CN208342009U - 一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具，既能够有效实现对拼接工件的准确定位装夹，又能够有效简化定位装夹工序，本实用新型所述拼接工件包括上拼接件和下拼接件，其技术方案在于：包括旋转台、下模、限位滑套、快速夹钳、气缸、推杆及旋转顶针，所述下模固定在旋转台上端面中央，限位滑套位于下模正上方，限位滑套通过快速夹钳与下模连接，所述气缸活塞杆竖直向下，活塞杆下端连接推杆，推杆下端连接旋转顶针，所述旋转顶针位于限位滑套正上方。

Description

一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具

技术领域

本实用新型涉及定位夹具技术领域，具体为一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具，尤其适用于对瓶状结构上下拼接工件进行激光焊接时的定位装夹。

背景技术

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。近年来，随着我国科学技术的迅猛发展，激光焊接逐渐代替传统的电子束焊接，电弧焊等方式，成为焊接加工领域不可缺少的重要方式之一。相较于传统焊接方式，激光焊接具有焊接效率高，速率快，热影响区域小，焊缝断面形貌好，加工自动化程度高，可靠性高等优势，已在焊接加工行业得到广泛应用。

随着激光焊接在工业生产加工中的普及应用，焊接工件的材料种类多元化，大小类别多样化，结构形式复杂化，极大的增加了焊接夹具夹持操作性和夹持精准度的难度，从而影响了激光焊接的焊接精度和焊接效率。所以，在满足激光焊接加工精度的同时，努力提高激光焊接效率，成为了激光焊接行业的主要难题之一。

现有一种普遍使用的焊接加工零件限位方式，将零散的限位零件固定于加工底板，通过对焊接工件水平方向施加压力，达到工件x轴，y轴方向的限位；通过对竖直方向施加摩擦力，达到工件z轴方向的限位。这种工件固定方式，受焊接零件形状的不规则性以及压力施加的不可控性，极易发生工件局部应力集中现象，从而导致物体产生塑性形变甚至产生断纹，从而极大影响了焊接的精确度，甚至导致焊接工件报废，增加生产加工难度和成本。

例如有一种瓶状结构的金属工件，其瓶身与瓶底需要通过激光焊接进行连接，由于瓶身下端面与瓶底上端面的接触面积小，而且瓶身部分和瓶底部分均为不规则结构，瓶身材料的强度有限，采用上述限位方式，难以快速定位，极容易造成零件对接错位及产生应力集中，影响焊接精度。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具，既能够有效实现对拼接工件的准确定位装夹，又能够有效简化定位装夹工序。

本实用新型所述拼接工件包括上拼接件和下拼接件，其技术方案在于：包括旋转台、下模、限位滑套、快速夹钳、气缸、推杆及旋转顶针，所述下模固定在旋转台上端面中央，限位滑套位于下模正上方，限位滑套通过快速夹钳与下模连接，所述气缸活塞杆竖直向下，活塞杆下端连接推杆，推杆下端连接旋转顶针，所述旋转顶针位于限位滑套正上方。

作为上述方案的优选，所述下模固定在旋转台上端面中央，且下模上端面中央开设有能够与所述下拼接件外壁相互契合的凹陷部。

作为上述方案的优选，所述限位滑套中央通孔能够与上拼接件外壁相互契合，所述下模横截面的外轮廓与上拼接件横截面外轮廓相同，使限位滑套能够在上拼接件和下模之间滑动。

作为上述方案的优选，所述旋转台上端面设有两根竖直的第一导向柱，所述第一导向柱上套设有弹簧，所述限位滑套下端面与两根第一导向柱正相对的位置分布开设有一个盲孔，所述盲孔为阶梯孔，其下端孔径大于上端孔径，所述第一导向柱上端插入至盲孔的小径孔内，所述弹簧上端位于盲孔的大径孔内。

作为上述方案的优选，所述快速夹钳为推拉式快速夹钳，推拉式快速夹钳包括基座及导向杆，两组推拉式快速夹钳的基座分别侧向固定在旋转台两侧，导向杆竖直向上与上方限位滑套固定连接，当推拉式快速夹钳的导向杆处于最小行程时，所述限位滑套上端面位于下模上端面下方，当推拉式快速夹钳的导向杆处于最大行程时，所述限位滑套上端面位于下模上端面上方。

