CN118951306B - 一种齿轮激光焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种齿轮激光焊接夹具，涉及制造和自动化技术领域，包括底座，所述底座的上方设置有对接装置、夹持装置和翻转装置，将齿轮安装完毕之后，通过转动转动架配合放置架、卡块、转钮和转杆可对齿轮进行旋转焊接，旋转焊接利用激光束的精确控制和高能量密度，可以在齿轮的接合部分实现高质量的焊接，能够减少热影响区，降低变形和应力，从而提升焊接接头的强度和耐用性，若停止旋转，通过限位块卡入限位槽中，此时转钮无法转动，防止外力触碰转钮旋转导致操作出现失误，通过限位块配合接触块和螺旋槽使得限位块带动接触块向右移动，可对齿轮的半径大小的对接进行适当调节，以便于适应合适的齿轮尺寸。

Description

一种齿轮激光焊接夹具

技术领域

本发明涉及制造和自动化技术领域，具体为一种齿轮激光焊接夹具。

背景技术

齿轮激光焊接夹具通常用于在齿轮制造过程中实现高精度的焊接。这种夹具的设计目标是确保齿轮在激光焊接过程中保持稳定和对中，从而提高焊接质量和效率，利用高能激光束局部加热焊接材料，适用于高精度和复杂几何形状的焊接。

专利公告号为CN202667942U的专利涉及制造和自动化技术领域，包括动力旋转机构、焊接平台、齿圈夹紧机构、辐板夹紧机构和齿圈收紧机构；焊接平台与动力旋转机构固定传动相连，齿圈夹紧机构安装在焊接平台上对齿圈实施轴向夹紧，辐板夹紧机构安装在焊接平台上对辐板实施轴向夹紧， 齿圈收紧机构安装在焊接平台上对齿圈实施径向夹紧。该专利中的齿圈径向由齿圈收紧机构收缩夹紧，可保证齿圈同心度；齿圈轴向由齿圈夹紧机构夹紧，既保证了齿圈的端面精度，同时起到防飞溅保护作用；辐板轴向由辐板夹紧机构夹紧，可防止辐板焊接变形，提高焊接精度。整套装置可以有效防止焊接变形、保护齿轮、提高焊接精度和焊接效率。

上述专利中，整套装置可以有效防止焊接变形、保护齿轮、提高焊接精度和焊接效率，但是目前测量设备存在以下问题：如果齿轮难以进行旋转焊接，会使焊接过程中的熔池可能无法均匀分布，导致焊缝不均匀，影响强度和耐用性，且在对于旋转齿轮后不对其进行限位可能使得外力误触导致旋转，从而造成焊接操作失误。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种齿轮激光焊接夹具，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种齿轮激光焊接夹具，包括底座，所述底座的上方设置有对接装置、夹持装置和翻转装置；其中，所述对接装置包括固定架、调节架、固定块、转钮、限位杆、限位块、转杆、弹性伸缩杆、放置架、转动架、卡块、轴承、抵挡轮和接触块，所述固定架固定安装在底座的顶部，所述调节架转动安装在固定架内壁，所述固定块固定安装在调节架的顶部，所述转钮转动安装在固定块的右侧，所述转钮的右侧开设有限位槽，所述限位杆转动安装在转钮的右侧，所述限位块滑动安装在限位杆的圆周面，所述转杆的一侧固定安装在转钮的左侧，所述转杆的另一侧转动贯穿固定块内外壁，所述弹性伸缩杆的固定端固定安装在底座的顶部，所述放置架固定安装在弹性伸缩杆的输出端，所述转动架转动安装在放置架的内壁，所述卡块转动安装在放置架的表面，将齿轮安装完毕之后，通过转动转动架配合放置架、卡块、转钮和转杆可对齿轮进行旋转焊接，所述转动架的表面开设有圆槽，所述轴承设置在放置架与转动架之间，所述抵挡轮转动安装在轴承内壁，所述接触块固定安装在抵挡轮的圆周面，若停止旋转，通过限位块卡入限位槽中，此时转钮无法转动。

