CN109773396A - 一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装 - Google Patents

Abstract

一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，包括上模架、下模架、罐体固定结构和上盖固定结构，支撑板上固定设置有用于将移动限位壁推向固定限位壁的第一气缸，下模架上还设置有稳固机构，稳固机构包括支撑块、第二气缸、卡头、固定卡接块和移动卡接块，卡头固定连接在第二气缸的活塞杆端部，固定卡接块固定在支撑块的上方；卡头靠近固定卡接块的一端开设有卡槽，在第一气缸推动滑动块和移动限位壁靠近固定限位壁的过程中，移动卡接块与固定卡接块抵接时移动限位壁与固定限位壁对齐，第二气缸带动卡头移动后将固定卡接块和移动卡接块卡接在卡槽内。本发明达到了在振动摩擦焊接机产生高频振动的过程中保证移动限位壁始终夹紧罐体的效果。

Description

一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装

技术领域

本发明涉及一种振动摩擦焊接机，特别涉及一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装。

背景技术

振动摩擦焊接机是利用高频振动，使两个经过压力贴合到一起的塑料制件通过高频的振动摩擦，直到生成的摩擦和剪切热量接触面达到充分熔融的状态而使两个塑料制件焊接到一起。在碳罐的生产过程中，碳罐的上盖和罐体就是通过振动摩擦焊接机来实现焊接的。

汽车碳罐的振动摩擦焊工装包括安装在下模架上方的罐体固定结构以及安装在上模架下方的上盖固定结构，碳罐的罐体和上盖分别经过罐体固定结构和上盖固定结构固定之后再相互抵接压紧，启动振动摩擦焊接机进行焊接。

罐体固定结构为限位壁，限位壁包括固定限位壁和移动限位壁，固定限位壁固定在下模架的上方，移动限位壁则是在气缸的推动下朝向固定限位壁移动，罐体放置在固定限位壁内部，经过气缸推动移动限位壁与固定限位壁拼接后，罐体在移动限位壁的抵接作用下保持稳定。之后再将上盖和上模架压下，启动振动摩擦焊接机进行焊接操作。

上述现有技术的不足之处在于：由于移动限位壁是通过气缸实现抵紧定位罐体的，当振动摩擦焊接机启动后会产生高频振动，高频振动会带动罐体和移动限位壁进行振动，移动限位壁仅仅依靠气缸的作用很难保证在高频振动下移动限位壁仍然与罐体紧密抵接，一旦产生共振会导致罐体的振动更大，不利于罐体与上盖焊接。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，达到了在振动摩擦焊接机产生高频振动的过程中保证移动限位壁始终夹紧罐体的效果。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，包括上模架、下模架、罐体固定结构和上盖固定结构，罐体固定结构固定在下模架的上方，上盖固定结构固定在上模架的下方，罐体固定结构包括限位壁，限位壁包括固定限位壁和移动限位壁，固定限位壁固定在下模架上方，移动限位壁远离固定限位壁的一侧设置有与下模架固定的支撑板，支撑板上固定设置有用于将移动限位壁推向固定限位壁的第一气缸，下模架上还设置有稳固机构，稳固机构包括支撑块、第二气缸、卡头、固定卡接块和移动卡接块，支撑块固定在下模架的上方且位于移动限位壁远离固定限位壁的一侧，第二气缸与支撑块固定连接，卡头固定连接在第二气缸的活塞杆端部，固定卡接块固定在支撑块的上方，移动卡接块相对移动限位壁固定；卡头靠近固定卡接块的一端开设有卡槽，在第一气缸推动滑动块和移动限位壁靠近固定限位壁的过程中，移动卡接块与固定卡接块抵接时移动限位壁与固定限位壁对齐，第二气缸带动卡头移动后将固定卡接块和移动卡接块卡接在卡槽内。

