CN112570846A - 用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法 - Google Patents

用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于电液伺服阀制造装配领域，具体涉及一种用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法。解决上述方法存在的薄壁反馈杆焊接精度和效率问题，包括上定位结构、弹性夹紧结构、可调定位结构及支撑结构；上定位结构用于反馈杆座定位，弹性夹紧结构用于夹住反馈杆非焊接部位，可调定位结构实现钢球定位，上述支撑结构用于确保焊接过程中定位焊夹具的稳定性。本发明采用多个可调节的机构，将待焊接装配的电液伺服阀薄壁反馈杆的焊接精度要求，分解成夹具本身的定位误差和待焊接装配件自身的尺寸误差两部分分别控制来保证，同时，调整一次后，可连续使用，进而保证焊接的重复精度和效率。

Description

用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法
技术领域
本发明属于电液伺服阀制造装配领域，具体涉及一种用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法。
背景技术
现有电液伺服阀反馈杆一般采用圆截面钢柱车削加工一体成形，而后或采用钣金方法折弯成形，或在端部车削精研小球配合精密沟槽使用。
现有方法加工难度大，调节费时费力，反馈杆运动过程中容易带入非设计弯曲载荷，影响产品精度。
发明内容
为了解决上述方法存在的薄壁反馈杆焊接精度和效率问题，本发明提供一种用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具及焊接方法。采用本发明定位装夹焊接来进行装配，能够保证反馈杆安装的设计正交性，并精确保证反馈杆的作用力臂长度；同时保证装配件具有高的重复精度和装配效率。
本发明的技术方案是提供一种用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具，上述电液伺服阀薄壁正交反馈杆包括反馈杆座、反馈杆、套管及钢球；
上述反馈杆座为利用钢带冲裁加工而成的钢板；
上述反馈杆的截面为矩形，利用钢带冲裁加工而成，包括折弯段与竖直段，折弯段与竖直段之间的夹角为钝角；
上述钢球焊接在反馈杆折弯段的端部；
上述反馈杆的竖直段端部与套管的端面均焊接在反馈杆座上；
其特征在于：
包括上定位结构、弹性夹紧结构、可调定位结构及支撑结构；
待焊件底部设置沿z向的定位柱，上述定位柱的直径小于电液伺服阀薄壁正交反馈杆套管的直径；套管设在定位柱上，实现套管定位；
上述上定位结构包括叠层并固定连接的上定位板和下定位板；上定位板和下定位板之间开设焊接窗口，通过焊接窗口对焊接部位进行焊接并观察；上述上定位板轴向中心开设与待焊件相适配的异形孔，孔壁为待焊件的定位面，待焊件位于上定位板异形孔内，通过定位面实现定位；上述下定位板的轴向中心开设与电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆座相适配的通孔，反馈杆座固定在上述通孔内，实现反馈杆座定位；
上述弹性夹紧结构固定在上定位结构的底部，用于夹住待焊接的电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆非焊接部位；
上述可调定位结构固定在支撑结构上，可调定位结构能够沿Z向移动，其上端面中心设有与钢球配合的定位凹槽，实现钢球定位；
上述支撑结构包括定位底座与设置在定位底座上的定位套筒，定位套筒与上定位结构连接，用于确保焊接过程中定位焊夹具的稳定性。
进一步地，为了便于拆装待焊件，上述弹性夹紧结构包括弹性夹头，弹性夹头的一端开设挠性夹持缺口，夹住待焊接件的薄壁挠性反馈杆的非焊接部位，调节夹紧螺钉实现夹紧；弹性夹头的另一端设置螺杆，螺杆从下至上穿出上定位结构，利用盖形螺母将弹性夹紧结构固定在上定位结构上。
