CN104874914B - 激光焊接加工方法及工具机运动单元的支架的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及加工方法以及用于引导工具机运动单元的支架的制造方法。在加工方法中，两个工件在彼此的连接区上相互搭接布置，在搭接区域中相互紧贴并通过激光焊接相互连接。在每个工件上在连接区中这样形成通孔，使这两个工件的通孔相互覆盖。连接辅助件沿着贯穿轴线这样插入所述通孔中，使连接辅助件在工件的一侧上通过支座并且另一侧上通过对应保持架突出。对应保持架围绕平行于贯穿轴线的偏转轴线被偏转。在对应保持架上在工件侧和/或在配属于对应保持架的通孔边缘上在对应保持架侧设有紧固斜坡。在对应保持架的偏转运动时对应保持架与配属于它的工件这样相互共同作用，使沿着贯穿轴线在一侧被支座和在另一侧被对应保持架加载的工件相互紧贴。

Description

激光焊接加工方法及工具机运动单元的支架的制造方法
技术领域
本发明涉及一种加工方法，在该方法中，两个工件、优选两个板材在彼此的连接区上以相互搭接的方式布置并且在搭接区域中通过连接区的彼此面对的接触面相互紧贴，并且在该方法中，相互紧贴的工件通过激光焊接被相互连接。
本发明还涉及一种用于引导工具机运动单元的支架的制造方法，其中，使用上述加工方法将所述支架制造为焊接结构件，所述焊接结构件具有由板材制成的、外部的支架空心型材。
背景技术
在激光焊接时，工件利用聚焦的激光射线并且由此通常不输入附加材料地被相互连接。如果两个上下叠置的工件、例如两个上下叠置的板材通过激光焊接相互连接，则聚焦的激光射线对准在这两个工件中的一个工件的表面上。由于热输入，不仅面对激光射线源的工件材料被熔化而且位于该工件下面的工件材料也被熔化。在所述熔化冷却时，在这两个材料之间建立焊接连接。
由于激光焊接的工作原理，在两个上下叠置的工件之间通过激光焊接只有在如下前提下才得到可承载的焊接连接，这两个工件在焊接过程期间彼此紧密相邻。在理想情况下，这两个工件在要建立焊接连接的那个区域中直接相互紧贴。
这由这类文献DE 37 33 568 A1已知。在这个文献公开的加工方法中，相互覆盖的板材部分在激光焊接之前被彼此相对地压紧。在DE 37 33 568 A1中没有描述实现这一点的措施。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种加工方法，在该方法中，能借助尽可能简单的措施通过激光焊接在相互搭接的工件之间建立可承载的焊接连接。
本发明为了实现该目的提出一种加工方法。本发明还提出一种用于引导工具机运动单元的支架的制造方法。根据本发明的加工方法的这种应用尤其有利的是，工件可通过激光焊接以非常小的热变形被相互连接。相应地根据本发明的加工方法以对于这种应用所需的直线度制造用于引导工具机运动单元的支架。
根据本发明，两个要相互连接并且事先以相互搭接的方式布置的工件利用连接辅助件相互紧贴，该连接辅助件沿着贯穿轴线这样插入工件的相互覆盖的通孔中，使得所述连接辅助件的支座紧贴在工件叠组的一侧上并且所述连接辅助件的对应保持架紧贴在工件叠组的对置侧上。所述连接辅助件的支座已经在径向上突出于配属于它的工件的通孔，而连接辅助件的对应保持架目前还在相互覆盖的通孔的覆盖区域的投影内位于垂直于贯穿轴线延伸的平面中。从这个初始位置所述对应保持架偏转到作用位置。在对应保持架的偏转运动时，这个对应保持架与在配属于对应保持架的工件上的通孔边缘这样共同作用，使得沿着贯穿轴线在一侧被支座加载和在另一侧被对应保持架加载的工件相互紧贴。为此目的，在对应保持架上在工件侧和/或在配属于对应保持架的工件通孔边缘上在对应保持架侧设有紧固斜坡。该紧固斜坡在此可直线地或者以其它方式倾斜地延伸。相互紧贴的工件被相互焊接。可选地，尤其也可通过激光焊接建立在一方面相互搭接的工件和另一方面连接辅助件之间的连接。
本发明还提出了这些方法的特殊变型。
所述连接辅助件根据本发明也用于，使要相互连接的工件在垂直于贯穿轴线延伸的方向上相对彼此校准。通过简单的方式可由此实现这种校准，在相互搭接的工件中引入重合的通孔，并且加工辅助件在连接辅助件处于使用位置时布置在覆盖的通孔内部的那个区域中设有互补的横截面。
