CN208853917U - 一种电极帽 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电极帽，包括电极帽本体和耐磨件；所述电极帽本体包括镶嵌端和连接端，所述连接端设有连接孔，所述镶嵌端设置有镶嵌孔，所述耐磨件设置于镶嵌孔中，大小与镶嵌孔相适配，所述镶嵌孔底部设有凸台，所述耐磨件底部设有凹孔，所述凹孔的开口端设置为凹孔收口端，另一端设置为凹孔扩张端，所述凹孔扩张端的直径大于凹孔收口端的直径，所述凸台与凹孔相配合，使得耐磨件在所述镶嵌孔实现限位，不易滑脱。

Description

一种电极帽

技术领域：

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种电极帽。

背景技术：

如今，电极帽主要应用在金属焊接上，且汽车行业涉及的焊接处理工艺较多。现有技术中，电极帽的效果并不理想，通常为单一材质的，如铬锆铜、弥散铜等；也有的采用两种材料组装构成，将高性能材料制作耐磨件，镶嵌在普通电极材料的工作端，例如授权号为CN107984071A的电极帽，电极帽本体采用紫铜材质，耐磨件采用氧化铝弥散强化铜，既利用氧化铝弥散强化铜在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗和维护费用上都优于普通电极材料的性能，又能减少较为昂贵的氧化铝弥散强化铜的耗费量，有效节约成本。但在其应用过程中，耐磨件易发生位移甚至滑脱现象，影响了电极帽的正常使用。

因此，本领域亟需一种耐磨件在电极帽本体中位置限定，不易从电极帽本体滑脱的电极帽。

有鉴于此，提出本实用新型。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种耐磨件在电极帽本体中位置限定，不易从电极帽本体滑脱的电极帽。

具体的，本实用新型提供了一种电极帽，包括电极帽本体和耐磨件；所述电极帽本体包括镶嵌端和连接端，所述连接端设有连接孔，所述镶嵌端设置有镶嵌孔，所述耐磨件设置于镶嵌孔中，大小与镶嵌孔相适配，所述镶嵌孔底部设有凸台，所述耐磨件底部设有凹孔，所述凹孔的开口端设置为凹孔收口端，另一端设置为凹孔扩张端，所述凹孔扩张端的直径大于凹孔收口端的直径，在安装耐磨件与电极帽本体时，对耐磨件冲压使凸台发生形变，凸台的顶端向外扩张，使得所述凸台与凹孔相配合。

采用上述方案，通过所述凸台顶端外扩，与凹孔扩张端大小相适配，卡在所述凹孔中，使得耐磨件在所述镶嵌孔实现限位，不易滑脱。

优选的，所述耐磨件的材料采用铬锆铜或氧化铝铜，更优选的，所述材料采用氧化铝弥散强化铜。

优选的，所述电极帽本体的材料采用铬锆铜或紫铜。

本发明中，为了保证所述电极帽在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗更好的性能，所述耐磨件和电极帽本体选用的材料包括但不限于如下组合：(1)耐磨件选用氧化铝铜，电极帽本体选用紫铜；(2)耐磨件选用铬锆铜，电极帽本体选用紫铜；(3)耐磨件选用氧化铝铜，电极帽本体选用铬锆铜。