进一步地，上述可调定位结构包括调节座与调整座，调整座套设在调节座内，上述定位凹槽位于调整座端面中心；沿调整座外壁轴向开设V形槽，锁紧螺钉与调节座螺纹连接，拧紧锁紧螺钉，锁紧螺钉顶紧V形槽槽底，实现钢球定位。
进一步地，上定位板和下定位板通过定位销实现位置配合，通过螺钉进行连接。
本发明还提供一种利用上述定位焊夹具实现电液伺服阀薄壁反馈杆的焊接方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
步骤1、组装待焊件、待焊电液伺服阀薄壁反馈杆及上述定位焊夹具；
步骤1.1、调节调整座的高度到要求值，拧紧锁紧螺钉；
步骤1.2、将待焊件放在上定位板的异形孔中，通过定位面定位，通过螺钉进行紧固连接；
步骤1.3、将待焊件底部的焊接部位涂抹上焊剂；
步骤1.4、将待焊电液伺服阀薄壁反馈杆的套管部位套在待焊件底部的定位柱上，钢球放入调整座上端的定位凹槽内，通过弹性夹头夹紧反馈杆；
步骤2、焊接；
用电烙铁接触焊接部位外侧，实现焊接。
本发明的有益效果是：
1、本发明夹具采用多个可调节的机构，将待焊接装配的电液伺服阀薄壁反馈杆的焊接精度要求，分解成夹具本身的定位误差和待焊接装配件自身的尺寸误差两部分分别控制来保证。其中待焊接装配件自身的尺寸误差，可通过设计过程消除，定位误差可通过装配组合调整消除，如通过调整夹具弹性夹头和调整座的位置，消除弯折段误差，保证反馈杆安装时弯折段的方向；通过调整座定位凹槽与上定位板的精确高度差，消除反馈杆误差，确保反馈杆的作用力臂的长度。同时，调整座的高度调整定位后，可连续使用，每次焊接时高度尺寸保持不变，进而保证焊接的重复精度和效率。
2、焊接后的零件重复精度由定位夹具控制效果良好，焊缝拉拔强度满足使用要求，大幅降低了零件的制造时间，操作过程简便有效，调整组装后的夹具对工件进行多点定位，使焊接件具备较高的几何一致性。
3、采用带焊接钢球的薄壁形式反馈杆便于将零件要求放入组件中调整，保证同时具备更好受力和运动的正交性。
4、本发明焊接的钢球制造精度远远高于一般零件独立加工的水平。
附图说明
图1为本发明薄壁正交反馈杆结构示意图；
图2为本发明焊接装配夹具与待焊接薄壁正交反馈杆装配结构示意图；
图3为本发明待焊件与待焊接薄壁正交反馈杆的焊接装配结构示意图；
图4为图3的顶视示意图；
图5为本发明上定位结构示意图；(a、b为两种视角)
图6为本发明弹性夹紧结构示意图；
图7为本发明可调定位结构示意图；
图8为本发明支撑结构示意图；
图中附图标记为：1-钢球，2-反馈杆，21折弯段，22-竖直段，3-套管，反馈杆座4；
02-上定位结构，03-弹性夹紧结构，04-可调定位结构，05-支撑结构；
11-定位柱，21-上定位板，22-下定位板，23-定位销，24-焊接窗口，25-通孔，26-异型孔，27-定位面；
32-弹性夹头，33-挠性夹持缺口，34-夹紧螺钉；
41-调整座，42-锁紧螺钉，43-调节座，44-V形槽，45-定位凹槽；
51-定位底座，52-定位套筒，53-长螺钉。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。
从图1可以看出，本实施例电液伺服阀反馈杆，反馈杆座4为利用钢带冲裁加工而成的钢板；反馈杆2的横截面为矩形，利用钢带冲裁加工而成，包括折弯段21与竖直段22，折弯段21与竖直段22之间的夹角为钝角；钢球1焊接在反馈杆折弯段21的端部；反馈杆2的竖直段22端部与套管3的端面均焊接在反馈杆座4上。
