一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器，包括设置在工作端框架内部两个上下对称、结构相同且相互独立的工作端，每个工作端均配套有一修磨角度补偿系统和修磨定位基准调整机构；实现切削的系统包括由交流电机依次带动的动力输入齿轮、花键齿轮、花键轴、球笼、齿轮轴和携刀架与组合刃具的刀架齿轮等；实现切削位移移动的系统包括由伺服电机依次带动的丝杠滚珠螺母、连接板、支撑座和工作端等；修磨角度补偿系统包括两套步进电机、蜗轮蜗杆、螺栓拉杆、连接块和销轴等；修磨定位基准调整机构包括二维调整滑台和电极定位机构等。本发明专利技术具有对电极表面的定位移微量修磨、修磨角度逐次递增补偿和电极修磨位置的精确定位能力。

A two working end automatic grinder for resistance spot welding electrodes

The invention discloses a double working end grinding machine for resistance spot welding electrode, which includes two working ends which are arranged in the frame of the working end, which are symmetrical, identical and independent. Each working end is equipped with a grinding angle compensation system and a grinding positioning datum adjustment mechanism, and the cutting system includes the system. The power input gear, spline gear, spline shaft, ball cage, gear shaft and carrying tool rack are driven by the alternating motor in turn. The system of moving the cutting displacement includes the screw ball nut, the connecting plate, the support seat and the working end, which are driven by the servo motor, and the compensation system of the grinding angle. It includes two sets of stepper motor, worm wheel and worm, bolt pull rod, connection block and pin shaft, etc. the adjustment mechanism of the grinding and positioning reference includes two dimensional adjustment slide table and electrode positioning mechanism. The invention has the capability of accurate positioning and micro grinding for the electrode surface, gradual increase compensation for grinding angle and accurate location of electrode grinding position.

【技术实现步骤摘要】
一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器
