一种涡轮增压器转子轴焊接移动夹具的结构优化设计.pdf

：l：艺与检测T 010gy and Test 一种涡轮增压器转子轴焊接移动夹具的结构优化设计术 牛金霞① 白连杰②李 戬① (①青海大学机械工程学院，青海西宁810016；②江苏锐成机械有限公司，江苏宜兴214200) 摘 要：涡轮增压器转子轴是由叶轮和连接轴经过摩擦焊接而成的，焊接质量至关重要，摩擦焊机的装夹方 式和定位精度决定了工件的焊接精度。通过对移动夹具结构进行优化设计，提高了移动夹具的定位 精度。并且提高了夹具的刚性和强度，解决了涡轮增压器转子轴的焊接精度超差问题。 关键词：结构优化；移动夹具；摩擦焊机；涡轮增压器转子轴 中图分类号：TH122 文献标识码：B Structure optimization design of moving welding fixture of turbocharger rotor shaft NIU Jinxia①，BAI Lianjie②，LI Jian① ((~)School of Mechanical Engineering，Qinghai University，Xining 810016，CHN； (~)Jiangsu Rui Cheng Machinery Co．，Ltd．，Yixing 214200，CHN) Abstract：The rotor shaft of turbocharger is composed of impeller and the connecting shaft through the friction welding，the welding quality is very important，the welding precision of the workpiece is determined by the way of clamping and positioning precision of the friction welding machine．Through the optimization design of the structure of moving fixture，the positioning accuracy of mobile fixture is improved，and the rigidity and strength of fixture are improved．As a result，overproof of the welding precision is solved． Keywords：optimization of structure；moving fixture；friction welding machine；rotor shaft for turbocharger RC—MCH一20型连续驱动式旋转摩擦焊机床是 专门用于涡轮增压器转子轴的摩擦焊接设备，该机床 的专用移动夹具是涡轮增压器转子轴的焊接工序中不 可缺少的重要环节之一。该机床在实际使用过程中出 现了焊接完成后的转子轴两端的中心孔加工位置偏差 较大，影响后面的以两端中心孔定位的精加工工序。 本文通过加工工艺流程和夹具结构工艺性分析，确定 对移动夹具结构进行优化设计，以中心孔定位代替内 六方孔定位结构，单气缸代替双油缸结构，提高了夹具 的刚性和强度，使结构紧凑简单，操作方便，使用安全， 同时降低经济成本。 1 涡轮增压器转子轴的m-S T艺流程分析 如图1所示，涡轮增压器转子轴加工工艺流程：第 一步，首先在焊接前将叶轮的左端面。、右端面b进行 磨削加工，保证两端面的平行度，然后在叶轮的端面口 处加工2．5 GB145中心孔，同时将连接轴的左端面c、 右端面d进行加工，其右端面d处的中 LI,TL不要进行 加工；第二步，再将叶轮安装在摩擦焊机床的移动夹具 上夹紧定位，同时将连接轴安装在主轴箱上的旋转夹 具上并夹紧定位；第三步，移动夹具装置前进，相互焊 接面接触并预顶紧，移动夹具后退至设定位置；第四 步，主轴旋转，同时移动夹具工进，在摩擦压力作用下， 焊件被焊表面相互摩擦，产生热能，使被焊表面达到塑 性状态，摩擦时间结束，主轴制动，顶锻，顶锻时间结 束，旋转夹具松开，移动夹具后退到起始点，移动夹具 松开，取出转子轴，焊接工序完成。第五步，以转子轴 的叶轮端面口处的中心孑L和端面e定位，在专用打孔 机上加工转子轴d端面处的中心孔，最后以工件两端 中心孑L定位在其它机床上进行精加工处理，转子轴加 工完成后包装入库，工作结束。 在转子轴的整个生产过程中，摩擦焊机的焊接工 序是重要的一环节，相应的摩擦焊机的专用夹具也是 整机的重要组成部分，它的好坏直接决定了焊接部位 的质量和整件的精度。如果转子轴焊接完成后的端面 d处的中心孔加工位置偏差较大，将很大程度上影响 后面的以两端中心孔定位的精加工工序，通过反复验 证的分析，主要问题出现在移动夹具的结构上，所以确 青海大学2015年中青年基金项目“涡轮增压器转子轴磨擦焊机床的移动夹具结构设计”(2015一QGY一14) ·96· 等