一种用于双质量飞轮平衡机的焊接夹具装置的制作方法

本实用新型涉及一种夹具装置，由其涉及一种用于双质量飞轮平衡机的焊接夹具装置。

背景技术：

双质量飞轮结构主要包括初级质量、次级质量和弹性元件。初级质量安装在发动机一侧，用于启动和传递发动机的转动扭矩，次级质量放置在传动变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，两个飞轮由介于两者之间弹性元件连接为一个整体。

双质量飞轮市场庞大，前景广阔。在批量化生产过程中，由于受到材料、制造工艺的影响，存在初始不平衡量。带有过大不平衡量的双质量飞轮在高速旋转工作时，会对汽车发动机产生振动、带来噪音、缩短寿命、甚至带来危险，因此必须对飞轮进行动平衡校正处理。

动平衡量检测结束后，通常使用焊接加重的方式对双质量飞轮的初级质量进行不平衡量修正处理，在现有技术中，将次级质量朝下作为安装面安装在测量夹具上，将初级质量置于上方，对初级质量顶面进行下压固定，然后对其顶面进行焊接加重，这样做存在几个问题：1、双质量飞轮实际使用中是使用初级质量作为安装面，然而测试过程是使用次级质量作为安装面进行测试，这与实际使用工况不符，会产生测量误差，使测量结果不可靠；2、在对双质量飞轮进行焊接加重时，未使工件脱离测试夹具，而是直接在测试夹具上进行单侧压紧固定及焊接，这会使工件两级质量间的支撑材料受力，同时也会使测量主轴受力，影响双质量飞轮及平衡机测试主轴的使用寿命及其他使用性能。基于以上问题，研发一种测试方式可靠且在焊接加重过程中不会对工件两级质量间的支撑结构及测量主轴产生受力的装置很有必要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种用于双质量飞轮平衡机的焊接夹具装置，解决了测试方式不可靠和在焊接加重过程中对工件两级质量间的支撑结构及测量主轴产生受力的问题。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型包括测量台组件、负电极组件、正电极组件和垂直滑台组件，双质量飞轮置于测量台组件上，测量台组件放置在负电极组件的一侧，负电极组件中装有正电极组件，负电极组件和正电极组件的另一侧均可竖直地滑动安装在垂直滑台组件上，负电极组件夹持双质量飞轮离开测量台组件，正电极组件夹持双质量飞轮形成导通电路，正电极组件通电后对双质量飞轮进行焊接加重。

所述的测量台组件包括双质量飞轮、测试夹具和测量主轴，双质量飞轮主要由次级质量飞轮和初级质量飞轮组成，次级质量飞轮经弹性件与初级质量飞轮连接，测量主轴朝上，测试夹具同轴连接到测量主轴上，测试夹具穿过双质量飞轮的中心孔，从而将双质量飞轮安装到测量主轴上，初级质量飞轮端面朝下，次级质量飞轮位于初级质量飞轮上，初级质量飞轮外边缘凸出于次级质量飞轮并在外边缘的上表面形成夹持台阶面。

所述的负电极组件包括负电极气缸、负电极压块、正电极和电极框架，负电极框架顶部的后侧固定有向侧方水平延伸的负电极支撑部，负电极框架顶部的前侧固定有两个负电极气缸，两个负电极气缸的气缸杆向下穿过负电极框架与负电极压块固定连接，负电极压块两侧均经第一导轨滑块副和负电极框架前侧壁滑动连接，负电极压块通过第一导轨滑块副导向在负电极框架的顶部和底部之间上下滑动；负电极压块两端的底面分别设有用于夹持初级质量飞轮的第一凸块，负电极框架底部两侧分别设有用于夹持初级质量飞轮的负电极；第一凸块的下端面与初级质量飞轮的夹持台阶面接触。

所述的正电极组件安装到负电极框架内，正电极组件包括正电极框架、正电极气缸、正电极压块和正电极，正电极框架顶部的后侧固定有沿侧方水平且与负电极支撑部相反方向延伸的正电极支撑部，正电极框架的顶部前侧固定有正电极气缸，正电极气缸的气缸杆向下穿过正电极框架与正电极压块固定连接，正电极压块通过第四导轨滑块副和正电极框架前侧壁滑动连接，正电极压块通过第四导轨滑块副导向在正电极框架的顶部与底部之间上下滑动；正电极压块底部的两端均设有用于夹持初级质量飞轮的第二凸块，正电极压块下方的正电极框架底部位置固定有正电极；第二凸块的下端面与初级质量飞轮的夹持台阶面接触，正电极的上端面与初级质量飞轮的下底面接触，使得正电极组件通过正电极压块和正电极共同夹持初级质量飞轮的后部。