本专利技术是关于点焊工艺过程中焊接电极修磨的专用工艺装备，更具体地说，本专利技术是关于点焊工艺过程中的一种既适用于直线运动型焊钳的电极修磨、也适用于摆动式焊钳电极修磨的双工作端电极自动修磨器，以下简称为修磨器；或者说，本专利技术的电极修磨器既可对同轴工作的焊接电极进行自动修磨，也可对非同轴工作的摆动式焊钳的焊接电极进行自动修磨。
技术介绍
点焊工艺过程中，电极工作表面受高温和高压等苛刻工作循环负荷的作用，电极工作表面的成分与直径、电极表面与工件表面之间的接触面积、电极表面与工件表面的接触电阻和接触热阻等均持续向背离工艺需求方向改变，一系列变化动态改变着产品的焊点质量。为了减小因电极表面状态变化过大对焊点质量造成根本性的不利影响，生产上均采取定期修磨电极工作表面的方式，以通过将电极直径和电极表面状态限定在一定范围内波动的防范措施，达到维持焊点质量离散度相对稳定的目的。电极修磨器分手动修磨器和自动修磨器两类；因产品类型不同，价格差异悬殊。电极修磨主要拟达到以下目的：其一，将已增大的电极工作表面直径恢复到其初始设定值，即将电极的导电表面直径限定在两次电极修磨期内波动，为保证焊接熔核形成过程中馈电与导热截面面积的相对均衡创造必要条件；其二，去除电极工作表面在点焊过程中形成的各类非电极原始材料，包括合金层与附着物层等，并同时将两电极工作表面修整至与工件表面平行，以最大限度保证电极工作表面与工件之间的接触电阻和有效馈电截面积在有限的范围内波动，减小各类焊接边界条件的波动和减轻温度场转移等对焊点质量产生的不利影响。手动修磨器使用时需借助人的经验，既要保证置于空间状态的两个电极工作表面直径的一致性和对应性，同时还要保证已修磨表面相对此时尚处于空间虚拟状态的工件表面的平行关系，是具有相当难度的工作。由于现电极自动修磨器对摆动式焊钳电极工作表面修磨时均未采取修磨角度递增补偿措施，故在应用于摆动运动型焊钳的电极修磨时，还存在以下不足：(1)由上、下电极待修磨工作表面同轴共同夹持一把两侧带有彼此平行刃口、可绕原位旋转的刃具，电极修磨时相对恒定的电极压力始终作用于两侧刃口之上，以及由刃口转速、电极压力和修磨时间等三参数共同决定电极每次修磨切削量等是现电极修磨器工作时的共同特点，并由此产生如第2款所述的各种负面自然加工属性。(2)现电极自动修磨器因共同加工特点决定的各类负面属性：其一，刃具在固定位置绕固定轴旋转，刃具的回转轴线与电极轴线重合，电极工作表面加工的理论轨迹线带一螺旋升角，无法保证修磨后的两电极表面与工件表面之间的平行；其二，为减小动态载荷对刃口冲击的不利影响，大多均采用电极压力在刃口上稳定建立后刃口才开始旋转的工作方式，即刃口系在很大电极压力作用下携载启动和转速由零瞬间增加到设计工作转速，对刃口的冲击作用极大；其三，从电极外径到电极轴心刃口的切削线速度存在着由V＝Vmax到V＝0的变化，即电极外径部位的切削线速度和切削加速度均最大，对刃口的冲击作用最强；电极轴心部位的切削线速度为零，刃口中心部位对电极表面并无切削作用，该部位待切削电极材料与电极表面之间的剥离是刃口旋转碾压与旋转撕裂叠加作用的综合结果，对电极表面电极材料的均匀性和导电能力以及刃口等均有一定破坏作用；其四，为了去除电极轴心部位的待切削金属，考虑到必然存在的电极重复定位精度误差和刃口旋转所需的配合间隙等因素，刃口长度设计上必须穿越轴心，超出轴心的局部刃口在切削过程中承受反切和硬性挤压等恶劣工况，对刃口工作寿命极为不利；其五，重复定位误差精度将造成压力中心的偏移，压力中心偏移将利用配合间隙使电极修磨表面相对工件表面形成一定的加工偏角，加剧了电极工作表面与工件表面之间的不平行度，进而对电极馈电截面面积的相对稳定和焊点质量等均构成不利影响；其六，由于刃具在电极修磨过程中承受的冲击应力很大，限制了刃具刃口的锋利程度，同时也限制了刃具刃口的小吃刀量切削能力，过度切削称为每次电极修磨量中的绝对主体。(3)利用修磨时间等三参数的配合关系决定修磨量，而非通过修磨位移控制每次修磨切削量，很难有效控制电极材料的过度切削。