CN116532870A - 一种机床导轨焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种机床导轨焊接方法，焊接方法包括如下步骤：S1、定位底座和两根轨条；S2、焊接；3)、冷却。本发明一方面通过在焊接前利用压板使得底座产生预变形以补偿焊接后产生的变形，从而降低后续整形难度；另一方面能够在夹持工件进行焊接的过程中同步实现循环散热，有效防止工件在焊接中的温度过高并能够保持温度稳定，从而减少工件产生的形变，有利于提升焊接质量，并保证工件的使用性能。

Description

一种机床导轨焊接方法

技术领域

本发明属于精密加工技术领域，具体涉及一种机床导轨焊接方法。

背景技术

众所周知，机床导轨一般包括底座、并排间隔设置在底座上的轨条。

目前，机床导轨在生产时，一般采用焊接工艺将轨条固定在底座上，其中，底座需要装夹在夹具上，并将两根轨条按照设计要求放置在底座上，最后由工人或者焊接机器人实施焊接，因此每根轨条和底座之间会构成横向和纵向的焊缝。

然而，在焊接过程中容易产生极高的温度，容易导致工件在焊接后产生的形变量大，使得工件的断裂特性、疲劳强度、形状、尺寸以及精度产生不利的影响，最终影响后续的生产及操作(工件焊接后需要进行整形)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种全新的机床导轨焊接方法。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种机床导轨焊接方法，机床导轨包括底座、两根轨条，其中每根轨条与底座之间形成分别横向和纵向延伸的焊缝，其采用的夹持装置包括夹持座、冷却组件，其中夹持座包括具有冷却通道的座本体、导热板、压板，冷却组件包括分别与冷却通道相连通的进液管道和出液管道、用于供应冷却水的水箱，且包括如下步骤：

S 1、定位底座和两根轨条

首先，将两块导热板贴设在冷却通道顶部，并使得两块导热板的顶面高于座本体顶面；其次，将底座平放在座本体的顶面，将两根轨条放置在底座顶面的两侧，此时，冷却通道与两侧的焊缝相交或重合，且两块导热片与两根轨条一一上下对应，且两块导热片在竖直方向上的投影分别覆盖对应的焊缝；最后，利用压板自两侧和中部将底座压紧在座本体的顶面，此时，底座上位于每个导热板相对两侧的部分向下预变形；

S2、焊接

保持冷却水在进液管道、出液管道、冷却通道、水箱之间循环流动，以与座本体顶面形成热交换；然后，由人工或者机器人沿着各个焊缝依次实施焊接作业；

S3、冷却

完成焊接的机床导轨进行冷却，使得底座在步骤S1中预变形的部分反向变形以补偿预变形产生的变形量，此时完成机床导轨的焊接加工。

优选地，在S3中，完成焊接的机床导轨在保持压紧状态下进行冷却25～30秒后，松开压板并取出机床导轨。

优选地，导热板采用铜板。在此，有效提高热传递的效率，进一步提升冷却效果。

优选地，导热板的顶面距座本体的顶面的距离为0.8～1.2mm。在此，控制底座的预变形量，使得其更接近焊接后冷却的形变量，这样一来，方便后续进一步整形。

优选地，压板包括第一板体、第二板体、第三板体，夹持时，第一板体和第二板体对称且对应压紧在底座的相对两侧，第三板体位于两根轨条之间。在此，通过两侧第二板体的设置，方便底座在座本体上快速定位，以便于提升焊接精度。

优选地，第一板体和第二板体各自包括自座本体顶面向上延伸的连接模块、自连接模块的顶部向内水平延伸的压紧模块，夹持时，底座自相对两侧边抵靠在连接模块的内侧，且每个压紧模块压紧并驱使底座的对应侧边向下变形。

优选地，夹持时，第三板体、底座、座本体的中心线在竖直方向上的投影相重合。在此，在压紧过程中，底座上位于第三板体两侧的部分变形量相同，有利于提升底座焊接后中部的平整度。

优选地，冷却通道包括并排间隔设置的第一通道和第二通道、以及连接在第一通道和第二通道之间的第三通道，其中第一通道和第二通道与两根轨条对应上下对齐设置。在此，所形成的冷却区域覆盖两根轨条和底座之间的所有焊缝，而且冷却水能够快速通过冷却通道，散热效果更好。

具体的，第三通道垂直连接在第一通道和第二通道的端部之间，进液管道和出液管道分别与第一通道和第二通道的另一端部相连通。

优选地，座本体自顶面向内凹陷并形成散热槽，且散热槽的顶部密封设有盖板，其中散热槽和盖板之间形成冷却通道，导热板贴设在盖板上。在此，结构简单，便于安装和实施。

由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明一方面通过在焊接前利用压板使得底座产生预变形以补偿焊接后产生的变形，从而降低后续整形难度；另一方面能够在夹持工件进行焊接的过程中同步实现循环散热，有效防止工件在焊接中的温度过高并能够保持温度稳定，从而减少工件产生的形变，有利于提升焊接质量，并保证工件的使用性能。

