超声波铜管剪切封口机及剪切封口方法

摘要

本发明涉及一种采用超声波剪切铜管、模压焊接铜管口的超声波铜管剪切封口机及剪切封口方法，它包括超声波铜管剪切封口机，所述的超声波铜管剪切封口机中的超声波换能器水平设置机壳内，定位器呈凹槽状结构且与机壳连接，上刀模位于定位器凹槽内且与超声波换能器连接，底杆一端采用销与机壳铰接、另一端与刀架连接且轴承通过销位于底杆前部凹槽孔内，下刀模位于刀架上且与上刀模构成剪切、模压焊接，气缸位于超声波换能器下方且气缸中的活塞与滑杆一端连接，滑杆的另一端呈斜面且与轴承面呈滑动配合。优点：不仅实现对铜管的快速剪切，而且实现对铜管的模压焊接且模压焊接质量稳定可靠。

权利要求

1.一种超声波铜管剪切封口机，其特征是：铜管剪切封口机中的超声波换能器水平设置机壳内，定位器呈凹槽状结构且与机壳连接，上刀模位于定位器凹槽内且与超声波换能器连接，底杆一端采用销与机壳铰接、另一端与刀架连接且轴承通过销位于底杆前部凹槽孔内，下刀模位于刀架上且与上刀模构成剪切模压焊接，气缸位于超声波换能器下方且气缸中的活塞与滑杆一端连接，滑杆的另一端呈斜面且与轴承面呈滑动配合。

2.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：超声波换能器后部通过衬套与机壳固定、前部上部通过衬套、销与机壳连接，两侧分别通过紧顶螺钉将其定位。

3.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：定位器支架套在定位器上且可横向调节。

4.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：底杆前部设有高度可调节的螺钉且用于控制上下刀模之间的间隙。

5.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：滑杆下方设有螺钉且与位于底杆下方的位移电位器中的滑动杆相配合，用于改变位于电位器的阻值，位移电位器信号端通过引线与控制器信号端连接，控制器位于气缸后部的机壳内，其信号端分别与插座连接。

6.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：底杆与超声波换能器底部之间设有复位弹簧。

7.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：外壳位于机壳上方且外壳上设有手柄。

8.根据权利要求1所述的超声波铜管剪切封口机，其特征是：位于底杆中轴承下方的机壳上装有两组导辊或导向轴承且与轴承构成滑动通道。

9.一种应用权利要求5的超声波铜管剪切封口机的剪切封口方法，其特征是：当铜管需要剪切封口时，将被剪切封口的铜管置于上、下刀模间，控制器指令气缸工作，气缸活塞带动滑杆向前运动，由于滑杆前部呈斜面，该斜面穿过由导辊或导向轴承和轴承构成滑动通道时，其滑杆前部的斜面将底杆向上顶起，底杆带动刀架瞬间向上抬起，而位于刀架上的下刀模瞬间与上刀模合拢时，其由上下刀模构成的剪刀口先将铜管剪切、然后由上下刀模构成的模压面再将铜管模压焊接封口。

10.根据权利要求9所述的超声波铜管剪切封口机的剪切封口方法，其特征是：下刀模与上刀模模压封口铜管口的厚度，取决于位移电位器的输出值，该值越大，焊接时间越长且通过控制焊接时间，达到控制焊接厚度。

说明书

超声波铜管剪切封口机及剪切封口方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种采用超声波剪切铜管、模压焊接铜管口的超声波铜管剪切封口机及剪切封口方法，属超声波铜管剪切封口机制造领域。

背景技术

[0002] 授权公告号CN1783448C、名称“谐振器、超声头和利用超声头的超声波焊接机”，包括超声波振动器；谐振器，包括：主轴，其连接于该超声波振动器，并在从该超声波振动器产生的超声波的前进方向上延伸；以及突出部，其从该主轴的纵向方向中央附近、在与该主轴的纵向方向交叉的方向上突出；以及按压机构，用于将该谐振器的突出部的端表面，朝着待焊接的两个物体的至少一个按压，其中，在该主轴中，在所述突出部从其突出的纵向方向中央附近、该突出部被按压的部分以内，形成多个孔，所述多个孔沿着主轴基本对称。其不足之处：既无法实现对铜管的快速剪切，又无法实现对铜管的模压焊接。

