CN102848066A - 冷焊机床的线材定位机构 - Google Patents

Abstract

一种应用于冷焊机床的线材定位机构，所述冷焊机床包括基座，预顶针，底模孔，转轴，顶针杆，所述转轴通过驱动机构驱动所述顶针杆滑动，所述顶针杆上固定有顶针，所述顶针插入所述底模孔内，所述线材定位机构包括转动连接在基座上的拉杆；固定在转轴上的撬动凸轮，该撬动凸轮与拉杆抵靠；转动连接在基座上的撬杆，连接在所述撬杆与拉杆之间的弹性部件；撬杆被驱动转动时具有推动顶针杆的位置以及与顶针杆分离的位置。上述机构使得顶针与预顶针共同作用、夹紧线材，避免了线材的径向移动，确保成品工件的合格率，其机构精巧、简单，且不影响其它工艺。

Description

冷焊机床的线材定位机构

技术领域

本发明涉及一种冷焊机床的零部件，该冷焊机床利用压力冲击进行非加热焊接，本发明主要涉及该机床的线材定位机构。

背景技术

冷焊工艺是应用机械力、分子力或电力使得焊材扩散到器具表面的一种工艺。冷焊机可分为堆焊型冷焊机、贴薄片修复型冷焊机以及焊接金属线材冷焊机，其中前两者用于修复金属、铸件表面的磨损、划伤、气孔、砂眼等细小缺陷；后者主要用于焊接银线、铜线、铝线等有色金属线材，该种冷焊机是靠压力来焊接有色金属，不需要用电、用气、无需加热、也不需用填料和焊剂，焊接起来的电线结实牢固，常用于发动机漆包线的焊接或者特定形状金属件的压力镦成型等，本发明是针对焊接金属线材冷焊机进行改进。

如上所述的焊接金属线材冷焊机，其焊接流程是：第一步，送线剪切：第一线材被送线机构送出第一剪切座直至所需长度，第二线材被送线机构送出第二剪切座直至所需长度，切刀自第一剪切座处开始运动，切刀夹持第一线材并对第一线材进行剪切，切刀运动至第二剪切座处、夹持第二线材并对第二线材进行剪切；第二步，预镦与初次焊接：切刀运动至底模孔处，切刀孔与底模孔对中（中心线重叠），预顶针将第一线材与第二线材自切刀孔部分顶入底模孔中，由于底模孔的直径仅为略大于线材直径，预顶针作用于线材并将出露于底模孔以外的部分线材镦粗，完成初次焊接；第三步，焊接成型：预顶针退出底模孔，终镦模运动接近底模孔，利用顶针与终镦模的双向力的作用，将线材镦成镦模所具有的形状；第四步，脱模：通过顶件系统将底模中的工件顶出、掉落物料盒中。

发明人发现，在上述预镦与初次焊接工艺中，预顶针将线材自切刀孔部分顶入底模孔内，由于底模孔的直径大于线材的直径时，线材在重力作用下，位于底模孔的线材端部会“下沉”，造成线材的中心线与底模孔的中心线不重合，之后再对线材施力进行加工的话，会造成成品工件的材料分布与预期不一致。尤其，当底模孔的直径大于线材的直径时，由于位于底模孔内的线材端部的大角度“下沉”，成品工件的形状会因发生严重变形而报废。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：当预顶针将线材自切刀孔部分顶入底模孔内时，线材能够得到定位支撑。

为了实现上述目的，本发明提出了一种应用于冷焊机床的线材定位机构，所述冷焊机床包括基座，滑动设置于基座上的预顶针，形成在基座上的底模孔，转动设置于基座上的转轴，滑动设置于基座上的顶针杆，所述转轴通过驱动机构驱动所述顶针杆滑动，所述顶针杆上固定有顶针，所述顶针插入所述底模孔内，所述线材定位机构包括转动连接在基座上的拉杆；固定在转轴上的撬动凸轮，该撬动凸轮与拉杆抵靠；转动连接在基座上的撬杆，连接在所述撬杆与拉杆之间的弹性部件；当转轴转动时，撬动凸轮被驱动旋转，撬动凸轮推动拉杆转动，拉杆通过弹性部件带动撬杆转动，撬杆转动时具有推动顶针杆的位置以及与顶针杆分离的位置。

优选的，所述弹性部件为拉簧。

由于采用了上述线材定位机构，撬杆转动，带动顶针杆在底模孔内滑动，使得顶针与预顶针共同作用、夹紧线材，避免了线材（尤其是位于底模孔内的线材端部）的径向移动，确保成品工件的合格率。同时，上述定位机构借助于现有设备上的转轴以提供动力源，结构设置精巧、简单。且通过拉簧连接撬杆与拉杆，拉簧具有弹性，从而不会对其它工艺造成影响。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1至图4为冷焊机床的立体图；