从图2可以看出，本实施例定位焊夹具包括上定位结构02、弹性夹紧结构03及可调定位结构04及支撑结构05。上定位结构02用于固定待焊接的电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆座4与套管3。弹性夹紧结构03固定在上定位结构02的底部，用于夹住待焊接的电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆2的非焊接部位；可调定位结构04固定在支撑结构05上，可调定位结构04能够沿Z向移动并定位，其上端面中心设有与钢球1配合的定位凹槽45，实现钢球1定位；支撑结构05包括定位底座51与设置在定位底座51上的定位套筒52，长螺钉53穿过上定位结构02与定位套筒52螺纹连接。通过长螺钉53和定位套筒52实现对上定位结构02以及其他结构的支撑作用，确保焊接过程中夹具的稳定性。
如图3所示，本实施例待焊件01底部设置沿z向的定位柱11，定位柱11的直径小于电液伺服阀薄壁正交反馈杆2套管3的直径；套管3套设在定位柱11上，实现套管3定位。
结合图4及图5，本实施例上定位结构02包括叠层设置的上定位板21和下定位板22，通过定位销23实现位置配合，通过螺钉进行连接，避免焊接时热影响区对夹具相关定位尺寸的影响。上定位板21轴向中心开设与待焊件01相适配的异形孔27，异形孔27的孔壁作为待焊件01的定位面26，当待焊件01位于上定位板异形孔内时，通过定位面26实现定位，限制待焊件01的六个自由度运动。下定位板22的轴向中心开设与电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆座4相适配的通孔25，反馈杆座4固定在所述通孔25内，实现反馈杆座4定位；利用待焊接件上的螺钉进行固定。
如图6所示，弹性夹紧结构03包括弹性夹头32，弹性夹头32的一端开设挠性夹持缺口33，夹住待焊接件的薄壁挠性反馈杆2的非焊接部位，调节夹紧螺钉34实现夹紧；弹性夹头32的另一端设置螺杆，螺杆从下至上穿出上定位结构02，利用盖形螺母31将弹性夹紧结构03固定在上定位结构02上。保证焊接过程中焊接部件的相关尺寸不发生变化。
如图7所示，可调定位结构04包括调节座43与调整座41，调整座41套设在调节座43内，定位凹槽45位于调整座41端面中心；沿调整座41外壁轴向开设V形槽44，锁紧螺钉42与调节座43螺纹连接，通过V形槽44和锁紧螺钉42的配合，调节调整座41在调节座43上的高度，通过调节调整座41的高度，保证焊接件的焊接高度符合设计要求。利用锁紧螺钉42固定调整座41，实现定位功能。
如图8所示，支撑结构05包括定位底座51与设置在定位底座51上的定位套筒52，长螺钉53穿过上定位结构02与套筒52螺纹连接。调节座43固定在定位底座51上。通过长螺钉53和套筒52实现对上定位结构02以及其他结构的支撑作用，确保焊接过程中夹具的稳定性。
具体焊接过程如下：
步骤1、将待焊件01、待焊电液伺服阀薄壁反馈杆及夹具按图2组装：
步骤1.1、调节调整座41的高度到要求值，拧紧锁紧螺钉42。
步骤1.2、将待焊件01放在上定位板21的异形孔27中，通过螺钉进行夹紧在下定位板22和上定位板21的两个定位面上。在定位面上夹紧的待焊件01可以实现较高的重复位置精度。
步骤1.3、在待焊件01底部的焊接部位涂抹上焊剂。
步骤1.4、将待焊电液伺服阀薄壁反馈杆的套管3部位套在待焊件01底部的定位柱11上，钢球1放入调整座41上端的定位凹槽45内，通过弹性夹头32夹紧反馈杆2。通过定位凹槽45和弹性夹头32的定位面可以精确地将反馈杆2装配至待焊接状态，重复精度和一致性较高。
步骤2、焊接；
将夹具放倒，用电烙铁接触焊接部位外侧，通过金属导热性将焊料熔化，实现焊接。通过焊接窗口24全程观察焊接状态，焊接时间长短根据焊料种类和烙铁温度的不同进行调整。

Claims (5)

1.一种用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具，所述电液伺服阀薄壁正交反馈杆包括反馈杆座(4)、反馈杆(2)、套管(3)及钢球(1)；
所述反馈杆座(4)为利用钢带冲裁加工而成的钢板；
所述反馈杆(2)的截面为矩形，利用钢带冲裁加工而成，包括折弯段(21)与竖直段(22)，折弯段(21)与竖直段(22)之间的夹角为钝角；
所述钢球(1)固定在反馈杆折弯段(21)的端部；
