具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
请参阅图1,本申请实施例所提供的焊接夹具100,用于定位并固定需焊接的框体110和待焊件120,该焊接夹具100包括固定板1、底座模组2、压料模组3和扣压模组4,固定板1、底座模组2、压料模组3和扣压模组4四者由下至上依次设置。
其中,固定板1与底座模组2连接,固定板1用于供底座模组2固定于激光焊接机台上,且通过固定板1可以实现焊接夹具100与激光焊接机台的无缝串接,并可以便于焊接夹具100调节位置,以实现精准焊接。固定板1的设置可使焊接夹具100适用于对焊接产品精度高、表面质量要求高的焊接场所,能够提高焊接夹具100的通用性。
底座模组2用于放置框体110和待焊件120,根据产品的焊接需要,本文中的待焊件120可以为多个,也即,将多个待焊件120焊接于框体110上并最终成型为所需产品。底座模组2包括底板组件201、中底板202和压料底板203,中底板202设于压料底板203和底板组件201之间,压料底板203和底板组件201分别设于中底板202的上、下两侧。其中,底板组件201可根据需要设置多个叠加的底板,以满足定位装夹精度的需要。
在装夹过程中,底板组件201、中底板202和压料底板203三者作为一个整体模组应用于焊接夹具100中,且底板组件201固定于固定板1上。
压料模组3设于底座模组2上,压料模组3包括压料板301和弹性旋钮组件302,压料板301与底座模组2的压料底板203配合以固定框体110,弹性旋钮组件302设于底座模组2上,用于抵压压料板301。
可以理解的是,为了便于在底座模组2上放入待焊件120,压料板301上设有用于供待焊件120放入的避让槽3011,该避让槽3011的数量和位置可根据待焊件120的数量和定位位置进行调整。
扣压模组4包括盖板401、支撑板402和第三弹性件403,支撑板402用于承载盖板401,第三弹性件403设于盖板401和支撑板402之间,当然,第三弹性件403可为压缩弹簧,压缩弹簧的两端分别抵接盖板401和支撑板402,用于提供沿第一方向的弹力,以使盖板401具有远离支撑板402的运动趋势,换言之,在盖板401受压时,该压缩弹簧可起到缓冲的作用。
为了便于消散等离子云,盖板401和支撑板402二者均设有镂空结构404,镂空结构404用于在焊接待焊件120时消散等离子云。等离子云指激光焊接时,当金属被加热汽化后,在熔池上方形成的高温金属气云。当激光功率密度较大时,高温金属蒸汽或保护气体在电磁场的作用下发生离解形成等离子云。
需要注意的是,盖板401和支撑板402二者的镂空结构404的数量和位置与待焊件120的数量和定位位置相对应。镂空结构404可以为贯通盖板401或支撑板402的通孔结构,且盖板401的通孔结构与支撑板402的通孔结构连通,这样可以有效解决焊接时等离子云或焊烟不易消散的问题。
为了便于定位扣压模组4和底座模组2,扣压模组4与底座模组2盖合连接,底座模组2上设有至少两个定位柱2011,至少两个定位柱2011可以设于底座模组2的底板组件201上,且至少两个定位柱2011沿第一方向设置;扣压模组4上设有与该定位柱2011一一对应配合的定位孔,通过定位柱2011和定位孔的配合,以使扣压模组4与底座模组2实现在水平面内的定位。
此外,还包括转动压合模组5,转动压合模组5可转动地连接底座模组2,转动压合模组5沿第二方向与底座模组2相对转动,具体地,转动压合模组5沿第二方向转动连接于底座模组2的底板组件201,这样一来,通过转动压合模组5抵压扣压模组4,以达到固定扣压模组4和底座模组2的目的。
装配时,先将扣压模组4与底座模组2盖合连接,然后通过转动转动压合模组5,以使转动压合模组5与扣压模组4接触相抵,从而实现扣压模组4与底座模组2的固定。