原则上可设想，所述连接辅助件的对应保持架机械地从初始位置偏转到作用位置。根据本发明优选地，连接辅助件的对应保持架手动地转移到作用位置。
在根据本发明的加工方法中使用的连接辅助件的优选结构类型是板材件，具有支座部分、贯穿部分和对应保持架部分。通过简单的加工措施能够由板材毛坯制成具有相应于其目的进行构型的各部分的连接辅助件。
所述连接辅助件的对应保持架和/或所述连接辅助件的支座优选地在时间上与在相互搭接的工件之间建立焊接连接并行地被去掉。通过两个方法步骤在时间上的并行化能够明显缩短该加工方法的总持续时间。
用于建立焊接连接所使用的装置有利地也用于去掉该连接辅助件的对应保持架或者说支座。
在根据本发明的加工方法的另一优选构型中，焊接过程的准备和所述相互搭接的工件与另一工件的连接相耦合，其方式为，所述连接辅助件由要与这两个相互搭接的工件连接的工件构成，通过所述连接辅助件使这两个相互搭接的工件相互紧贴。
作为另一工件例如考虑加固板，所述加固板在根据本发明的用于引导工具机运动单元的支架的制造方法中被附接在外部的支架空心型材的盖板上。
在根据本发明的加工方法的另一优选构型中，在一方面两个相互搭接的工件与另一方面另一工件之间的连接同样通过焊接建立。
在此特别有利的是，在这两个相互搭接的工件之间建立焊接连接引起另一工件与这两个相互搭接的工件之间建立焊接连接，。在这种情况下尤其存在可能性，所述相互搭接的工件彼此的连接与所述相互搭接的工件和另一工件的连接同时进行。
如果在这两个相互搭接的板材中的一个板材上所述连接区相对于剩余板材以这两个相互搭接的板材中的另一板材的厚度弯折，则在建立焊接连接以后得到在相互搭接的板材之间无错位的过渡。
附图说明
下面借助示例的示意性图示详细阐释本发明。附图示出：
图1两个板材和一连接辅助件，它们在加工方法中通过激光焊接相互连接，
图2至4根据图1的两个板材和连接辅助件在该加工方法的不同阶段，以及
图5根据图1至4在应用本加工方法的情况下制成的支架，用于引导工具机的运动单元。
具体实施方式
按照图1要通过激光焊接相互连接的工件是第一板材坯料1和第二板材坯料2形式的两个板材以及连接辅助件3形式的另一工件。在第一板材坯料1上连接区4相对于剩余板材5以第二板材坯料2的厚度弯折。在第二板材坯料2上的连接区6通过虚线的边界线表示。
两个板材坯料1,2设有槽口7。连接区4,6的宽度这样定尺寸，使得在相互焊接的板材坯料1,2上在第一板材坯料1上的槽口7与在第二板材坯料2上的槽口7以指定尺寸间隔开。
第一板材坯料1的连接区4具有矩形的通孔8，第二板材坯料2的连接区6设有矩形的通孔9。通孔8,9具有相同的尺寸并且在第一板材坯料1和第二板材坯料2的连接区4,6中这样定位，使得在相互对齐且在连接区4,6上相互搭接的板材坯料1,2中，第一板材坯料1上的每个通孔8分别被第二板材坯料2上的一个通孔9完全覆盖。
连接辅助件3作为板材件通过借助激光的切割加工由板材毛坯制成。连接辅助件3具有一个在连接辅助件3的使用位置用作支座的支座部分10、四个贯穿部分11以及四个对应保持架部分12，对应保持架部分中的每一个在连接辅助件3的使用状态时形成对应保持架。
在图2中看到连接辅助件3的支座部分10以及各贯穿部分11和对应保持架部分12的细节。
据此，贯穿部分11和对应保持架部分12由支座部分10的矩形凸出部13形成，其中，矩形凸出部13设有倾斜缝隙14。由于倾斜缝隙14，在对应保持架部分12的底面上得到紧固斜坡15。通过贯穿部分11的在创建倾斜缝隙14时保留的连接体16，使连接辅助件3的对应保持架部分12结合在支座部分10上。在根据图2的初始状态，连接辅助件3的支座部分10、贯穿部分11和对应保持架部分12位于一共同的平面中。在连接辅助件3的在图2中未示出的贯穿部分11和对应保持架部分12上也是相应的情况。
为了制造包括第一板材坯料1和第二板材坯料2的焊接结构，首先将要相互连接的工件以在图2中所示的方式相互对准。第一板材坯料1和第二板材坯料2在连接区4,6上相互搭接，其中，连接区4,6的接触侧相互面对。第一板材坯料1和第二板材坯料2相对彼此这样定位，使得彼此的通孔8,9重合地叠置。连接辅助件3相对于板材坯料1,2这样对准，使得连接辅助件3的每个矩形凸出部13与板材坯料1,2上的一对通孔8,9相对置。
