一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置。

背景技术

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

在超声波焊接时，是需要一定的压力的，在压力作用下会由焊头传递到工件上，对于一些塑料件，如汽车内衬板包裹层、前灯、仪表盘、按钮和开关等，如果塑料件的焊接区较薄，则容易在压力作用下变形甚至于破损，最佳的方式是在设计初始阶段在焊接区域下方设置加强筋，但是因为设计阶段设计的问题较多，又或者结构强度和安装空间等考虑，不是所有的焊接区域都能设置加强筋，且即使设置加强筋后，因为正上方的压力，中间区域会向上拱起产生局部形变，工件较薄则容易破损，造成良品率不高，通过焊头整体平面填充可以避免焊接区域中间的拱起，而又会造成击穿问题，因为超声波焊接机焊接比较薄的塑料制品时不能整面复合，往往是焊接四周，但是常会出现中间部位被击穿，又需要设计超声波焊接头时将中间掏空，使非焊接部位不直接接触到超声波模具焊接头，因此通常会优选考虑击穿问题而导致焊接局部形变。为此，我们提出一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置，包括上模，还包括：

设置于上模上的台阶面，所述台阶面的形状与焊接边缘形状相符，台阶面的顶部开设有若干螺纹槽；

通过螺钉固定连接于螺纹槽的定位杆，所述定位杆至少设有两组，且定位杆上开设有U型槽，各定位杆的定位端呈上下相邻叠加状态分布；

设置于各定位杆定位端的U型槽内的限位件，所述限位件用于限制固定各定位杆，限位件的底部连接有吸附件，吸附件作用于工件的焊接区域内的中心位置。

优选的，所述限位件包括与定位杆数量相同的多边体，所述多边体的轴向中空且外表面为正多边形面，该正多边形为具有偶数边且每两个相对的面的距离与U型槽的宽度相同，相邻两个所述多边体相邻端转动连接，相邻两个多边体的相邻端内部之间设有锁止件，锁止件用于限制相邻两个多边体的相对转动。

优选的，所述锁止件包括固定于多边体内端部的固定环，相邻两个固定环内侧设有调节环，每相邻的两个多边体的相邻端的两个固定环为一组，且该组固定环内侧至少开设有两组凹陷，凹陷沿其厚度方向的投影为等腰梯形且同一组的凹陷的斜边斜率相同且其中一个的固定环上的凹陷的短底边大于另外一个固定环的凹陷的长底边，同组固定环内至少两组所述凹陷中至少有一组与其他组凹陷在固定环轴向方向设置完全相反，所述调节环的外表面设有限位块，限位块与凹陷适配设置且滑动连接，所述调节环的内侧设有限位环，所述限位环的内侧螺纹连接有螺杆，所述调节环与限位环之间设有限位。

优选的，所述调节环与限位环之间的限位角度为多边体表面单个平面轴向边缘与多边体轴线之间产生的两个平面的夹角的两倍。

优选的，所述调节环与限位环的相邻侧之间构成环形空腔，且所述环形空腔内设有复位件。

优选的，位于顶部的所述多边体的内顶部固定连接有螺纹环，螺纹环的内表面与螺杆螺纹连接。

优选的，所述吸附件为真空吸盘，且真空吸盘为多腔结构。

优选的，所述多边体的外表面的两端均设有过渡区。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在上模上设置台阶面，台阶面的水平高度相同，通过台阶面上的螺纹槽对单个的定位杆的位置进行固定，同时因为U型槽的设置可以使限位件在两个或者多个定位杆的U型槽内均可移动，在确定位置后再由锁止件进行固定，使两个相邻的多边形不再能够相对转动，从而完全限制位置，进行固定，进而配合多腔结构的吸盘保持悬空区域的工件面不会上下变形，防止形变，从而确保焊接效果，保证良品率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明限位件结构整体示意图；