通过采用上述技术方案，将罐体放置在底板上方、固定限位壁的内侧，启动第一气缸，第一气缸带动移动限位壁沿着导轨朝向固定限位壁移动，随着移动限位壁朝向固定限位壁移动，移动卡接块与固定卡接块相抵接，再启动第二气缸，第二气缸推动卡头朝向固定卡接块和移动卡接块移动，最终将固定卡接块和移动卡接块卡接在卡头的卡槽内，利用卡槽对滑动块进行进一步地限位，保证滑动壁在振动摩擦焊接机振动的过程中依然能够保持稳定地状态，即移动限位块在振动的过程中也能够保证稳定地夹紧罐体。

本发明进一步设置为：第一气缸水平设置。

通过采用上述技术方案，第二气缸水平设置能够节省工装的整体空间，同时在上模架下压的过程中第二气缸也不易与上模架发生干涉。

本发明进一步设置为：卡槽为开口逐渐扩大的梯形槽，固定卡接块和移动卡接块互相远离的面为与卡槽配合的楔形面。

通过采用上述技术方案，便于固定卡接块和移动卡接块与卡槽卡接，使卡接更为顺畅，且利用卡槽的梯形槽以及固定卡接块和移动卡接块互相远离的楔形面，随着第二气缸逐渐推动卡头使得卡头与固定卡接块和移动卡接块的固定越来越紧密。

本发明进一步设置为：移动限位壁下方设置有导轨和滑动块，导轨固定在下模架的上方，滑动块与导轨滑动连接，移动限位壁固定在滑动块的上方，导轨的延伸方向朝向固定限位壁，活动卡接块与滑动块固接。

通过采用上述技术方案，移动限位壁在第一气缸的移动作用下移动的更加稳定，并且在夹紧罐体的过程中移动限位壁的夹紧效果也更好，不易受高频振动的影响。

本发明进一步设置为：限位壁的底部设置有底板，底板固定连接在下模架的上方，底板上固定设置有竖直向上的插接柱。

通过采用上述技术方案，插柱与罐体上的预留孔插接配合，保证罐体固定结构对罐体固定的稳定性。

本发明进一步设置为：底板下方开设有定位槽。

通过采用上述技术方案，定位槽能够与罐体下表面突出设置的固定块相配合，提升罐体在底板上的稳定性。

本发明进一步设置为：固定限位壁和移动限位壁的上表面设置有摩擦纹。

通过采用上述技术方案，在上模架和下模架压合的过程中，利用摩擦纹提升限位壁夹紧固定罐体的稳定性。

综上所述，本发明具有以下技术效果：

1、通过在下模架的上方设置稳固机构，利用稳固机构能够保证移动限位壁与固定限位壁拼接后的稳定性，达到了在振动摩擦焊接机产生高频振动的过程中保证移动限位壁始终夹紧罐体的效果；

2、通过在移动限位壁的下方设置滑动块和导轨，有助于提升移动限位壁移动的稳定性，以及移动限位壁和固定限位壁拼接的准确度。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是罐体固定结构处于夹紧状态的结构示意图；

图3是罐体固定结构处于非夹紧状态的结构示意图；

图4是罐体的仰视图；

图5是突出显示上盖固定结构的三维结构示意图。

图中，1、上模架；2、下模架；3、罐体固定结构；31、底板；311、插接柱；312、稳定凸棱；313、定位槽；32、限位壁；321、固定限位壁；322、移动限位壁；33、导轨；34、滑动块；35、支撑板；36、第一气缸；37、稳固机构；371、支撑块；372、第二气缸；373、固定卡接块；374、移动卡接块；375、卡头；3751、卡槽；4、上盖固定结构；41、顶板；411、插孔；42、上限位壁；8、罐体；81、凸沿；82、间隔孔；83、间隔槽；84、固定块。