由于这些情况，连接辅助件3沿着贯穿轴线17插入到两个相互搭接的板材坯料1,2的通孔8,9中，直到支座部分10碰到第一板材坯料1的背离连接区4的接触侧的底面上，支座部分在贯穿轴线17的径向上突出于第一板材坯料1的所有通孔8。连接辅助件3的贯穿部分11现在被板材坯料1,2的沿着贯穿轴线17相互对齐的通孔8,9接收。因为在连接辅助件3上的矩形凸出部13的横截面相应于在板材坯料1,2上的配属的通孔8,9的重合的横截面，所以连接辅助件3的贯穿部分11负责垂直于贯穿轴线17无间隙地相互校准第一板材坯料1、第二板材坯料2和连接辅助件3。
通过仍然与贯穿部分11和支座部分10布置在同一平面中的对应保持架部分12，连接辅助件3沿着贯穿轴线17在背离连接区6接触侧的一侧上相对于第二板材坯料2伸出。对应保持架部分12上的紧固斜坡15在贯穿轴线17方向上看以设置在连接体16上的部分长度而位于在第二板材坯料2上侧上的通孔9的边缘下方。
现在利用插到对应保持架部分12上的配合孔18中的杠杆，连接辅助件3的对应保持架部分12围绕在图2中标明的且平行于贯穿轴线17延伸的偏转轴线从支座部分10和贯穿部分11的平面被偏转。由此，对应保持架部分12从根据图2的初始位置达到作用位置，对于连接辅助件3的所有对应保持架部分12，该作用位置在图3中示出。贯穿部分11的连接体16允许对应保持架部分12的手动偏转运动。替代地，也可设想，连接辅助件3的对应保持架部分12机械地从初始位置转移到作用位置。
在对应保持架部分12的偏转运动过程中，对应保持架部分12的工件侧的紧固斜坡15通过在对应保持架部分12的运动方向上设置的较长棱边而在第二板材坯料2的相关通孔9的长边缘上滑动。在此，对应保持架部分12上的紧固斜坡15与通孔9的边缘这样彼此共同作用，使得由第一板材坯料1和第二板材坯料2组成的板材组被夹紧在一方面连接辅助件3的支座部分10和另一方面连接辅助件3的对应保持架部分12之间。因此，第一板材坯料1与第二板材坯料2直接地并且由此无间隙地相互紧贴。
在图3中极为简化地示出的激光焊接头19现在沿着在图3中虚线标明的焊接线20在由第一板材坯料1、第二板材坯料2和连接辅助件3组成的组件上沿着运动。在此，由激光焊接头19发出的激光射线21在通孔9以外的工件区域中建立在位于上方的第二板材坯料2与位于下方的第一板材坯料1之间的焊接连接。此外，在所示实例的情况下第一板材坯料1和连接辅助件3的支座部分10也相互焊接。在图4中看出在此产生的并且在板材坯料1,2和连接辅助件3的支座部分10上延伸的焊缝22。在激光焊接头9沿着焊接线20运动时在第二板材坯料2上侧伸出的总共四个对应保持架部分12利用激光射线21通过火焰切割与剩余的连接辅助件3分离。
与在图1至4中所示的情况不同，也可设置加固板作为连接辅助件，所述加固板与外部的支架空心型材的盖板共同形成用于引导工具机运动单元的支架。
在图5中示出这种支架30。在图5的视图平面以外，加固板31以前面对于图1至4描述的方式与在图5中所示的第一板材坯料1和在图5中不可见的第二板材坯料连接成焊接结构。这些板材坯料作为外部的支架空心型材32的盖板。

Claims (9)

1.一种用于通过激光焊接来连接两个工件的加工方法，在该方法的范围内，两个工件(1,2)在彼此的连接区(4,6)上以相互搭接的方式布置并且在搭接区域中通过连接区(4,6)的相互面对的接触侧互相紧贴，并且在方法的范围内，彼此紧贴的工件(1,2)通过激光焊接相互连接，
其特征在于，
这两个相互搭接的工件(1,2)通过彼此的连接区(4,6)互相紧贴，其方式为，
在所述工件(1,2)中的每一个上在所述连接区(4,6)中这样形成通孔(8,9)，使得这两个相互搭接的工件(1,2)的通孔(8,9)相互覆盖，
一待与这两个相互搭接的工件连接的另一工件构成连接辅助件(3)，该另一工件沿着贯穿轴线(17)这样插入相互覆盖的通孔(8,9)中，使得所述另一工件沿着贯穿轴线(17)相对于相互搭接的工件(1,2)在两侧分别以一突出部突出，其中，所述另一工件以所述另一工件的设置在所述另一工件的第一突出部上的支座(10)这样布置在配属于该第一突出部的工件(1,2)的背离所述接触侧的一侧上，使得所述另一工件的支座(10)在贯穿轴线(17)的径向方向上搭接在所述两个相互搭接的工件(1,2)中的配属于第一突出部的工件(1,2)的通孔(8,9)边缘，
