一種不規(guī)則零部件焊接夾具及其焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種零部件的焊接夾具，特別涉及一種不規(guī)則零部件焊接夾具及其焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]不規(guī)則零部件的焊接普遍存在于汽車零部件行業(yè)，其焊接方法和焊接機械、夾具等千差萬別，性能及功能不一；方法簡單穩(wěn)定可靠的夾具，能有效提升焊機的功效及焊接部件的品質(zhì)，改善作業(yè)環(huán)境，并實現(xiàn)焊接機械包括夾具的本質(zhì)安全。
[0003]汽車操縱系統(tǒng)的操縱桿，是汽車的操縱系統(tǒng)極其重要的部件，由不規(guī)則的零部件長桿和銷軸等零、部件焊接而成。而操縱桿的焊接質(zhì)量是關(guān)鍵，它不僅涉及換擋的可靠性、穩(wěn)定性，而且還涉及到汽車行駛的安全，焊接位置偏移或脫落，都將有潛在的危險，目前行業(yè)內(nèi)操縱桿的焊接大多使用機器人焊接或凸焊焊接，前者屬熔化極焊，設(shè)備投資大，占地面積大，焊接熱影響區(qū)域大，變形大，焊接質(zhì)量難以保證，效率低，成本高，故這種焊接方法漸漸趨于淘汰；后者屬電阻焊，該方法熱量集中，焊接熱影響區(qū)域小，效率高。
[0004]不論哪種焊接，都要有好的裝夾方法和優(yōu)良的夾具來保證焊接功能的優(yōu)化和提升。在汽車零部件行業(yè)，機器人焊接趨于淘汰的一個重要原因，就是因為裝夾方法受到機器人焊接機器系統(tǒng)的限制，焊接夾具開發(fā)艱難，且夾具昂貴，不能適應(yīng)多品種多規(guī)格的工藝及效益要求而遭遇逐漸淘汰。
[0005]目前在汽車零部件行業(yè)，使用凸焊對不規(guī)則的零部件長桿和銷軸等零、部件進行焊接時，其裝夾方法及夾具，大多數(shù)是采用將待焊零件(如銷軸)由上電極夾持定位，再與不規(guī)則零部件(如長桿)進行焊接，以下簡稱為上位焊接；或采用待焊零件(如銷軸)與不規(guī)則零部件(如長桿)布置在與焊機電極運動方向垂直的水平面上進行焊接，以下簡稱為水平位焊接。其中上位焊接有兩個方面的缺陷:一是無法實現(xiàn)上電極對待焊零件的準(zhǔn)確和穩(wěn)固的夾持，而且因為電極與待焊零件之間總有0.2mm的夾持間隙，導(dǎo)致焊接時導(dǎo)電接觸面積小，導(dǎo)電能力變差，接觸電阻變大，焊接熱量升高，焊接效率和安全性降低。二是電極與待焊零件之間總有0.2mm的夾持間隙導(dǎo)致夾持本身的誤差，在焊接工作準(zhǔn)備階段需要調(diào)試校準(zhǔn)；在工作過程中，隨著電極的磨損及誤差的累積，需要停機再次調(diào)整校準(zhǔn)，消除誤差，造成效率低下，不良品增加，影響工作進度。水平位焊接方式存在焊接燒損位移(熔池變短)無法及時消除的缺陷，存在虛焊，錯位，重力變形等，導(dǎo)致焊接部件位置精度不良，成品率減低，而且由于虛焊導(dǎo)致焊接件的牢固度下降，影響終端用戶的安全使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能大大提高了焊接效率和焊接質(zhì)量，從生產(chǎn)過程中實現(xiàn)焊接零部件的本質(zhì)安全，節(jié)省能源消耗，減輕勞動強度的一種不規(guī)則零部件焊接夾具及其焊接方法。
[0007]為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種不規(guī)則零部件焊接夾具，包括底座；所述焊接夾具還包括:
[0009]一安裝在底座上的夾緊裝置，所述夾緊裝置由驅(qū)動桿以及與驅(qū)動桿兩端分別連接的夾緊爪套和驅(qū)動機構(gòu)組成，所述夾緊爪套的中部設(shè)有豎直方向貫穿夾緊爪套的夾持孔；
[0010]一安裝在夾緊爪套夾持孔內(nèi)的三瓣下電極，所述三瓣下電極由導(dǎo)電螺塞、支柱以及導(dǎo)電筒體組成；