具体实施方式

如图1所示，本发明介绍了一种振动摩擦焊接机的工装，用于夹紧和安装焊接碳罐的罐体8和上盖，包括上模架1、下模架2、罐体固定结构3和上盖固定结构4（见图5），罐体固定结构3固定在下模架2的上方，上盖固定结构4固定在上模架1的下方，罐体8夹持固定在罐体固定结构3内，上盖固定夹持固定在上盖固定结构4内。在使用时，上模架1向下移动，使得上盖盖合并压紧在罐体8的上方，之后启动振动摩擦焊接机进行振动，通过振动摩擦来焊接上盖和罐体8。

如图1所示，罐体8的内部一体设置有多个纵横交错的隔板，当振动摩擦焊接机的振动方向与隔板平行时隔板的焊接效果最好；当振动方向与隔板垂直或者接近垂直时，隔板为塑料制品，会因振动而产生一定的晃动，此时隔板与上盖的焊接效果不佳。为了解决上述问题，可以将振动摩擦焊接机的振动方向设置成位于纵向隔板与横向隔板所成的夹角之间，这样当振动摩擦焊接机进行高频振动时不会引起纵向隔板和横向隔板沿高频振动方向大幅度振动，因此隔板与上盖的焊接更加牢固。由于振动方向的变化，可以将上模架1和下模架2的相对位置和角度设置与振动摩擦焊接机的振动方向相适配，或者改变罐体固定结构3和上盖固定结构4的布置角度，以保证振动方向与隔板的位置相适配。

如图2所示，罐体固定结构3包括均设置在下模架2上方的底板31和限位壁32，底板31位于限位壁32的内侧底部，罐体8则是放置在限位壁32的内部并通过限位壁32进行限位固定。罐体8的外周面为不规则的形状，其中有故意设置成凹凸不平的曲面，限位壁32的内周面形状最好能够与罐体8的外周面形状相适配，这样当罐体8放置在限位壁32内时，限位壁32能够完全贴合罐体8的外表面，保证限位壁32固定罐体8的稳定性。

限位壁32固定罐体8的稳定性越高则罐体8安装在限位壁32内的难度越高。为了降低罐体8的安装难度，如图3所示，可以将限位壁32设置成分体式，包括固定限位壁321和移动限位壁322，固定限位壁321和移动限位壁322互相拼接形成完整的限位壁32以固定罐体8。在安装的过程中首先把罐体8放置在固定限位壁321内，因为固定限位壁321不完全闭合，这样罐体8安装在固定限位壁321则较为容易，之后再将移动限位壁322与固定限位壁321拼接且通过移动限位壁322抵接罐体8，起到主要固定罐体8的作用。

如图3所示，在本发明中移动限位壁322为两块，并且均位于限位壁32长度方向的一端，这样在移动限位壁322朝向固定限位壁321移动拼接的过程，从罐体8的端部挤压罐体8能够起到更加稳定地固定罐体8的效果，并且由于固定限位壁321的一端缺口也便于罐体8与固定限位壁321的安装。

实现驱动移动限位壁322朝向固定限位壁321移动夹紧罐体8的结构有多种，本实施例列举一种以供参考。如图3所示，移动限位壁322下方设置有导轨33和滑动块34，导轨33固定在下模架2的上方，滑动块34与导轨33滑动连接，移动限位壁322固定在滑动块34的上方，导轨33的延伸方向朝向固定限位壁321；移动限位壁322远离固定限位壁321的一侧设置有与下模架2固定的支撑板35，支撑板35上固定设置有用于将移动限位壁322推向固定限位壁321的第一气缸36。启动第一气缸36，第一气缸36带动滑动块34和移动限位壁322沿着导轨33朝向固定限位壁321移动，利用滑动块34和导轨33能够提升移动限位壁322滑动的稳定性，并且也能够在高频振动时提升移动限位壁322的稳定性。

