精密軸套零件周轉(zhuǎn)盤(pán)設(shè)計(jì)

譚海鵬，蔡 斌

(自貢硬質(zhì)合金有限責(zé)任公司，四川 自貢 643011)

我公司承接了大批的潛油泵用硬質(zhì)合金軸套類(lèi)耐磨零件(圖1)的開(kāi)發(fā)及生產(chǎn)訂單，該類(lèi)產(chǎn)品均是軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)零件，有內(nèi)孔，部分產(chǎn)品外圓上帶有臺(tái)階，是用于潛油電泵機(jī)組中離心泵、分離器、電泵傳遞動(dòng)力的精密裝配零件，市場(chǎng)需求極大。

圖1 精密軸套類(lèi)零件

從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析，軸套類(lèi)產(chǎn)品外圓結(jié)構(gòu)有直筒的，也有法蘭盤(pán)及帶有外環(huán)槽的，但是產(chǎn)品都有不同尺寸的內(nèi)通孔。在此之前，這些產(chǎn)品的物流周轉(zhuǎn)、產(chǎn)品存放都是采用的泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)(圖2)。在長(zhǎng)×寬×高為30 cm×20 cm×4 cm的泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)上，做出凹陷的盲孔用于裝入產(chǎn)品，盲孔的數(shù)量和大小是固定的。產(chǎn)品放置在泡沫周轉(zhuǎn)盒的凹孔中可以避免產(chǎn)品之間因互相碰撞而產(chǎn)生缺陷。

圖2 泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)

長(zhǎng)期使用的經(jīng)驗(yàn)表明，泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)在使用中容易破損，容易被臟化且不能清洗，更不環(huán)保。臟化的泡沫對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量有損傷。較高的產(chǎn)品冒出泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)的內(nèi)孔端面，在泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)疊放時(shí)，很容易被泡沫盤(pán)的底面污物影響表面質(zhì)量。泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)四周沒(méi)有碼放定位，也沒(méi)有供員工搬運(yùn)的把手位，在裝運(yùn)和存儲(chǔ)的時(shí)候存在著掉落的風(fēng)險(xiǎn)。更重要的是，泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)不具備固定產(chǎn)品的功能，不能配合自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)中的加工、檢測(cè)等工序的自動(dòng)化上下料。

隨著分廠(chǎng)生產(chǎn)規(guī)模和裝備的不斷發(fā)展，原有的泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)奏需要。為提高產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)精密產(chǎn)品的生產(chǎn)與周轉(zhuǎn)的自動(dòng)化、智能化，以及降低成本，需要對(duì)分廠(chǎng)現(xiàn)有的周轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行全新改進(jìn)?；诖耍芯块_(kāi)發(fā)一種新型的具備定位功能，可與自動(dòng)化加工、檢測(cè)工序配合使用，具備不同的規(guī)格產(chǎn)品兼容性，周轉(zhuǎn)搬運(yùn)及存儲(chǔ)安全方便，對(duì)產(chǎn)品表面質(zhì)量不產(chǎn)生影響，有效提高生產(chǎn)效率和降低成本，提升產(chǎn)品在市場(chǎng)上的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。

1 軸套零件周轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)方案

首先，我們仔細(xì)研究了這類(lèi)軸套產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合軸套產(chǎn)品現(xiàn)有成熟的自動(dòng)化加工工藝，同時(shí)考慮產(chǎn)品在自動(dòng)化檢測(cè)和自動(dòng)化包裝的生產(chǎn)線(xiàn)物流，采用環(huán)保的尼龍合金材料、鏤孔設(shè)計(jì)加筋板穩(wěn)固的工藝技術(shù)[1]，設(shè)計(jì)一種新型的軸套產(chǎn)品周轉(zhuǎn)盤(pán)(圖3)。該周轉(zhuǎn)盤(pán)由周轉(zhuǎn)盒、定位凸臺(tái)、墊高塊組成，使用時(shí)采用組合方式。

圖3 新設(shè)計(jì)軸套產(chǎn)品周轉(zhuǎn)盤(pán)圖解

設(shè)計(jì)內(nèi)容上，周轉(zhuǎn)盒設(shè)計(jì)有定位凸臺(tái)固定孔、墊高塊定位孔、碼放定位凸臺(tái)、提手凹槽位、標(biāo)識(shí)貼合面，可實(shí)現(xiàn)軸套產(chǎn)品定位，加工上下料滿(mǎn)足不同高度、不同外圓的產(chǎn)品兼容使用。