图5为冷焊机床的俯视图；

图6为第二切刀的放大图；

图7为顶针杆与固定座的连接结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

主要参见图2所示的三层复合冷焊机床，其包括基座100，为了更清晰地表述本发明的装置结构，将基座100人为地分成顺序排列的切线区域101、焊接区域102以及压力提供区域103，以上三个区域并无实质（物理）界限。参见图2，所述焊接区域102的朝向切线区域101的侧壁上形成第一线材孔7（被第一切刀8挡住，因此以箭头表示）、第二线材孔9以及第三线材孔41，上述三个线材孔7、9、41的开口位置分别形成第一剪切座、第二剪切座以及第三剪切座（在某些工业场合，线材孔与剪切座被混用）。所述第二线材孔9与第三线材孔41之间的侧壁上还形成用于工件加工的底模孔6。该冷焊机床还包括能够移动地设置于切线区域101的第一切刀8以及第二切刀5，所述第一切刀8用于顺序夹持并切断第一线材孔7内伸出的第一线材以及夹持并切断第二线材孔9内伸出的第二线材，所述第二切刀5用于夹持并切断第三线材孔41内伸出的第三线材；所述第一切刀8与第二切刀5上分别开设有出露（容纳）线材的第一切刀孔81与第二切刀孔51（参见图6的放大图）。还包括能够滑动地设置于切线区域101的滑块1，滑块1的滑动方向与底模孔6中心线方向平行；滑动设置在所述滑块1上的预顶针16以及终镦模15，二者的滑动方向与底模孔6中心线方向垂直；滑动设置于压力提供区域103的顶针杆33，所述顶针杆33上连接有顶针（参见图1中，以密集虚线表示顶针杆33及其端部的顶针），所述顶针插入所述底模孔6内。

以上是该冷焊机床的主要组成部件，以下将对各个组件进行详细描述。

参见图1、图2，所述基座100的焊接区域102主要用于容纳底模孔6以及三个线材孔7、9、41，所述底模孔6内能够容纳待焊接线材，线材在底模孔6内被初镦之后通过顶针与终镦模15的双向力作用被镦成终镦模15具有的特定形状。当然，还具有布置于基座100以内的顶件系统等，顶件系统采用现有技术，因此图中未展示。

所述基座100的切线区域101主要布置有所述滑块1、预顶针16、终镦模15以及第一切刀8、第二切刀5。终镦模15的朝向焊接区域102的端面挖出特定的形状，该形状匹配于线材最终被镦压成的形状。所述终镦模15具有大于底模孔6的直径。而底模孔6的直径为数倍于预顶针16的直径，且底模孔6的直径为数倍于线材的直径，两个切刀孔81、51的直径略大于线材的直径。

第一切刀8固定在第一切刀座48上，第一切刀座48滑动设置于切线区域101。滑块1的下方具有电机，电机的输出轴驱动第一切刀轴18，第一切刀轴18上固定有第一凸轮10，第一凸轮10驱动所述第一切刀座48滑动。第二切刀5滑动设置于第二切刀座42，第二切刀座42同样滑动设置于切线区域101。参见图3，第一切刀轴18通过所述转轴19将动力传递至第二切刀轴26，第二切刀轴26上固定有第一齿轮27，第一齿轮27与传动齿轮29啮合，传动齿轮29与第二齿轮28啮合，返回图1，第二齿轮28与曲轴3固定，曲轴3与连杆2的一端转动连接，连杆2的另一端与第二切刀座42转动连接，由此第一切刀轴18的转动带动第二切刀座42的滑动。

所述第一切刀孔81朝向焊接区域102的一侧位置处设置有线夹，例如为弹性夹，图中未出示。所述第一线材孔7、第二线材孔9、第一切刀孔81以及底模孔6的中心线共面。所述第二切刀孔51朝向焊接区域102的一侧位置处同样设置有类似线夹。所述第三线材孔41、第二切刀孔51以及底模孔6的中心线共面。在俯视图中可见，第一切刀8与第二切刀5在沿着底模孔6中心线延伸方向上错开布置，因此通过必要的运动，第一切刀孔81、第二切刀孔51以及底模孔6能够实现中心线重叠（对中）。

主要参见图4、图5，所述基座100的压力提供区域103包括转动设置于压力提供区域103的转轴19，固定于转轴19上的预镦凸轮21以及成型凸轮20；滑动设置于压力提供区域103的能够被预镦凸轮21驱动的预镦顶杆22，以及滑动设置于压力提供区域103的能够被成型凸轮20驱动的成型顶杆23；滑动设置在焊接区域102上且向外伸出、位于压力提供区域103的顶针杆33，所述顶针杆33上连接有顶针，顶针位于底模孔6内，且顶针杆22能够被预镦顶杆22以及成型顶杆23驱动。所述顶针杆33具有接近并略小于底模孔6的直径。顶针杆33的附近还设置有线材送线装置，由于送线装置为常见装置且非本专利重点，因此不再展开描述。

所述预镦凸轮21以及成型凸轮20并排固定于转轴19上，预镦顶杆22与成型顶杆23同样并排设置、或者二者设置为一体，预镦凸轮21或者成型凸轮20上的凸点错开布置，因此能分别触动预镦顶杆22与成型顶杆23，进而推动顶针杆33。由于预镦凸轮21与成型凸轮20上的凸点的半径有差异，因而推动顶针杆33运动的距离有差异，使得对工件产生的压紧力具有差异。