由于第一气缸36的驱动压力有限，在振动摩擦焊接的过程中，一旦振动过大或者与罐体8、固定限位壁321和移动限位壁322产生共振时，第一气缸36提供的压力很难保证移动限位壁322抵紧固定罐体8。为解决上述问题，如图3所示，可以在下模架2上设置稳固机构37，稳固机构37包括支撑块371、第二气缸372、卡头375、固定卡接块373和移动卡接块374，支撑块371固定在下模架2的上方且位于移动限位壁322远离固定限位壁321的一侧，第二气缸372与支撑块371固定连接，卡头375固定连接在第二气缸372的活塞杆端部，固定卡接块373固定在支撑块371的上方，移动卡接块374固定在滑动块34的侧方；卡头375靠近固定卡接块373的一端开设有卡槽3751，在第一气缸36推动滑动块34和移动限位壁322靠近固定限位壁321的过程中，移动卡接块374与固定卡接块373抵接时移动限位壁322与固定限位壁321对齐，第二气缸372带动卡头375移动后将固定卡接块373和移动卡接块374卡接在卡槽3751内。第一气缸36带动移动限位壁322抵紧罐体8，此时移动卡接块374与固定卡接块373相抵接，再启动第二气缸372，第二气缸372推动卡头375朝向固定卡接块373和移动卡接块374移动，最终将固定卡接块373和移动卡接块374卡接在卡头375的卡槽3751内，利用卡槽3751对滑动块34进行进一步地限位，保证滑动块34在振动摩擦焊接机振动的过程中依然能够保持稳定地状态，即移动限位壁322在振动的过程中也能够保证稳定地夹紧罐体8。

其中，第二气缸372可以水平设置或者竖直设置，在本实施例中水平设置，因为第二气缸372水平设置后能够节省工装的整体空间，同时在上模架1下压的过程第二气缸372也不易与上模架1发生干涉。

如图3所示，为了便于卡槽3751与固定卡接块373和移动卡接块374卡接，可以将卡槽3751设置成开口逐渐扩大的梯形槽，同时固定卡接块373和移动卡接块374互相远离的面设置成与卡槽3751配合的楔形面。当卡槽3751逐渐接近固定卡接块373和移动卡接块374时，卡槽3751两侧的斜面首先与固定卡接块373和移动卡接块374互相远离的楔形面抵接，之后随着第二气缸372逐渐推动卡头375，卡槽3751与固定卡接块373和移动卡接块374的卡接越来越紧密。

如图4所示，罐体8与上盖接触的部位水平沿罐体8的周面向外一体延伸有凸沿81，凸沿81的设置能够增大罐体8与上盖的接触面积，有利于增大罐体8和上盖焊接的稳定性。罐体8在安装过程中，凸沿81与限位壁32的上表面接触，为了便于固定罐体8，可以在限位壁32的上表面设置摩擦纹，当上模架1带动上盖向下移动压紧罐体8后，摩擦纹能够使得凸沿81与限位壁32稳定接触，利用凸沿81与限位壁32的摩擦力提升限位壁32固定罐体8的稳定性。

罐体8内分别有多个空腔，用于容置碳粉等，在多个空腔之间并不完全是连续设置，特别是大气腔和其他腔室之间，如图4所示，在罐体8的底部设置有因多个腔室间隔设置而形成的间隔孔82，并且在罐体8的底部各个腔室之间也形成间隔槽83，罐体8的底部还一体凸出设置有固定块84，通过固定块84方便罐体8与汽车固定。如图3所示，底板31上一体设置有插接柱311、稳定凸棱312，底板31上开设有多个定位槽313，插接柱311与间隔孔82插接配合，稳定凸棱312与间隔槽83搭接配合，固定块84则插入定位槽313内，这样能够提升罐体8在底板31上放置的稳定性，有利于提升焊接的效果。

如图5所示，上盖固定结构4包括顶板41和上限位壁42，顶板41位于上限位壁42的槽底内，顶板41和上限位壁42均固定连接在上模架1下方，上盖则是位于上限位壁42之间且通过上限位壁42夹紧固定。上盖上方具有大气口、吸附口和脱附口，顶板41上则开设有与大气口、吸附口和脱附口相适配的插孔411，上限位壁42的内周面具有与上盖的外周面相适配的形状，便于限位和固定上盖。