优选的，所述耐磨件的底端设置耐磨件收口端，所述耐磨件收口端直径小于耐磨件的直径

采用上述方案，所述耐磨件收口端使得耐磨件更易插入镶嵌孔中，方便完成所述电极帽的组装。

进一步，所述耐磨件与电极帽本体在镶嵌端形成圆角，耐磨件的顶端形成工作面。

采用上述方案，所述电极帽的工作面只由内嵌的耐磨件构成，并且减小了工作面的面积，降低所述电极帽在焊接时飞溅、毛刺及粘电极帽现象的概率。

优选的，所述连接孔的径向截面为等腰梯形，所述连接孔的径向截面为过连接孔的直径沿其中心轴的方向所做的切面。

采用上述方案，电极杆一端缩口，插入底端缩口的镶嵌孔中，所述电极杆和电极帽能够更好地进行安装。

优选的，所述凸台的横截面为圆形。

采用上述方案，所述耐磨件在与电极帽本体的组装过程中不需要调整安装角度。

优选的，所述凸台的径向截面为等腰梯形，设底角的度数为θ，申请人经过实验(如表1所示)能够同时保证限位功能和形变适配性的一组特征：即优选的，45°≤θ≤85°。

表1凸台结构对电极帽性能的影响

组别	θ(°)	限位功能	形变适配性
				1	30	好	一般
2	45	好	较好
				3	70	好	好
4	85	较好	好
				5	90	无	/

采用上述方案，所述凸台能在冲压作用下形变性能较好，与凹孔结合相对稳固，又能产生较好的限位作用，使得耐磨件不易从电极帽本体上滑脱。

优选的，所述凹孔扩张端的直径为a，所述凹孔收口端直径为b，所述凹孔的深度为h，申请人发现凹孔过小，相适配的凸台也过小，导致凸台机械强度过小，易折断，此时凹孔侧壁过厚，机械强度过大，不易冲压凹孔侧壁变形出凹孔缩口端；凹孔过大，相适配的凸台也过大，导致机械强度过大，冲压耐磨件时，凸台不易变形，此时凹孔侧壁过薄时，凹孔侧壁易机械强度过小，易折断，进而影响形变适配性，经过大量实验(如表2所示)发现能够避免上述问题的一组特征：即4mm≤a≤8mm，3mm≤b≤7mm，1mm≤h≤5mm。

表2凹孔大小对电极帽的影响

采用上述方案，所述凹孔的大小与凹孔侧壁厚度适宜，凸台和凹孔侧壁机械强度适宜，既利于冲压变形又不易折断。

优选的，申请人经过大量实验(如表3-5所示)发现当a-b差值过小时(在h取值1-5mm的范围内)，凸台与凹孔的限位功能较弱；当a-b差值过大时，在将耐磨件冲压到镶嵌孔中时，凸台不能形变到与凹孔向适配，能够同时保证限位功能和形变适配性的一组特征：即0.5mm≤a-b≤1.5mm。更优选的，a-b＝1mm。

表3 h＝1mm时凹孔扩张端与凹孔收口端的差值对电极帽的影响

组别	a(mm)	b(mm)	a-b(mm)	限位功能	形变适配性
						1	6	5.8	0.2	一般	好
2	5	4.8	0.2	一般	好
						3	6	5.5	0.5	好	好
4	5	4.5	0.5	好	好
						5	6	5	1	好	较好
6	5	4	1	好	较好
						7	6	4.5	1.5	很好	较好
8	5	3.5	1.5	很好	较好
						9	6	4	2	很好	一般
10	5	3	2	很好	一般

表4 h＝3mm时凹孔扩张端与凹孔收口端的差值对电极帽的影响

组别	a(mm)	b(mm)	a-b(mm)	限位功能	形变适配性
						1	6	5.8	0.2	一般	很好
2	5	4.8	0.2	一般	很好
						3	6	5.5	0.5	较好	好
4	5	4.5	0.5	较好	好
						5	6	5	1	好	好
6	5	4	1	好	好
						7	6	4.5	1.5	很好	较好
8	5	3.5	1.5	很好	较好
						9	6	4	2	很好	一般
10	5	3	2	很好	一般

表5 h＝5mm时凹孔扩张端与凹孔收口端的差值对电极帽的影响

组别	a(mm)	b(mm)	a-b(mm)	限位功能	形变适配性
						1	6	5.8	0.2	一般	很好
2	5	4.8	0.2	一般	很好
						3	6	5.5	0.5	较好	很好
4	5	4.5	0.5	较好	很好
						5	6	5	1	较好	好
6	5	4	1	较好	好
						7	6	4.5	1.5	好	好
8	5	3.5	1.5	好	好
						9	6	4	2	很好	一般
10	5	3	2	很好	一般

