，通過夾緊氣缸連接軸22和連桿20作用于彈性夾頭17，而彈性夾頭17通過壓緊螺母18固定于漲緊座19中。夾緊氣缸23的活塞桿伸出時，通過夾緊氣缸連接軸22帶動連桿20向前推出，作用于彈性夾頭17外圈上，由于壓緊螺母18的限制作用，使彈性夾頭17夾緊鉆桿，位移量小，結(jié)構(gòu)簡單靈巧。
[0028]鉆頭變位裝置3包括變位氣缸64、齒條導(dǎo)向套65、齒條25、小齒輪24、齒輪軸13、大齒輪15、回轉(zhuǎn)體齒輪軸16等，所述變位氣缸64通過齒條導(dǎo)向套65固定于箱體12上，而齒條25安裝在齒條導(dǎo)向套65中，齒條25與小齒輪24嚙合傳動，小齒輪24與大齒輪15都安裝在齒輪軸13上，而大齒輪15與回轉(zhuǎn)體齒輪軸16嚙合傳動，回轉(zhuǎn)體齒輪軸16帶動所述夾緊裝置2完成鉆頭兩個焊接工位的變換。通過齒條25和小齒輪24的嚙合傳動，將變位氣缸64活塞桿的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變位齒輪回轉(zhuǎn)運(yùn)動，再通過同軸的大齒輪15與回轉(zhuǎn)體齒輪軸16的嚙合傳動，進(jìn)一步帶動安裝于回轉(zhuǎn)體齒輪軸16內(nèi)的夾緊裝置2轉(zhuǎn)動180°，完成兩個焊接工位的變換，動作精確快速。
[0029]鉆頭焊接面角度調(diào)整部分4包括箱體12、箱體安裝架26、圓弧板11等，箱體12通過螺栓安裝在箱體安裝架26和圓弧板11上，圓弧板11為組焊件，上面開有圓弧槽，通過調(diào)整螺栓在圓弧槽上的固定位置，以達(dá)到調(diào)整焊接面角度的目的，結(jié)構(gòu)簡單，適合不同規(guī)格的鉆頭。
[0030]所述的壓緊單元的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括壓緊架27、壓緊氣缸32、彈簧導(dǎo)桿30、水冷壓頭導(dǎo)向套31