CN115122645A - 一种新型铝塑连接工艺 - Google Patents

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詹淼
王项如
余俊
秦磊
江蕊
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Abstract

本发明公开了一种新型铝塑连接工艺，首先将铝合金型材与塑料件装配组合得到组合体，并将组合体放置在焊接底座上；再通过夹紧工装夹紧组合体，而后通过移位机构将组合体移动至焊接工位，高频焊机利用高频线圈对铝合金型材进行加热，温度达到塑料件熔点时，塑料件熔化并与铝合金型材结合，得到焊接成品，再通过移位机构将焊接成品送入冷却机构进行冷却，在冷却后松开夹紧工装，取下焊接成品；本发明以焊接的形式，完成的塑料件与铝合金型材的连接操作，其操作简单，加工速度快周期短，克服了粘接或注塑操作带来的操作难度大，生产周期长以及模具复杂、昂贵，且对成型结构要求高的缺陷，能够大幅提高铝塑连接加工的生产效率。

Description

一种新型铝塑连接工艺
技术领域
本发明涉及铝塑加工技术领域，具体是一种新型铝塑连接工艺。
背景技术
塑料具有优良的绝缘性能，同时密度远小于铝合金，如果能够在新能源汽车散热器上广泛使用将对新能源汽车的安全性和轻量化做出积极贡献。但塑料导热性能远小于铝合金，短时间内无法完全取代铝合金的应用，未来很长一段时间，铝合金、塑料共存将是技术推进的必然。
目前的铝塑连接方式包含粘接、注塑两种；
粘接，需要在其中一个零件上打胶，胶液固化前将零件结合在一起进行固定，并通过静置或加热固化；在这个过程中，结构简单的可以机器人点胶，结构复杂的必须人工点胶，同时组装时需避免胶液堵塞流道使冷却液流量减小导致的热管理失效，需要考虑胶液漏出污染、脏污零件，通常还需要额外工装加以固定，操作难度大；静置固化时间一般4至24小时，通过加热加速固化一般也需要1小时静置加烘烤半小时，生产周期长。
注塑是提前将铝件固定在注塑模具内，熔化的塑料注入型腔，冷却成型的同时与铝件结合为一个整体。在这个过程中塑料为液态，具有一定流动性，所以在加工中空部件时需要加入型芯对液态塑料的位置加以限制，对于结构复杂的腔体零件，型芯无法抽出，也就无法加工。
前者操作难度大，生产周期长；后者模具复杂、昂贵，且对成型结构要求高，内部中空件难以加工；因此本发明提供一种新型铝塑连接工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型铝塑连接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型铝塑连接工艺，包括下列步骤：
步骤一：将铝合金型材与塑料件装配组合得到组合体，并将组合体放置在焊接底座上；
步骤二：通过夹紧工装夹紧组合体；
步骤三：通过移位机构将组合体移动至焊接工位，高频焊机利用高频线圈对铝合金型材进行加热，温度达到塑料件熔点时，塑料件熔化并与铝合金型材结合，得到焊接成品；
步骤四：通过移位机构将焊接成品送入冷却机构进行冷却；
步骤五：冷却后松开夹紧工装，取下焊接成品。
所述高频焊机设置于机壳内，所述机壳的一侧固定连接有固定架，所述固定架的顶部固定安装有移位机构，所述移位机构包括移位导轨，所述移位导轨的顶部滑动连接有移位座板，所述移位座板的一侧固定安装有用于与驱动其往复移动的移位气缸；所述移位座板的顶部固定安装有焊接底座，所述焊接底座的顶部开设有用于对塑料件进行限位的卡接槽；
所述高频焊机的输出端固定安装有高频线圈，所述高频线圈的中部凹陷设置形成焊接工位，在进行焊接工作时，通过移位机构带动组合体移动至焊接工位，由高频线圈从组合体的两侧同时对组合体进行加热；
所述焊接底座的一侧固定连接有承托板，所述承托板的顶部转动连接有夹紧工装，夹紧工装包括两个转动连接的夹板，两个所述夹板的一端均由一个夹持环内穿过，通过两个夹板分别对组合体两侧进行支撑实现对组合体的夹紧，通过夹持环对两个夹板进行限位，并通过调节夹持环与夹板的装配和分离，实现对夹紧工装夹紧和松开的调节。
所述移位导轨远离固定连接的一端设置为冷却机构，所述冷却机构包括两个对称设置的冷却板，两个所述冷却板的顶部均固定连接有送风箱，所述送风箱相靠近的一侧均开设有送风口，两个所述送风口的内壁均固定连接有隔尘网；所述送风箱的内壁固定安装有排风扇，所述排风扇与送风口之间均固定安装有冷却管，两个所述冷却管的一侧均通过连通管与外接制冷设备的输出端固定连接；冷却机构通过启动排风扇从焊接成品两侧向其吹送低温冷风，使熔融的塑料件快速冷却定形；
