本发明公开了一种可快速更换垫片的点焊电极保护装置,包括内外支架、同轴设置的两个轮盘和与轮盘同轴设置的两套具有二级调速功能的棘轮棘爪机构;两个轮盘的内侧设有用于插装固定铜片的弧形插槽;内支架设有用以支撑棘轮棘爪机构的支撑框架,外支架带动棘爪部件的运动,棘轮带动轮盘转动,通过设计两个棘轮的齿数确轮铜片的步进速度;内支架与电极加持棒固连,内外支架可相对移动,电机夹持棒上套有压力弹簧,压力弹簧支撑在内外支架之间,在电极压下时,内外支架的下端压在工件表面上;当电极升起时,由压力弹簧将外支架复位。本发明不但可以减少电极的合金化,磨损,坑蚀和热疲劳等,提高电极的寿命,实现保护电极的目的,且更换铜片方便快速。
1.一种可快速更换垫片的点焊电极保护装置,包括外支架(104)、内支架(101)、同轴设置的两个轮盘(109)和与轮盘同轴设置的两套具有二级调速功能的棘轮棘爪机构;两个轮盘(109)之间固定有铜片(110),所述内支架(101)设有用以支撑所述棘轮棘爪机构的支撑框架,所述外支架(104)带动棘轮棘爪机构中棘爪部件(105)的运动,所述棘轮棘爪机构中的棘轮带动轮盘(109)转动,通过设计两个棘轮的齿数确定铜片(110)的步进速度;所述内支架(101)与电极夹持棒(103)固连,所述内支架(101)相对所述外支架可上下移动,所述电极夹持棒(103)上套有压力弹簧(102),所述压力弹簧(102)支撑在所述内支架(101)和外支架(104)之间,在电极压下时,所述内支架(101)的下端压在工件表面上;当电极升起时,由压力弹簧(102)将内支架(101)抬起,从而使内支架(101)的下端脱离工件表面;其特征在于,所述内支架(101)包括顶部的卡环(1011)和下部的支承框架,所述卡环(1101)用以将内支架(101)固定在电极夹持棒上,所述卡环(1101)与所述支承框架之间连接有两个支撑臂(1012),所述支承框架用来安装棘轮和轮盘的轴(111),所述支撑框架包括门字型框(1013)和两侧的支撑板(1015),所述门字型框的水平板上设有用以通过电极的第一通孔(1016);两个轮盘(109)连同其中的铜片(110)设在所述门字型框中,两套棘轮棘爪机构中的棘轮分别设在门字型框外侧与支撑板之间的空间中。
2.根据权利要求1所述可快速更换垫片的点焊电极保护装置,其特征在于,两个轮盘(109)的内侧设有用于插装并固定铜片(110)的弧形插槽;具有二级调速功能的棘轮棘爪机构中包括第一棘轮(107)和第二棘轮(108),所述棘轮和轮盘的轴(111)与第一棘轮(107)为间隙配合,所述棘轮和轮盘的轴(111)与第二棘轮(108)及轮盘(109)均为过盈配合,当第一棘轮(107)转动时,所述棘轮和轮盘的轴(111)不转动,当第二棘轮(108)转动时,带动所述棘轮和轮盘的轴(111)转动,然后,带动轮盘(109)转动,最终,所述轮盘(109)带动铜片(110)转动,以使铜片(110)达到步进式的运动。
3.根据权利要求1所述可快速更换垫片的点焊电极保护装置,其特征在于,所述外支架(104)为一门字型框架,在顶部的水平板上设有两个用以通过内支架(101)上两个支撑臂(1012)的矩形槽(1041)和用以通过电极的第二通孔(1046);所述门字框架的内侧面上设有与棘轮和轮盘的轴(111)位置对正的纵向滑动槽(1045),在内支架(101)上下移动过程中,所述支撑臂(1012)和矩形槽(1041)的配合及所述纵向滑动槽(1045)和棘轮和轮盘的轴(111)配合均起着导向作用。
4.根据权利要求1所述可快速更换垫片的点焊电极保护装置,其特征在于,所述棘爪部件(105)为复合式棘爪结构,包括连接板、具有两级调速的棘爪(1052、1053)和转动柄(1051),所述外支架(104)的外侧面上设有连接销(1042)和固定销(1043),所述转动柄(1051)与所述连接销(1042)连接,所述固定销(1043)上固定有与棘爪部件(105)连接的棘爪弹簧(1054)。