[0011]所述導(dǎo)電筒體為階梯筒，其包括下端和上端，下端的內(nèi)壁上設(shè)有與導(dǎo)電螺塞配合的內(nèi)螺紋，安裝時，導(dǎo)電螺塞安裝在導(dǎo)電筒體的下端，支柱設(shè)置在導(dǎo)電螺塞的上方；所述導(dǎo)電筒體的上端為自然狀態(tài)下常開的，且與豎直方向軸線成0.5° -15°角并沿圓周方向均等分布的瓣片結(jié)構(gòu)，所述瓣片結(jié)構(gòu)在夾緊爪套夾緊時能對待焊接零件自動定心，在夾緊爪套松開時能對待焊接零件即時松夾；
[0012]一活動定位板，所述活動定位板的上表面上設(shè)有與不規(guī)則零部件結(jié)構(gòu)相同的仿形模腔，仿形模腔用于對不規(guī)則零部件進行定位，所述活動定位板的上表面上設(shè)有能讓三瓣下電極瓣片結(jié)構(gòu)在常開狀態(tài)下自由通過的通孔；所述活動定位板的上表面上還設(shè)有安裝絕緣升降裝置的安裝通孔以及供自動卸料裝置卸料的卸料孔；
[0013]一絕緣升降裝置，所述絕緣升降裝置經(jīng)過活動定位板上的安裝通孔與底座活動連接，所述絕緣升降裝置由絕緣套、套設(shè)在絕緣套外部的彈簧件、設(shè)置在絕緣套底部的絕緣墊以及安裝在絕緣套內(nèi)部的導(dǎo)柱組成；
[0014]一上電極裝置，在焊接過程中，所述上電極裝置負責(zé)對不規(guī)則零部件起輔助壓緊作用，所述上電極裝置上還設(shè)有一輔助支臂；
[0015]一自動卸料裝置，所述自動卸料裝置在取出焊接好的焊接部件時，相對活動定位板自動從卸料孔向上運動并從活動定位板的仿形模腔中頂出焊接部件。
[0016]在本發(fā)明的一個實施例中，所述驅(qū)動機構(gòu)由氣缸驅(qū)動或油缸驅(qū)動或電機驅(qū)動。
[0017]在本發(fā)明的一個實施例中，所述瓣片結(jié)構(gòu)為120°均等分布的三瓣片結(jié)構(gòu)。
[0018]在本發(fā)明的一個實施例中，所述支柱的上端設(shè)有待焊接零件，所述支柱與待焊接零件接觸的端部由金剛石或陶瓷材料制成。
[0019]在本發(fā)明的一個實施例中，所述彈簧件由金屬、橡膠或工程塑料制成。
[0020]在本發(fā)明的一個實施例中，所述輔助支臂為電絕緣體。
[0021]在本發(fā)明的一個實施例中，所述絕緣升降裝置的導(dǎo)柱穿過安裝通孔將絕緣升降裝置與底座活動連接，從而使得活動定位板與底座電絕緣。
[0022]在本發(fā)明的一個實施例中，一種不規(guī)則零部件焊接夾具的焊接方法，其特征在于:所述焊接方法的步驟如下:
[0023](I)首先將待焊接零件放置在三瓣下電極的導(dǎo)電套筒內(nèi)，然后將不規(guī)則零部件放置在活動定位板的仿形腔內(nèi)；
[0024](2)啟動焊接，夾緊裝置的驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動驅(qū)動桿工作，驅(qū)動桿帶動夾緊爪套夾持住三瓣下電極，此時待焊接零件被牢牢夾持在三瓣下電極內(nèi)；
[0025](3)安裝在焊機機頭上的上電極裝置，在主軸軸線位置接觸不規(guī)則零部件的焊接部位的對稱面，且和上電極裝置聯(lián)動的輔助支臂同時壓緊不規(guī)則零部件，使待焊接零件的焊接面穩(wěn)定接觸到固定在活動定位板上的不規(guī)則零部件的同主軸軸線位置的焊接部位；
[0026](4)開始焊接；焊接過程中由絕緣升降裝置在上電極裝置和聯(lián)動的輔助支臂的壓力共同作用下帶動活動定位板同步平行平衡下移，消除待焊接零件的焊接面和不規(guī)則零部件的焊接部位的燒損位移；
[0027](5)焊接完成后，上電極裝置和輔助支臂上升回歸初始位置，夾緊爪套松開，三瓣下電極在電極材料自身彈性作用下，自行張開并復(fù)位到常開狀態(tài)；
[0028](6)自動卸料裝置即時啟動，自動卸料裝置的上端部沿著卸料孔相對于活動定位板自動向上運動，將焊接完成后的零部件從活動定位板仿形模腔中卸下，完成一個焊接周期。