所述基座100上固定有固定座11，所述顶针杆33的顶部具有顶板32；所述固定座11上螺纹连接有螺钉17，螺钉17的杆部的末端抵靠于顶板32。所述螺钉17的杆部螺纹连接有螺母24，所述螺母24贴合于固定座11，该螺母24起止动作用。通过旋转螺钉17相对于固定座11的位置，即能调整顶针杆33相对固定座11的位置，等于是调整顶针位于底模孔6中的位置，使得底模孔6的容纳空间的长度与线材的长度匹配。

所述基座100上转动连接有拉杆12，所述转轴19上还固定有撬动凸轮14，该撬动凸轮14与拉杆12抵靠，所述基座100上还转动连接有撬杆34，所述撬杆34与拉杆12之间连接有拉簧13，当转轴19转动时，撬动凸轮14被驱动旋转，撬动凸轮14推动拉杆12转动，拉杆12通过拉簧13带动撬杆34转动，撬杆34转动时具有推动顶针杆33的位置以及与顶针杆33分离的位置。当顶针杆33被撬杆34推动时，顶针用于提供被预顶针16顶入底模孔6的线材在底模孔6内的定位。

上述由撬动凸轮14、拉杆12、拉簧13以及撬杆34组成的线材定位机构，虽为主要针对该三层复合冷焊机床而设计，用于防止位于底模孔6内的线材端部的“下沉”，然而，应用在普通的冷焊机床中，也是适用的。

以上是对冷焊机床的结构所进行的描述，以下将对其焊接流程进行解释。

第一步:送线剪切。

在进行焊接之前，先要调节第一切刀孔81与底模孔6对中，第二切刀孔51与底模孔6对中。之后，第一切刀8运动至第一切刀孔81与第一线材孔7对中，第二切刀5运动至第二切刀孔51与第三线材孔41对中，开始准备焊接。

第一线材从第一线材孔7中送入第一切刀孔81内预定长度并被夹持，第三线材从第三线材孔41中送入第二切刀孔51内预定长度并被夹持。移动第一切刀8与第二切刀5进行第一线材与第三线材的剪切。第一切刀8运动至第一切刀孔81与第二线材孔9对中时，第二线材从第二线材孔9中送入第一切刀孔81内预定长度并被夹持，继续移动第一切刀8进行第二线材的剪切。

第二步:预镦与初次焊接。

第一切刀8与第二切刀5被移动至底模孔6附近，第一切刀孔81、第二切刀孔51与底模孔6三者对中。滑块1带动预顶针16开始将两个切刀孔81、51内的三段线材顶入底模孔6内，与此同时，拉杆12通过拉簧13连接撬杆34撬动顶针杆33，使得顶针与预顶针16共同对线材施加顶紧力，防止线材（尤其是位于底模孔6内的线材端部）在径向上的移动，此顶紧力较小，并不能实现焊接。

当预顶针16将线材的一部分（例如大约一半长度）顶出切刀孔进入底模孔6时，预镦凸轮21推动预镦顶杆22，带动顶针杆33运动，由于底模孔6的直径数倍于线材直径、切刀孔直径仅为略大于线材直径，从而顶针使位于底模孔6内的线材被镦粗并焊接在一起。之后预镦凸轮21继续转动，预镦顶杆22以及顶针杆33回到初始位置。

预顶针16继续深入顶线材，此时顶针杆33（顶针）的位置通过螺钉17的调节而确定，在顶针和预顶针16的作用下，预顶针16将线材完全顶出切刀孔进入底模孔6，并且在底模孔6内二次镦粗变形，完成预定和初次焊接。

第三步:成型焊接。

滑块1推动预顶针16退出底模孔6，同时移动预顶针16与终镦模15，使终镦模15对准底模孔6，滑块1推动终镦模15运动至底模孔6开口位置。与此同时，成型凸轮20推动成型顶杆23，带动顶针杆33，顶针将完成初次焊接的线材推入终镦模15端面被挖出的形状内，使线材在终镦模15与顶针的双向力作用下再次挤压成型，完成冷压焊接。

第四步:脱模。

冷焊成型完毕后，通过顶件系统将底模中的工件顶出、掉落物料盒中。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (2)

1.一种应用于冷焊机床的线材定位机构，所述冷焊机床包括基座，形成在基座上的底模孔，滑动设置于基座上的预顶针，转动设置于基座上的转轴，滑动设置于基座上的顶针杆，所述转轴通过驱动机构驱动所述顶针杆滑动，所述顶针杆上固定有顶针，所述顶针插入所述底模孔内，其特征在于：所述线材定位机构包括转动连接在基座上的拉杆；固定在转轴上的撬动凸轮，该撬动凸轮与拉杆抵靠；转动连接在基座上的撬杆，连接在所述撬杆与拉杆之间的弹性部件；当转轴转动时，撬动凸轮被驱动旋转，撬动凸轮推动拉杆转动，拉杆通过弹性部件带动撬杆转动，撬杆转动时具有推动顶针杆的位置以及与顶针杆分离的位置。

2.如权利要求1所述的线材定位机构，其特征在于：所述弹性部件为拉簧。

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