周轉(zhuǎn)盒內(nèi)設(shè)計(jì)有縱橫規(guī)則布局的定位凸臺(tái)固定孔，用于固定定位凸臺(tái)(兩者為過(guò)盈配合)，定位凸臺(tái)的定位外圓可根據(jù)擺放產(chǎn)品的內(nèi)孔大小設(shè)計(jì)，兩者為間隙配合。周轉(zhuǎn)的產(chǎn)品放在定位凸臺(tái)上，方便自動(dòng)化生產(chǎn)、自動(dòng)化檢測(cè)包裝中的機(jī)械手準(zhǔn)確抓取。通過(guò)更換不同外圓尺寸的定位凸臺(tái)，不同內(nèi)孔尺寸的產(chǎn)品在周轉(zhuǎn)盤(pán)上實(shí)現(xiàn)了共用。在周轉(zhuǎn)盒的四周設(shè)計(jì)了用于碼放的碼垛定位凸臺(tái)[2]，可以保證周轉(zhuǎn)盤(pán)疊加堆放后上下一致，在流轉(zhuǎn)和存儲(chǔ)中不會(huì)偏移掉落。為了滿(mǎn)足不同高度的產(chǎn)品使用，設(shè)計(jì)了布局在周轉(zhuǎn)盒四周的墊高塊[3]，墊高塊與周轉(zhuǎn)盒是緊配合。在墊高塊的上端面設(shè)計(jì)有碼放用的定位凸臺(tái)，兩邊還設(shè)計(jì)有碼放墊高塊時(shí)的固定孔，墊高塊的下端設(shè)計(jì)有固定凸臺(tái)，墊高塊可以多件上下組合，能滿(mǎn)足不同高度產(chǎn)品的周轉(zhuǎn)使用。這樣的設(shè)計(jì)還能保證產(chǎn)品周轉(zhuǎn)盤(pán)上下疊放時(shí)，周轉(zhuǎn)盤(pán)的下端面不會(huì)碰到產(chǎn)品，從而保證產(chǎn)品的表面質(zhì)量。在周轉(zhuǎn)盤(pán)的兩長(zhǎng)端分別設(shè)計(jì)有標(biāo)識(shí)貼合面和提手凹槽，標(biāo)識(shí)貼合面上能刻上二維碼或置入周轉(zhuǎn)用的芯片，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)跟蹤和產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性。兩側(cè)的把手位置則方便搬送人員拿取。新型周轉(zhuǎn)盒尺寸的長(zhǎng)×寬×高為45 cm×30 cm×2.4 cm，每盤(pán)可裝54件產(chǎn)品，每件產(chǎn)品占用空間60 cm3。

2 軸套零件周轉(zhuǎn)盤(pán)的使用

通過(guò)對(duì)一些塑料周轉(zhuǎn)盤(pán)的研究，決定選用尼龍合金的材質(zhì)做周轉(zhuǎn)盤(pán)。為減輕重量，鏤空設(shè)計(jì)制作了新型的周轉(zhuǎn)盤(pán)。為保證周轉(zhuǎn)盤(pán)的平整度，在底面設(shè)計(jì)有縱橫向的加強(qiáng)筋。2018年1月完成樣件的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，之后通過(guò)不斷改進(jìn)，在2018年8月制作了首批樣件，投放在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。實(shí)踐證明，該新型的周轉(zhuǎn)盤(pán)適用于有內(nèi)孔、生產(chǎn)數(shù)量多的軸套產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)上下料，具備兼容性，可安全方便地進(jìn)行物流周轉(zhuǎn)與儲(chǔ)存。

圖4

3 結(jié)語(yǔ)

新型的軸套產(chǎn)品周轉(zhuǎn)盤(pán)與原來(lái)的泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)比較，具有以下明顯的優(yōu)點(diǎn)：

(1)新軸套周轉(zhuǎn)盒可以自動(dòng)定位產(chǎn)品，滿(mǎn)足產(chǎn)品的自動(dòng)上下料。(2)新的周轉(zhuǎn)盒采用尼龍合金材料，耐酸堿耐腐蝕可清洗，不影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。(3)通過(guò)更換定位凸臺(tái)和使用墊高塊，能滿(mǎn)足不同產(chǎn)品規(guī)格的使用，通用性能強(qiáng)。(4)新的周轉(zhuǎn)盒設(shè)計(jì)有斜角的標(biāo)識(shí)面，可以刻上二維碼和周轉(zhuǎn)芯片，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)及產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性。(5)新的周轉(zhuǎn)盒兩端有把手凹槽和四周疊放用的定位凸臺(tái)，便于碼放和搬運(yùn)。(6)在相同容積的貨架或是庫(kù)房中，使用新型周轉(zhuǎn)盤(pán)的裝入件數(shù)是舊的泡沫周轉(zhuǎn)盤(pán)的一倍以上。