CN110977087A - 直流力矩电机电刷焊接夹具及焊接加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流力矩电机电刷焊接夹具及焊接加工方法，解决了电刷焊接对操作人员要求高，手工焊接批次性差异大，合格率低等问题。该电刷焊接夹具的座体的前表面安装电刷定位板和簧片定位板；座体的顶部设有向前的第一凸起；电刷定位板的顶面为斜面，斜面上开设有用于放置待焊接电刷的凹坑，凹坑的底面倾斜角度与电刷定位板顶面的倾斜角度相同；电刷定位板的左端面与所述凹坑之间设有螺纹孔；电刷顶杆与螺纹孔配合后，一端位于电刷定位板左端面外部，另一端伸入凹坑内；簧片定位板的厚度与待焊接簧片宽度相适配；簧片定位板的顶部设有与待焊接簧片折弯角度相适配的第二凸起；簧片压杆垂直穿过所述第一凸起后压紧所述待焊接簧片。

Description

直流力矩电机电刷焊接夹具及焊接加工方法

技术领域

本发明属于电机装配制造领域，具体涉及一种直流力矩电机电刷焊接夹具及焊接加工方法。

背景技术

直流力矩电机特点是堵转力矩大、空载转速低、不需要任何减速装置可直接驱动负载，过载能力强。长期堵转时能产生足够大的转矩而不损坏。广泛应用于各种雷达天线的驱动、光电跟踪等高精度传动系统。

电刷作为直流力矩电机的重要组成元件，负责在旋转部件与静止部件之间传导电流，电刷簧片作为引出线与电刷之间的连接元件，还兼备为电刷提供一定的压力，以保证电刷和转子保持紧密接触。电刷与簧片的焊接质量直接影响电机质量与使用寿命。

现有电刷与簧片的焊接，对于不同规格批次的电刷和簧片需要制作不同的焊接工装，导致生产效率低下；另外，现有的焊接工装采用非金属材料制作，由于非金属材料加工时难以保证尺寸精度，从而对操作人员的焊接水平要求较高，导致焊接质量不可靠，批次性差异大等问题。

发明内容

本发明提供一种直直流力矩电机电刷焊接夹具及焊接加工方法，解决了现有电刷焊接时，焊接工装通用差导致生产效率低下，以及焊接工装采用非金属材料制作导致焊接质量不可靠，批次性差异大等问题。

本发明的具体技术方案如下：

本发明提供了一种直流力矩电机电刷焊接夹具，包括座体、电刷定位板、簧片定位板、电刷顶杆以及簧片压杆；

座体的前表面安装电刷定位板和簧片定位板；座体的顶部设有向前的第一凸起；

电刷定位板的顶面为斜面，斜面上开设有用于放置待焊接电刷的凹坑，凹坑的底面倾斜角度与电刷定位板顶面的倾斜角度相同；电刷定位板的左端面与所述凹坑之间沿顶面的倾斜方向设有螺纹孔；电刷顶杆与所述螺纹孔配合后，一端位于电刷定位板左端面外部，另一端伸入凹坑内；

簧片定位板的厚度与待焊接簧片宽度相适配；簧片定位板的顶部设有与待焊接簧片折弯角度相适配的第二凸起；

簧片压杆垂直穿过所述第一凸起后压紧所述待焊接簧片。

进一步地，上述座体的后部设有检测块，所述检测块的顶面平面度为0.02mm。该检测块既方便操作人员手工焊接时稳持工装，又可作为焊接后电刷质量的检测量具。

进一步地，上述座体安装电刷定位板的位置顶面设有与所述电刷定位板的顶面对齐，且倾斜角度相同，座体安装电刷定位板的位置顶面开设有倾斜凹槽，倾斜凹槽的深度小于所述凹坑的深度。该凹槽可避免电烙铁在焊接时接触座体，导致烙铁头温度下降。

进一步地，为了确保在簧片压杆自重作用下，簧片压杆能将待焊接簧片压实在簧片定位板上，上述簧片压杆与待焊接簧片接触的表面为斜面，且该斜面的倾斜角度与所述电刷定位板的顶面倾斜角度一致。