需要说明的是,第一方向可为如图1所示的Z轴方向,第一方向垂直于底座模组2所在的平面;第二方向可以是水平面内的一直线方向,第二方向可为如图1所示的X轴方向。
请一并参阅图2、图3和图4,为了便于定位框体110和待焊件120,还包括设于底座模组2上的第一定位结构6和第二定位结构7,其中,第二定位结构7与第一定位结构6同向设置,第一定位结构6沿第一方向设置并用于定位框体110,第二定位结构7沿第一方向设置并用于定位待焊件120。
当然,根据定位需要,第二定位结构7与第一定位结构6均可为定位销结构,相适配的,框体110和待焊件120上分别设有与对应的定位销结构配合的定位孔结构。
可以理解的是,在第一定位结构6和第二定位结构7分别沿第一方向定位框体110和待焊件120的基础上,压料模组3用于在第一定位结构6定位框体110后抵压第一定位结构6以固定框体110,扣压模组4朝向第二定位结构7设置,扣压模组4用于在第二定位结构7定位待焊件120后抵压第二定位结构7以固定待焊件120。
这样一来,通过第一定位结构6和第二定位结构7分别实现框体110和待焊件120在水平面上的定位,通过压料模组3和扣压模组4分别实现框体110和待焊件120在竖直方向上的定位。
在装夹过程中,首先,将框体110定位于底座模组2上的第一定位结构6,此时,底座模组2的压料底板203用于支撑框体110,在第一定位结构6定位框体110后,再加装压料模组3,并通过压料模组3向下抵压第一定位结构6以固定框体110,之后,将待焊件120定位于底座模组2上的第二定位结构7,在第二定位结构7定位待焊件120后,再加装扣压模组4并将扣压模组4与底座模组2盖合连接,与此同时,扣压模组4向下抵压第二定位结构7以固定待焊件120,这样即可完成框体110和待焊件120在焊接操作前的全部装夹定位工作。
在框体110和全部待焊件120装夹完成后,将焊接夹具100放入激光焊接机台进行焊接作业。
如此一来,本申请实施例所提供的焊接夹具100可以提高框体110和待焊件120的定位精度,一方面,通过第一定位结构6和第二定位结构7分别实现框体110和待焊件120在水平方向上的定位,从而可以解决框体110单边定位公差一边偏以及待焊件120横向偏位的问题;另一方面,通过压料模组3和扣压模组4分别实现框体110和待焊件120在竖直方向上的定位。
需要说明的是,传统采用线外装夹模块与夹具配合使用的方式,一般需要人工使用镊子夹持待焊件120后放置于线外装夹模块上,线外装夹完成后再通过夹具导向作用装夹于夹具上。上述操作过程中,由于待焊件120的数量较多,因此,装夹所需的人力较多,所需线外装夹模块数量多,成本高,且由于需要多次装夹,装夹精度较低。
相较于传统采用线外装夹模块与夹具配合使用的方式,本申请实施例所提供的焊接夹具100,可以直接将框体110和待焊件120定位于底座模组2上,无需使用线外装夹模块装夹待焊件120后再与底座模组2定位连接,这样可以简化定位工序,避免多次定位装夹,以保证框体110和待焊件120的定位精度稳定,与此同时,还可以解决由于使用线外装夹模块而带来的额外成本问题。也即,本焊接夹具100是为操作简单、定位精度高且成本低廉的焊接夹具100。
此外,为了便于实现退销,从而取走焊接好的框体110和待焊件120,底座模组2上还设有退销机构9,该退销机构9设于底板组件201上,用于解除第一定位结构6和第二定位结构7的定位作用。
请一并参阅图5、图6和图7,第一定位结构6和第二定位结构7均包括锥形销钉8,锥形销钉8设有用于与框体110的定位孔或待焊件120的定位孔配合的锥形面。也就是说,当框体110或待焊件120放入锥形销钉8后,锥形销钉8的锥形面能够与框体110的定位孔的内壁或待焊件120的定位孔的内壁接触相抵,以实现框体110或待焊件120的定位。
