CN210937907U - 一种环形焊缝焊接用夹具工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种环形焊缝焊接用夹具工装。该种环形焊缝焊接用夹具工装包括底座、驱动单元、导向单元、主动夹紧单元、从动夹紧单元，主动夹紧单元固定安装于底座上端，主动夹紧单元包括第一壳体、第一电机、三爪卡盘，主动夹紧单元用于夹持缸筒，从动夹紧单元通过导向单元滑动安装于底座上端，从动夹紧单元包括第二壳体、安装座、直线驱动机构、夹爪，从动夹紧单元用于夹持缸底，从动夹紧单元与底座之间设置有驱动单元，驱动单元用于驱动从动夹紧单元在底座上端滑动。三爪卡盘实现了对不同缸径缸筒的夹紧，驱动单元带动从动夹紧单元运动，实现对不同长度的缸体的夹紧，从动夹紧单元、主动加紧单元实现了对焊件的稳定夹紧，提高了焊接质量。

Description

一种环形焊缝焊接用夹具工装

技术领域

本实用新型涉及夹具工装，特别涉及液压缸的环形焊缝用夹具工装。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件，它结构简单、工作可靠，液压缸通常包括缸体、端盖、活塞、活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成，缸体包括缸筒与缸底，缸筒与缸底通过环形焊缝焊接在一起，缸底朝向缸筒外的一侧一般还设置有耳板，耳板开设有连接用的通孔。环形焊缝焊接是各类液压缸缸体制造过程中的主要工艺过程之一，焊缝位置是否准确性、焊缝质量是否良好，是液压缸零件可靠性的重要保证，因此，必须通过专用的焊接夹具实现对缸体与缸底零件的定位、夹具，并保证其可靠性，以满足焊接过程、焊接质量的稳定，由于液压缸的种类多，长度、直径各异，传统手工焊接，所需求的工装种类较多，焊缝质量难以保证，废品率高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种夹具工装，可以实现对于不同尺寸缸体的夹持，提高了液压缸的环形焊缝的焊缝质量，降低次品率。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型一种环形焊缝焊接用夹具工装采用如下技术方案：

一种环形焊缝焊接用夹具工装，包括底座、驱动单元、导向单元、主动夹紧单元、从动夹紧单元，所述主动夹紧单元固定安装于所述底座上端，所述从动夹紧单元通过导向单元滑动安装于所述底座上端，所述从动夹紧单元与所述底座之间设置有所述驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述从动夹紧单元在所述底座上端滑动；

所述主动夹紧单元包括第一壳体、第一电机、三爪卡盘，所述第一壳体安装于所述底座上端，所述第一壳体中安装有所述第一电机，所述第一电机输出轴朝向所述从动夹紧单元一侧并连接有所述三爪卡盘，所述三爪卡盘用于安装液压缸的缸筒；

所述从动夹紧单元包括第二壳体、安装座、直线驱动机构、夹爪，所述第二壳体通过所述导向单元滑动设置于所述底座上端，所述安装座转动安装于所述第二壳体且其转动轴线与所述三爪卡盘的转动轴线共线，所述安装座安装有所述直线驱动机构，所述直线驱动机构具有双向的活动端，每个活动端各连接有一个所述夹爪，所述夹爪包括连接板、定位轴，所述定位轴设置于连接板，所述定位轴的轴线朝向所述安装座的转动轴线设置，两个所述定位轴同轴线设置，所述定位轴用于插接液压缸缸底耳板上的通孔，所述连接板安装于所述直线驱动机构的活动端，所述直线驱动机构用于驱动所述定位轴朝向或者远离所述安装座的转动中心。

本实用新型工作时，启动直线驱动机构使得定位轴插接于缸底耳板的通孔中将缸底定位，然后通过驱动单元改变从动夹紧单元的位置，将缸筒安装于三爪卡盘中，然后启动焊枪焊接，并同时启动第一电机，使得三爪卡盘带动整个焊件转动，直至完成焊接，然后启动直线驱动机构使得定位轴从缸底耳板的通孔中脱出，接着通过驱动单元将从动夹紧单元移开，再使三爪卡盘松开，从而将焊接好的缸体从该种夹具工装中取出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过三爪卡盘实现了对不同缸径缸筒的夹紧，驱动单元带动从动夹紧单元运动，从而实现对不同长度的缸体的夹紧，并且通过从动夹紧单元、主动加紧单元实现了对焊件的稳定夹紧，提高了焊接效率与焊接质量。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步地：所述第一电机与所述三爪卡盘之间设置有第一减速机，所述第一电机的输出轴设置于所述第一减速机的输入端，所述第一减速机的输出端与三爪卡盘连接。本步的有益效果：通过第一减速机降低三爪卡盘的转速，提高了焊件在转动过程中的稳定性。