进一步地，为了适用于不同规格大小的电刷和簧片的焊接时，簧片能压实在簧片定位板上，上述第一凸起上开设有长条孔，簧片压杆可在所述长条孔内左右移动。

进一步地，为了使电刷定位板、簧片定位板与座体的配合更加紧凑，座体上第一定位浅槽和第二定位浅槽，相应地，电刷定位板上设有与所述第一定位浅槽尺寸、形状相适配的第一凸块；簧片定位板上设有与所述第二定位浅槽尺寸、形状相适配的第二凸块。电刷定位板、簧片定位板分别通过第一凸块和第一定位浅槽的配合、第二凸块与第二定位浅槽的配合可有效的定位。

进一步地，为了方便拆装，同时为了满足不同规格尺寸簧片焊接时，需要对簧片定位板进行更换，上述电刷定位板、簧片定位板均通过螺钉安装在所述座体前表面。

进一步地，上述电刷定位板、簧片定位板均靠近座体左端面一侧设置，座体其余部分预留足够空间，根据簧片定位板的安装位置可在座体加工安装孔即可满足不同簧片的定位安装。

进一步地，上述座体采用铝制材料加工而成，电刷定位板采用电木棒加工而成，簧片定位板以及簧片压杆采用铜质材料加工而成。

基于上述焊接夹具的结构描述，现对采用该夹具进行电刷焊接加工的方法进行介绍，包括以下步骤：

步骤1：将电刷定位板、簧片定位板分别通过第一定位槽和第二定位槽定位后，通过螺钉安装于座体；

步骤2：将待焊接电刷放置于电刷定位板顶部的凹坑内，调节电刷顶杆使其压紧电刷；

步骤3：安装待焊接簧片，将待焊接簧片的折弯部分与簧片定位板顶部的第二凸起贴合，调整簧片压杆角度使其保持垂直，利用簧片压杆自重压紧待焊接簧片；

步骤4：利用电烙铁对经过搪锡处理的簧片及电刷进行焊接。

本发明的优点在于：

1、本发明采用了通过座体、电刷定位板、簧片定位板、电刷顶杆以及簧片压构成的焊接夹具，通过机械结构保证了簧片与电刷焊接面贴合，簧片与电刷底面平齐，保证了批次电刷焊接的一致性；

2、本发明采用的夹具，对不同规格尺寸的电刷进行焊接作业时，只需更换簧片定位板以及簧片压杆，同时调整新簧片定位板安装位置以及簧片压杆位置即可，无需重新加工新的夹具，生产效率大大提升。

3、本发明的座体上设有检测块，该检测块既方便操作人员手工焊接时稳持工装，又可作为焊接后电刷质量的检测量具。

4、本发明的座体采用铝制材料加工而成，可有效保证夹具的加工精度；座体安装电刷定位板的位置顶面开设有倾斜凹槽，通过减小待焊接电刷与座体的接触面积从而保证定位精度，同时又避免了焊接过程中电烙铁与铝制座体相接触导致的烙铁头温度快速下降；同时，电刷定位板采用电木棒加工而成，可有效降低焊接过程的热传导导致的焊接温度不足的问题，簧片定位板以及簧片压杆采用铜质材料加工而成，有效避免压伤经镀金处理的簧片。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为本发明的轴测图。

附图标记如下：

1-座体、2-电刷定位板、3-簧片定位板、4-电刷顶杆、5-簧片压杆、6-第一凸起、7-凹坑、8-螺纹孔、9-待焊接电刷、10-待焊接簧片、11-第二凸起、12-检测块、13-长条孔、14-螺钉、15-倾斜凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例中夹具的具体结构如图1和图2所示，包括座体1、电刷定位板2、簧片定位板3、电刷顶杆4以及簧片压杆5；