4现有电极自动修磨器因均不具备角度逐级自动补偿功能，在修磨摆动式焊钳电极时，会逐次放大修磨后电极工作表面与工件表面之间的不平度。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术提供一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器，可以实现：(1)在整个修磨过程中，两电极始终以电极握杆端面凸环与电极自动修磨器定位块上的定位基准紧密贴合作为修磨时的基准，并保持张开静止状态；电极修磨前电极待修表面不与刃具刃口接触；电极修磨时，由两组工作端携刃具向两侧电极表面运动的位移量和位移精度决定每次修磨量和修磨时的长度精度；电极修磨过程与电极压力无关。(2)无论对直线运动型焊钳，还是摆动运动型焊钳，均采取定位移和微量切削方式进行电极的修磨；(3)对摆动式焊钳的电极修磨，根据电极随修磨次数逐渐缩短的特点，逐次递增补偿电极修磨角度，以保证修磨后的电极工作表面与工件表面在点焊过程中的适时平行；(4)修磨切削过程由圆柱形铣刀与弧面形铣刀或圆台形铣刀组合而成的组合刃具以公转+自转形式分别实现对电极工作端的工作表面和相邻侧面进行铣削修磨；(5)对摆动式焊钳电极的修磨，本专利技术的角位移补偿机构按程序预设每修磨一次电极会自动将工作端的工作角度叠加一角位移增量，保证摆动式焊钳电极修磨后的电极表面与工件表面的适时平行。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器，包括支架和设置在所述支架上的工作端框架，所述工作端框架内部设有两个上下对称布置且结构相同的工作端，每个工作端均配套有一修磨角度补偿系统，所述工作端框架上设有修磨定位基准调整机构；所述工作端框架为组合结构型式，所述工作端框架包括左框架、架体上板、右框架和架体下板，并通过防松螺栓紧固装配组合而成；所述架体上板和架体下板之间通过上下位置对应的轴孔和轴承套件装配有左导轴、右导轴、滚珠丝杠和花键轴；所述滚珠丝杠上包括以轴向中心为对称的、两段互为正反螺纹的球面滚道，两段球面滚道上各装配一个互为正反螺纹的滚珠螺母；所述花键轴的底端设有花键齿轮；所述架体下板的下表面固定安装有交流电机与减速器的组合体，所述减速机的输出轴穿过所述架体下板上预留的通孔后至所述架体下板的上方，所述减速器的输出轴上设有动力输入齿轮，所述动力输入齿轮与所述花键齿轮啮合；所述工作端包括工作端本体、与所述滚珠丝杠上其中一个滚珠螺母固定的连接板、分别滑动的套装在所述左导轴和右导轴上的支承座，所述工作端本体的两侧均设有挂轴，两个支承座的底端均设有挂轴通孔，所述两个支承座与所述工作端本体之间为轴孔滑动铰接，所述两个支承座与所述连接板通过螺栓固定连接；在两个工作端上且位于两个工作端本体腔体侧表面上均分别密闭装配有工作端盖板，从而由工作端本体和与之相连的工作端盖板组成了该工作端的壳体；所述工作端的壳体内设有球笼齿轮组件和刀架齿轮组件；所述球笼齿轮组件包括齿轮轴和球笼，所述齿轮轴通过齿轮轴轴承组和相应的轴承隔套安装在所述工作端本体内，所述球笼装配在所述花键轴上，所述球笼的花键内孔与所述花键轴滑动配合，所述球笼具有三个半轴，所述齿轮轴的内孔中设有与球笼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器，包括支架(94)和设置在所述支架(94)上的工作端框架，其特征在于：所述工作端框架内部设有两个上下对称布置且结构相同的工作端，每个工作端均配套有一修磨角度补偿系统，所述工作端框架上设有修磨定位基准调整机构；所述工作端框架为组合结构型式，所述工作端框架包括左框架(1)、架体上板(2)、右框架(11)和架体下板(29)，并通过防松螺栓(48)紧固装配组合而成；所述架体上板(2)和架体下板(29)之间通过上下位置对应的轴孔和轴承套件装配有左导轴(3)、右导轴(10)、滚珠丝杠(8)和花键轴(5)；所述滚珠丝杠(8)上包括以轴向中心为对称的、两段互为正反