上盖下端的端面处沿周面向外凸出设置有上盖凸沿，上盖凸沿与罐体的凸沿81对齐，便于上盖与罐体8的焊接，上限位壁42的下端面也设置有摩擦纹，用于保证上盖与上限位壁42的稳定性。

本实施例的工作原理为：结合图1、图2和图3所示，将罐体8放置在底板31上方、固定限位壁321的内侧，启动第一气缸36，第一气缸36带动滑动块34和移动限位壁322沿着导轨33朝向固定限位壁321移动，随着滑动块34朝向固定限位壁321移动，移动卡接块374与固定卡接块373相抵接，再启动第二气缸372，第二气缸372推动卡头375朝向固定卡接块373和移动卡接块374移动，最终将固定卡接块373和移动卡接块374卡接在卡头375的卡槽3751内；之后将上盖夹紧固定在上盖固定结构4内，下压上模架1，使上盖紧密盖合在罐体8的上方，启动振动摩擦焊接机，并且振动的方向位于纵向隔板与横向隔板所成的夹角之间。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，包括上模架（1）、下模架（2）、罐体固定结构（3）和上盖固定结构（4），罐体固定结构（3）固定在下模架（2）的上方，上盖固定结构（4）固定在上模架（1）的下方，罐体固定结构（3）包括限位壁（32），限位壁（32）包括固定限位壁（321）和移动限位壁（322），固定限位壁（321）固定在下模架（2）上方，移动限位壁（322）远离固定限位壁（321）的一侧设置有与下模架（2）固定的支撑板（35），支撑板（35）上固定设置有用于将移动限位壁（322）推向固定限位壁（321）的第一气缸（36），其特征在于，下模架（2）上还设置有稳固机构（37），稳固机构（37）包括支撑块（371）、第二气缸（372）、卡头（375）、固定卡接块（373）和移动卡接块（374），支撑块（371）固定在下模架（2）的上方且位于移动限位壁（322）远离固定限位壁（321）的一侧，第二气缸（372）与支撑块（371）固定连接，卡头（375）固定连接在第二气缸（372）的活塞杆端部，固定卡接块（373）固定在支撑块（371）的上方，移动卡接块（374）相对移动限位壁（322）固定；卡头（375）靠近固定卡接块（373）的一端开设有卡槽（3731），在第一气缸（36）推动滑动块（34）和移动限位壁（322）靠近固定限位壁（321）的过程中，移动卡接块（374）与固定卡接块（373）抵接时移动限位壁（322）与固定限位壁（321）对齐，第二气缸（372）带动卡头（375）移动后将固定卡接块（373）和移动卡接块（374）卡接在卡槽（3731）内。

2.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，第一气缸（36）水平设置。

3.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，卡槽（3731）为开口逐渐扩大的梯形槽，固定卡接块（373）和移动卡接块（374）互相远离的面为与卡槽（3731）配合的楔形面。

4.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，移动限位壁（322）下方设置有导轨（33）和滑动块（34），导轨（33）固定在下模架（2）的上方，滑动块（34）与导轨（33）滑动连接，移动限位壁（322）固定在滑动块（34）的上方，导轨（33）的延伸方向朝向固定限位壁（321），活动卡接块（374）与滑动块（34）固接。

5.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，限位壁（32）的底部设置有底板（31），底板（31）固定连接在下模架（2）的上方，底板（31）上固定设置有竖直向上的插接柱（311）。

6.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，底板（31）下方开设有定位槽（313）。

7.根据权利要求1所述的一种稳定固定的碳罐摩擦焊工装，其特征在于，固定限位壁（321）和移动限位壁（322）的上表面设置有摩擦纹。