正电极组件和负电极组件分别通过正电极支撑部、负电极支撑部安装到垂直滑台组件上，垂直滑台组件整体安装在外部滑台上，外部滑台带动垂直滑台组件沿水平以及竖直方向移动。

所述的垂直滑台组件包括垂直滑台基板以及分别固定在垂直滑台基板两侧的负电极平衡缸、正电极平衡缸，垂直滑台基板位于负电极组件和正电极组件的后侧，负电极平衡缸的缸体通过连接杆固定在垂直滑台基板，负电极平衡缸的活塞杆端部朝上与负电极支撑部的下底面接触连接，负电极组件的负电极框架后侧壁与垂直滑台基板前侧壁之间通过分布于两侧的第二导轨滑动副滑动连接。

正电极平衡缸的缸体通过连接杆固定在垂直滑台基板，正电极平衡缸的活塞杆端部朝上与正电极支撑部的下底面接触连接，正电极组件的正电极框架后侧壁与垂直滑台基板前侧壁之间通过分布于两侧的第三导轨滑动副滑动连接。

优选的，负电极框架顶部开有气缸孔，正电极气缸的缸体贯穿安装于负电极框架顶部的气缸孔中且正电极支撑部向上穿出负电极框架外。

优选的，初级质量飞轮的内径大于次级质量飞轮的内径，初级质量飞轮凸出于次级质量飞轮的外边缘上表面作为夹持工作面。

优选的，双质量飞轮水平布置，第一导轨滑块副，第二导轨滑动副、第三导轨滑块副、第四导轨滑块副均平行于双质量飞轮的轴向和测量台组件的测量主轴。

优选的，垂直滑台基板竖直放置，垂直滑台基板上部的两侧分别设有连接杆，连接杆垂直于垂直滑台基板的竖直平面，两个连接杆分别固定有负电极平衡缸和正电极平衡缸。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型的焊接加重方式是自下而上对双质量飞轮的初级质量进行焊接加重，因此测量过程将双质量飞轮的初级质量底面朝下安装在测试夹具上即可，这与以初级质量做安装面实际使用工况一致，测量结果较为可靠。

2)本实用新型在对双质量飞轮的初级质量进行焊接加重时，是固定夹持初级质量齿圈边缘，对工件两级质量间的支撑材料无受力，避免了对双质量飞轮自身产生损伤。

3)本实用新型在对双质量飞轮进行焊接加重时，是夹持双质量飞轮脱离测试夹具后进行的，这避免了对测量主轴产生受力，提高了测量主轴的实用寿命及其他实用性能。

附图说明

图1是本实用新型各组件爆炸示意图。

图2是本实用新型整体安装示意图。

图3是测量台组件爆炸示意图。

图4是测量台组件整体安装示意图。

图5是负电极组件爆炸示意图。

图6是负电极组件整体安装示意图。

图7是正电极组件爆炸示意图。

图8是正电极组件整体安装示意图。

图9是垂直滑台组件整体安装示意图。

图10是垂直滑台组件整体安装示意图。

图11是负电极组件夹紧工件的操作示意图。

图12是正电极组件夹紧工件的操作示意图。

图中：A0、正电极组件，A1、双质量飞轮，A1.1、次级质量飞轮，A1.2、初级质量飞轮，A2.1、测试夹具，A2、测量主轴；B0、负电极组件，B1、负电极气缸，B2、负电极压块，B3、负电极，B4、负电极框架，B4.1、气缸孔，B4.2、负电极支撑部，B5、第一导轨滑块副，B6、第二导轨滑动副；C0、正电极组件，C1、正电极气缸，C2、正电极压块，C3、正电极，C4、正电极框架，C4.1、正电极支撑部，C5、第三导轨滑块副，C6、第四导轨滑块副，D0、垂直滑台组件，D1、负电极平衡缸，D2、正电极平衡缸，D3、垂直滑台基板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示，包括测量台组件A0、负电极组件B0、正电极组件C0和垂直滑台组件D0，双质量飞轮A1置于测量台组件A0上，测量台组件A0放置在负电极组件B0的一侧，负电极组件B0中装有正电极组件C0，负电极组件B0和正电极组件C0的另一侧均可竖直地滑动安装在垂直滑台组件D0上，负电极组件B0夹持双质量飞轮A1离开测量台组件A0，正电极组件C0夹持双质量飞轮A1形成导通电路，正电极组件C0通电后对双质量飞轮A1进行焊接加重。