螺纹的球面滚道，两段球面滚道上各装配一个互为正反螺纹的滚珠螺母；所述花键轴(5)的底端设有花键齿轮(27)；所述架体下板(29)的下表面固定安装有交流电机(25)与减速器(26)的组合体，所述减速机(26)的输出轴穿过所述架体下板(29)上预留的通孔后至所述架体下板(29)的上方，所述减速器(26)的输出轴上设有动力输入齿轮(22)，所述动力输入齿轮(28)与所述花键齿轮(27)啮合；所述工作端包括工作端本体、与所述滚珠丝杠(8)上其中一个滚珠螺母固定的连接板、分别滑动的套装在所述左导轴(3)和右导轴(10)上的支承座，所述工作端本体的两侧均设有挂轴，两个支承座的底端均设有挂轴通孔，所述两个支承座与所述工作端本体之间为轴孔滑动铰接，所述两个支承座与所述连接板通过螺栓固定连接；在两个工作端上且位于两个工作端本体腔室外侧的表面上均分别密闭装配有工作端盖板，从而由工作端本体和与之相连的工作端盖板组成了该工作端的壳体；所述工作端的壳体内设有球笼齿轮组件和刀架齿轮组件；所述球笼齿轮组件包括齿轮轴(60)和球笼(59)，所述齿轮轴(60)通过齿轮轴轴承组(58)和相应的轴承隔套(61)安装在所述工作端本体内，所述球笼(59)装配在所述花键轴(5)上，所述球笼(59)的花键内孔与所述花键轴(5)滑动配合，所述球笼(59)具有三个半轴，所述齿轮轴(60)的内孔中设有与球笼的三个半轴配合的三个嵌合槽，所述三个半轴分别嵌合装入三个嵌合槽内，所述齿轮轴(60)上位于所述球笼的安装端设有球笼盖板；所述刀架齿轮组件包括刀架齿轮(52)、刀架体(57)和组合刃具；所述组合刃具包括刃具轴(56)，所述刃具轴(56)的一端设有轴肩，自所述刃具轴(56)的轴肩内侧至所述刃具轴(56)的另一端依次设有刃具左端轴承组(74)、第一刃具(50)、第二刃具(49)、刃具右端轴承组(68)、小锥齿轮(69)、垫圈(71)、弹性垫圈(72)和螺母(73)；所述小锥齿轮(69)和所述刃具轴(56)之间通过键(70)连接；所述刀架齿轮(52)与所述齿轮轴(60)啮合；所述刀架齿轮(52)的侧壁上设有刀架体(57)安装孔，所述刀架体(57)内部为刃具回转预留一矩形空间作为刃具回转腔，所述刀架体(57)两侧同轴设有两个用于组合刃具轴承安装的轴承孔，所述组合刃具通过刃具左端轴承组(74)和刃具右端轴承组(68)安装在所述刀架体(57)内，所述组合刃具的第一刃具(50)和第二刃具(49)位于所述刃具回转腔室内，所述刃具回转腔的空间大于所述组合刃具中第一刃具(50)和第二刃具(49)回转时所占的空间；所述刀架齿轮(57)的上端和下端均设有轴肩，上端轴肩处装配有上角接触球轴承(53)，下端轴肩处装配有下角接触球轴承(55)，所述上角接触球轴承(53)的外环上配合安装有一个大锥齿轮(54)；所述大锥齿轮(54)与所述小锥齿轮(69)啮合；分别与两个工作端配套的两个修磨角度补偿系统的结构相同，且分别与两个独立的工作端上的连接板连接；所述修磨角度补偿系统系包括与所述连接板固定的步进电机(4)，与所述步进电机(4)输出轴同轴设置有一蜗杆(47)，所述蜗杆(47)带动一蜗轮(46)，所述蜗轮(46)的中心孔为螺纹孔，所述螺纹孔内装配有一螺纹拉杆(63)，所述螺纹拉杆(63)的一端穿过所述连接板上的轴承孔后至所述连接板的另一侧，在所述螺纹拉杆(63)穿过所述连接板的尾部固定有一连接块；所述连接块与所述工作端本体之间利用销轴(62)铰接；所述蜗轮(46)与所述轴承孔之间设有滚动轴套，所述滚动轴套与所述连接板之间设有滚动轴套轴承组，所述滚动轴套轴承组由卡簧轴向限位并固定在所述连接板上；所述修磨定位基准调整机构包括二维调整滑台，所述二维调整滑台包括下层垂直调整滑台和上层水平调整滑台，所述下层垂直调整滑台与所述右框架(11)固定，所述上层水平调整滑台上固定有电极定位机构，所述电极定位机构包括基板(77)、所述基板(77)包括中间板、上翼板和下翼板，所述中间板与所述上层水平调整滑台侧面贴合并固定，上翼板和下翼板均外悬于所述上层...