进一步地：所述三爪卡盘与所述第一减速机之间还设置有第一轴承，所述第一轴承的外圈与所述第一壳体连接，所述第一轴承的内圈一侧与所述第一减速机的输出端连接，另一侧与所述三爪卡盘连接。本步的有益效果：第一轴承提高了三爪卡盘转动的稳定性。

进一步地：所述导向单元包括导轨、滑块、滑板，所述导轨至少有一根且安装于所述底座，所述导轨滑动连接有至少一个所述滑块，所述滑块安装于所述滑板下端，所述从动夹紧单元安装于所述滑板上端。

进一步地：所述驱动单元包括第二电机、齿条、齿轮，所述第二电机安装于所述滑板，所述第二电机的输出轴安装有所述齿轮，所述齿轮与所述齿条配对啮合，所述齿条平行于所述导轨并安装于所述底座。

进一步地：所述第二电机与所述齿轮之间设置有第二减速机，所述第二电机的输出轴设置于所述第二减速机的输入端，所述第二减速机的输出端与所述齿轮连接。

进一步地：所述导轨两端设置有限位块，所述限位块安装于所述底座。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中沿A-A的剖视图；

图3为图2中B的局部放大图；

图4为图1的俯视图；

图5为图4中沿C-C的剖视图；

图6为图5中D的局部放大图；

图7为图5中E的局部放大图；

图8为本实用新型的三维结构示意图；

图9为图8中F的局部放大图。

其中，1底座，2驱动单元，201第二电机，202第二减速机，203 齿条，204齿轮，3导向单元，301导轨，302滑块，303滑板，304 限位块，4主动夹紧单元，401第一座体，402第一壳体，403第一电机，404电机法兰，405第一减速机，406减速器法兰，407法兰轴， 408第一轴承，409三爪卡盘，410卡盘法兰，411第一筒体，412第一封板，413第一安装盘，5从动夹紧单元，501第二座体，502第二壳体，503第二轴承，504安装座，505直线驱动机构，506轴套，507夹爪，508第二筒体，509第二封板，510第二安装盘，511连接法兰， 512连接柱，513U形座体，514定位板，515定位孔，516气爪，517 连接板，518定位轴，519第一轴体，520第二轴体，521定位面，522 V形槽，6焊件，601缸筒，602缸底。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

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基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，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。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实用新型中的具体含义。

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。

具体实施例

如图1、9所示，一种环形焊缝焊接用夹具工装，包括底座1、驱动单元2、导向单元3、主动夹紧单元4、从动夹紧单元5，主动夹紧单元4固定安装于底座1上端，主动夹紧单元4用于夹持焊件6的缸筒601，从动夹紧单元5通过导向单元3滑动安装于底座1上端，从动夹紧单元5用于夹持焊件6的缸底602，从动夹紧单元5与底座 1之间设置有驱动单元2，驱动单元2用于驱动从动夹紧单元5在底座1上端滑动，从而实现对不同长度缸筒601的夹持。

如图1、2、4所示，导向单元3包括导轨301、滑块302、滑板 303，导轨301有两根且安装于底座1上端两侧，两根导轨301相互平行设置，每根导轨301滑动连接有两个间隔设置的滑块302，四个滑块302安装于滑板303下端面，从动夹紧单元5安装于滑板303 上端，导轨301两端各设置有一个限位块304，限位块304安装于底座1，限位块304用于控制从动夹紧单元5的极限运动位置。

