一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，包括由镜像结构的左、右壳体(13)和(12)组成的闭合壳体，各功能机构的机械部分或全部、或主体部分均置于其内；所述功能机构包括电极切削修磨机构、切削位移控制机构和电极修磨角度调整机构。本实用新型专利技术减小电极消耗50％以上，可有效提高焊点质量和减小点焊工艺能耗，提高刃具使用寿命10倍以上，进一步提高焊点质量和降低点焊工艺能耗，可减少了电极更换次数50％以上，相同工艺条件下可有效提高工艺产能。高工艺产能。高工艺产能。

【技术实现步骤摘要】
一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器


[0001]本技术属于电阻点焊过程中点焊电极修磨
，更具体地说，本技术是关于电阻点焊工艺过程中可对各类自动焊钳或固定式点焊机的电极工作端部进行自动修磨的专用工艺装备，尤其是一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器。

技术介绍

[0002]连续点焊工艺过程中，受高温和高压等苛刻工作负荷的循环作用，电极工作表面的直径与成分、与工件表面之间的接触面积、接触电阻和接触热阻等均随焊点序数递增不断改变，一系列变化动态改变着焊点接头之间的总电阻值和沿板厚方向的电阻分配比例关系，接头各部位之间的电阻析出热也随其间的电阻分配比例关系改变不断重新进行热量再分配，并视热量再分配比例的关系不同，对焊点质量和点焊工艺成本等产生不同程度的影响。为了减小因电极表面状态变化过大对焊点质量和点焊工艺成本等产生过多不利影响，生产上均采取定期修磨电极工作端部的方式，以通过将电极工作端表面尺寸与形状均限定在一定波动范围内的防范措施，达到将焊点质量离散度约束在允许范围内的目的。
[0003]电极修磨器主要拟实现以下作用：1.将已增大的电极工作表面直径恢复至其初始设定值，即将电极的馈电表面直径或馈电面积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；2.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点焊时的工件表面平行，以提高电极工作表面与工件表面的有效接触面积，并减小电极工作表面与工件表面之间的接触电阻和对焊点质量与点焊工艺成本可能产生的负面影响。
[0004]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。手动修磨器需凭借操作人员的经验，保证修磨时处于空间位置的两电极工作表面，在工作状态下分别与两侧工件表面的平行关系，是具有相当操作难度的工作；同时，这类修磨方式难以把握对点焊过程中必然形成的附加变形实施补偿，故工艺保证效果不仅十分有限，甚至对焊点质量和点焊工艺成本可能构成负面影响。
[0005]已知技术的电极自动修磨器主要存在以下不足：
[0006]1.已知技术电极自动修磨器的修磨原理均相仿，并具有以下共同属性：
⑴
切削刃具均为两侧带有刃口的一体式刀片，由一片刀片上两侧呈镜像关系的刃口同步修磨两侧待修电极的工作端表面；刃具加工电极平面部分的刃口轨迹线为圆弧，加工后的两电极工作表面实际为与该处刃口曲率半径相等的球面；电极修磨后，电极工作表面与工件表面之间的接触方式理论上为点接触，极大提高了电极工作表面点焊时的电流过载程度、恶化速度和烧蚀速度。
⑵
电极修磨时，电极压力始终垂直作用于刃具两侧刃口之上，排除了刃具刃口采用具有前倾角设计的可能性，刃具中互为镜像关系的两侧刃口对电极表面修磨的本质分别为正刃刮削和反刃刮削，而非切削；任何情况下，总有一侧刃具刃口处于反刃刮削状态，刃具两侧刃口的磨损速度差异极大；从刃具刃口外缘到刃具回转中心，刃口刮削线速度存
在着由V＝Vmax到V＝0的变化，即电极外径部位刃口的刮削线速度最大；距电极轴心一定半径范围内，因刮削线速度小于临界刮削速度，该区域内待刮削电极材料与电极表面之间的剥离是刃口旋转撕裂与旋转碾压叠加作用的综合结果，修磨过程对刃具刃口的损伤作用较强。
⑶
考虑机器人重复定位精度的影响，为了去除电极轴心部位的待刮削金属，刃口长度设计上必须穿越刃具的回转中心，超出回转中心部分的刃口在刮削过程中承受硬性挤压等恶劣工况，易造成该处刃口迅速变钝或崩刃。
⑷
点焊时，电极握杆在电极压力作用下，必然产生一定的挠曲变形，并使电极工作表面随挠曲变形产生一角度偏转，延长了通过点焊时对电极的烧蚀和塑性变形等逐渐增大与工件表面实际接触面积的时间，对电极使用寿命和焊点质量等均形成负面影响；已知技术的电极自动修磨器均不具备相应的修磨角度补偿能力。