所述另一工件的对应保持架(12)在所述另一工件的第二突出部上以围绕平行于贯穿轴线(17)延伸的偏转轴线的偏转运动从初始位置偏转到作用位置，其中，该对应保持架(12)在初始位置中在相互搭接的工件(1,2)的相互覆盖的通孔(8,9)的覆盖区域的投影内位于垂直于贯穿轴线(17)延伸的平面中，并且在作用位置中在贯穿轴线(17)的径向方向上在所述两个相互搭接的工件(1,2)中的配属于第二突出部的工件(1,2)的背离接触侧的一侧上搭接在所述两个相互搭接的工件(1,2)中的配属于第二突出部的工件(1,2)的通孔(8,9)边缘，其中，在对应保持架(12)上在工件侧和/或在所述两个相互搭接的工件(1,2)中的配属于第二突出部的工件(1,2)的通孔(8,9)的边缘上在对应保持架侧设有紧固斜坡(15)，并且，在对应保持架(12)到作用位置的偏转运动时，所述对应保持架(12)和所述两个相互搭接的工件(1,2)中的配属于第二突出部的工件(1,2)的通孔(8,9)边缘由于紧固斜坡(15)这样相互共同作用，使得沿着贯穿轴线(17)在一侧被支座(10)加载和在另一侧被对应保持架(12)加载的相互搭接的工件(1,2)相互紧贴，并且，
所述另一工件和这两个相互搭接的工件(1,2)在设在该另一工件上的对应保持架(12)偏转到作用位置之后通过激光焊接被相互连接，其方式为，这两个相互搭接的工件(1,2)通过激光焊接被相互连接。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述相互搭接的工件(1,2)利用所述另一工件在垂直于贯穿轴线(17)的方向上相对彼此被校准。
3.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，所述另一工件的对应保持架(12)手动地从初始位置被偏转到作用位置。
4.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，所述另一工件由板材件形成，具有构成所述另一工件的支座(10)的支座部分，具有在所述另一工件的使用位置被相互搭接的工件(1,2)的通孔(8,9)接收的贯穿部分(11)以及具有对应保持架部分，所述对应保持架部分构成对应保持架(12)并且相对于贯穿部分(11)能围绕一轴线偏转运动，该轴线在所述另一工件的使用位置中平行于贯穿轴线(17)延伸。
5.如权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，在相互搭接且相互紧贴的工件(1,2)通过激光焊接相互连接期间，所述另一工件的对应保持架(12)和/或所述另一工件的支座(10)被去掉。
6.如权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述另一工件的支座(10)和/或所述另一工件的对应保持架(12)利用一装置被去掉：通过该装置，相互搭接且相互紧贴的工件(1,2)通过激光焊接被相互连接。
7.如权利要求1或2所述的加工方法，在该方法中，两个板材相互紧贴并且相互连接，其特征在于，在这两个板材以相互搭接的方式布置之前，在这两个板材中的一个板材上所述连接区(4,6)相对于剩余的板材以另一板材的厚度弯折。
8.根据权利要求1或2所述的加工方法，其特征在于，所述两个工件是两个板材。
9.用于引导工具机运动单元的支架(30)的制造方法，其中，所述支架(30)制造为焊接结构，所述焊接结构具有由板材制成的外部的支架空心型材(32)，其特征在于，所述外部的支架空心型材(32)在应用如上述权利要求中任一项的加工方法的情况下制成，其中，所述外部的支架空心型材(32)的板材设置为相互搭接的工件，并且，设置加固板(31)作为另一工件，所述加固板布置在外部的支架空心型材(32)的板材的内侧上并且通过激光焊接与外部的支架空心型材(32)的板材连接。
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