附图说明

图1为本发明的机床导轨焊接用的夹持装置的结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为图2中A-A向剖视示意图；

图4为图2中B-B向剖视放大示意图；

其中：G、机床导轨；G1、底座；G2、轨条；

1、夹持座；10、座本体；c、散热槽；b 1、盖板；b2、铜板；t、冷却通道；t 1、第一通道；t 2、第二通道；t 3、第三通道；11、压板；111、第一板体；112、第二板体；k 1、连接模块；k2、压紧模块；113、第三板体；

2、冷却组件；20、进液管道；21、出液管道。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1至图4所示，本实施例涉及的机床导轨G包括底座G1、并排间隔设置在底座G1上的两根轨条G2，其中每根轨条G2与底座G1之间构成分别横向和纵向延伸的焊缝f；本实施例涉及的夹持装置，其包括夹持座1、设置在夹持座1上的冷却组件2，其中底座G1夹持在夹持座1上，两根轨条G2按照设计要求放置在底座G1上进行焊接。

具体的，夹持座1包括座本体10、用于将底座G1压紧在座本体10上的压板11，其中座本体10的内部形成有能够与座本体10顶面形成热交换的冷却通道t，且在竖直方向的正投影中，冷却通道t与焊缝f相交或重合；冷却组件2包括分别与冷却通道t相连通的进液管道20和出液管道21、用于供应冷却水的水箱，冷却水在进液管道20、出液管道21、冷却通道t、水箱之间循环流动。

本例中，座本体10自顶面向内凹陷并形成散热槽c，且散热槽c的顶部密封设有盖板b 1，其中散热槽c和盖板b 1之间形成冷却通道t，底座G1夹紧在盖板b 1和压板11之间；冷却通道t包括并排间隔设置的第一通道t 1和第二通道t 2、以及连接在第一通道t 1和第二通道t 2之间的第三通道t 3，其中第一通道t 1和第二通道t 2与两根轨条G2对应上下对齐设置，第三通道t 3垂直连接在第一通道t 1和第二通道t 2的端部之间，进液管道20和出液管道21分别与第一通道t 1和第二通道t 2的另一端部相连通。

为了方便实施，第一通道t 1和第二通道t 2所对应的盖板b 1的顶面还贴设有导热板b2，其中导热板b 2采用铜板并自顶面向上冒出座本体10的顶面，在竖直方向的正投影中，导热板b 2覆盖焊缝，且导热板b2的顶面距座本体10的顶面的距离为1mm。

本例中，压板11包括第一板体111、第二板体112、第三板体113，夹持时，第一板体111和第二板体112对称且对应压紧在底座G1的相对两侧，第三板体113位于两根轨条G2之间，第一板体111、第二板体112、第三板体113三者均采用螺栓件将底座G1压紧在座本体10上。

具体的，第一板体111和第二板体112各自包括自座本体10顶面向上延伸的连接模块k 1、自连接模块k 1的顶部向内水平延伸的压紧模块k2，夹持时，底座G1自相对两侧边抵靠在连接模块k 1的内侧，且每个压紧模块k2压紧并驱使底座G1的对应侧边向下预变形，夹持时，底座G1上位于每个焊接区域两侧的部分向下变形，而完成焊接后并进行冷却时，底座G1上位于每个焊接区域两侧的部分会向上翘，在此，正好可以抵消焊接前固定的预压造成的变形。

此外，夹持时，第三板体113、底座G1、座本体10的中心线在竖直方向上的投影相重合。

本例中，进液管道20、出液管道21、水箱均为标准件，其中在座本体10的侧边开设通孔，进液管道20和出液管道21对应插在通孔中以与冷却通道t连通；水箱通过循环水泵将冷却水在进行循环流动。

综上，本实施例的机床导轨焊接方法包括如下步骤：

S 1、定位底座G1和两根轨条G2

首先，将两块导热板b2贴设在冷却通道t顶部，并使得两块导热板b2的顶面高于座本体10顶面；其次，将底座G1平放在座本体10的顶面，将两根轨条G2放置在底座G1顶面的两侧，此时，冷却通道t与两侧的焊缝重合，且两块导热片b2与两根轨条G2一一上下对应，且两块导热片b2在竖直方向上的投影分别覆盖对应的焊缝；最后，利用压板11自两侧和中部将底座G1压紧在座本体10的顶面，此时，底座G1上位于每个导热板b2相对两侧的部分向下预变形；