[0007]2.刃具刃口对电极修磨的刮削力由电极压力和刃具旋转扭矩共同建立，名义上是以刃口转速、电极修磨时的电极压力和修磨时间等三参数共同决定电极每次刮削修磨量，但实际上又与刃口变钝情况直接关联；刃具刮削工作原理决定了其刃口变钝速度较快，相同的工艺参数设置条件下，电极每次修磨时的吃刀量随刃口磨损程度加大而逐渐增大，非必要刮削的电极消耗量中随刃口变钝程度加大而增大，非必要切削的比例平均可占电极修磨总消耗量的50％以上。
[0008]3.严格意义上讲，已知技术电极自动修磨器的修磨原理只适用于直线运动型固定点焊机上的电极修磨。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术，本技术提供了一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，可以实现对各类电阻点焊自动焊钳或固定点焊机上的电极进行自动修磨。本技术的电极自动修磨器具有以下特点：采用具有前倾角的多刃口组合刃具以公转+自转形式对电极待修端部进行切削修磨；刃具刃口对电极工作端面修磨时的切削力与电极压力无关；除可在微吃刀量条件下对电极工作端面进行定位移修磨外，还可针对不同电极握杆在点焊过程中产生的挠曲变形和其它可致电极工作平面产生的偏转进行角位移补偿，切实保证电极修磨后的工作表面与工件表面之间，在点焊过程中形成良好的贴合关系。上述特点共同决定了刃具使用寿命长、可极度压缩电极修磨时的非必要切削量、电极材料利用率高和修磨后的电极工作表面与工件表面在点焊作业时接触状态好等优点，为降低刃具和电极材料消耗、降低点焊工艺能耗和焊点质量保证等均创造了良好的基础保证条件。
[0010]为了解决上述技术问题，本技术提出的一种用于电阻点焊电极的自动修磨器，包括由镜像关系的左、右壳体组成的闭合壳体与用以实现本技术各功能目的的电极切削修磨、切削位移控制和修磨角度调整等功能机构，所述各功能机构中的机械结构部分或全部、或主体部分均置于所述闭合壳体之内。电极修磨时，所述各功能机构，或共同、或独立承担与两侧电极工作端面修磨相关的功能工作；其中，所述电极切削修磨机构和切削位移控制机构的动力电机均固定安装在所述右壳体的表面，两套切削位移控制机构的限位装置分别外露出所述壳体的两侧表面；修磨角度调整机构的调整旋钮装在所述左壳体表面上。
[0011]本技术包括镜像布置在所述左、右壳体内的、相同的两套电极切削修磨机构，
并分别承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作；两套电极切削修磨机构由一台动力电机提供旋转动力输入；所述动力电机用4个螺栓、连同其电机支座一并固定安装在右壳体表面。在电机支座的轴孔内，通过轴套和键，使动力电机的输出轴与机构的动力输入轴之间建立接合关系。动力输入轴的两端各装入一个动力输入齿轮，并利用键和卡簧分别对其进行径向和轴向限位；动力输入齿轮通过与其啮合的过渡齿轮将动力电机输入的旋转动力分别传递给分置于左、右壳体内的两个公转齿轮，并由两个公转齿轮分别将动力传递给两套相同的电极切削修磨机构。所述公转齿轮一侧盘面的非轴线位置处开具一圆形沉台，所述圆形沉台内紧配合装入自转齿轮的回转轴承，将已完本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，其特征在于：包括由镜像结构的左壳体(13)和右壳体(12)组成的闭合壳体，各功能机构的机械部分或全部、或主体部分均置于其内；所述功能机构包括电极切削修磨机构、切削位移控制机构和电极修磨角度调整机构；所述功能机构中包括两套组成零件与结构均相同的电极切削修磨机构，分别镜像布置在所述左壳体(13)和右壳体(12)内，并分别独立承担两侧待修磨电极工作端部的修磨工作；两套电极切削修磨机构由一台动力电机(10)提供旋转动力输入；所述动力电机(10)连同其电机支座(35)一并固定安装在右壳体(12)表面；动力电机(10)输出轴通过轴套(36)和第一键(37)与动力输入轴(20)之间建立接合关系；所述动力输入轴(20)的两端分别装入一组动力输入齿轮(17)与第二轴承(18)的组合件；所述动力输入齿轮(17)通过与其啮合的过渡齿轮(22)将动力电机(10)输入的旋转动力分别传递给分置于闭合壳体内两侧的两个公转齿轮(34)，并由所述两个公转齿轮(34)分别将旋转动力传递给两套相同的电极切削修磨机构；电极切削修磨机构的结构是：所述公转齿轮(34)外侧盘面上开具的自转轴承安装孔(60)内装入自转齿轮(28)的自转齿轮轴承(31)，组合刃具中的自转齿轮(28)的轴端装入其自转齿轮轴