自动内孔堆焊机头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种自动内孔堆焊机头，即属于焊接自动化领域，也属于工业机器人 领域。
【背景技术】
[0002] 许多大型机器零件对磨耗的外径、内孔或平面就不能继续使用，必须修复到原来 的形状和精度，如机车轮对、近吨重的大零件局部磨耗就报废实在可惜。传统上，可使用孔 用扩大镶套、平面加垫片等手段来修复，对于轻载、低速的机器零件上述办法是可行的，但 修理麻烦，技术成本高。
[0003] 若高速重载的零件（机车轮对）用镶套的办法，可靠性就差了，一般不允许采用。 堆焊工艺的应用是最佳的修理办法，尤其是C02气保半自动焊接的推广使用，更使堆焊工艺 前进了 一大步，向半自动化和自动化方向发展。
[0004] 堆焊工艺的优点：
[0005] 1)经过堆焊修复的机器零件，精度恢复同新机器的零件相同，经济性大大提高；
[0006] 2)堆焊工艺简单、牢靠，替代传统的镶套工艺；
[0007] 3)增加耐磨性，一般堆焊用焊丝是H08Mn2Si，是低锰合金钢，耐磨性大于被堆焊的 母材；
[0008] 4)节约修理成本，节能。
[0009] 堆焊操作比一般焊接操作技术要求高，而且困难很多，首先焊丝熔化形成焊肉， 1/3咬在母材上，2/3咬在焊肉上，一层层形成平面或圆弧面；其次是成形面要平整，焊肉厚 度符合加工要求，焊接规范要掌握得当；飞溅、浓烟等弧光冶金的气味直冲门面，尽管有面 罩、口罩等防护措施，但人的整个脸面全在上述四害的包围中，手工操作堆焊平面和外圆的 弧面尽管成形面差、产量低，困难还不是很大，但在堆焊内孔时，弧光、烟尘等集中在整个孔 内，孔越深难度越大，能见度又差，堆焊时间又长，一年四季可以说大汗淋漓，困难重重。
【发明内容】
[0010] 本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中因手工操作堆焊内孔时弧光刺 目艮、烟尘大、能见度差、堆焊耗时长以及操作难度大等缺陷，提供一种自动内孔堆焊机头，该 内孔堆焊机头能够全自动操作、适合长时间作业、加工表面平整、加工余量均匀，既提高焊 接产量，又保证焊接质量。
[0011] 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
[0012] 一种自动内孔堆焊机头，其特点在于，所述自动内孔堆焊机头包括一升降丝杆、一 焊枪旋转杆，其中，所述焊枪旋转杆穿设于所述升降丝杠内，并与所述升降丝杆一同上下移 动，且所述焊枪旋转杆与所述升降丝杠各自独立旋转，所述焊枪旋转杆用于连接焊枪。通过 这一设置，实现了焊枪的旋转和上下移动，而送丝则可以从焊枪旋转杆中输送，实现了自动 地加工。
[0013] 较佳地，所述自动内孔堆焊机头包括一传动箱，所述传动箱包括一电机，所述电机 分别与一慢速轴和一快速轴传动连接，所述慢速轴分别与所述升降丝杆和所述焊枪旋转杆 传动连接，所述快速轴与所述升降丝杆传动连接。这样通过一个电机就能实现了所述焊枪 旋转杆与所述升降丝杠的独立旋转，还实现了快速轴的快退快进功能，有效节约成本，减轻 重量。而快速轴实现了非加工时的快退和快进，慢速轴则实现了加工中的加工速度。
[0014] 较佳地，所述电机通过一级涡轮付和二级蜗轮付与所述慢速轴传动连接，所述电 机通过一级涡轮付和转向齿轮付与所述快速轴传动连接，所述慢速轴分别通过一第一升降 齿轮付和一第二升降齿轮付与所述升降丝杆传动连接，所述快速轴通过一快速齿轮付与所 述升降丝杆传动连接。通过合理的设置第一升降齿轮付与第二升降齿轮付的传动比，可以 调整出两种不同的慢速升降速度，方便加工的选择，以适应不同要求。
[0015] 较佳地，所述慢速轴通过一焊枪齿轮付与所述焊枪旋转杆传动连接。由于都是由 慢速轴传动，通过焊枪齿轮付的传动比设置，以及第一升降齿轮付与第二升降齿轮付的传 动比设置，可以设定出需要的升降丝杠升降速度和焊枪旋转杆旋转速度比，以方便加工。
