[发明专利]水冷电机壳搅拌摩擦焊水道的焊接夹具及环形焊接工艺

摘要

本发明涉及一种水冷电机壳搅拌摩擦焊水道的焊接夹具，包括夹具底座、油缸支架机构、顶块夹紧机构、涨套锁紧机构和PLC控制系统，所述顶块夹紧机构、涨套锁紧机构分别与PLC控制系统连接。焊接工艺位搅拌摩擦焊设备采用双工作台交替焊接，通过PLC系统使焊接夹具沿工作台X轴导轨移动、搅拌头沿工作台Y轴导轨移动，实现水道环形连续焊接的工艺。有益效果：通过涨胎套对工件的内侧锁紧并牢固定位中心位置，油缸驱动外向顶块沿直线导轨运动对工件的外侧夹紧，既保证了水冷电机壳在夹紧过程中不变形，也保证了焊接过程的稳定性；搅拌摩擦焊设备通过编程使焊接夹具沿工作台X轴导轨移动、搅拌头沿Y轴导轨移动，实现水道环形连续焊接。

主权项

1.一种根据焊接夹具的水冷电机壳搅拌摩擦焊水道环形焊接工艺，焊接夹具包括夹具底座、油缸支架机构、顶块夹紧机构、涨套锁紧机构和PLC控制系统，所述油缸支架机构包括四个呈十字设置的油缸支架座，所述油缸支架座与夹具底座固接；所述油缸支架机构上固接有顶块夹紧机构，所述顶块夹紧机构包括薄型卧式油缸、直线导轨和油缸顶块，所述薄型卧式油缸通过连接螺杆与直线导轨连接，所述直线导轨与油缸顶块连接，所述薄型卧式油缸固接在油缸支架座上；所述夹具底座中央位置设有涨套锁紧机构，所述涨套锁紧机构包括薄型立式油缸、涨胎套、涨胎和拉杆，所述涨胎与涨胎套螺纹连接呈整体，所述薄型立式油缸通过拉杆与涨胎固接，所述涨胎套与夹具底座固接；所述顶块夹紧机构、涨套锁紧机构分别与PLC控制系统连接；所述夹具底座上、下表面分别固接有底座上板和底座下板，所述底座上板上固接有夹具底板，油缸支架座、薄型立式油缸和涨胎套与夹具底板固接，夹具底座上设有四个气缸顶出机构，所述气缸顶出机构包括薄型气缸和与其连接的气缸顶出块，所述气缸顶出块置于薄型气缸中，可在气流作用下顶出工件，所述薄型气缸固定在夹具底座上，气缸顶出机构置于待焊接工件的下方位置；其特征是：搅拌摩擦焊设备采用双工作台交替焊接，通过PLC系统使焊接夹具沿工作台X轴导轨移动、搅拌头沿工作台Y轴导轨移动，实现水道环形连续焊接的工艺，具体加工工艺如下：1） 焊接准备：将水道压片压入水冷电机壳的各个水道口，保证水道压片与水道端面水平；根据水冷电机壳的图纸尺寸进行编程，设定工作台和搅拌头的工作参数；2）焊接过程：（1）在放置水冷电机壳工件之前，首先按动PLC控制器的油泵停止开关，确保油缸顶块处于放松状态，气缸顶出块顶出；油缸顶块的夹紧侧形状与水冷电机壳外壁形状一致，油缸顶块在夹紧工件时沿直线导轨移动；（2）涨套锁紧机构的涨胎套设有六个均匀分布的涨瓣，将水冷电机壳工件沿涨胎套放入，置于气缸顶动块之上，气缸顶动块在水冷电机壳工件重力作用下下降，直至水冷电机壳工件与夹具底板接触；（3）按动PLC控制器的油泵工作开关使油泵开始工作，按动夹紧开关使液压油通过油管流入各个油缸，首先立式油缸驱动拉杆上行通过涨胎带动涨胎套涨开将水冷电机壳工件的内侧锁紧；随后按设定时间卧式油缸驱动顶块沿直线导轨运动对水冷电机壳工件的外侧夹紧；（4）搅拌摩擦焊设备通过编程使焊接夹具沿工作台X轴导轨移动、搅拌头沿Y轴导轨移动，对水冷电机壳工件的水道进行环形连续焊接；搅拌头高速旋转插入水道与水道压片的接缝处，设定搅拌头的旋转速度为1000r/min，搅拌头的行进速度为500mm/min；3）焊接完成：焊接完成后将搅拌摩擦焊设备工作台移动到非焊接区域，按动PLC控制器的放松开关，拉杆和油缸顶块退回，随后气缸顶出块顶出水冷电机壳工件，取出水冷电机壳工件，同时另一个工作台移动到焊接区域继续进行焊接。