图3为本发明限位件的多边体半剖状态内部结构示意图；

图4为锁止件的整体展开示意图；

图5为凹陷结构与限位块结构示意图；

图6为与图5结构相反的结构示意图；

图7为调节环与限位环的局部剖视结构示意图；

图8为吸附件的结构示意图。

图中：1-上模；2-台阶面；3-螺纹槽；4-定位杆；5-U型槽；6-限位件；7-吸附件；8-多边体；9-锁止件；10-固定环；11-调节环；12-凹陷；13-限位块；14-限位环；15-螺杆；16-环形空腔；17-复位件；18-螺纹环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种汽车内衬体包裹层超声焊接用防形变装置，包括上模1，还包括：

设置于上模1上的台阶面2，所述台阶面2的形状与焊接边缘形状相符，台阶面2的顶部开设有若干螺纹槽3，上模1的作用主要是用于连接焊头和限制工件，其上的台阶面2的水平高度均设置相同，因为每种焊接工件的不同都需要设置不同的上模，因此其台阶面2的内边缘的形状与焊接区域的形状相似，螺纹槽3均匀间隔设置；

通过螺钉固定连接于螺纹槽3的定位杆4，所述定位杆4至少设有两组，且定位杆4上开设有U型槽5，各定位杆4的定位端呈上下相邻叠加状态分布，定位杆4呈扁平状，其至少设置两组才能确定一个位置，上下叠加状态即在竖直方向上位于不同的高度，便于进行定位；

设置于各定位杆4定位端的U型槽5内的限位件6，所述限位件6用于限制固定各定位杆4，限位件6的底部连接有吸附件7，吸附件7作用于工件的焊接区域内的中心位置，各个定位杆4以及设置的U型槽5会导致难以确定一个统一的位置，因此需要设置限位件6来限制位置，从而确定唯一的位置，其方式有通过螺栓螺母锁紧的方式进行固定，而吸附件7则主要是用于来连接焊接区域内的悬空的工件，对于较薄的工件，悬空面积较大且在压力作用下容易损坏，因此设置吸附件7避免其变形，所述吸附件7为真空吸盘，且真空吸盘为多腔结构，因为吸附件7如果仅仅只是真空吸盘，其同样会是一整个面积区域的工件被吸附，受到向上的拉力，因此设置多腔结构来将整体面积分散成多个极小的区域，避免造成破损，另外吸附件7还能够采用一个具有中间具有多个凹陷区域的具有静电板状结构，通过静电也能实现吸附功能。

相较于螺栓拧紧的方式，其拧紧主要依靠轴向压力产生的摩擦力来使两个接触的定位杆4不会相对转动或者沿定位杆4的长度方向移动，因此其限制较为有限且不稳定，为了更好的限制固定，所述限位件6包括与定位杆4数量相同的多边体8，所述多边体8的轴向中空且外表面为正多边形面，该正多边形面为其端面视图其为正多边形，该正多边形为具有偶数边且每两个相对的面的距离与U型槽5的宽度相同，正多边形具有偶数边的作用是确保有两个正对的面能对应U型槽5的两个边，使得多边形8在放入 U型槽5内后，其不会在U型槽内转动，只能上下或者沿U型槽的长度方向移动，相邻两个所述多边体8相邻端转动连接，相邻两个多边体8的相邻端内部之间设有锁止件9，锁止件9用于限制相邻两个多边体8的相对转动，因为两个不同的定位杆4的长度方向不同，因此两个定位杆4在两个多边体8的作用下，两个定位杆4需要改变焦点位置则需要两个多边体8相对转动，因此在限制两个多边体8的相对转动后即可实现限位，其锁定方式简单的可以通过锁紧的方式。

因为焊接区域线的不同，因此其中间的悬空的面的形状以及中心都是不同的，因此定位杆4设置多组，其长度序列分布，在使用时只需要两个或以上个数，通过不同长度组合以及U型槽的设置，可以使吸附件固定于任意位置，从而根据不同的焊接件来进行调整。

