三層複合冷焊工具機及其焊接流程的製作方法
2023-07-28 23:49:41
專利名稱：三層複合冷焊工具機及其焊接流程的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種冷焊工具機，其利用壓力衝擊進行非加熱焊接，本發明還涉及該冷焊工具機的焊接流程。
背景技術：
冷焊工藝是應用機械力、分子力或電力使得焊材擴散到器具表面的一種工藝。冷焊機可分為堆焊型冷焊機、貼薄片修復型冷焊機以及焊接金屬線材冷焊機，其中前兩者用於修復金屬、鑄件表面的磨損、劃傷、氣孔、砂眼等細小缺陷；後者主要用於焊接銀線、銅線、鋁線等有色金屬線材，該種冷焊機是靠壓力來焊接有色金屬，不需要用電、用氣、無需加熱、也不需用填料和焊劑，焊接起來的電線結實牢固，常用於發動機漆包線的焊接或者特定形 狀金屬件的壓力鐓成型等，本發明是針對焊接金屬線材冷焊機進行改進。如上所述的焊接金屬線材冷焊機，其焊接流程是第一步，送線剪切第一線材被送線機構送出第一剪切座直至所需長度，第二線材被送線機構送出第二剪切座直至所需長度，切刀自第一剪切座處開始運動，切刀夾持第一線材並對第一線材進行剪切，切刀運動至第二剪切座處、夾持第二線材並對第二線材進行剪切；第二步，預鐓與初次焊接切刀運動至底模孔處，切刀孔與底模孔對中(中心線重疊)，預頂針將第一線材與第二線材自切刀孔部分頂入底模孔中，由於底模孔的直徑僅為略大於線材直徑，預頂針作用於線材並將出露於底模孔以外的部分線材鐓粗，完成初次焊接；第三步，焊接成型預頂針退出底模孔，終鐓模運動接近底模孔，利用頂針與終鐓模的雙向力的作用，將線材鐓成鐓模所具有的形狀；第四步，脫模通過頂件系統將底模中的工件頂出、掉落物料盒中。然而，發明人發現，現有技術中的冷焊機僅能完成兩根線材的焊接，即最終形成的工件是二層複合結構，如何實現三根線材的冷焊，換言之，如何形成三層複合工件是現有技術中未能有效解決的難題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題即為提供一種能夠實現三層複合的冷焊工具機。為了實現上述目的，本發明提出的一種三層複合冷焊工具機，包括基座，所述基座分為順序排列的切線區域、焊接區域以及壓力提供區域；形成在所述焊接區域的朝向切線區域的側壁上的第一線材孔、第二線材孔、底模孔以及第三線材孔；能夠移動地設置於切線區域的第一切刀，所述第一切刀用於順序夾持並切斷第一線材孔內伸出的第一線材以及夾持並切斷第二線材孔內伸出的第二線材；開設在所述第一切刀上的用於容納第一線材與第二線材的第一切刀孔；能夠移動地設置於切線區域的第二切刀，所述第二切刀用於夾持並切斷第三線材孔內伸出的第三線材；開設在第二切刀上的用於容納第三線材的第二切刀孔；通過運動第一切刀孔、第二切刀孔，能夠實現二者與底模孔三個中心線重疊；能夠滑動地設置於切線區域的滑塊，滑塊的滑動方向與底模孔中心線方向平行，滑動設置在所述滑塊上的預頂針以及終鐓模，二者的滑動方向與底模孔中心線方向垂直；滑動設置於壓力提供區域的頂針杆，所述頂針杆上連接有頂針，所述頂針插入所述底模孔內；且所述終鐓模的直徑大於底模孔的直徑。本發明還提出一種如上所述三層複合焊接工具機的焊接流程，包括如下步驟第一步送線剪切，第一切刀運動至第一切刀孔與第一線材孔對中，第二切刀運動至第二切刀孔與第三線材孔對中；第 