承(31)的内孔；公转齿轮轴承(23)的内环装入所述公转齿轮(34)的轴端，公转齿轮轴承(23)的外环装入固定齿圈(27)裙部的内环中；第一轴承(9)紧配合装入限位隔套(25)的轴颈，所述第一轴承(9)的外环紧配合装入罩盖(6)处于自转齿轮(28)回转轴线位置上的通孔内；密封板(24)装在固定齿圈(27)外侧端面上的沉台内，罩盖(6)间隙配合装入固定盘(8)外侧表面沉台内，限位隔套(25)的大端嵌装入组合刃具的第二刃具的沉台内，两侧罩盖(6)与两刀轴(26)之间利用两螺栓(16)固定连接，两罩盖(6)与两公转齿轮(34)之间各利用3个螺栓(16)固定连接；两个所述的电极切削修磨机构分别从两侧装入左壳体(13)和右壳体(12)内，并各利用一对铰接销(41)分别与左壳体(13)和右壳体(12)之间铰接；切削位移控制机构为相同的两组，并由一台步进电机(11)提供动力；所述步进电机(11)固定安装在动力电机(10)同侧的右壳体(12)的表面上；所述步进电机(11)的减速机在所述左壳体(13)和右壳体(12)内与位移动力输入齿轮(48)相接后，通过位移过渡齿轮(51)将步进电机(11)输入的旋转动力传递给位移传递齿轮(29)；所述位移传递齿轮(29)两侧镜像各设置一个与其啮合的齿轮轴(39)；所述两齿轮轴(39)两侧外伸的轴端分别为正反螺纹，在每个螺纹轴端上各旋装一个螺纹旋向与其旋入轴螺纹旋向相同的正反螺纹套(33)；在同侧所述两螺纹套(33)之上各装入一套限位机构；修磨角度调整机构为两套且分别承担分置于所述闭合壳体内的两套电极切削修磨机构进行修磨角度调整的工作；所述修磨角度调整机构的调整旋钮(2)外露出左侧壳体表面之外，除调整旋钮(2)之外的修磨角度调整机构中的其它结构均设置在壳体之内；两调整旋钮(2)分别承担两套电极切削修磨机构的修磨角度调整工作；壳体内的每套修磨角度调整机构各包括一个角度调整螺杆和一个角度调整板；角度调整螺杆分别与角度调整板通过螺纹组合装配；角度调整螺杆(43、47)分别穿过左壳体(13)上的对应孔，在伸出壳体表面的调整螺杆(43、47)轴端各套装一个调整旋钮(2)，并分别用第二顶丝(42)锁定调整旋钮(2)与角度调整螺杆(43、47)之间的位置关系。2.根据权利要求1所述一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，其特征在于：处于密封板(24)、固定齿圈(27)和固定盘(8)与罩盖(6)下表面之间的腔室既为电极切削修磨腔室，
也是电极修磨过程中的负压吸屑腔室。3.根据权利要求2所述一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，其特征在于：所述每套限位机构中，各包括两个基准套(1)、一个限位板(3)和两个第一顶丝(7)；先将所述限位板(3)两侧的轴端分别铰接插入一个基准套(1)上对应的轴孔内，然后将上述组合中两基准套(1)的内孔套装在两螺纹套(33)的上部，并使所述基准套(1)的底面与所述螺纹套(33)的上表面贴实，之后用第一顶丝(7)锁定各基准套(1)与对应的螺纹套(33)之间的相对位置。4.根据权利要求3所述一种无球笼对称式点焊电极自动修磨器，其特征在于：所述组合刃具包括刀轴(26)，所述刀轴(26)上同轴装配有自转齿轮(28)；所述刀轴(26)的一端带有凸缘(71)，所述刀轴(26)的轴上开具轴向贯通的键槽，并在轴端的轴心部位轴向开具一螺纹孔(67)；将刀轴(26)轴端从所述自转齿轮(28)轴端圆形沉台(70)中心的通孔穿过，使刀轴(26)上的凸缘(71)嵌入所述自转齿轮(28)的圆形沉台(70)内，并以所述沉台(70)的底面作为刀轴(26)的定位基面；所述自转齿轮(28)另一侧盘面也中心对称开具一第二圆形沉台(69)，在所述第二圆形沉台(69)内，利用两个定位销(32)固定安装一个平面第一刃具(15)，使二者成为一组合件；所述平面第一刃具(15)的第一圆形沉台(66)外侧凸起的环面上开具有平面第一刃具(15)的放射形的刃口(68)；在所述平面第一刃具(15)的第一圆形沉台(66)内，还同轴嵌装一个第二刃具，并利用第二键(52)实现所述自转齿轮(28)和所述第二刃具与所述刀轴(26)之间的径向约束固定。5.根据权利要求4所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾寅，顾扬，陈林，刘为民，吕元亮，邵东辉，顾啸，孟少颖，戴淮波，李耀，吴洪超，
申请(专利权)人：扬帆研华天津科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：