【技术特征摘要】
1.一种用于电阻点焊电极的双工作端自动修磨器，包括支架(94)和设置在所述支架(94)上的工作端框架，其特征在于：所述工作端框架内部设有两个上下对称布置且结构相同的工作端，每个工作端均配套有一修磨角度补偿系统，所述工作端框架上设有修磨定位基准调整机构；所述工作端框架为组合结构型式，所述工作端框架包括左框架(1)、架体上板(2)、右框架(11)和架体下板(29)，并通过防松螺栓(48)紧固装配组合而成；所述架体上板(2)和架体下板(29)之间通过上下位置对应的轴孔和轴承套件装配有左导轴(3)、右导轴(10)、滚珠丝杠(8)和花键轴(5)；所述滚珠丝杠(8)上包括以轴向中心为对称的、两段互为正反螺纹的球面滚道，两段球面滚道上各装配一个互为正反螺纹的滚珠螺母；所述花键轴(5)的底端设有花键齿轮(27)；所述架体下板(29)的下表面固定安装有交流电机(25)与减速器(26)的组合体，所述减速机(26)的输出轴穿过所述架体下板(29)上预留的通孔后至所述架体下板(29)的上方，所述减速器(26)的输出轴上设有动力输入齿轮(22)，所述动力输入齿轮(28)与所述花键齿轮(27)啮合；所述工作端包括工作端本体、与所述滚珠丝杠(8)上其中一个滚珠螺母固定的连接板、分别滑动的套装在所述左导轴(3)和右导轴(10)上的支承座，所述工作端本体的两侧均设有挂轴，两个支承座的底端均设有挂轴通孔，所述两个支承座与所述工作端本体之间为轴孔滑动铰接，所述两个支承座与所述连接板通过螺栓固定连接；在两个工作端上且位于两个工作端本体腔室外侧的表面上均分别密闭装配有工作端盖板，从而由工作端本体和与之相连的工作端盖板组成了该工作端的壳体；所述工作端的壳体内设有球笼齿轮组件和刀架齿轮组件；所述球笼齿轮组件包括齿轮轴(60)和球笼(59)，所述齿轮轴(60)通过齿轮轴轴承组(58)和相应的轴承隔套(61)安装在所述工作端本体内，所述球笼(59)装配在所述花键轴(5)上，所述球笼(59)的花键内孔与所述花键轴(5)滑动配合，所述球笼(59)具有三个半轴，所述齿轮轴(60)的内孔中设有与球笼的三个半轴配合的三个嵌合槽，所述三个半轴分别嵌合装入三个嵌合槽内，所述齿轮轴(60)上位于所述球笼的安装端设有球笼盖板；所述刀架齿轮组件包括刀架齿轮(52)、刀架体(57)和组合刃具；所述组合刃具包括刃具轴(56)，所述刃具轴(56)的一端设有轴肩，自所述刃具轴(56)的轴肩内侧至所述刃具轴(56)的另一端依次设有刃具左端轴承组(74)、第一刃具(50)、第二刃具(49)、刃具右端轴承组(68)、小锥齿轮(69)、垫圈(71)、弹性垫圈(72)和螺母(73)；所述小锥齿轮(69)和所述刃具轴(56)之间通过键(70)连接；所述刀架齿轮(52)与所述齿轮轴(60)啮合；所述刀架齿轮(52)的侧壁上设有刀架体(57)安装孔，所述刀架体(57)内部为刃具回转预留一矩形空间作为刃具回转腔，所述刀架体(57)两侧同轴设有两个用于组合刃具轴承安装的轴承孔，所述组合刃具通过刃具左端轴承组(74)和刃具右端轴承组(68)安装在所述刀架体(57)内，所述组合刃具的第一刃具(50)和第二刃具(49)位于所述刃具回转腔室内，所述刃具回转腔的空间大于所述组合刃具中第一刃具(50)和第二刃具(49)回转时所占的空间；所述刀架齿轮(57)的上端和下端均设有轴肩，上端轴肩处装配有上角接触球轴承(53)，下端轴肩处装配有下角接触球轴承(55)，所述上角接触球轴承(53)的外环上配合安装有一个大锥齿轮(54)；所述大锥齿轮(54)...

【专利技术属性】
技术研发人员：高建，顾扬，顾啸，邵东辉，顾寅，吴洪超，陈林，刘为民，李治，王义兵，李耀，
申请(专利权)人：天津昊源吉高机械零部件有限公司，天津市扬帆科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12