发明内容

[0003] 设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种既能够实施对所焊铜管的瞬间剪切，又能够可靠地实施对铜管的模压焊接封口的超声波铜管剪切封口机及剪切封口方法。

[0004] 设计方案：超声波焊接类似于摩擦焊，但仍有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动除去金属表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交界面产生塑性变形，在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成面焊。

[0005] 1、超声波换能器水平设置且位于超声波换能器安装座上的设置，是本发明的技术特征之一。这样做的目的在于：由于超声波金属剪切封口焊接机是利用超声波高频振动的纵波(水平)磨擦原理把超声波振动(纵波)的能量转换成摩擦能量传递到需焊接的金属表面，在摩擦产生热量的同时对其施加压力的情况下，使金属结构分子充分激活而形成分子层之间熔合，达到径向固态焊接的目的，因此将超声波换能器水平设置，既可以使超声波振动的纵波能量直接在焊接头上转换成摩擦能量且作用在被焊接的金属表面，与金属表面形成径向固态焊接，不仅有效地提高了超声波焊接的质量，而且提高了效能转换率。

[0006] 2、底杆一端采用销与机壳铰接、另一端与刀架连接且轴承通过销位于底杆前部凹槽孔内的设计，是本发明的技术特征之二。这样做的目的在于：由于底杆前端与刀架连接，而滑杆一端与气缸活塞连接，滑杆的另一端呈斜面且与轴承面呈滑动配合，当气缸活塞带动滑杆向前运动，滑杆前部斜面穿过由导辊或导向轴承和轴承构成滑动通道时，其滑杆前部的斜面将底杆向上顶起，底杆带动刀架瞬间向上抬起，而位于刀架上的下刀模瞬间与上刀模合拢，其上下刀模中的剪刀口先将铜管剪切、模压面再将铜管封口。

[0007] 3、底杆与超声波换能器底部之间复位弹簧设置，是本发明的技术特征之三。这样做的目的在于：当上下模完成对铜管的剪切、模压封口后，气缸中的活塞带动底杆恢复到原始状态(复位)，此时复位弹簧将底杆与超声波换能器底部间撑开，底杆带动刀架和下刀模与上刀模分离呈间距配合，以便下次再剪切、模压焊接。

[0008] 4、定位器支架套在定位器上的设计，是本发明的技术特征之四。这样做的目的在于：由于定位器支架可以在定位器上横向移动，因此通过调节定位器支架，可以实现对所要剪切封口铜管部宽度的调节。

[0009] 5、底杆前部设有高度可调节的螺钉的设计，是本发明的技术特征之五。这样做的目的在于：通过螺钉使超声波误动时，上刀模和下刀模间呈间隙配合，防止因误动、上下刀模相触所造成的上下刀模损伤或损坏。

[0010] 6、滑杆下方螺钉设置且螺钉杆与位于底杆下方的位移电位器中的滑动杆相配合的设计，是本发明的技术特征之六。这样做的目的在于：由于位移动位器中电阻值的变化取决于滑动杆的移动位置，当滑动杆移动距离长时，其电阻值增大。本申请正是利用位移电位器这一特征，电阻值通过计算软件转换成厚度值，由于厚度值取决于超声波的模压焊接时间，因此控制器通过输入的电阻值即可得出超声波模压焊接的时间，通过对模压焊接时间的控制，即可达到超声波对铜管口可靠模压焊接的目的。

[0011] 技术方案1：超声波铜管剪切封口机，它包括超声波铜管剪切封口机，所述的超声波铜管剪切封口机中的超声波换能器水平设置机壳内，定位器呈凹槽状结构且与机壳连接，上刀模位于定位器凹槽内且与超声波换能器连接，底杆一端采用销与机壳铰接、另一端与刀架连接且轴承通过销位于底杆前部凹槽孔内，下刀模位于刀架上且与上刀模构成剪切、模压焊接，气缸位于超声波换能器下方且气缸中的活塞与滑杆一端连接，滑杆的另一端呈斜面且与轴承面呈滑动配合。