采用上述方案，所述凸台能在冲压作用下形变性能好，与凹孔相适配，结合更稳固，又能产生良好的限位作用，使得耐磨件不易从电极帽本体上滑脱。

进一步，所述连接孔的底端与镶嵌孔的底端之间的距离为c，申请人经过大量实验(如表6所示)发现能够同时保证电极帽本体的机械强度和材料用量的一组特征：即1mm≤c≤2mm。更优选的，c＝1.5mm。

表6连接孔的底端与镶嵌孔的底端之间的距离对电极帽本体性能的影响

组别	c(mm)	电极帽本体机械强度	电极帽本体材料用量
				1	0.5	差	少
2	1	良	适量
				3	1.5	优	适量
4	2	优	适量
				5	2.5	优	较多

采用上述方案，在保证电极帽本体机械强度时，使用材料用量适量，降低成本。

优选的，设所述耐磨件的直径为d，耐磨件收口端的直径为e，8mm≤d≤10mm，保证耐磨件机械强度，又节约材料，降低成本。申请人经过大量实验(如表7所示)发现能够使耐磨件易于与电极帽本体组装又不影响凹孔设置的一组特征：即0.5mm≤d-e≤2mm。更优选的，d-e＝1mm。

表7耐磨件收口端直径对耐磨件性能的影响

组别	d(mm)	e(mm)	d-e(mm)	安装便利性	是否影响凹孔设置
						1	10	9.7	0.3	一般	否
2	8	7.7	0.3	一般	否
						3	10	9.5	0.5	较好	否
4	8	7.5	0.5	较好	否
						5	10	9	1	好	否
6	8	7	1	好	否
						7	10	8	2	较好	否
8	8	6	2	较好	否
						9	10	7	3	好	是
10	8	5	3	好	是

采用上述方案，耐磨件的收口端既能使耐磨件易于安装于镶嵌孔内，又能保证不影响所述凹孔与凸台的设置。

优选的，所述工作面的直径为f，申请人经过大量实验(如表8所示)发现能够保证工作面积使其不易磨损又不易发生飞溅、毛刺及粘电极帽现象的一组特征：即5mm≤f≤7mm。更优选的，f＝6mm。

表8工作面的直径对电极帽性能的影响

组别	f(mm)	工作面积	发生飞溅、毛刺或粘电极
				1	4	小	极少
2	5	较小	较少
				3	6	中	较少
4	7	较大	少次
				5	8	大	多次

采用上述方案，所述工作面积适中，不易于磨损，也不易发生飞溅、毛刺或粘电极现象。

所述电极帽的生产工艺流程包括以下步骤：A制备电极帽本体原件：将14-18mm的普通电极材料棒，如铬锆铜或紫铜，剪切成10-14mm圆柱体，将圆柱体一端边冲压成圆弧形，以利于冲孔时的定位和受力均衡，在该端冲压出直径8-12mm、高10-14mm的镶嵌孔和直径为4-6mm，高度为1-3mm的凸台，镶嵌孔的底端向内收口，收口端直径为8-10mm；B制备耐磨件原件：将直径8-12mm的高性能电极原料棒，如氧化铝弥散强化铜，剪切成长为10-14mm的圆柱体，将圆柱体具有圆角的一端冲压出直径5-7mm，深度为2-3mm的凹孔，修整凹孔侧壁向内收口，使凹孔收口端与凸台直径相配合；C镶嵌耐磨件原件：将耐磨件原件置于镶嵌孔内，冲压耐磨件原件，使凸台顶端向外扩张形变，与凹孔的扩张端相配合；D制备连接孔：将电极帽本体原件的连接端冲压变形成圆弧形，以利于下一步拉伸时稳定与定位准确，冲压拉伸出连接孔，所述连接孔的开口端直径为11-14mm，深度为10-14mm，锥度为1：20-1：5，修整平滑度，使所述电极帽与电极杆能紧密的接触；E制备工作面：修整电极帽本体镶嵌端与耐磨件顶端，形成圆角，耐磨件顶端构成工作面，工作面直径为5-7mm。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过所述凸台顶端和凹孔扩张端配合，限制耐磨件在镶嵌孔的位移，避免滑脱。

2.通过将所述耐磨件的底部形成收口端，使耐磨件更便利地安装于电极帽本体内。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种实施方式的电极帽剖面图；