一線材從第一線材孔中送入第一切刀孔內預定長度並被夾持，第三線材從第三線材孔中送入第二切刀孔內預定長度並被夾持；移動第一切刀與第二切刀進行第一線材與第三線材的剪切；第一切刀運動至第一切刀孔與第二線材孔對中時，第二線材從第二線材孔中送入第一切刀孔內預定長度並被夾持，繼續移動第一切刀進行第二線材的剪切；第二步預鐓與初次焊接，第一切刀與第二切刀被移動至第一切刀孔、第二切刀孔與底模孔三者對中，預頂針開始將兩個切刀孔內的三段線材頂入底模孔內；當預頂針將線材的一部分頂出切刀孔進入底模孔時，預鐓凸輪推動預鐓頂杆，帶動頂針杆運動，頂針使位於底模孔內的線材被鐓粗並焊接在一起；之後預鐓凸輪繼續轉動，預鐓頂杆以及頂針杆回到初始位置；預頂針繼續深入頂線材，直至將線材完全頂出切刀孔進入底模孔，並且在底模孔內二次鐓粗變形，完成預定和初次焊接；第三步成型焊接，滑塊推動預頂針退出底模孔，同時移動預頂針與終鐓模，使終鐓模對準底模孔，滑塊推動終鐓模運動至底模孔開口位置；此同時，成型凸輪推動成型頂杆，帶動頂針杆，線材在終鐓模與頂針的雙向力作用下再次擠壓成型，完成冷壓焊接；第四步脫模。以上是對本發明提出的三層複合冷焊工具機的結構以及焊接流程的整體介紹，總體而言，本發明的三層複合冷焊工具機是穩定性好、效率高、無廢料、操作簡單的全自動新型工具機。以下將通過具體實施方式
對該工具機的各項結構、功能以及優點進行詳細描述。
通過附圖中所示的本發明的優選實施例的更具體說明，本發明的上述及其它目的、特徵和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。並未刻意按實際尺寸等比例縮放繪製附圖，重點在於示出本發明的主旨。圖I至圖4為一種三層複合冷焊工具機的立體圖；圖5為上述冷焊工具機的俯視圖；圖6為第二切刀的放大圖；圖7為頂針杆與固定座的連接結構圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。主要參見圖2所示的冷焊工具機，其包括基座100，為了更清晰地表述本發明的裝置結構，將基座100人為地分成順序排列的切線區域101、焊接區域102以及壓力提供區域103，以上三個區域並無實質(物理)界限。參見圖2，所述焊接區域102的朝向切線區域101的側壁上形成第一線材孔7 (被第一切刀8擋住，因此以箭頭表示)、第二線材孔9以及第三線材孔41，上述三個線材孔7、9、41的開口位置分別形成第一剪切座、第二剪切座以及第三剪切座(在某些工業場合，線材孔與剪切座被混用)。所述第二線材孔9與第三線材孔41之間的側壁上還形成用於工件加工的底模孔6。該冷焊工具機還包括能夠移動地設置於切線區域101的第 一切刀8以及第二切刀5，所述第一切刀8用於順序夾持並切斷第一線材孔7內伸出的第一線材以及夾持並切斷第二線材孔9內伸出的第二線材，所述第二切刀5用於夾持並切斷第三線材孔41內伸出的第三線材；所述第一切刀8與第二切刀5上分別開設有出露(容納)線材的第一切刀孔81與第二切刀孔51 (參見圖6的放大圖)。還包括能夠滑動地設置於切線區域101的滑塊1，滑塊I的滑動方向與底模孔6中心線方向平行；滑動設置在所述滑塊I上的預頂針16以及終鐓模15，二者的滑動方向與底模孔6中心線方向垂直；滑動設置於壓力提供區域103的頂針杆33，所述頂針杆33上連接有頂針(參見圖I中，以密集虛線表示頂針杆33及其端部的頂針)，所述頂針插入所述底模孔6內。以上是該冷焊工具機的主要組成部件，以下將對各個組件進行詳細描述。參見圖I、圖2，所述基座100的焊接區域102主要用於容納底模孔6以及三個線材孔7、9、41，所述底模孔6內能夠容納待焊接線材，線材在底模孔6內被初鐓之後通過頂針與終鐓模15的雙向力作用被鐓成終鐓模15具有的特定形狀。當然，還具有布置於基座100以內的頂件系統等，頂件系統採用現有技術，因此圖中未展示。所述基座100的切線區域101主要布置有所述滑塊I、預頂針16、終鐓模15以及第一切刀8、第二切刀5。終鐓模15的朝向焊接區域102的端面挖出特定的形狀，該形狀匹配於線材最終被鐓壓成的形狀。所述終鐓模15具有大於底模孔6的直徑。而底模孔6的直徑為數倍於預頂針16的直徑，且底模孔6的直徑為數倍於線材的直徑，兩個切刀孔81、51的直徑略大於線材的直徑。