[0029]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0030]本發(fā)明大大提高了焊接效率和焊接質(zhì)量，從生產(chǎn)過程中實現(xiàn)焊接零部件的本質(zhì)安全，節(jié)省能源消耗，減輕勞動強度。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明夾緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為本發(fā)明三瓣下電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明瓣片結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0036]圖5為本發(fā)明活動定位板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6為本發(fā)明活動定位板俯視圖；
[0038]圖7為本發(fā)明絕緣升降裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖8為本發(fā)明上電極裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖9為本發(fā)明自動卸料裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0042]1、底座10、夾緊裝置11、驅(qū)動桿12、夾緊爪套12a、夾持孔13、驅(qū)動機構(gòu)20、三瓣下電極21、導(dǎo)電螺塞22、支柱22a、支柱上端部23、導(dǎo)電筒體24、瓣片結(jié)構(gòu)30、活動定位板31、仿形模腔32、通孔33、安裝通孔34、卸料孔40、絕緣升降裝置41、絕緣套42、彈簧件43、絕緣墊44、導(dǎo)柱50、上電極裝置51、輔助支臂60、自動卸料裝置61、上端部70、焊接零件71、焊接面80、不規(guī)則零部件81、焊接部位82、對稱面。
【具體實施方式】
[0043]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。
[0044]參見圖1至圖9所示，本發(fā)明公開了一種不規(guī)則零部件焊接夾具，包括底座I以及安裝在底座I上的夾緊裝置10，夾緊裝置10由驅(qū)動桿11以及與驅(qū)動桿11兩端分別連接的夾緊爪套12和驅(qū)動機構(gòu)13組成，夾緊爪套12的中部設(shè)有豎直方向貫穿夾緊爪套的夾持孔12a，驅(qū)動機構(gòu)13可以由氣缸驅(qū)動或油缸驅(qū)動或電機驅(qū)動，其根據(jù)實際需要來定；夾緊爪套12在夾緊三瓣下電極時維持自鎖防止松脫；夾緊爪套12設(shè)置在與三瓣下電極中心軸線一致的位置，且套裝在三瓣下電極20的外側(cè)，與三瓣下電極20的瓣片結(jié)構(gòu)接合；夾緊爪套12的夾緊中心與焊機主軸軸線重合；夾緊爪套12由驅(qū)動桿11驅(qū)動，從而實現(xiàn)正反同步夾緊或同步松開操作。
[0045]本發(fā)明三瓣下電極20由導(dǎo)電螺塞21、支柱22以及導(dǎo)電筒體23組成；導(dǎo)電筒體23為階梯筒，其包括下端和上端，下端的內(nèi)壁上設(shè)有與導(dǎo)電螺塞21配合的內(nèi)螺紋，安裝時，導(dǎo)電螺塞21安裝在導(dǎo)電筒體23的下端，支柱22設(shè)置在導(dǎo)電螺塞21的上方，支柱22與待焊接零件70接觸的支柱上端部22a由耐高溫的溫度范圍為400°C?800°C、耐高壓的壓強范圍為120MPa?200MPa、并且電絕緣的金剛石材料制成，也可以由硬度高、強度高、電絕緣的陶瓷材料等其它人造材料制成；導(dǎo)電筒體23的上端為自然狀態(tài)下常開的，且與豎直方向軸線成