5.根据权利要求1所述可快速更换垫片的点焊电极保护装置,其特征在于,所述铜片为0.5mm厚的紫铜片。技术领域
本发明涉及一种用于提高点焊电极寿命的装置,尤其涉及一种点焊电极保护装置。
背景技术
目前,在现代航空、汽车和家电等行业中,防锈能力较好、使用寿命高的镀锌钢板和铝合金板的应用日益增多。由于大量采用薄板结构,焊接时一般采用点焊工艺来获得良好的焊接质量。在点焊过程中,点焊电极的主要功能是传输电流、加压和散热,点焊时的焊接电流可高达数千至数万安,电极压力可达几百兆帕,电极头部直径将随电极使用时间的增加而增加,从而会导致点焊时电流密度下降而使形成的焊点直径减小、强度下降,如在大量使用电阻点焊的汽车行业,一般情况下汽车车身需焊接5000-6000点,但现有的点焊电极一次只能焊500点左右,频繁的整修和更换电极降低了生产效率,提高了生产成本,因此,电极寿命成为衡量其点焊质量和焊接性的重要指标。所以迫切需要进行关于延长电极寿命方面的研究。人们主要从以下三方面提高点焊电极的寿命。一是研究新型的点焊电极材料;二是选择焊接性好的焊接材料;三是改进点焊工艺和设备。目前对电极的研究都是从电极本身着手,都是提高电极材料本身的寿命,并未从根本上解决电极损耗的问题。公开号为CN101081456,其公开日为2007年12月5日的中国发明专利中公开了一种电阻点焊电极延寿装置,如图1-1、图1-2和图1-3所示,该装置包括上移动支架6,上支架5,上移动支架6与上支架5之间为活动连接;下支架16和下移动支架12,它们之间也为活动连接;上主轴3和下主轴18,分别装在上、下主轴3、18与上、下支架5、16之间的弹簧;弧形上飞轮9和下飞轮19;上棘轮机构1和下棘轮机构13;分别位于上、下飞轮9、19上的铜片;上连杆机构和下连杆机构;上挂钩机构和下挂钩机构。上述电阻点焊电极延寿装置存在结构复杂、体积大,细部设计不尽合理,例如:步进计数装置不精确,由此造成无法将其安装到相应的设备中。公开号为CN102019499A,其公开日为2011年4月20日的中国发明专利中公开了另外一种电阻点焊电极延寿装置,如图2-1、图2-2和图2-3所示,该装置由两组结构相同且分别固定上、下电极的保护单元构成,保护单元包括支架体,支架体的一端设置有一与电极固定连接的且可上下移动的移动支架;支架体的下部为门字框架,门字框架内设置有可上下移动的内支架,门字框架的底部设置底座,底座的底面涂覆有绝缘涂层;内支架内设有一横轴,横轴上固连有一对齿轮,有可更换的金属片,其两侧均为与一对齿轮配合的齿条;一对齿轮上设有棘轮棘爪机构,棘轮棘爪机构中的棘爪通过拉簧与支架体连接,拉簧的拉力使棘爪时刻压在棘轮的轮齿上;棘轮棘爪机构带动两个齿轮转动,两个齿轮带动金属片移动。上述点焊电极保护装置存在一些问题,该装置的机械中心和电极不在一条轴上,点焊时容易出现卡住的现象。
发明内容
针对上述的现有技术,本发明提供了一种可快速更换垫片的点焊电极保护装置,不但可以减少电极的合金化,磨损,坑蚀和热疲劳等,提高电极的寿命,实现保护电极的目的,而且更换铜片方便、快速。为了解决上述技术问题,本发明可快速更换垫片的点焊电极保护装置予以实现的技术方案是:包括外支架、内支架、同轴设置的两个轮盘和与轮盘同轴设置的两套具有二级调速功能的棘轮棘爪机构;两个轮盘之间固定有铜片,所述内支架设有用以支撑所述棘轮棘爪机构的支撑框架,所述外支架带动棘轮棘爪机构中棘爪部件的运动,所述棘轮棘爪机构中的棘轮带动轮盘转动,通过设计两个棘轮的齿数确定铜片的步进速度;所述内支架与电极夹持棒固连,所述内支架相对所述外支架可上下移动,所述电极夹持棒上套有压力弹簧,所述压力弹簧支撑在所述内支架和外支架之间,在电极压下时,所述内支架的下端压在工件表面上;当电极升起时,由压力弹簧将内支架抬起,从而使内支架的下端脱离工件表面;所述内支架包括顶部的卡环和下部的支承框架,所述卡环用以将内支架固定在电极夹持棒上,所述卡环与所述支承框架之间连接有两个支撑臂,所述支承框架用来安装棘轮和轮盘的轴,所述支撑框架包括门字型框和两侧的支撑板,所述门字型框的水平板上设有用以通过电极的第一通孔;两个轮盘连同其中的铜片设在所述门字型框中,两套棘轮棘爪机构中的棘轮分别设在门字型框外侧与支撑板之间的空间中。