[發明專利]一種用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置

有效

• 申請號: 201410852882.4
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104607854A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 李勇波;楊帆;何王勇;吳濤;鄭智華;楊揚;何佳;徐云朝;張運幫
• 申請（專利權）人: 中國地質大學(武漢)
• 主分類號: B23K37/047
• 分類號: B23K37/047
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 周宗貴;劉榮

技術領域

本發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，屬于機械工程自動化技術領域。

背景技術

聚晶金剛石復合體(PDC)錨桿鉆頭是在煤礦中為了固定錨桿使用的鉆進工具，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置有頂端面平直的刀片焊接槽，刀桿軸向邊緣處還設有一個或幾個排屑槽，用于把鉆孔時產生的鉆屑輸送到鉆孔外部，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，焊接質量不穩定，焊接成本高，焊接效率低等問題。

PDC鉆頭是將PDC復合片加熱焊接到鉆頭基體上制成的切削型鉆頭，復合片的焊接是制造鉆頭的關鍵原材料。PDC片上的金剛石層的在焊接時的加熱溫度不能過高，因為聚晶金剛石有一個熱穩定溫度，為700℃，超過該溫度，聚晶金剛石就會分解失效，金剛石與硬質合金襯底結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PDC鉆頭普遍采用高頻感應釬焊、真空擴散焊以及氧-乙炔火焰釬焊等方法進行，其中應用較多的就是高頻感應釬焊。而現在國內鉆頭制造廠家生產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備，因此普遍存在焊接質量不穩定，焊縫容易出現夾渣、氣孔，工人勞動強度大，加熱不均勻等問題，這些工藝方法和設備已經無法適應當今市場大規模、大批量生產經營的要求，已經成為鉆頭生產行業質量和效率提高的主要障礙。因此，研究和開發出滿足現代化鉆頭批量化、規模化生產的工藝方法以及設備，對目前的鉆頭生產行業的工藝方法和設備進行更新換代和改造，已經成為提高鉆頭行業生產質量和效率的最為主要的任務。

發明內容

本發明解決了上述背景技術中的不足，提供了一種用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置，其結構簡單、操作方便，能夠實現焊片和刀片的全自動送料和焊接，能夠提高焊接質量及焊接效率，實現錨桿鉆頭的自動化、規模化生產。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種用于PDC錨桿鉆頭的自動焊接裝置，至少包括機柜，所述的機柜上設置有鉆頭夾緊單元、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整裝置，自動上料工作臺包括工作臺、上料臺推進裝置、焊片上料裝置和刀片上料裝置；所述工作臺安裝在機柜上，具有調節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；

鉆頭夾緊單元位于機柜的一側的上方，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整裝置和自動上料工作臺協同調節，以使焊片和刀片準確的送到焊接工位；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；

所述的鉆頭變位裝置包括變位氣缸、齒條導向套、齒條、小齒輪、齒輪軸、大齒輪以及回轉體齒輪軸，所述變位氣缸通過齒條導向套固定于箱體上，而齒條安裝在齒條導向套中，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，大齒輪與回轉體齒輪軸嚙合傳動，回轉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；

所述鉆頭焊接面角度調整裝置包括箱體、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，通過調整螺栓在圓弧槽上的固定位置，能夠調整焊接面角度；

加熱單元位于機柜的另一側的上方，包括全固態感應加熱裝置、滑動板、導軌、氣缸、氣缸支座以及活塞桿固定支架，全固態感應加熱裝置通過滑動板連接在導軌的滑塊上，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，其中導軌為圓形直線導軌。

所述的壓緊單元包括壓緊架、壓緊氣缸、彈簧導桿、水冷壓頭導向套、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。