如图3、图4所示，双质量飞轮A1主要由次级质量飞轮A1.1和初级质量飞轮A1.2组成，次级质量飞轮A1.1经弹性件与初级质量飞轮A1.2连接，弹性件为螺旋弹簧，螺旋弹簧将次级质量飞轮A1.1和初级质量飞轮A1.2连接为一个整体。

测量主轴A2朝上，测试夹具A2.1同轴连接到测量主轴A2上，测试夹具A2.1穿过双质量飞轮A1的中心孔，从而将双质量飞轮A1安装到测量主轴A2上，初级质量飞轮A1.2端面朝下，次级质量飞轮A1.1外端面朝上，使得初级质量飞轮A1.2作为安装面安装在测量夹具A2.1上，次级质量飞轮A1.1位于初级质量飞轮A1.2上，初级质量飞轮A1.2外边缘凸出于次级质量飞轮A1.1并在外边缘的上表面形成夹持台阶面。

如图3所示，初级质量飞轮A1.2的内径大于次级质量飞轮A1.1的内径，初级质量飞轮A1.2凸出于次级质量飞轮A1.1的外边缘上表面作为夹持工作面。

如图5、图6所示，负电极框架B4顶部的后侧固定有向侧方水平延伸的负电极支撑部B4.2，负电极框架B4顶部的前侧固定有两个负电极气缸B1，两个负电极气缸B1的气缸杆向下穿过负电极框架B4与负电极压块B2固定连接，负电极压块B2两侧均经第一导轨滑块副B5和负电极框架B4前侧壁滑动连接，负电极压块B2通过第一导轨滑块副B5导向在负电极框架B4的顶部和底部之间上下滑动。

负电极压块B2两端的底面分别设有用于夹持初级质量飞轮A1.2的第一凸块，负电极框架B4底部两侧分别设有用于夹持初级质量飞轮A1.2的负电极B3；第一凸块的下端面与初级质量飞轮A1.2的夹持台阶面接触，负电极B3的上端面与初级质量飞轮A1.2的下底面接触，使得负电极组件B0通过负电极压块B2和负电极B3共同夹持初级质量飞轮A1.2的中部。两个第一凸块之间的距离与夹持台阶面的直径相同，从而使两个第一凸块分别夹持台阶面径向的两端，也就是初级质量飞轮A1.2的中部。

负电极框架B4可以为长方体滑块，长方体滑块底部的两端分别设有第一凸块，第一凸块只与初级质量飞轮A1.2上端面接触，不接触次级质量飞轮A1.1。

如图7、图8所示，正电极组件C0整体设于负电极框架B4中部的镂空位置，使得正电极组件C0安装到负电极框架B4内，两组件结构紧凑，节省了安装空间。正电极框架C4顶部的后侧固定有沿侧方水平且与负电极支撑部B4.2相反方向延伸的正电极支撑部C4.1，正电极框架C4的顶部前侧固定有正电极气缸C1，正电极气缸C1的气缸杆向下穿过正电极框架C4与正电极压块C2固定连接，正电极压块C2通过第四导轨滑块副C6和正电极框架C4前侧壁滑动连接，正电极压块C2通过第四导轨滑块副C6导向在正电极框架C4的顶部与底部之间上下滑动；正电极压块C2底部的两端均设有用于夹持初级质量飞轮A1.2的第二凸块，正电极压块C2下方的正电极框架C4底部位置固定有正电极C3；第二凸块的下端面与初级质量飞轮A1.2的夹持台阶面接触，正电极C3的上端面与初级质量飞轮A1.2的下底面接触，使得正电极组件C0通过正电极压块C2和正电极C3共同夹持初级质量飞轮A1.2的后部；两个第二凸块之间的距离小于夹持台阶面的直径，从而使两个第二凸块夹持位置位于第一凸块夹持位置的后方，也就是初级质量飞轮A1.2的后部。正电极组件C0与负电极组件B0共同夹持初级质量飞轮A1.2，且相互夹持的位置互不影响，负电极组件B0起夹持固定的作用，正电极组件C0起平衡修正的作用。