座体1的前表面安装电刷定位板2和簧片定位板3；座体1的顶部设有向前的第一凸起6；

电刷定位板2的顶面为斜面(从左向右依次升高)，斜面上开设有用于放置待焊接电刷9的凹坑7(凹坑的尺寸较大，适用于不同规格的待焊接电刷9放置在其内部)，凹坑7的底面倾斜角度与电刷定位板2顶面的倾斜角度相同；电刷定位板2的左端面与所述凹坑7之间沿顶面的倾斜方向设有螺纹孔8；电刷顶杆4与所述螺纹孔8配合后，一端位于电刷定位板2左端面外部，另一端伸入凹坑7内；

簧片定位板3的厚度与待焊接簧片10宽度相适配；簧片定位板3的顶部设有与待焊接簧片10折弯角度相适配的第二凸起11(该第二凸起11为一个尖角结构)；簧片压杆5垂直穿过所述第一凸起6后压紧所述待焊接簧片10。

其中，座体1采用铝制材料加工而成，可有效保证夹具的加工精度；同时，电刷定位板2采用电木棒加工而成，可有效降低焊接过程的热传导导致的焊接温度不足的问题，簧片定位板3以及簧片压杆5采用铜质材料加工而成，有效避免压伤经镀金处理的簧片。

本实施例在以上结构的基础上，还对夹具作出以下优化设计：

优化设计一：座体1的后部有设检测块12(本实施例中该检测块12与座体1一体加工成型，当然也可以采用分体式结构)，检测块12的顶面平面度为0.02mm。该检测块既方便操作人员手工焊接时稳持工装，又可作为焊接后电刷质量的检测量具，焊接后的电刷放置在检测块的顶面后，可观察该电刷和簧片是否对齐。

优化设计二：座体1安装电刷定位板2的位置顶面与所述电刷定位板2的顶面对齐，且倾斜角度相同，座体1安装电刷定位板2的位置顶面开设有倾斜凹槽15，倾斜凹槽15的深度小于所述凹坑7的深度。该倾斜凹槽15即减小待焊接电刷9与座体1的接触面积从而保证定位精度，同时又避免了焊接过程中电烙铁与铝制座体相接触导致的烙铁头温度快速下降。

优化设计三：为了确保在簧片压杆5自重作用下，簧片压杆5能将待焊接簧片压实在簧片定位板3上，簧片压杆5与待焊接簧片10接触的表面为斜面，且该斜面的倾斜角度与所述电刷定位板2的顶面倾斜角度一致。

优化设计四：为了适用于不同规格大小的电刷和簧片的焊接时，簧片能压实在簧片定位板3上，第一凸起6上开设有长条孔13，簧片压杆5可在所述长条孔13内左右移动，从而适用于对不同规格尺寸的待焊接簧片10进行压紧。

优化设计五：为了使电刷定位板2、簧片定位板3与座体1的配合更加紧凑，座体1上第一定位浅槽和第二定位浅槽(图中未示出)，相应地，电刷定位板上设有与所述第一定位浅槽尺寸、形状相适配的第一凸块(图中未示出)；簧片定位板上设有与所述第二定位浅槽尺寸、形状相适配的第二凸块(图中未示出)。电刷定位板、簧片定位板分别通过第一凸块和第一定位浅槽的配合、第二凸块与第二定位浅槽的配合可有效的定位，一般情况下，第一定位浅槽和第二定位浅槽的深度有2-4mm即可，相应地第一凸块，第二凸块

优化设计六：为了方便拆装，同时为了满足不同规格尺寸簧片焊接时，需要对簧片定位板进行更换，上述电刷定位板2、簧片定位板3均通过螺钉14安装在所述座体1前表面，当簧片规格尺寸变化时，需要更换不同的簧片定位板3，此时只需要在座体1重新加工螺纹孔和第二定位浅槽即可。本实施例中，分别通过M2.5螺钉与M1.6螺钉分别对电刷定位板、簧片定位板进行紧固。

优化设计七：电刷定位板2、簧片定位板3均靠近座体1左端面一侧设置，座体其余部分预留足够空间，根据簧片定位板的安装位置可在座体加工螺纹孔和第二定位浅槽即可满足不同簧片的定位安装。