根据上述技术方案，所述转杆的圆周面开设有螺旋槽，所述螺旋槽与抵挡轮螺纹连接，通过转动抵挡轮带动接触块转动，通过螺旋槽使得抵挡轮带动接触块向右移动。

根据上述技术方案，所述夹持装置包括三角架、滑动柱和承接板，所述三角架固定安装在转杆的圆周面，所述滑动柱滑动安装在转杆的圆周面，所述滑动柱与转杆之间设置有一号弹簧，所述承接板固定安装在滑动柱的圆周面，通过接触块移动与滑动柱接触，使得滑动柱向右移动带动承接板移动。

根据上述技术方案，所述夹持装置还包括L形滑块和转动杆，所述L形滑块的一侧滑动安装在三角架内壁，所述转动杆的一侧转动安装在L形滑块的表面，所述转动杆的另一侧转动安装在承接板外壁，承接板移动使得转动杆向上转动，转动杆转动带动L形滑块向上移动并通过三角架对L形滑块的移动距离进行限制，直至与齿轮内壁接触。

根据上述技术方案，所述夹持装置还包括承接块、圆杆和定位槽，所述承接块固定安装在固定架的前侧，所述圆杆固定贯穿固定架内外壁，所述定位槽固定安装在调节架的外壁，圆杆脱离限制使得圆杆可自由转动。

根据上述技术方案，所述翻转装置包括压板、连接杆、二号弹簧和限位柱，所述连接杆滑动贯穿承接块内外壁，所述压板固定安装在连接杆的顶部，所述二号弹簧设置在承接块与压板之间，所述限位柱的一侧固定安装在连接杆的表面，所述限位柱的另一侧滑动贯穿圆杆内外壁，通过按压压板带动连接杆向下移动同时压缩二号弹簧，使得限位柱脱离圆杆中。

根据上述技术方案，所述翻转装置还包括安装架和空心块，所述安装架固定安装在底座的顶部，所述空心块固定安装在安装架的顶部，对翻转后的夹持装置进行支撑。

根据上述技术方案，所述翻转装置还包括插块、滑板、三号弹簧和限制板，所述插块滑动安装在空心块内壁，所述滑板滑动安装在空心块内壁，所述三号弹簧设置在插块与滑板之间，所述限制板固定安装在安装架的后侧，所述插块的顶部设置为斜面，所述滑板与空心块之间设置有四号弹簧，若需对转动后的调节架进行解除，通过向外拉动滑板进行移动，滑板移动会拉伸三号弹簧，当三号弹簧被拉伸到一定程度时会牵引插块进行移动，此时插块脱离定位槽中，此时方可自由转动调节架，通过快速固定和拆卸可以显著减少设备安装和更换焊接角度过程中的时间。

本发明提供了一种齿轮激光焊接夹具。具备以下有益效果：

（1）该发明，通过对接装置的设置，将齿轮安装完毕之后，通过转动转动架配合放置架、卡块、转钮和转杆可对齿轮进行旋转焊接，旋转焊接利用激光束的精确控制和高能量密度，可以在齿轮的接合部分实现高质量的焊接，能够减少热影响区，降低变形和应力，从而提升焊接接头的强度和耐用性，若停止旋转，通过限位块卡入限位槽中，此时转钮无法转动，防止外力触碰转钮旋转导致操作出现失误，此时通过转动限位块带动接触块转动，通过螺旋槽使得限位块带动接触块向右移动，可对齿轮的半径大小的对接进行适当调节，以便于适应合适的齿轮尺寸。

（2）该发明，通过夹持装置的设置，将齿轮放置完毕之后，通过接触块配合滑动柱、承接板、转动杆、L形滑块和三角架可将齿轮内壁支撑，实现夹持齿轮，三角支撑可以有效地分散施加在齿轮上的力，降低应力集中，从而减少加工过程中可能出现的变形或应力集中问题，这样能够确保齿轮的几何精度和功能一致性，通过解除卡块对转动架的限制后将其移走，通过调节架转动带动圆杆转动，同时带动定位槽移动，此时可对调节架进行向右90°转动，可对齿轮从圆周面焊接转变为对齿轮的顶部进行焊接，通过在不同角度进行焊接，可以更精确地控制齿轮的尺寸和形状，从而减少后续的加工步骤，这可以降低生产成本，提高制造效率。