[0016] 较佳地，所述传动箱还包括一焊枪离合器、一快速离合器、一第一升降离合器和一 第二升降离合器，其中，所述焊枪离合器用于分离所述慢速轴和所述焊枪齿轮付的传动，所 述快速离合器用于分离所述快速轴和所述快速齿轮付的传动，所述第一升降离合器用于分 离所述慢速轴和所述第一升降齿轮付的传动，所述第二升降离合器用于分离所述慢速轴和 所述第二升降齿轮付的传动。通过采用例如电磁离合器可以自动开关各离合器，方便各种 状态下的切换。
[0017] 较佳地，所述自动内孔堆焊机头还包括一拖板，所述拖板两旁装有导套，所述传动 箱两旁装有导柱，所述导柱滑设在所述导套中，所述升降丝杠与所述拖板螺纹配合。当升降 丝杆转动时由于拖板固定，所以升降丝杆带动焊枪旋转杆和整个传动箱升降。
[0018] 较佳地，所述拖板包括一升降螺母，所述升降丝杆与所述升降螺母螺纹配合。
[0019] 较佳地，所述焊枪旋转杆上设置有一送丝装置。由于送丝装置和焊枪旋转杆一起 旋转，由此，输送的焊丝不会扭结起来。而送丝装置不随之一起旋转，则会因为焊枪旋转杆 的旋转导致焊丝扭结。
[0020] 较佳地，所述焊枪旋转杆上设置有一焊枪旋转齿轮，所述焊枪旋转齿轮与一焊枪 旋转电机传动连接。
[0021] 较佳地，所述升降丝杠与一升降螺母螺纹配合，所述升降螺母分别与一升降从动 轮和一手摇伞齿轮固定连接，所述升降从动轮与一升降电机传动连接。
[0022] 在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实 例。
[0023] 本发明的积极进步效果在于：使用本发明的自动内孔堆焊机头，具有操作方便、加 工表面平整、加工余量均匀、适合长时间作业等优点，既提高焊接产量，又保证焊接质量。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的实施例1的堆焊内孔同端面的操作示意图。
[0025] 图2为本发明的实施例1的自动内孔堆焊机头的结构示意图。
[0026]图3为本发明的实施例1的自动内孔堆焊机头的升降丝杆转动机构的内部连接结 构图。
[0027]图4为本发明的实施例2的自动内孔堆焊机头的升降丝杆转动机构的内部连接结 构图。
[0028]图5为本发明的实施例2的自动内孔堆焊机头的整体安装示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
[0030] 实施例1
[0031] 本发明公开了一种自动内孔堆焊机头，图1为堆焊内孔同端面"一刀落"的示意 图，就实用性而言，工件35装在平台上不动，这样省去了转台和传动装置，由焊枪升降、转 动或平动来完成堆焊弧面或平面。用横焊、立堆来达到焊肉平整，以一定比例螺旋上升达 到弧面紧密。用焊接速度来控制焊肉厚度，使用直径cpl.6mm的焊丝时焊肉最厚可达到 10mm，焊平面可用手动和自动两种形式供选择。
[0032] 一般的内孔堆焊，焊枪3旋转同时螺旋上升，这种方法称之为螺旋横焊（如图1所 示）。由于焊丝有(pl.6mm和cpl.2mm两种，所以螺距也有两种选择。当焊枪旋转上升停 止，堆焊机头从里向外走出螺旋平面。堆焊孔径在45mm至100mm之间为小孔堆焊。孔径在 (p45至50mm之间时焊长小于60mm;孔径大于50mm时焊长就同焊枪一样长。
[0033] 如图2和3所示，包括升降丝杆22和焊枪旋转杆21，焊枪旋转杆21穿设于升降丝 杠22内，并与升降丝杆22-同上下移动。
[0034] 传动箱1包括一电机41，电机41依次通过一级祸轮付11和二级蜗轮付12对慢速 轴5传动。电机41依次通过一级涡轮付11和转向齿轮付9对快速轴4进行传动。
[0035] 慢速轴4可以通过第一升降齿轮付或者第二升降齿轮付与对升降丝杆22进行传 动。第一升降齿轮付由升降齿轮7和升降齿轮24组成，第二升