与现有技术相比,本发明的有益效果是:由于上电极的损坏比起下电极要严重的多,所以,本发明是针对上电极一种保护装置,其主体由内、外支架组成,其中内支架固定在电极夹持棒上,内、外支架可以相对运动,当电极下压的时候,外支架先接触工件,然后,内支架继续下压,继而,铜片压在工件上,同时,电极压在铜片上,完成点焊后,电极收回,依靠压力弹簧将内外支架复位。内支架上有用于安装一对轮盘的轴,轮盘上固定有一块铜片,铜片插装在两个轮盘的插槽中,铜片是可快速更换的。铜片沿着轮盘的边沿固定,并随着轮盘的转动而转动,轮盘由轴带动,轴由棘轮棘爪机构带动,棘轮棘爪机构中包括两个具有二级调速的棘轮,可以根据棘轮齿数和棘爪长度的不同组配,使铜片按照设计要求步进。本发明点焊电极保护装置,在电极与工件之间加了一层铜片,以铜片的消耗代替电极的损耗,经试验表明,电极头除了对铜片有少许物理摩擦时产生的划痕和实验最后阶段铜片被焊穿时电极粘上了少许的铝以外,电极几乎没有损坏的情况,尤以采用紫铜的焊接质量比较好,且不与电极反应,因此,能使电极几乎完全不受损耗,电极零损耗,从而解决了保护电极的技术问题。本发明装置的结构简单,体积小,易实施,解决了因电极和机械中心不在一条轴上而引起的卡住现象。并且制作方便,成本低。
附图说明
图1-1是现有技术中一种电极延寿装置与上电极相连部分的装配示意图;图1-2是从图1-1后部看到的装置与上电极相连部分的装配示意图;图1-3是图1-1中所示装置与下电极相连部分的装配示意图;图2-1是本发明点焊电极保护装置(未装有压力弹簧103)的主视图;图2-2是图2-1所示点焊电极保护装置(未装有压力弹簧103)的俯视图;图2-3是图2-1所示点焊电极保护装置的后视图;图2-4是图2-1中所示轮盘109的端向视图;图3-1是图2-1中所示棘爪部件105的主视图;图3-2是图3-1所示棘爪部件105的俯视图;图3-3是图3-2中所述棘爪部件105的A-A剖视图;图4-1是图2-1中所示内支架101的主视图;图4-2是图4-1所示内支架101的侧视图;图4-3是图4-1所示内支架101的俯视图;图5-1是本发明中棘轮棘爪机构的示意简图;图5-2是本发明中一棘轮的端向视图;图5-3是本发明中另一棘轮的端向视图;图6-1是图2-1中所示外支架104的主视图;图6-2是图6-1所示外支架104的侧视图;图6-3是图6-1所示外支架104的俯视图;图6-4是棘爪部件安装在外支架上的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。如图2-1、图2-2和图2-3所示,本发明可快速更换垫片的点焊电极保护装置,包括外支架104、内支架101、同轴设置的两个轮盘109和与轮盘同轴设置的两套具有二级调速功能的棘轮棘爪机构;两个轮盘109之间固定有铜片110,所述铜片110为0.5mm厚的紫铜片。所述内支架101设有用以支撑所述棘轮棘爪机构的支撑框架,所述外支架104带动棘轮棘爪机构中棘爪部件105的运动,所述棘轮棘爪机构中的棘轮带动轮盘109转动,通过设计两个棘轮的齿数确定铜片110的步进速度;所述内支架101与电极夹持棒103固连,所述内支架101相对所述外支架可上下移动,所述电极夹持棒103上套有压力弹簧102,所述压力弹簧102支撑在所述内支架101和外支架104之间,在电极压下时,所述内支架101的下端压在工件表面上;当电极升起时,夹持棒带动内支架101上移,使内支架101脱离工件表面,压力弹簧102则使外支架104复位。