需要注意的是,框体110和单个待焊件120均通过两个锥形销钉8实现定位,也就是说,两个锥形销钉8用于定位一个框体110(框体110上相应设有两个定位孔),两个锥形销钉8用于定位一个待焊件120(待焊件120上相应设有两个定位孔),且由于本实施例中的待焊件120数量可为多个,因此,第二定位结构7的锥形销钉8也可为多个,第二定位结构7的锥形销钉8的数量根据待焊件120的数量来确定。
与此同时,为了便于实现退销,从而取走框体110和待焊件120,锥形销钉8的底部设有凸起结构801,相应的,由于底板组件201还设有退销机构9,这样一来,通过退销机构9推动凸起结构801,以使锥形销钉8沿第一方向移动。
请一并参阅图8和图9,退销机构9包括摇杆901、偏心轮902和退销块903,摇杆901与偏心轮902连接,摇杆901用于带动偏心轮903转动,退销块903活动地连接于底座模组2,退销块903用于推动凸起结构801以使锥形销钉8沿第一方向移动。
在本实施例中,摇杆901包括设于底座模组2的底板组件201中的杆体和位于底板组件201外部的提手,提手用于供操作人员把握,并带动杆体转动,偏心轮902连接于杆体上。
操作时,通过摇杆901带动偏心轮902转动,偏心轮902推动退销块903及锥形销钉8沿竖向向下移动,以实现退销。
此外,还包括复位件10,该复位件10具体为复位弹簧,锥形销钉8的底部设有安装槽,复位弹簧设于安装槽中,且安装槽的深度小于复位弹簧的原始长度,复位弹簧可向锥形销钉8提供沿竖向向上移动的弹性力。复位弹簧另一端可抵接在固定板1或底板组件201上。
也就是说,通过摇杆901带动偏心轮902转动,偏心轮902推动退销块903及锥形销钉8沿竖向向下移动,以实现退销,在取走框体110或待焊件120后,复位弹簧可使锥形销钉8沿竖向向上移动,以实现复位功能。
请一并参阅图10,为了防止压伤产品,上述转动压合模组5具有弹性压力,具体地,转动压合模组5包括提手502和设于提手502上的滚珠503,滚珠503凸出于提手502的底部,滚珠503用于抵压扣压模组4,滚珠503与提手502之间抵接有第一弹性件505,第一弹性件505用于向滚珠503提供沿第一方向的弹力,以使滚珠503具有靠近扣压模组4的运动趋势。
在转动压合模组5中,提手502与两个转动臂501构成转动压合模组5的外部框架结构,提手502的内部设有中空的腔体,第一弹性件505设于腔体内。其中,第一弹性件505具体为压缩弹簧,提手502的顶部设有弹簧压块506,压缩弹簧与滚珠503之间设有垫片504,垫片504的上、下两侧分别与压缩弹簧和滚珠503接触相抵。
压缩弹簧以预设的预紧力装配于提手502中,这样一来,滚珠503即可在受到压缩弹簧的弹性压力作用下压紧扣压模组4。该设置方式可以解决刚性结构压伤产品的问题,从而可以在一定程度上提高产品良率。
在本实施例中,上述转动压合模组5的数量为两个,两个转动压合模组5分别设于底板组件201的两侧,为了便于转动压合模组5装配,底板组件201的任一侧部均设置转动连接槽,任一转动压合模组5的转动臂501通过转轴转动连接于转动连接槽内。当然,为了保证转动压合模组5转动的稳定性,转动压合模组5的转动臂501设置两个,相应的,底板组件201的任一侧部的转动连接槽的数量也为两个。
本实施例中,为了便于压紧框体110,压料模组3的压料板301朝向第一定位结构6设置,并用于抵压框体110;弹性旋钮组件302与压料板301配合,弹性旋钮组件302设于底座模组2,弹性旋钮组件302用于抵压压料板301。这样一来,通过转动弹性旋钮组件302,以使压料板301压紧框体110。由于压料模组3具有弹性定位功能,因此,可以自动压紧框体110并可以防止压伤框体110。