两个所述冷却板之间固定连接有安装板，所述安装板的中部开设有活动槽，所述活动槽的内部滑动连接有阻挡件，所述阻挡件包括U形卡接板，所述U形卡接板的内壁宽度略大于夹持环的宽度，所述U形卡接板的下方固定安装有用于推动U形卡接板升降的电动推杆；
所述夹紧工装通过阻挡件对夹持环进行阻挡，配合移位机构带动夹板往复运动，使夹持环与夹板产生相对运动，实现夹持环与夹板的装配和分离，通过调节夹持环与夹板的装配和分离，实现对夹紧工装夹紧和松开的调节。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明以焊接的形式，完成的塑料件与铝合金型材的连接操作，其操作简单，加工速度快周期短，克服了粘接或注塑操作带来的操作难度大，生产周期长以及模具复杂、昂贵，且对成型结构要求高的缺陷，能够大幅提高铝塑连接加工的生产效率；
本发明提供的连接工艺，在进行焊接完成后，利用移位机构带动待焊接的铝合金型材和塑料件移出焊接工作，避免高频线圈的余热影响熔融塑料的凝固速度，同时避免了卸料时操作人员与高频线圈发生接触带来的安全隐患；通过冷却机构从焊接成品两侧向其吹送低温冷风，使熔融的塑料件快速冷却定形，以此进一步缩短铝塑连接的加工时间，提高生产效率；
本发明利用夹紧工装通过电动推杆带动U形卡接板升降，对夹持环进行限位阻挡，配合移位机构带动夹板往复运动，使夹持环与夹板的相对运动，实现夹持环与夹板的装配和分离，使得对铝合金与塑料件的上料以及卸料操作更加方便。
附图说明
图1为本发明工艺的流程图；
图2为本发明工艺设备的立体图；
图3为本发明图1中A的放大图；
图4为本发明焊接底座的结构示意图；
图5为本发明送风箱的截面图；
图6为本发明阻挡件的截面图。
图中：1、机壳；2、移位导轨；3、移位座板；4、移位气缸；5、焊接底座；6、塑料件；7、铝合金型材；8、高频线圈；9、夹板；10、夹持环；13、承托板；14、卡接槽；15、固定架；16、冷却板；17、安装板；18、送风箱；19、隔尘网；20、排风扇；21、冷却管；22、电动推杆；23、U形卡接板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-图6，本发明实施例中，一种新型铝塑连接工艺，包括下列步骤：
步骤一：将铝合金型材7与塑料件6装配组合得到组合体，并将组合体放置在焊接底座5上；
步骤二：通过夹紧工装夹紧组合体；
步骤三：通过移位机构将组合体移动至焊接工位，高频焊机利用高频线圈8对铝合金型材7进行加热，温度达到塑料件6熔点时，塑料件6熔化并与铝合金型材7结合，得到焊接成品；
步骤四：通过移位机构将焊接成品送入冷却机构进行冷却；
步骤五：冷却后松开夹紧工装，取下焊接成品。
本发明以焊接的形式，完成的塑料件6与铝合金型材7的连接操作，其操作简单，加工速度快周期短，克服了粘接或注塑操作带来的操作难度大，生产周期长以及模具复杂、昂贵，且对成型结构要求高的缺陷，能够大幅提高铝塑连接加工的生产效率。
高频焊机设置于机壳1内，机壳1的一侧固定连接有固定架15，固定架15的顶部固定安装有移位机构，移位机构包括移位导轨2，移位导轨2的顶部滑动连接有移位座板3，移位座板3的一侧固定安装有用于与驱动其往复移动的移位气缸4；移位座板3的顶部固定安装有焊接底座5，焊接底座5的顶部开设有用于对塑料件6进行限位的卡接槽14；在进行焊接完成后，利用移位机构带动待焊接的铝合金型材7和塑料件6移出焊接工作，避免高频线圈8的余热影响熔融塑料的凝固速度，同时避免了卸料时操作人员与高频线圈8发生接触带来的安全隐患。
高频焊机的输出端固定安装有高频线圈8，高频线圈8的中部凹陷设置形成焊接工位，在进行焊接工作时，通过移位机构带动组合体移动至焊接工位，由高频线圈8从组合体的两侧同时对其进行加热；
焊接底座5的一侧固定连接有承托板13，承托板13的顶部转动连接有夹紧工装，夹紧工装包括两个转动连接的夹板9，两个夹板9的一端均由一个夹持环10内穿过，分别对组合体两侧进行支撑实现对组合体的夹紧，通过夹持环10对两个夹板9转动角度限位实现夹紧操作；