（3）该发明，通过翻转装置的设置，通过按压压板配合连接杆、二号弹簧、限位柱、圆杆、定位槽、插块、三号弹簧合限制对调节架进行支撑，防止在进行转动后调节架无处支撑导致转动后位置不稳定，从而导致焊接时出现操作失误，若需对转动后的调节架进行解除，通过向外拉动滑板进行移动，滑板移动会拉伸三号弹簧，当三号弹簧被拉伸到一定程度时会牵引插块进行移动，此时插块脱离定位槽中，此时方可自由转动调节架，通过快速固定和拆卸可以显著减少设备安装和更换焊接角度过程中的时间，减少了停机时间，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明卡块与转动架位置关系结构示意图；

图3为本发明抵挡轮与接触块位置关系结构示意图；

图4为本发明转杆与滑动柱位置关系结构示意图；

图5为本发明限位块与限位杆位置关系结构示意图；

图6为本发明承接块与圆杆位置关系结构示意图；

图7为本发明空心块内部结构示意图。

图中：1、底座；10、固定架；11、调节架；12、固定块；13、转钮；14、限位杆；15、限位块；16、转杆；17、弹性伸缩杆；18、放置架；19、转动架；110、卡块；111、轴承；112、抵挡轮；113、接触块；20、三角架；21、滑动柱；22、承接板；23、L形滑块；24、转动杆；25、承接块；26、圆杆；27、定位槽；31、压板；32、连接杆；33、二号弹簧；34、限位柱；35、安装架；36、空心块；37、插块；38、滑板；39、三号弹簧。

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、完整的描述，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5，本发明的一个实施例为：一种齿轮激光焊接夹具，包括底座1，底座1的上方设置有对接装置，对接装置包括固定架10、调节架11、固定块12、转钮13、限位杆14、限位块15、转杆16、弹性伸缩杆17、放置架18、转动架19、卡块110、轴承111、抵挡轮112和接触块113，固定架10固定安装在底座1的顶部，调节架11转动安装在固定架10内壁，固定块12固定安装在调节架11的顶部，转钮13转动安装在固定块12的右侧，转钮13的右侧开设有限位槽，限位杆14转动安装在转钮13的右侧，限位块15滑动安装在限位杆14的圆周面，防止外力触碰转钮13旋转导致操作出现失误，转杆16的一侧固定安装在转钮13的左侧，转杆16的另一侧转动贯穿固定块12内外壁，弹性伸缩杆17的固定端固定安装在底座1的顶部，放置架18固定安装在弹性伸缩杆17的输出端，转动架19转动安装在放置架18的内壁，卡块110转动安装在放置架18的表面，转动架19的表面开设有圆槽，轴承111设置在放置架18与转动架19之间，抵挡轮112转动安装在轴承111内壁，接触块113固定安装在抵挡轮112的圆周面，此时可对齿轮进行旋转焊接，旋转焊接利用激光束的精确控制和高能量密度，可以在齿轮的接合部分实现高质量的焊接，能够减少热影响区，降低变形和应力，从而提升焊接接头的强度和耐用性。

转杆16的圆周面开设有螺旋槽，螺旋槽与抵挡轮112螺纹连接，通过螺旋槽使得抵挡轮112带动接触块113向右移动。

本实施例工作时，将齿轮安装完毕之后，通过转动转动架19与放置架18贴合，通过旋转卡块110将转动架19限制住，此时通过转钮13带动转杆16旋转，此时可对齿轮进行旋转焊接，旋转焊接利用激光束的精确控制和高能量密度，可以在齿轮的接合部分实现高质量的焊接，能够减少热影响区，降低变形和应力，从而提升焊接接头的强度和耐用性，若停止旋转，通过限位块15卡入限位槽中，此时转钮13无法转动，防止外力触碰转钮13旋转导致操作出现失误，此时通过转动抵挡轮112带动接触块113转动，通过螺旋槽使得抵挡轮112带动接触块113向右移动，可对齿轮的半径大小的对接进行适当调节，以便于适应合适的齿轮尺寸。