使用本实施例夹具进行具体焊接方法如下：

步骤1：将电刷定位板、簧片定位板分别通过第一定位浅槽和第一凸块的配合、第二定位浅槽和第二凸块的配合在座体进行初定位，之后再各自采用螺钉紧固于座体上；

步骤2：将待焊接电刷放置于电刷定位板的顶部凹坑内，调整电刷顶杆在螺纹孔内前后移动，使得电刷顶杆压紧待焊接电刷；

步骤3：将待焊接簧片折弯处放置于簧片定位板的第二凸起上，且使两者贴合，同时待焊接簧片的侧边紧贴座体前表面；

步骤4：将簧片压杆穿过座体的长条孔，调增簧片压杆的角度，使待焊接簧片与簧片压杆贴合，保证待焊接簧片与待焊接电刷接触；

步骤5：利用电烙铁对经过搪锡处理的簧片及电刷进行焊接；

步骤6：重复步骤2～步骤5焊接另外一片电刷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：包括座体、电刷定位板、簧片定位板、电刷顶杆以及簧片压杆；

座体的前表面安装电刷定位板和簧片定位板；座体的顶部设有向前的第一凸起；

电刷定位板的顶面为斜面，斜面上开设有用于放置待焊接电刷的凹坑，凹坑的底面倾斜角度与电刷定位板顶面的倾斜角度相同；电刷定位板的左端面与所述凹坑之间沿顶面的倾斜方向设有螺纹孔；电刷顶杆与所述螺纹孔配合后，一端位于电刷定位板左端面外部，另一端伸入凹坑内；

簧片定位板的厚度与待焊接簧片宽度相适配；簧片定位板的顶部设有与待焊接簧片折弯角度相适配的第二凸起；

簧片压杆垂直穿过所述第一凸起后压紧所述待焊接簧片。

2.根据权利要求1所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述座体的后部设有检测块，所述检测块的顶面平面度为0.02mm。

3.根据权利要求2所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述座体安装电刷定位板的位置顶面与所述电刷定位板的顶面对齐，且倾斜角度相同，座体安装电刷定位板的位置顶面开设有倾斜凹槽，倾斜凹槽的深度小于所述凹坑的深度。

4.根据权利要求3所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：簧片压杆与待焊接簧片接触的表面为斜面，且该斜面的倾斜角度与所述电刷定位板的顶面倾斜角度一致。

5.根据权利要求4所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述第一凸起上开设有长条孔，簧片压杆可在所述长条孔内左右移动。

6.根据权利要求5所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述座体上第一定位浅槽和第二定位浅槽，相应地，电刷定位板上设有与所述第一定位浅槽尺寸、形状相适配的第一凸块；簧片定位板上设有与所述第二定位浅槽尺寸、形状相适配的第二凸块。

7.根据权利要求6所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述电刷定位板、簧片定位板均通过螺钉安装在所述座体前表面。

8.根据权利要求7所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述电刷定位板、簧片定位板均靠近座体左端面一侧设置。

9.根据权利要求8所述的直流力矩电机电刷焊接夹具，其特征在于：所述座体采用铝制材料加工而成，电刷定位板采用电木棒加工而成，簧片定位板以及簧片压杆采用铜质材料加工而成。

10.一种直流力矩电机电刷焊接加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将电刷定位板、簧片定位板分别通过第一定位浅槽和第一凸块的配合、第二定位浅槽和第二凸块的配合在座体进行初定位，之后再各自采用螺钉紧固于座体上；

步骤2：将待焊接电刷放置于电刷定位板顶部的凹坑内，调节电刷顶杆使其压紧电刷；

步骤3：安装待焊接簧片，将待焊接簧片的折弯部分与簧片定位板顶部的第二凸起贴合，调整簧片压杆角度使其保持垂直，利用簧片压杆自重压紧待焊接簧片；

步骤4：利用电烙铁对经过搪锡处理的簧片及电刷进行焊接。

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