第一切刀8固定在第一切刀座48上，第一切刀座48滑動設置於切線區域101。滑塊I的下方具有電機，電機的輸出軸驅動第一切刀軸18，第一切刀軸18上固定有第一凸輪10，第一凸輪10驅動所述第一切刀座48滑動。第二切刀5滑動設置於第二切刀座42，第二切刀座42同樣滑動設置於切線區域101。參見圖3，第一切刀軸18通過所述轉軸19將動力傳遞至第二切刀軸26，第二切刀軸26上固定有第一齒輪27，第一齒輪27與傳動齒輪29嚙合，傳動齒輪29與第二齒輪28嚙合，返回圖I，第二齒輪28與曲軸3固定，曲軸3與連杆2的一端轉動連接，連杆2的另一端與第二切刀座42轉動連接，由此第一切刀軸18的轉動帶動第二切刀座42的滑動。所述第一切刀孔81朝向焊接區域102的一側位置處設置有線夾，例如為彈性夾，圖中未出示。所述第一線材孔7、第二線材孔9、第一切刀孔81以及底模孔6的中心線共面。所述第二切刀孔51朝向焊接區域102的一側位置處同樣設置有類似線夾。所述第三線材孔41、第二切刀孔51以及底模孔6的中心線共面。在俯視圖中可見，第一切刀8與第二切刀5在沿著底模孔6中心線延伸方向上錯開布置，因此通過必要的運動，第一切刀孔81、第二切刀孔51以及底模孔6能夠實現中心線重疊(對中)。主要參見圖4、圖5，所述基座100的壓力提供區域103包括轉動設置於壓力提供區域103的轉軸19，固定於轉軸19上的預鐓凸輪21以及成型凸輪20 ;滑動設置於壓力提供區域103的能夠被預鐓凸輪21驅動的預鐓頂杆22，以及滑動設置於壓力提供區域103的能夠被成型凸輪20驅動的成型頂杆23 ;滑動設置在焊接區域102上且向外伸出、位於壓力提供區域103的頂針杆33，所述頂針杆33上連接有頂針，頂針位於底模孔6內，且頂針杆22能夠被預鐓頂杆22以及成型頂杆23驅動。所述頂針杆33具有接近並略小於底模孔6的直徑。頂針杆33的附近還設置有線材送線裝置，由於送線裝置為常見裝置且非本專利重點，因此不再展開描述。所述預鐓凸輪21以及成型凸輪20並排固定於轉軸19上，預鐓頂杆22與成型頂杆23同樣並排設置、或者二者設置為一體，預鐓凸輪21或者成型凸輪20上的凸點錯開布置，因此能分別觸動預鐓頂杆22與成型頂杆23，進而推動頂針杆33。由於預鐓凸輪21與成型凸輪20上的凸點的半徑有差異，因而推動頂針杆33運動的距離有差異，使得對工件產生的壓緊力具有差異。所述基座100上固定有固定座11，所述頂針杆33的頂部具有頂板32 ;所述固定座11上螺紋連接有螺釘17，螺釘17的杆部的末端抵靠於頂板32。所述螺釘17的杆部螺紋連接有螺母24，所述螺母24貼合於固定座11，該螺母24起止動作用。通過旋轉螺釘17相對於固定座11的位置，即能調整頂針杆33相對固定座11的位置，等於是調整頂針位於底模孔6中的位置，使得底模孔6的容納空間的長度與線材的長度匹配。所述基座100上轉動連接有拉杆12，所述轉軸19上還固定有撬動凸輪14，該撬動凸輪14與拉杆12抵靠，所述基座100上還轉動連接有撬杆34，所述撬杆34與拉杆12之間連接有拉簧13，當轉軸19轉動時，撬動凸輪14被驅動旋轉，撬動凸輪14推動拉杆12轉動，拉杆12通過拉簧13帶動撬杆34轉動,撬杆34轉動時具有推動頂針杆33的位置以及與頂針杆33分離的位置。當頂針杆33被撬杆34推動時，頂針用於提供被預頂針16頂入底模孔6的線材在底模孔6內的定位。以上是對冷焊工具機的結構所進行的描述，以下將對其焊接流程進行解釋。第一步送線剪切。在進行焊接之前，先要調節第一切刀孔81與底模孔6對中，第二切刀孔51與底模孔6對中。之後，第一切刀8運動至第一切刀孔81與第一線材孔7對中，第二切刀5運動 至第二切刀孔51與第三線材孔41對中，開始準備焊接。第一線材從第一線材孔7中送入第一切刀孔81內預定長度並被夾持，第三線材從第三線材孔41中送入第二切刀孔51內預定長度並被夾持。