请参阅图1-图7，在上述实施例的基础上，本发明的另一实施例中，底座1的上方设置有夹持装置和翻转装置，夹持装置包括三角架20、滑动柱21和承接板22，三角架20固定安装在转杆16的圆周面，滑动柱21滑动安装在转杆16的圆周面，滑动柱21与转杆16之间设置有一号弹簧，通过设置的一号弹簧带动滑动柱21复位，承接板22固定安装在滑动柱21的圆周面，使得滑动柱21向右移动带动承接板22移动，承接板22移动使得转动杆24向上转动。

夹持装置还包括L形滑块23和转动杆24，L形滑块23的一侧滑动安装在三角架20内壁，转动杆24的一侧转动安装在L形滑块23的表面，转动杆24的另一侧转动安装在承接板22外壁，实现夹持齿轮，三角支撑可以有效地分散施加在齿轮上的力，降低应力集中，从而减少加工过程中可能出现的变形或应力集中问题，这样能够确保齿轮的几何精度和功能一致性。

夹持装置还包括承接块25、圆杆26和定位槽27，承接块25固定安装在固定架10的前侧，圆杆26固定贯穿固定架10内外壁，定位槽27固定安装在调节架11的外壁，通过调节架11转动带动圆杆26转动，同时带动定位槽27移动，此时可对调节架11进行向右90°转动。

翻转装置包括压板31、连接杆32、二号弹簧33和限位柱34，连接杆32滑动贯穿承接块25内外壁，压板31固定安装在连接杆32的顶部，二号弹簧33设置在承接块25与压板31之间，通过设置的二号弹簧33带动压板31复位，限位柱34的一侧固定安装在连接杆32的表面，限位柱34的另一侧滑动贯穿圆杆26内外壁，通过按压压板31带动连接杆32向下移动同时压缩二号弹簧33，使得限位柱34脱离圆杆26中。

翻转装置还包括安装架35和空心块36，安装架35固定安装在底座1的顶部，空心块36固定安装在安装架35的顶部，使得翻转装置进行转动。

翻转装置还包括插块37、滑板38、三号弹簧39和限制板310，插块37滑动安装在空心块36内壁，滑板38滑动安装在空心块36内壁，三号弹簧39设置在插块37与滑板38之间，通过设置的三号弹簧39带动插块37复位，限制板310固定安装在安装架35的后侧，通过限制板310对定位槽27进行支撑，即对调节架11进行支撑，防止在进行转动后调节架11无处支撑导致转动后位置不稳定，从而导致焊接时出现操作失误，插块37的顶部设置为斜面，滑板38与空心块36之间设置有四号弹簧，通过设置的四号弹簧带动滑板38复位。

本实施例工作时，将齿轮放置完毕之后，通过接触块113移动与滑动柱21接触，使得滑动柱21向右移动带动承接板22移动，承接板22移动使得转动杆24向上转动，转动杆24转动带动L形滑块23向上移动并通过三角架20对L形滑块23的移动距离进行限制，直至与齿轮内壁接触，此时可将齿轮内壁支撑，实现夹持齿轮，三角支撑可以有效地分散施加在齿轮上的力，降低应力集中，从而减少加工过程中可能出现的变形或应力集中问题，这样能够确保齿轮的几何精度和功能一致性，通过解除卡块110对转动架19的限制后将其移走，通过调节架11转动带动圆杆26转动，同时带动定位槽27移动，此时可对调节架11进行向右90°转动，可对齿轮从圆周面焊接转变为对齿轮的顶部进行焊接，通过在不同角度进行焊接，可以更精确地控制齿轮的尺寸和形状，从而减少后续的加工步骤，这可以降低生产成本，提高制造效率；

通过按压压板31带动连接杆32向下移动同时压缩二号弹簧33，使得限位柱34脱离圆杆26中，此时圆杆26脱离限制使得圆杆26可自由转动，此时通过定位槽27的移动使得定位槽27的外壁与插块37的斜面接触使得插块37向前移动同时压缩三号弹簧39，当定位槽27与插块37处于同一水平时此时三号弹簧39得到释放带动插块37插入定位槽27中，同时定位槽27的外壁也与限制板310接触，通过限制板310对定位槽27进行支撑，即对调节架11进行支撑，防止在进行转动后调节架11无处支撑导致转动后位置不稳定，从而导致焊接时出现操作失误，若需对转动后的调节架11进行解除，通过向外拉动滑板38进行移动，滑板38移动会拉伸三号弹簧39，当三号弹簧39被拉伸到一定程度时会牵引插块37进行移动，此时插块37脱离定位槽27中，此时方可自由转动调节架11，通过快速固定和拆卸可以显著减少设备安装和更换焊接角度过程中的时间，减少了停机时间，提高了生产效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种齿轮激光焊接夹具，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上方设置有对接装置、夹持装置和翻转装置；