图2为本实用新型一种实施方式的电极帽立体图；

图3为另一个视角下本实用新型一种实施方式的电极帽立体图；

图4为本实用新型一种实施方式中电极帽装配后的立体图；

图5为本实用新型一种实施方式的电极帽本体原件剖面图；

图6为本实用新型一种实施方式的耐磨件原件剖面图；

图7为本实用新型一种实施方式的电极帽剖面图局部放大图。

附图标记说明

通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。

1、电极帽本体；10、电极帽本体原件；11、镶嵌端；12、连接端；13、连接孔；14、镶嵌孔；141、凸台；2、耐磨件；20、耐磨件原件；21、凹孔；211、凹孔扩张端；212、凹孔收口端；22、耐磨件收口端；23、工作面；3、电极杆。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

参考图1-图4，本实用新型提供了一种电极帽，包括电极帽本体1和耐磨件2；所述电极帽本体1包括镶嵌端11和连接端12，所述连接端12设有连接孔13，所述镶嵌端11设置有镶嵌孔14，所述耐磨件2设置于镶嵌孔14中，大小与镶嵌孔14相适配，所述镶嵌孔14底部设有凸台141，所述耐磨件2底部设有凹孔21，所述凹孔21的开口端设置为凹孔收口端212，另一端设置为凹孔扩张端211，所述凹孔扩张端211的直径大于凹孔收口端212的直径。在安装耐磨件2与电极帽本体1时，对耐磨件2冲压使凸台141发生形变，凸台141的顶端向外扩张，使得所述凸台141与凹孔21相配合。通过所述凸台141顶端外扩，与凹孔扩张端211大小相适配，卡在所述凹孔21中，使得耐磨件2在所述连接孔13实现限位，不易滑脱。

在本实用新型的一个优选实施方式中，所述耐磨件2的材料采用氧化铝弥散强化铜，利用氧化铝弥散强化铜的特性，使得所述电极帽在抗退火、抗粘连、导电率、使用寿命、能源消耗和维护费用上的性能更优越。

在本实用新型的一个优选实施方式中，所述耐磨件2的底端设置耐磨件收口端22，所述耐磨件收口端22直径小于耐磨件2的直径，所述耐磨件收口端22使得耐磨件2更易插入镶嵌孔14中，完成所述电极帽的组装。所述耐磨件2与电极帽本体1在镶嵌端11形成圆角，耐磨件2的顶端形成工作面23，所述电极帽的工作面23只由内嵌的耐磨件2构成，并且减小了工作面23的面积，降低所述电极帽在焊接时飞溅、毛刺及粘电极帽现象的概率。所述连接孔13的径向截面为等腰梯形，所述连接孔13的径向截面为过连接孔13的直径沿其中心轴的方向所做的切面，电极杆3一端缩口，插入底端缩口的镶嵌孔14中，所述电极杆3和电极帽能够更好地进行安装。所述凸台141的横截面为圆形，所述耐磨件2在与电极帽本体1的组装过程中不需要调整组装角度。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图6和图7所示，设所述凹孔扩张端211的直径为a，所述凹孔收口端212直径为b，a-b＝1mm，所述凸台141能在冲压作用下形变性能好，与凹孔21相适配，产生较好的限位作用，使得耐磨件2不易从电极帽本体1上滑脱。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图7所示，所述连接孔13的底端与镶嵌孔14的底端之间的距离为c，c＝1.5mm。隔板15为该厚度时，既能保证电极帽本体1机械强度，又使用适量的材料用量，降低成本。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图6所示，所述耐磨件2的直径为d，耐磨件收口端22的直径为e，d-e＝1mm，耐磨件收口端22既能使耐磨件2易于安装于镶嵌孔14内，又能保证不影响所述凹孔21与凸台141的设置。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图7所示，所述工作面23的直径为f，f＝6mm，所述工作面23的面积适中，不易于磨损，也不易发生飞溅、毛刺或粘电极现象。