所述锁止件9包括固定于多边体8内端部的固定环10，相邻两个固定环10内侧设有调节环11，每相邻的两个多边体8的相邻端的两个固定环10为一组，且该组固定环10内侧至少开设有两组凹陷12，凹陷12沿其厚度方向的投影为等腰梯形且同一组的凹陷12的斜边斜率相同且其中一个的固定环10上的凹陷12的短底边大于另外一个固定环10的凹陷12的长底边，同组固定环10内至少两组所述凹陷12中至少有一组与其他组凹陷12在固定环10轴向方向设置完全相反，即相邻的两个固定环10为一组，其同一位置上开设凹陷12，如图5和图6所示，沿剖视方向的视图其整体为等腰梯形，同一位置的凹陷12的两个梯形以两个固定环10之间的界限为分界，其中一个梯形的短底边大于另一个的长底边，又或者相同，不论哪种两个固定环10转动相对角度使凹陷12上的两个梯形错开，均仅有一条边为作用边，且两个梯形的作用边不为同侧，另外一组凹陷12的设置则与上述的一组凹陷12的设置完全相反。

如图5和图6所示，调节环11的外表面设有限位块13，限位块13与凹陷12适配设置且滑动连接，限位块13的形状与凹陷12相符，因为凹陷12的两个梯形仅有一侧为作用边，因此在限位块13的作用下，会限制两个相邻的固定环10的一个单方向的相对转动，如图5即限制上方的固定环10逆时针转动，限制下方的固定环10顺时针转动，而对于图6则相反，因此至少两个相反的限位块13即可完全限制两个固定环10的相对转动，只能同步转动，所述调节环11的内侧设有限位环14，所述限位环14的内侧螺纹连接有螺杆15，所述调节环11与限位环14之间设有限位，因为需要限制固定环10的相对转动，因此转化为限制限位块13在固定环10的轴向移动，因此通过螺杆15与限位环14的螺纹连接，使得限位环14在螺杆15不转动的状态下不会再轴向移动，从而完全固定两个相邻固定环10的相对转动，调节环11与限位环14之间的限位即使两者的相对转动限制在一定的角度内，如在调节环11不动状态下，限位环14顺时针和逆时针均可转动，但仅在小范围内转动，例如在调节环11上设置两个竖直方向的挡板，而在限位环14上设置位于两个挡板之间的限位板即可限制转动角度，限制转动的角度避免在螺杆15转动时限位环14和调节环11无限相对转动。

在未安装螺杆15的情况下，固定环10的转动会在凹陷12斜边的作用下使限位块13上下移动，因为各多边体8的外表面为正多边形，因此多边形的边数越多，在两个定位杆4位置固定时需要转动的角度就越小，但也同时造成多边体8与U型槽的接触面面积减小，因此优选的设置多边体8的端面视图为正十六边形，所述多边体8的外表面的两端均设有过渡区，过渡区指的是斜面或者弧形曲面过渡，因为在确定好定位杆4的焦点位置后，限位件6安装时，对应于不同的定位杆4的多边体8需要转动不同的角度，因此没有过渡区则直接导致卡住，而设置过渡区能使多边体8的端面最大外径减小能进入到U型槽5内，然后在斜面或者曲面受力作用下自动转动，使多边体8的外表面的平面与U型槽5的侧边对应，然后再通过锁止9进行锁定。

所述调节环11与限位环14之间的限位角度为多边体8表面单个平面轴向边缘与多边体8轴线之间产生的两个平面的夹角的两倍，调节环11与限位环14之间的相对转动角的设置还有一个作用，是方便螺杆15的安装，因为在至少会设置两个限位环14，因此在限位件6中多边体8因为U型槽5而转动，因此限位环14就会转动，其与螺杆15的螺纹连接的开始旋进的位置就会改变，而不同的限位环14改变的不同，导致无法安装螺杆15，因此限位环14可相对于调节环11转动，方便螺杆15的旋进。

所述调节环11与限位环14的相邻侧之间构成环形空腔16，且所述环形空腔16内设有复位件17，复位件17优选的发条弹簧或者扭簧，其作用是保持限位环14处于居中状态，即相对于调节环11可顺时针也可逆时针转动。

位于顶部的所述多边体8的内顶部固定连接有螺纹环18，螺纹环18的内表面与螺杆15螺纹连接，因为不同的限位环14与螺杆15螺纹连接后，对固定环10进行定位，但是存在极端情况下，两个不同锁止件9的情况完全相同，即螺杆15和各个限位环14形成一个整体可以上下移动，导致固定环10不能被固定，因此设置一个额外的螺纹环18来规避这种极端的状态出现。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。