作为上述方案的优选，所述定位夹具还包括支撑架，所述支撑架包括底座、支撑杆、纵梁、第一横梁、第二横梁、第二导向柱，四根所述支撑杆竖直固定在底座上，两根纵梁分别固定在两根支撑杆上端，且相互平行，所述第一横梁固定在两根纵梁之间，第一横梁上设有三个通孔，所述气缸活塞杆向下穿过中央通孔后与下方第二横梁中央连接，两根第二导向柱分设于气缸两侧，向下穿过通孔后与下方第二横梁固定，所述推杆上端固定在第二横梁下端面中央，推杆下端连接旋转顶针。

作为上述方案的优选，所述气缸活塞杆轴线、上拼接件纵向中心线、下拼接件纵向中心线、旋转台旋转中心线同轴设置。

上述技术方案的有益效果在于：

上述定位夹具可作为一种用于外形为瓶状结构拼接工件焊接定位的通用型定位夹具，只需根据工件的外形尺寸或具体结构更换对应的限位滑套和下模即可，而且在整个焊接工艺中，只需要人工上下料即可，使得定位装夹工序更加简单易操作，能够有效提高焊接效率。而且本夹具在定位过程中，也能够实现x、y、z三个方向的限位，能够有效保证定位精度和定位稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中所述瓶状结构工件的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的整体装配结构示意图。

图3为图2中的局部结构示意图。

图4位本实用新型实施例中上、下拼接件与下模的装配示意图。

具体实施方式

以下以一种瓶状结构的上下拼接工件位例，结合附图详细描述本实用新型的实施例。

如图1所示为采用本实施例所述定位夹具进行定位的瓶状结构工件在焊接之前的结构示意图，其包括上拼接件13和下拼接件12。

本实施例所述定位夹具的结构包括带有伺服电机的旋转台10、下模11、限位滑套5、快速夹钳8、气缸1、推杆3及旋转顶针4，所述下模11固定在旋转台10上端面中央，限位滑套5位于下模11正上方，限位滑套5通过快速夹钳8与下模11连接，所述气缸1活塞杆竖直向下，活塞杆下端连接推杆3，推杆3下端连接旋转顶针4，所述旋转顶针4位于限位滑套5正上方。

在本实施例中，所述下模11固定在旋转台10上端面中央，且下模11上端面中央开设有能够与所述下拼接件12外壁相互契合的凹陷部，如图4所示。

在本实施例中，所述限位滑套5中央通孔能够与上拼接件13外壁相互契合，所述下模11横截面的外轮廓与上拼接件13横截面外轮廓相同，使限位滑套5能够在上拼接件13和下模11之间滑动。

在本实施例中，所述旋转台10上端面设有两根竖直的第一导向柱6，所述第一导向柱6上套设有弹簧7，所述限位滑套5下端面与两根第一导向柱6正相对的位置分布开设有一个盲孔，所述盲孔为阶梯孔，其下端孔径大于上端孔径，所述第一导向柱6上端插入至盲孔的小径孔内，所述弹簧7上端位于盲孔的大径孔内。

在本实施例中，所述快速夹钳8为推拉式快速夹钳8，推拉式快速夹钳8包括基座801及导向杆802，两组推拉式快速夹钳8的基座801分别侧向固定在旋转台10两侧，导向杆802竖直向上与上方限位滑套5固定连接，当推拉式快速夹钳8的导向杆802处于最小行程时，所述限位滑套5上端面位于下模11上端面下方，当推拉式快速夹钳8的导向杆802处于最大行程时，所述限位滑套5上端面位于下模11上端面上方。

在本实施例中，所述定位夹具还包括支撑架，所述支撑架包括底座9、支撑杆14、纵梁15、第一横梁17、第二横梁16、第二导向柱2，四根所述支撑杆14竖直固定在底座9上，两根纵梁15分别固定在两根支撑杆14上端，且相互平行，所述第一横梁17固定在两根纵梁15之间，第一横梁17上设有三个通孔，所述气缸1活塞杆向下穿过中央通孔后与下方第二横梁16中央连接，两根第二导向柱2分设于气缸1两侧，向下穿过通孔后与下方第二横梁16固定，所述推杆3上端固定在第二横梁16下端面中央，推杆3下端连接旋转顶针4。

在本实施例中，所述气缸1活塞杆轴线、上拼接件13纵向中心线、下拼接件12纵向中心线、旋转台10旋转中心线同轴设置。

上述结构的工作原理如下：

S1：伺服电机上电，电机归零位，将下拼接件12即瓶底部分放置在下模11上表面凹陷部内(此处需要说明的是，下模11凹陷部的垂直深度小于下拼接件12的垂直高度，保证下拼接件12上端面的焊接位置18能够露出)，对下拼接件12进行定位，然后向上推动推拉式快速夹钳8，使限位滑套5在弹簧7弹力的作用下向上运动，并使得其上表面高于下模11上表面；气缸1进气孔未通气，活塞杆位于伸出行程最小的位置，推杆3顶针沿气缸1安装座上的导柱导套移动至最高点；