在本实用新型的一个优选实施方式中，所述电极帽的生产工艺流程如下：A制备电极帽本体原件10：将直径16mm的紫铜棒利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，长度误差为±0.05mm，将圆柱体一端的边线冲压出圆弧形，以利于冲孔时受力均衡，在该端冲压出镶嵌孔14，直径为10mm，高度为12mm，继续冲压出凸台141，直径为5mm，高度为2mm，镶嵌孔14的底端向内收口，收口端直径为9mm，锥度为1:5，制备出电极帽本体原件10，如图5所示；B制备耐磨件原件20：将直径10mm的氧化铝弥散强化铜原料棒，利用冲床剪切成长12mm的圆柱体，将圆柱体一端冲压出凹孔21，直径为6mm，高度为2.5mm，修整凹孔21侧壁向内收口，使凹孔收口端212直径变形为5mm，高度为2.5mm，制备出耐磨件原件20，如图6所示；C镶嵌耐磨件原件20：将耐磨件原件20置于镶嵌孔14内，冲压耐磨件原件20，使凸台141顶端向外扩张形变，直径变为6mm，与凹孔21的扩张端相配合；D制备连接孔13：将电极帽本体原件10的连接端12冲压变形成圆弧形，以利于下一步拉伸时稳定与定位准确，冲压拉伸出连接孔13，修整连接孔13的开口端直径为12.5mm，高度为12mm，锥度为1:10，修整平滑度，使所述电极帽与电极杆3能紧密的接触安装，如图4所示；E制备工作面23：利用数控车床车削电极帽本体1镶嵌端11与耐磨件2顶端，产生约5％的废屑，形成圆角，圆角直径为8mm，耐磨件2顶端构成工作面23，工作面23直径为6mm；F检测、包装、入库。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电极帽，包括电极帽本体(1)和耐磨件(2)；所述电极帽本体(1)包括镶嵌端(11)和连接端(12)，所述连接端(12)设有连接孔(13)，所述镶嵌端(11)设置有镶嵌孔(14)，所述耐磨件(2)设置于镶嵌孔(14)中，大小与镶嵌孔(14)相适配，其特征在于，所述镶嵌孔(14)底部设有凸台(141)，所述耐磨件(2)底部设有凹孔(21)，所述凹孔(21)的开口端设置为凹孔收口端(212)，另一端设置为凹孔扩张端(211)，所述凹孔扩张端(211)的直径大于凹孔收口端(212)的直径，所述凸台(141)与凹孔(21)相配合。

2.根据权利要求1所述的电极帽，其特征在于，所述耐磨件(2)的材料采用铬锆铜或氧化铝铜，所述电极帽本体(1)的材料采用紫铜；或所述耐磨件(2)的材料采用氧化铝铜，所述电极帽本体(1)的材料采用铬锆铜。

3.根据权利要求1所述的电极帽，其特征在于，所述耐磨件(2)的底端设置耐磨件收口端(22)，所述耐磨件收口端(22)直径小于耐磨件(2)的直径。

4.根据权利要求1所述的电极帽，其特征在于，所述耐磨件(2)与电极帽本体(1)在镶嵌端(11)形成圆角，耐磨件(2)的顶端形成工作面(23)。

5.根据权利要求1所述的电极帽，其特征在于，所述凸台(141)的径向截面为等腰梯形，设底角的度数为θ，45°≤θ≤85°。

6.根据权利要求5所述的电极帽，其特征在于，设所述凹孔扩张端(211)的直径为a，所述凹孔收口端(212)直径为b，所述凹孔(21)的深度为h，4mm≤a≤8mm，3mm≤b≤7mm，2mm≤h≤5mm。

7.根据权利要求6所述的电极帽，其特征在于，0.5mm≤a-b≤1.5mm。

8.根据权利要求1所述的电极帽，其特征在于，所述连接孔(13)的底端与镶嵌孔(14)的底端之间的距离为c，1mm≤c≤2mm。

9.根据权利要求3所述的电极帽，其特征在于，设所述耐磨件(2)的直径为d，耐磨件收口端(22)的直径为e，0.5mm≤d-e≤2mm。

10.根据权利要求4所述的电极帽，其特征在于，设所述工作面(23)的直径为f，5mm≤f≤7mm。