移動第一切刀8與第二切刀5進行第一線材與第三線材的剪切。第一切刀8運動至第一切刀孔81與第二線材孔9對中時，第二線材從第二線材孔9中送入第一切刀孔81內預定長度並被夾持，繼續移動第一切刀8進行第二線材的剪切。第二步預鐓與初次焊接。第一切刀8與第二切刀5被移動至底模孔6附近，第一切刀孔81、第二切刀孔51與底模孔6三者對中。滑塊I帶動預頂針16開始將兩個切刀孔81、51內的三段線材頂入底模孔6內，與此同時，拉杆12通過拉簧13連接撬杆34撬動頂針杆33，使得頂針與預頂針16共同對線材施加頂緊力，防止線材(尤其是位於底模孔6內的線材端部)在徑向上的移動，此頂緊力較小，並不能實現焊接。當預頂針16將線材的一部分(例如大約一半長度)頂出切刀孔進入底模孔6時，預鐓凸輪21推動預鐓頂杆22，帶動頂針杆33運動，由於底模孔6的直徑數倍於線材直徑、切刀孔直徑僅為略大於線材直徑，從而頂針使位於底模孔6內的線材被鐓粗並焊接在一起。之後預鐓凸輪21繼續轉動，預鐓頂杆22以及頂針杆33回到初始位置。預頂針16繼續深入頂線材，此時頂針杆33 (頂針)的位置通過螺釘17的調節而確定，在頂針和預頂針16的作用下，預頂針16將線材完全頂出切刀孔進入底模孔6，並且在底模孔6內二次鐓粗變形，完成預定和初次焊接。第三步成型焊接。滑塊I推動預頂針16退出底模孔6，同時移動預頂針16與終鐓模15，使終鐓模15對準底模孔6，滑塊I推動終鐓模15運動至底模孔6開口位置。與此同時，成型凸輪20推動成型頂杆23，帶動頂針杆33，頂針將完成初次焊接的線材推入終鐓模15端面被挖出的形狀內，使線材在終鐓模15與頂針的雙向力作用下再次擠壓成型，完成冷壓焊接。第四步脫模。冷焊成型完畢後，通過頂件系統將底模中的工件頂出、掉落物料盒中。本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定權利要求，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本發明的保護範圍應當以本發明權利要求所界定的範圍為準。
權利要求
1.ー種三層複合冷焊工具機，包括 基座，所述基座分為順序排列的切線區域、焊接區域以及壓力提供區域； 形成在所述焊接區域的朝向切線區域的側壁上的第一線材孔、第二線材孔以及底模孔； 能夠移動地設置於切線區域的第一切刀，所述第一切刀用於順序夾持並切斷第一線材孔內伸出的第一線材以及夾持並切斷第二線材孔內伸出的第二線材；開設在所述第一切刀上的用於容納第一線材與第二線材的第一切刀孔； 能夠滑動地設置於切線區域的滑塊，滑塊的滑動方向與底模孔中心線方向平行，滑動設置在所述滑塊上的預頂針以及終鐓模，二者的滑動方向與底模孔中心線方向垂直； 滑動設置於壓カ提供區域的頂針杆，所述頂針杆上連接有頂針，所述頂針插入所述底模孔內； 其特徵在於 還包括形成在所述側壁上的第三線材孔； 能夠移動地設置於切線區域的第二切刀，所述第二切刀用於夾持並切斷第三線材孔內伸出的第三線材；開設在第二切刀上的用於容納第三線材的第二切刀孔；通過運動第一切刀孔、第二切刀孔，能夠實現二者與底模孔三個中心線重疊； 且所述終鐓模的直徑大於底模孔的直徑。
2.如權利要求I所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於所述底模孔的直徑數倍於預頂針的直徑，且底模孔的直徑數倍於各線材的直徑。
3.如權利要求I所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於第一切刀固定在第一切刀座上，第一切刀座滑動設置於切線區域；滑塊的下方具有電機，電機的輸出軸驅動第一切刀軸，第一切刀軸上固定有第一凸輪，第一凸輪驅動所述第一切刀座滑動。