如图5、6所示，主动夹紧单元4包括第一座体401、第一壳体 402、第一电机403、电机法兰404、第一减速机405、减速器法兰406、法兰轴407、第一轴承408、三爪卡盘409、卡盘法兰410，本实施例中的第一减速机405采用RV-E系列减速机，第一轴承408采用RU 系列的交叉滚子轴承。第一座体401固定安装于底座1上端面，第一座体401上端安装有第一壳体402，第一壳体402上端具有沿横向设置的圆筒形的第一筒体411，第一筒体411两端都设置有第一封板 412，第一筒体411内壁设置有圆环形的第一安装盘413，第一轴承 408的外圈、减速机法兰相互连接并安装于第一安装盘413，第一减速机405外壳位于输出端一侧的端面安装于减速机法兰，另一侧的端面安装有电机法兰404，电机法兰404安装有第一电机403，第一电机403的输出轴插入第一减速机405的输入端，第一减速机405的输出端安装有法兰轴407，法兰轴407连接于第一轴承408的内圈，第一轴承408的内圈的另一侧安装有卡盘法兰410，卡盘法兰410的另一侧安装有同轴线设置的三爪卡盘409，第一筒体411位于从动夹紧单元5一侧的第一封板412开设有与所述三爪卡盘409相匹配的通孔，三爪卡盘409的夹持端穿过该第一封板412的通孔伸出于外侧。

如图3、5、7、8、9所示，从动夹紧单元5包括第二座体501、第二壳体502、第二轴承503、安装座504、直线驱动机构505、轴套 506、夹爪507，本实施例中，第二轴承503为RU系列的交叉滚子轴承，直线驱动机构505为MHL2系列的宽型气爪516。第一座体401 固定安装于滑板303上端面，第一座体401上端安装有第二壳体502，第二壳体502上端沿横向设置有圆筒形的第二筒体508，第二筒体508 与第一筒体411同轴线设置，第二筒体508两端设置有第二封板509，第二筒体508内壁设置有圆环形的第二安装盘510，第二安装盘510 朝向主动夹爪507单元的一侧安装有第二轴承503的外圈，第二轴承 503的内圈安装有同轴线设置的安装座504，安装座504包括连接法兰511、连接柱512、U形座体513、定位板514，第二轴承503的内圈安装有同轴设置的连接法兰511，连接法兰511另一侧设置有同轴设置的连接柱512，第二筒体508位于主动夹紧单元4一侧的第二封板509开设有供连接柱512穿过的通孔，连接柱512穿过该通孔伸出于第二筒体508外侧并与U形座体513的一边连接，该边的另一面设置有两块定位板514，两块定位板514对称设置于连接柱512两侧，定位板514开设有定位孔515，定位孔515为通孔，定位孔515中设置有轴套506，两个轴套506的轴线共线设置并穿过第二轴承503的轴线，U形座体513的底面安装有直线驱动机构505，该直线驱动机构505有两个活动的气爪516，每个气爪516各连接一个夹爪507，夹爪507包括连接板517、定位轴518，定位轴518垂直设置于连接板517的板面，定位轴518滑动插接于轴套506中，当连接板517 完全与轴套506端面贴合时，定位轴518端部从轴套506中伸出，该定位轴518用来插接缸底602耳板开设的通孔，定位轴518为两段式的阶梯轴，定位轴518包括第一轴体519、第二轴体520，第二轴体 520连接于连接板517，第一轴体519用于插接缸底602耳板的通孔，第一轴体519的轴径小于第二轴体520的轴径，第一轴体519与第二轴体520的连接面为定位面521，当两个第一轴体519从相对的方向一同插入缸底602耳板的通孔时，两个定位轴518的定位面521与缸底602耳板的端面贴合，U形座体513中另一边还开设有用来放置缸底602的V形槽522。

如图1、2所示，滑板303上端面安装有驱动单元2，驱动单元2 包括第二电机201、第二减速机202、齿条203、齿轮204，第二减速机202安装于滑板303上端面，第二电机201安装于第二减速机202，第二电机201的输出轴插入第二减速机202的输入端，第二减速机 202的输出轴安装有齿轮204，齿轮204与齿条203配对啮合，齿条 203平行于导轨301并安装于底座1。

上述第一电机403、第二电机201都为伺服电机，根据第一电机 403、第二电机201的型号，第一减速机405、第二减速机202配套选型。

上述所说连接、设置、安装、固接等连接方式，可以在已存在的现有技术中选择合适的连接方式，如焊接、铆接、螺纹连接、粘接、销连接、弹性变形连接、卡扣连接、过盈连接等连接方式，实际生产中，应该在实现连接目的、保证连接效果的前提下，根据生产条件，选择成本较低、生产效率高的连接方式。