如图4-1所示,所述内支架101包括顶部的卡环1011和下部的支承框架,所述卡环1101用以将内支架101固定在电极夹持棒上,所述卡环1101与所述支承框架之间连接有两个支撑臂1012,所述支承框架用来安装棘轮和轮盘的轴111,即,将轴111安装在孔1014中,如图4-1和图4-2所示;所述支撑框架包括门字型框1013和两侧的支撑板1015,所述门字型框的水平板上设有用以通过电极的第一通孔1016,如图4-3所示;两个轮盘109连同其中的铜片110设在所述门字型框中,两套棘轮棘爪机构中的棘轮分别设在门字型框外侧与支撑板之间的空间中,如图2-1和图4-1所示。如图2-4所示,两个轮盘109的内侧设有用于插装并固定铜片110的弧形插槽。如图5-1所示,具有二级调速功能的棘轮棘爪机构中包括第一棘轮107和第二棘轮108和对应的复合式棘爪1052、1053,所述棘轮和轮盘的轴111与第一棘轮107为间隙配合,所述棘轮和轮盘的轴111与第二棘轮108及轮盘109均为过盈配合,当第一棘轮107转动时,所述棘轮和轮盘的轴111不转动,当第二棘轮108转动时,带动所述棘轮和轮盘的轴111转动,然后,带动轮盘109转动,最终,所述轮盘109带动铜片110转动,以使铜片110达到步进式的运动;如图5-2和图5-3,第一棘轮107的齿数为10,其中包括一个齿形较深的齿.第二棘轮108的齿数为10,当复合式棘爪中的长棘爪1053进入到该较深的齿形中时,较短的棘爪1052推动第二棘轮108转动一个齿的齿的弧长,进而带动轴转动,继而轮盘109被带动,轮盘109带动铜片110转动一个步长,即通过设计棘轮的齿数可以确定在金属片的同一位置打点的次数。如图3-1、图3-2和图3-2所示,所述棘爪部件105为复合式棘爪结构,包括连接板、具有两级调速的棘爪1052、1053和转动柄1051,所述外支架104的外侧面上设有连接销1042和固定销1043,所述转动柄1051与所述连接销1042连接,所述固定销1043上固定有与棘爪部件105连接的棘爪弹簧1054,如图6-4所示。如图6-1、图6-2和图6-3所示,所述外支架104为一门字型框架,在顶部的水平板上设有两个用以通过内支架101上两个支撑臂1012的矩形槽1041和用以通过电极的第二通孔1046;所述门字框架的内侧面上设有与棘轮和轮盘的轴111位置对正的纵向滑动槽1045,在内支架101上下移动过程中,所述支撑臂1012和矩形槽1041的配合及所述纵向滑动槽1045和棘轮和轮盘的轴111配合均起着导向作用。本发明点焊电极保护装置中保护单元的运动过程是:将本发明点焊电极保护装置固定在上电极上,保证装置的轴线与电极的轴线重合。此时,电极底部与金属片110刚好接触在一起,并且,运动时,电极与内支架101的相对位置不变。如图2-1和图2-2所示,当电极压下时,带动此装置下移,由于外支架104的侧壁长于内支架101下部门型框的侧壁,因此,外支架104的底端首先接触工件,外支架104停止下移,此时内支架继续下移,外支架104则相对上移,当内支架101压下到工件表面时,内支架101则停止下移;然后,通电,完成焊接过程后,电极上移,在压力弹簧102的作用下,外支架104首先不移动,内支架101向上移动,当内外支架101相对位置恢复到初始的情况时,外支架104开始向上移。当外支架104接触工件后,相对于内支架101向上移动,此时外支架104带动棘爪部件105向上移动,则棘爪部件105相对于内支架101向上移动,当电极向上移动的时候,在压力弹簧的作用下内、外支架复位,外支架104相对于内支架101向下移动,则棘爪部件105相对于内支架101向下移动,则棘爪部件上的棘爪带动棘轮运动。本发明的一个实施例是棘爪部件中的较短棘爪1052推动第一棘轮转动10次,第二棘轮108才转过其一个齿的弧长,即,在铜片110的同一位置,打10次点,然后,铜片110移动一个步长。尽管上面结合图对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以作出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。