请一并参阅图11、图12和图13,弹性旋钮组件302包括限位块3021、联动杆3022和支座3024,其中,支座3024与底座模组2连接,联动杆3022设于支座3024上,联动杆3022用于沿第一方向与支座3024相对移动;限位块3021设于支座3024的上方,限位块3021与联动杆3022通过销钉3023连接,联动杆3022可沿支座3024伸缩运动,限位块3021用于沿联动杆3022的轴向与支座3024相对转动,以抵压压料板301。
为了提高弹性旋钮组件302的使用寿命,上述限位块3021为对称结构,也即限位块3021上端面和下端面结构相同,这样可以在限位块3021的下端面磨损时,调换限位块3021的方位,从而使限位块3021上端面替换下端面进行装夹,这样可以在一定程度上延长弹性旋钮组件302的使用寿命,降低成本。
此外,支座3024内设有第二弹性件3026,且第二弹性件3026套设于联动杆3022上,第二弹性件3026用于提供沿联动杆3022的轴向的弹力,以使限位块3021具有靠近底座模组2的运动趋势,换言之,在第二弹性件3026的弹性力作用下,限位块3021可始终向下压紧压料板301。该支座3024可以通过固定螺丝固定连接于底座模组2上。
当然,根据实际需要,第二弹性件3026具体为压缩弹簧,联动杆3022的底部设有环状凸起,压缩弹簧的一端抵接于该环状凸起上,另一端抵接于支座3024顶部的内侧壁,在压缩弹簧处于压缩状态时,能够向联动杆3022和限位块3021提高向下运动的弹性力。
此外,弹性旋钮组件302还包括斜面3025,斜面3025设于支座3024上,在限位块3021相对支座3024转动时,斜面3025用于调节限位块3021与底座模组2的间距。
这样一来,通过转动处于低位的限位块3021,限位块3021沿着斜面3025转至高位,此时,联动杆3022上抬使压缩弹簧处于压缩状态,限位块3021具有下压的趋势,这样即可使限位块3021压紧压料板301。
也就是说,通过限位块3021、销钉3023和联动杆3022形成旋转结构,再通过该旋转结构与支座3024的斜面3025形成摩擦上升与下降的功能,从而可以实现将产品压紧,保证产品定位稳定性,有利于提高焊接精度。
为了便于限位限位块3021,压料板301上设有通孔以及位于压料板301上端面的限位槽,当限位块3021正向旋转90°后刚好可以位于限位槽中,有利于防止限位块3021脱离压紧状态,当限位块3021转至原位(反向旋转90°)或者180°(继续正向旋转90°)后,压料板301可以通过通孔脱离弹性旋钮组件302。
综上所述,在装夹过程中,首先,将框体110定位于第一定位结构6的锥形销钉8上,此时,底座模组2的压料底板203用于支撑框体110,在第一定位结构6定位框体110后,再加装压料模组3,并通过转动弹性旋钮组件302的限位块3021以使限位块3021压紧压料板301,从而实现固定框体110,之后,将待焊件120定位于第二定位结构7的锥形销钉8上,在第二定位结构7定位待焊件120后,再加装扣压模组4并将扣压模组4与底座模组2盖合连接,与此同时,再转动转动压合模组5,并通过转动压合模组5向下抵压扣压模组4,以实现固定待焊件120,这样即可完成框体110和待焊件120在焊接操作前的全部装夹定位工作。
在框体110和全部待焊件120装夹完成后,将焊接夹具100放入激光焊接机台进行焊接作业。
需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本申请所提供的焊接夹具100进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。