本实用新型的具体工作过程与原理：

从动夹紧单元的初始状态为放松状态，将缸底602耳板放置于定位板514之间，使得耳板上通孔轴线与定位孔515轴线共线，然后启动直线驱动单元2，使得定位轴518的第一轴体519插入耳板的通孔中，并由定位面521夹紧缸底602耳板，从而将底602部分夹紧；根据缸筒601的长度，启动第二电机201，调整从动夹紧单元5相对于主动夹紧单元4的位置，再将缸筒601安装于三爪卡盘409，注意在安装的过程中，缸体和缸底602的部分应当紧密贴合对中。整个焊件 6定位完成后，焊枪启动开始焊接，由第一电机403经第一减速机405 降速后带动三爪卡盘409转动，三爪卡盘409带动焊件6转动，焊件 6带动从动夹紧单元转动，直至焊接完成后，启动直线驱动机构505 使得定位轴518从缸底602耳板的通孔中脱出，然后启动第二电机 201改变从动夹紧单元5的位置，再打开三爪卡盘409将焊接完成的焊件6取出。

本实用新型的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：包括底座、驱动单元、导向单元、主动夹紧单元、从动夹紧单元，所述主动夹紧单元固定安装于所述底座上端，所述从动夹紧单元通过导向单元滑动安装于所述底座上端，所述从动夹紧单元与所述底座之间设置有所述驱动单元，所述驱动单元用于驱动所述从动夹紧单元在所述底座上端滑动；

所述主动夹紧单元包括第一壳体、第一电机、三爪卡盘，所述第一壳体安装于所述底座上端，所述第一壳体中安装有所述第一电机，所述第一电机输出轴朝向所述从动夹紧单元一侧设置并连接有所述三爪卡盘，所述三爪卡盘用于安装液压缸的缸筒；

所述从动夹紧单元包括第二壳体、安装座、直线驱动机构、夹爪，所述第二壳体通过所述导向单元滑动设置于所述底座上端，所述安装座转动安装于所述第二壳体且其转动轴线与所述三爪卡盘的转动轴线共线，所述安装座安装有所述直线驱动机构，所述直线驱动机构具有双向的活动端，每个活动端各连接有一个所述夹爪，所述夹爪对称设置于所述安装座的转动轴线两侧，所述夹爪包括连接板、定位轴，所述定位轴设置于连接板，所述定位轴的轴线朝向所述安装座的转动轴线设置，两个所述定位轴同轴线设置，所述定位轴用于插接液压缸缸底耳板上的通孔，所述连接板安装于所述直线驱动机构的活动端，所述直线驱动机构用于驱动所述定位轴朝向或者远离所述安装座的转动中心运动。

2.根据权利要求1所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述第一电机与所述三爪卡盘之间设置有第一减速机，所述第一电机的输出轴设置于所述第一减速机的输入端，所述第一减速机的输出端与三爪卡盘连接。

3.根据权利要求2所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述三爪卡盘与所述第一减速机之间还设置有第一轴承，所述第一轴承的外圈与所述第一壳体连接，所述第一轴承的内圈一侧与所述第一减速机的输出端连接，另一侧与所述三爪卡盘连接。

4.根据权利要求1所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述导向单元包括导轨、滑块、滑板，所述导轨至少有一根且安装于所述底座，所述导轨滑动连接有至少一个所述滑块，所述滑块安装于所述滑板下端，所述从动夹紧单元安装于所述滑板上端。

5.根据权利要求4所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述驱动单元包括第二电机、齿条、齿轮，所述第二电机安装于所述滑板，所述第二电机的输出轴安装有所述齿轮，所述齿轮与所述齿条配对啮合，所述齿条平行于所述导轨并安装于所述底座。

6.根据权利要求5所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述第二电机与所述齿轮之间设置有第二减速机，所述第二电机的输出轴设置于所述第二减速机的输入端，所述第二减速机的输出端与所述齿轮连接。

7.根据权利要求4-6任一所述的环形焊缝焊接用夹具工装，其特征在于：所述导轨两端设置有限位块，所述限位块安装于所述底座。

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