所述反馈杆(2)的竖直段(22)端部与套管(3)的端面均固定在反馈杆座(4)上；
其特征在于：
包括上定位结构(02)、弹性夹紧结构(03)、可调定位结构(04)及支撑结构(05)；
待焊件(01)底部设置沿z向的定位柱(11)，所述定位柱(11)的直径小于电液伺服阀薄壁正交反馈杆套管(3)的直径；套管(3)套设在定位柱(11)上，实现套管(3)定位；
所述上定位结构(02)包括叠层并固定连接的上定位板(21)和下定位板(22)；上定位板(21)和下定位板(22)之间开设焊接窗口(24)，通过焊接窗口(24)对焊接部位进行焊接并观察；所述上定位板(21)轴向中心开设与待焊件(01)相适配的异形孔(27)，孔壁为待焊件(01)的定位面(26)，待焊件(01)位于异形孔内，通过定位面(26)实现定位；所述下定位板(22)的轴向中心开设与电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆座(4)相适配的通孔25，反馈杆座(4)固定在所述通孔(25)内，实现反馈杆座(4)定位；
所述弹性夹紧结构(03)固定在上定位结构(02)的底部，用于夹住待焊接的电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆(2)的非焊接部位；
所述可调定位结构(04)固定在支撑结构(05)上，可调定位结构(04)能够沿Z向移动并定位，其上端面中心设有与钢球(1)配合的定位凹槽(45)，实现钢球(1)的定位；
所述支撑结构(05)包括定位底座(51)与设置在定位底座(51)上的定位套筒(52)，定位套筒(52)与上定位结构(02)连接，用于确保焊接过程中定位焊夹具的稳定性。
2.根据权利要求1所述的用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具，其特征在于：所述弹性夹紧结构(03)包括弹性夹头(32)，弹性夹头(32)的一端开设挠性夹持缺口(33)，夹住待焊接的电液伺服阀薄壁正交反馈杆的反馈杆(2)的非焊接部位，调节夹紧螺钉(34)实现夹紧；弹性夹头(32)的另一端设置螺杆，螺杆从下至上穿出上定位结构(02)，利用盖形螺母(31)将弹性夹紧结构(03)固定在上定位结构(02)上。
3.根据权利要求1或2所述的用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具，其特征在于：所述可调定位结构(04)包括调节座(43)与调整座(41)，调整座(41)套设在调节座(43)内，所述定位凹槽(45)位于调整座(41)端面中心；沿调整座(41)外壁轴向开设V形槽(44)，锁紧螺钉(42)与调节座(43)螺纹连接，拧紧锁紧螺钉(42)，锁紧螺钉(42)顶紧V形槽(44)槽底，实现钢球(1)定位。
4.根据权利要求3所述的用于装配电液伺服阀薄壁反馈杆的定位焊夹具，其特征在于：上定位板(21)和下定位板(22)通过定位销(23)实现位置配合，通过螺钉连接。
5.利用权利要求1-4任一所述定位焊夹具实现电液伺服阀薄壁反馈杆的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、组装待焊件(01)、待焊电液伺服阀薄壁反馈杆及所述定位焊夹具；
步骤1.1、调节调整座(41)的高度到要求值，拧紧锁紧螺钉(42)；
步骤1.2、将待焊件(01)放在上定位板(21)的异形孔(27)中，通过定位面(26)定位，通过螺钉进行紧固连接；
步骤1.3、在待焊件(01)底部的焊接部位涂抹上焊剂；
步骤1.4、将待焊电液伺服阀薄壁反馈杆的套管(3)位套在待焊件(01)底部的定位柱(11)上，钢球(1)放入调整座(41)上端的定位凹槽(45)内，通过弹性夹头(32)夹紧反馈杆(2)；
步骤2、焊接；
用电烙铁接触焊接部位外侧，实现焊接。
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