S2：气缸1进气孔通气，推杆3和旋转顶针4在气缸1的作用下垂直向下运动，旋转顶针4与上拼接件13上表面接触，对上拼接件13施加竖直向下的压力，完成工件垂直方向的限位。此时，工件的装夹动作已全部完成；

S3：向下推动推拉式快速夹钳8，使限位滑套5向下移动至最低点，保证上拼接件13和下拼接件12的焊接边缘轮廓露出，准备进行焊接工序；

S4：旋转台10一侧的伺服电机带动旋转台10旋转，激光焊接系统出光，沿工件轮廓进行焊接工序；

S5：焊接工序完成，气缸1进气管停止通气，活塞杆复位，带动旋转顶针4及推杆3移动至最高点，伺服电机停止工作，然后取出已焊接成型的工件即可。

需要说明的是：

1、对于能够将拼接件的一部分放置于下模11凹陷部内进行定位，另一部分能够通过限位环套定位，而且能够保证限位滑套5在上拼接件13和下模11之间滑动的拼接工件均适用于上述定位夹具，尤其适用于图1所示瓶状结构(外壁为圆柱状或类圆柱状)拼接工件的焊接。

2、对于不同外形结构的上拼接件13和下拼接件12，只需要配置对应外形尺寸或结构的下模11和限位滑套5进行更换即可，下模11的凹陷部与下拼接件12的外轮廓相契合，限位滑套5内孔形状与上拼接件13侧壁以及下模11侧壁相契合。

3、下模11的上半部由于需要与待焊接工件接触，因此优选采用不能与待焊接工件进行焊接的铜制件，下部结构可采用其他硬质结构件。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于对拼接工件激光焊接的定位夹具，所述拼接工件包括上拼接件和下拼接件，其特征在于：包括旋转台、下模、限位滑套、快速夹钳、气缸、推杆及旋转顶针，所述下模固定在旋转台上端面中央，限位滑套位于下模正上方，限位滑套通过快速夹钳与下模连接，所述气缸活塞杆竖直向下，活塞杆下端连接推杆，推杆下端连接旋转顶针，所述旋转顶针位于限位滑套正上方。

2.根据权利要求1所述的定位夹具，其特征在于：所述下模固定在旋转台上端面中央，且下模上端面中央开设有能够与所述下拼接件外壁相互契合的凹陷部。

3.根据权利要求2所述的定位夹具，其特征在于：所述限位滑套中央通孔能够与上拼接件外壁相互契合，所述下模横截面的外轮廓与上拼接件横截面外轮廓相同，使限位滑套能够在上拼接件和下模之间滑动。

4.根据权利要求1所述的定位夹具，其特征在于：所述旋转台上端面设有两根竖直的第一导向柱，所述第一导向柱上套设有弹簧，所述限位滑套下端面与两根第一导向柱正相对的位置分布开设有一个盲孔，所述盲孔为阶梯孔，其下端孔径大于上端孔径，所述第一导向柱上端插入至盲孔的小径孔内，所述弹簧上端位于盲孔的大径孔内。

5.根据权利要求1所述的定位夹具，其特征在于：所述快速夹钳为推拉式快速夹钳，推拉式快速夹钳包括基座及导向杆，两组推拉式快速夹钳的基座分别侧向固定在旋转台两侧，导向杆竖直向上与上方限位滑套固定连接，当推拉式快速夹钳的导向杆处于最小行程时，所述限位滑套上端面位于下模上端面下方，当推拉式快速夹钳的导向杆处于最大行程时，所述限位滑套上端面位于下模上端面上方。

6.根据权利要求1所述的定位夹具，其特征在于：所述定位夹具还包括支撑架，所述支撑架包括底座、支撑杆、纵梁、第一横梁、第二横梁、第二导向柱，四根所述支撑杆竖直固定在底座上，两根纵梁分别固定在两根支撑杆上端，且相互平行，所述第一横梁固定在两根纵梁之间，第一横梁上设有三个通孔，所述气缸活塞杆向下穿过中央通孔后与下方第二横梁中央连接，两根第二导向柱分设于气缸两侧，向下穿过通孔后与下方第二横梁固定，所述推杆上端固定在第二横梁下端面中央，推杆下端连接旋转顶针。

7.根据权利要求1所述的定位夹具，其特征在于：所述气缸活塞杆轴线、上拼接件纵向中心线、下拼接件纵向中心线、旋转台旋转中心线同轴设置。