其中，所述对接装置包括固定架（10）、调节架（11）、固定块（12）、转钮（13）、限位杆（14）、限位块（15）、转杆（16）、弹性伸缩杆（17）、放置架（18）、转动架（19）、卡块（110）、轴承（111）、抵挡轮（112）和接触块（113），所述固定架（10）固定安装在底座（1）的顶部，所述调节架（11）转动安装在固定架（10）内壁，所述固定块（12）固定安装在调节架（11）的顶部，所述转钮（13）转动安装在固定块（12）的右侧，所述转钮（13）的右侧开设有限位槽，所述限位杆（14）转动安装在转钮（13）的右侧，所述限位块（15）滑动安装在限位杆（14）的圆周面，所述转杆（16）的一侧固定安装在转钮（13）的左侧，所述转杆（16）的另一侧转动贯穿固定块（12）内外壁，所述弹性伸缩杆（17）的固定端固定安装在底座（1）的顶部，所述放置架（18）固定安装在弹性伸缩杆（17）的输出端，所述转动架（19）转动安装在放置架（18）的内壁，所述卡块（110）转动安装在放置架（18）的表面，所述转动架（19）的表面开设有圆槽，所述轴承（111）设置在放置架（18）与转动架（19）之间，所述抵挡轮（112）转动安装在轴承（111）内壁，所述接触块（113）固定安装在抵挡轮（112）的圆周面；

所述夹持装置包括三角架（20）、滑动柱（21）和承接板（22），所述三角架（20）固定安装在转杆（16）的圆周面，所述滑动柱（21）滑动安装在转杆（16）的圆周面，所述滑动柱（21）与转杆（16）之间设置有一号弹簧，所述承接板（22）固定安装在滑动柱（21）的圆周面；

所述夹持装置还包括承接块（25）、圆杆（26）和定位槽（27），所述承接块（25）固定安装在固定架（10）的前侧，所述圆杆（26）固定贯穿固定架（10）内外壁，所述定位槽（27）固定安装在调节架（11）的外壁；

所述翻转装置包括压板（31）、连接杆（32）、二号弹簧（33）和限位柱（34），所述连接杆（32）滑动贯穿承接块（25）内外壁，所述压板（31）固定安装在连接杆（32）的顶部，所述二号弹簧（33）设置在承接块（25）与压板（31）之间，所述限位柱（34）的一侧固定安装在连接杆（32）的表面，所述限位柱（34）的另一侧滑动贯穿圆杆（26）内外壁；

所述翻转装置还包括安装架（35）和空心块（36），所述安装架（35）固定安装在底座（1）的顶部，所述空心块（36）固定安装在安装架（35）的顶部；

所述翻转装置还包括插块（37）、滑板（38）、三号弹簧（39）和限制板（310），所述插块（37）滑动安装在空心块（36）内壁，所述滑板（38）滑动安装在空心块（36）内壁，所述三号弹簧（39）设置在插块（37）与滑板（38）之间，所述限制板（310）固定安装在安装架（35）的后侧，所述插块（37）的顶部设置为斜面，所述滑板（38）与空心块（36）之间设置有四号弹簧。

2.根据权利要求1所述的一种齿轮激光焊接夹具，其特征在于：所述转杆（16）的圆周面开设有螺旋槽，所述螺旋槽与抵挡轮（112）螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的一种齿轮激光焊接夹具，其特征在于：所述夹持装置还包括L形滑块（23）和转动杆（24），所述L形滑块（23）的一侧滑动安装在三角架（20）内壁，所述转动杆（24）的一侧转动安装在L形滑块（23）的表面，所述转动杆（24）的另一侧转动安装在承接板（22）外壁。