4.如權利要求3所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於第二切刀滑動設置於第二切刀座，第二切刀座滑動設置於切線區域；第一切刀軸通過轉軸將動カ傳遞至第二切刀軸，第ニ切刀軸上固定有第一齒輪，第一齒輪與傳動齒輪哨合，傳動齒輪與第二齒輪哨合，第二齒輪與曲軸固定，曲軸與連杆的一端轉動連接，連杆的另一端與第二切刀座轉動連接。
5.如權利要求I所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於壓カ提供區域包括轉軸，固定於轉軸上的預鐓凸輪以及成型凸輪；滑動設置於壓カ提供區域的能夠被預鐓凸輪驅動的預鐓頂杆，以及滑動設置於壓カ提供區域的能夠被成型凸輪驅動的成型頂杆；滑動設置在焊接區域上且向外伸出、位於壓カ提供區域的頂針杆，所述頂針杆上連接有頂針，頂針位於底模孔內，且頂針杆能夠被預鐓頂杆以及成型頂杆驅動。
6.如權利要求5所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於所述頂針杆具有接近並略小於底模孔的直徑。
7.如權利要求5所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於所述預鐓凸輪以及成型凸輪並排固定於轉軸上。
8.如權利要求5所述的三層複合冷焊工具機，其特徵在於預鐓頂杆與成型頂杆並排設置、或者二者設置為一體。
9.ー種如上所述三層複合焊接工具機的焊接流程，其特徵在於包括如下步驟 第一歩送線剪切，第一切刀運動至第一切刀孔與第一線材孔對中，第二切刀運動至第ニ切刀孔與第三線材孔對中；第一線材從第一線材孔中送入第一切刀孔內預定長度並被夾持，第三線材從第三線材孔中送入第二切刀孔內預定長度並被夾持；移動第一切刀與第二切刀進行第一線材與第三線材的剪切；第一切刀運動至第一切刀孔與第二線材孔對中吋，第二線材從第二線材孔中送入第一切刀孔內預定長度並被夾持，繼續移動第一切刀進行第ニ線材的剪切； 第二步預鐓與初次焊接，第一切刀與第二切刀被移動至第一切刀孔、第二切刀孔與底模孔三者對中，預頂針開始將兩個切刀孔內的三段線材頂入底模孔內；當預頂針將線材的一部分頂出切刀孔進入底模孔時，預鐓凸輪推動預鐓頂杆，帶動頂針杆運動，頂針使位於底模孔內的線材被鐓粗並焊接在一起；之後預鐓凸輪繼續轉動，預鐓頂杆以及頂針杆回到初始位置；預頂針繼續深入頂線材，直至將線材完全頂出切刀孔進入底模孔，並且在底模孔內二次鐓粗變形，完成預定和初次焊接； 第三步成型焊接，滑塊推動預頂針退出底模孔，同時移動預頂針與終鐓模，使終鐓模對準底模孔，滑塊推動終鐓模運動至底模孔開ロ位置；此同時，成型凸輪推動成型頂杆，帶 動頂針杆，線材在終鐓模與頂針的雙向力作用下再次擠壓成型，完成冷壓焊接； 第四步脫摸。
全文摘要
本發明公開了一種能夠實現三層金屬複合的冷焊工具機，包括基座，所述基座分為順序排列的切線區域、焊接區域以及壓力提供區域；形成在所述焊接區域的朝向切線區域的側壁上的第一線材孔、第二線材孔、底模孔以及第三線材孔；能夠移動地設置於切線區域的第一切刀，用於夾持並切斷第一線材、第二線材，能夠移動地設置於切線區域的第二切刀，用於夾持並切斷第三線材；預頂針，終鐓模以及頂針。本發明還公開了上述工具機的焊接流程，包括送線剪切、預鐓與初次焊接、成型焊接和脫模；其中預鐓與初次焊接時，底模孔內的線材被鐓粗，之後線材完全頂入底模孔並二次鐓粗二次變形。該工具機具有穩定性好、效率高、無廢料、操作簡單的優點。
文檔編號B23P23/00GK102848193SQ201210333009
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者韓梅濤 申請人:大都克電接觸科技(中國)有限公司