[0012] 技术方案2：超声波铜管剪切封口机的剪切封口方法，当铜管需要剪切封口时，将被剪切封口的铜管置且上、下刀模间，控制器指令气缸工作，气缸活塞带动滑杆向前运动，由于滑杆前部呈斜面，该斜面穿过由导辊或导向轴承和轴承构成滑动通道时，其滑杆前部的斜面将底杆向上顶起，底杆带动刀架瞬间向上抬起，而位于刀架上的下刀模瞬间与上刀模合拢时，其由上下刀模构成的剪刀口先将铜管剪切、然后由上下刀模构成的模压面再将铜管模压焊接封口。

[0013] 本发明与背景技相比，一是不仅实现对铜管的快速剪切，而且实现对铜管的模压焊接且模压焊接质量稳定可靠；二是通过对位移电位器电阻值控制，实现了对被铜管的瞬间剪切和可靠的模压焊接；三是气缸带动滑杆，滑杆控制上下刀模剪切和模压焊接，不仅极大地减小了超声波铜管剪切封口机的体积，而且提高了整机运行的可靠性；四是水平设置超声波换能器，不仅使超声波振动的纵波能量与金属表面形成径向固态焊接，有效地提高了超声波焊接的质量，而且简化结构、降低了制造成本，提高了超声波效能转换率；五是外壳的设置，使超声波铜管剪切封口机方便携带。

附图说明

[0014] 图1是超声波铜管剪切封口机的结构示意图。

[0015] 图2是图1右视局部结构示意图。

具体实施方式

[0016] 实施例1：参照附图1和2。超声波铜管剪切封口机，它包括超声波铜管剪切封口机，所述的超声波铜管剪切封口机中的超声波换能器3水平设置机壳14内，超声波换能器3后部通过衬套22与机壳14固定、前部上部通过衬套10、销9与机壳连接，两侧分别通过紧顶螺钉36将其定位。定位器4呈凹槽状结构且与机壳14连接，定位器支架5套在定位器4上且可横向调节。上刀模2位于定位器4凹槽内且与超声波换能器3连接。底杆27一端采用销16与机壳铰接、另一端与刀架18连接且轴承35通过销34位于底杆27前部凹槽孔内，位于底杆27中轴承35下方的机壳14上装有两组导辊或导向轴承31和33且与轴承35构成滑动通道。底杆27前部设有高度可调节的螺钉6且用于控制上下刀模2和1间的间隙，底杆27与超声波换能器3底部之间设有复位弹簧7，复位弹簧7上端与超声波换能器3下方的衬座8相触。下刀模1位于刀架1上且与上刀模2构成剪切模压焊接，气缸17位于超声波换能器3下方且气缸17中的活塞与滑杆13一端连接，滑杆13的另一端呈斜面且与轴承35面呈滑动配合；滑杆13下方设有螺钉28且与位于底杆27下方的位移电位器
12中的滑动杆29相配合，用于改变位于电位器12的阻值，位移电位器12位于支座15上且位移电位器12信号端通过引线与控制器23信号端连接，控制器23位于气缸17后部的机壳14内，其信号端分别与插座25连接，插座26为电源插座。外壳11位于机壳14上方且外壳11上设有手柄19，手柄19上套有护套20，盖板21位于机壳14后部的上方且用于罩盖住机壳的后部，机壳的后端口置有后盖24，后盖24上设的插座25和26。

[0017] 实施例2：在实施例1的基础上，超声波铜管剪切封口机的剪切封口方法，其特征是：当铜管需要剪切封口时，将被剪切封口的铜管置且上、下刀模间，控制器23指令气缸17工作，气缸活塞带动滑杆13向前运动，由于滑杆前部呈斜面，该斜面穿过由导辊或导向轴承31和33(轴承31和33分别套在销轴30和32上)和轴承35构成滑动通道时，其滑杆前部的斜面将底杆27向上顶起，底杆27带动刀架18瞬间向上抬起，而位于刀架18上的下刀模1瞬间与上刀模2合拢时，其由上下刀模构成的剪刀口先将铜管剪切、然后由上下刀模构成的模压面再将铜管模压焊接封口。下刀模1与上刀模2模压封口铜管口的厚度，取决于位移电位器的输出值，该值越大，焊接时间越长且通过控制焊接时间，达到控制焊接厚度的目的。

[0018] 需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。