S2、焊接

保持冷却水在进液管道20、出液管道21、冷却通道t、水箱之间循环流动，以与座本体10顶面形成热交换；然后，由人工或者机器人沿着各个焊缝依次实施焊接作业；

S3、冷却

完成焊接的机床导轨G在保持压紧状态下进行冷却25～30秒后，松开压板11并取出机床导轨G，使得底座G1在步骤S1中预变形的部分反向变形以补偿预变形产生的变形量，此时完成机床导轨G的焊接加工。

因此，本实施例具有以下优势；

1、通过在焊接前利用压板使得底座产生预变形以补偿焊接后产生的变形，从而降低后续整形难度；

2、能够在夹持工件进行焊接的过程中同步实现循环散热，有效防止工件在焊接中的温度过高并能够保持温度稳定，从而减少工件产生的形变，有利于提升焊接质量，并保证工件的使用性能；

3、所形成的冷却区域覆盖两根轨条和底座之间的所有焊缝，散热效果更好；

4、采用三块夹板自底座的相对两侧和中部压紧，工件装夹稳定，防止轨条与底座之间出现偏移，有利于提升焊接精度；同时通过底座上位于每个焊接区域两侧的部分向下变形，而完成焊接后并进行冷却时，底座上位于每个焊接区域两侧的部分会向上翘，正好可以抵消焊接前固定的预压造成的变形，提升加工精度。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种机床导轨焊接方法，所述机床导轨包括底座、两根轨条，其中每根轨条与所述底座之间形成分别横向和纵向延伸的焊缝，其特征在于：其采用的夹持装置包括夹持座、冷却组件，其中所述夹持座包括具有冷却通道的座本体、导热板、压板，所述冷却组件包括分别与所述冷却通道相连通的进液管道和出液管道、用于供应冷却水的水箱，且包括如下步骤：

S 1、定位底座和两根轨条

首先，将两块所述导热板贴设在所述冷却通道顶部，并使得两块所述导热板的顶面高于所述座本体顶面；其次，将所述底座平放在所述座本体的顶面，将两根所述轨条放置在所述底座顶面的两侧，此时，所述冷却通道与两侧的所述焊缝相交或重合，且两块所述导热片与所述两根轨条一一上下对应，且两块所述导热片在竖直方向上的投影分别覆盖对应的所述焊缝；最后，利用压板自两侧和中部将所述底座压紧在所述座本体的顶面，此时，所述底座上位于每个所述导热板相对两侧的部分向下预变形；

S2、焊接

保持冷却水在所述进液管道、所述出液管道、所述冷却通道、所述水箱之间循环流动，以与所述座本体顶面形成热交换；然后，由人工或者机器人沿着各个焊缝依次实施焊接作业；

S3、冷却

完成焊接的机床导轨进行冷却，使得所述底座在步骤S1中预变形的部分反向变形以补偿预变形产生的变形量，此时完成机床导轨的焊接加工。

2.根据权利要求1所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：在S3中，完成焊接的所述机床导轨在保持压紧状态下进行冷却25～30秒后，松开所述压板并取出所述机床导轨。

3.根据权利要求1所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述导热板采用铜板。

4.根据权利要求1所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述导热板的顶面距所述座本体的顶面的距离为0.8～1.2mm。

5.根据权利要求1所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述压板包括第一板体、第二板体、第三板体，夹持时，所述第一板体和第二板体对称且对应压紧在所述底座的相对两侧，所述第三板体位于所述两根轨条之间。

6.根据权利要求5所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述第一板体和第二板体各自包括自所述座本体顶面向上延伸的连接模块、自所述连接模块的顶部向内水平延伸的压紧模块，夹持时，所述底座自相对两侧边抵靠在所述连接模块的内侧，且每个所述压紧模块压紧并驱使所述底座的对应侧边向下变形。

7.根据权利要求5所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：夹持时，所述第三板体、所述底座、所述座本体的中心线在竖直方向上的投影相重合。

8.根据权利要求1所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述冷却通道包括并排间隔设置的第一通道和第二通道、以及连接在所述第一通道和第二通道之间的第三通道，其中所述第一通道和第二通道与所述两根轨条对应上下对齐设置。

9.根据权利要求8所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述第三通道垂直连接在所述第一通道和所述第二通道的端部之间，所述进液管道和所述出液管道分别与所述第一通道和所述第二通道的另一端部相连通。

10.根据权利要求1或8或9所述的机床导轨焊接方法，其特征在于：所述座本体自顶面向内凹陷并形成散热槽，且所述散热槽的顶部密封设有盖板，其中所述散热槽和所述盖板之间形成所述的冷却通道，所述导热板贴设在所述盖板上。