移位导轨2远离固定连接的一端设置为冷却机构，冷却机构包括两个对称设置的冷却板16，两个冷却板16的顶部均固定连接有送风箱18，送风箱18相靠近的一侧均开设有送风口，两个送风口的内壁均固定连接有隔尘网19；送风箱18的内壁固定安装有排风扇20，排风扇20与送风口之间均固定安装有冷却管21，两个冷却管21的一侧均通过连通管与外接制冷设备的输出端固定连接；
通过冷却机构从焊接成品两侧向其吹送低温冷风，使熔融的塑料件6快速冷却定形，以此进一步缩短铝塑连接的加工时间，提高生产效率；
两个冷却板16之间固定连接有安装板17，安装板17的中部开设有活动槽，活动槽的内部滑动连接有阻挡件，阻挡件包括U形卡接板23，U形卡接板23的内壁宽度略大于夹持环10的宽度，U形卡接板23的下方固定安装有用于推动U形卡接板23升降的电动推杆22；
夹紧工装通过电动推杆22带动U形卡接板23升降，对夹持环10进行限位阻挡，配合移位机构带动夹板9往复运动，使夹持环10与夹板9的相对运动，实现夹持环10与夹板9的装配和分离，使得对铝合金与塑料件6的上料以及卸料操作更加方便。
本发明在使用时，首先将铝合金型材7与塑料件6装配拼接，组合得到组合体，并将组合体放置在焊接底座5上，通过卡接槽14对塑料件6底部机械能限位卡接固定；转动两个夹板9，由组合体两侧对组合体进行接触限位，移位气缸4启动，带动焊接底座5以及夹板9整体移动，两个夹板9同步运动，并从U形卡接板23内部的夹持环10内穿过，通过夹持环10与两个夹板9进行夹紧限位，而后电动推杆22带动U形卡接环回缩，移位气缸4带动焊接底座5运动至焊接工位，此时组合体位于高频线圈8中部的凹陷位置，高频焊机启动，高频线圈8升温对铝合金型材7进行加热，温度达到塑料件6熔点时，塑料件6熔化并与铝合金型材7结合，得到焊接成品；
而后移位气缸4启动，将焊接成品送入两个冷却板16之间，排风扇20启动工作由送风口送出气流，外接制冷设备启动对冷却管21进行降温，降低气流温度，利用低温气流使熔融的塑料件6快速冷却定形；
冷却后，电动推杆22启动，带动U形卡接板23上升，对夹持环10进行限位，而后移位气缸4带动焊接成品以及夹板9等整体移动，使夹持环10与夹板9的相对运动，实现夹持环10与夹板9的分离，而后转动打开夹板9，取下焊接成品。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：将铝合金型材(7)与塑料件(6)装配组合得到组合体，并将组合体放置在焊接底座(5)上；
步骤二：通过夹紧工装夹紧组合体；
步骤三：通过移位机构将组合体移动至焊接工位，高频焊机利用高频线圈(8)对铝合金型材(7)进行加热，温度达到塑料件(6)熔点时，塑料件(6)熔化并与铝合金型材(7)结合，得到焊接成品；
步骤四：通过移位机构将焊接成品送入冷却机构进行冷却；
步骤五：冷却后松开夹紧工装，取下焊接成品。
2.根据权利要求1所述的一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，所述夹紧工装包括两个转动设置的夹板(9)，通过两个夹板(9)分别对组合体两侧进行支撑实现对组合体的夹紧。
3.根据权利要求2所述的一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，夹紧工装通过夹持环(10)对两个夹板(9)进行限位，并通过调节夹持环(10)与夹板(9)的装配和分离，实现对夹紧工装夹紧和松开的调节。
4.根据权利要求3所述的一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，所述夹紧工装通过阻挡件对夹持环(10)进行阻挡，配合移位机构带动夹板(9)运动，使夹持环(10)与夹板(9)产生相对运动，实现夹持环(10)与夹板(9)的装配和分离。
5.根据权利要求1所述的一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，在步骤四中，通过冷却机构从焊接成品两侧向其吹送低温冷风，使熔融的塑料件(6)快速冷却定形。
6.根据权利要求1所述的一种新型铝塑连接工艺，其特征在于，所述高频线圈(8)的中部凹陷设置形成焊接工位，通过移位机构带动组合体移动至焊接工位，再由高频线圈(8)从组合体的两侧同时进行加热。
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