负电极框架B4顶部开有气缸孔B4.1，正电极气缸C1的缸体贯穿安装于负电极框架B4顶部的气缸孔B4.1中，具体实施正电极气缸C1上端穿出负电极框架B4外，且正电极支撑部C4.1向上穿出负电极框架B4外。

具体实施中，正电极压块C2为长方体滑块，长方体滑块底部的两端分别设有第二凸块，第二凸块只与初级质量飞轮A1.2上端面接触，不接触次级质量飞轮A1.1。如图7所示的连接架为直角结构连接架，直角结构的一直角面与长方体滑块的上端面固定连接为一体，直角结构的另一直角面与正电极框架C4的前侧壁通过第四导轨滑块副C6滑动连接。

双质量飞轮A1的初级质量A1.2底面朝下置于测试夹具A2.1顶部，负电极组件B0自适应夹持初级质量A1.2的边缘外圈面，在垂直滑台组件D0的带动下升起离开测试夹具A2.1，正电极组件A2.1动作，自适应夹紧工件的初级质量A1.2，完成对工件的初级质量A1.2底面的焊接工作。

如图9、图10所示，正电极组件C0和负电极组件B0分别通过正电极支撑部C4.1、负电极支撑部B4.2安装到垂直滑台组件D0上，垂直滑台组件D0整体安装在外部滑台上，外部滑台带动垂直滑台组件D0沿水平以及竖直方向移动。

负电极平衡缸D1、正电极平衡缸D2分别经垂直于垂直滑台组件D0平面的连接杆固定垂直滑台基板D3上。负电极组件B0上下浮动的连接在垂直滑台组件一侧，正电极组件C0置于负电极组件和垂直滑台组件D0之间，并通过第三导轨滑动副C5及正电极平衡缸D2上下浮动地连接在垂直滑台组件另一侧。

如图10所示，垂直滑台基板D3位于负电极组件B0和正电极组件C0的后侧，负电极平衡缸D1的缸体通过连接杆固定在垂直滑台基板D3，负电极平衡缸D1的活塞杆端部朝上与负电极支撑部B4.2的下底面接触连接，负电极组件B0通过负电极支撑部B4.2支撑到负电极平衡缸D1上，负电极组件B0的负电极框架B4后侧壁与垂直滑台基板D3前侧壁之间通过分布于两侧的第二导轨滑动副B6滑动连接，负电极平衡缸D1保持通气状态以平衡负电极组件B0的自身重力，使得负电极组件B0沿第二导轨滑动副B6相对于垂直滑台基板D3平稳地上下浮动。

正电极平衡缸D2的缸体通过连接杆固定在垂直滑台基板D3，正电极平衡缸D2的活塞杆端部朝上与正电极支撑部C4.1的下底面接触连接，正电极组件C0通过正电极支撑部C4.1支撑在正电极平衡缸D2上，正电极组件C0的正电极框架C4后侧壁与垂直滑台基板D3前侧壁之间通过分布于两侧的第三导轨滑动副C5滑动连接，正电极平衡缸D2保持通气状态以平衡正电极组件C0的自身重力，使得正电极组件C0沿第三导轨滑动副C5相对于垂直滑台基板D3平稳地上下浮动。

如图10所示，所述的垂直滑台基板D3竖直放置，垂直滑台基板D3上部的两侧分别设有连接杆，连接杆垂直于垂直滑台基板D3的竖直平面，两个连接杆分别固定有负电极平衡缸D1和正电极平衡缸D2。

具体实施中，双质量飞轮A1水平布置，第一导轨滑块副B5，第二导轨滑动副B6、第三导轨滑块副C5、第四导轨滑块副C6均平行于双质量飞轮A1的轴向和测量台组件A0的测量主轴A2。

本实用新型的具体实施工作过程如下：

首先，如图4所示，双质量飞轮A1经测试夹具A2.1安装到测量主轴A2上，初级质量飞轮A1.2底面朝下置于测试夹具A2.1顶部，然后进行动平衡检测，检测完毕后，测试夹具A2.1放松双质量飞轮A1，待负电极组件B0和正电极组件C0夹取双质量飞轮A1进行动平衡修正处理。

其次，负电极组件C0在的作用下沿垂直滑台组件D0向下滑移，当负电极压块B2两端的第一凸块接触初级质量飞轮A1.2上表面的夹持工作面时，负电极压块B2停止下移，负电极气缸B1的气缸杆向下伸长压紧初级质量飞轮A1.2，负电极框架B4在气缸推杆的推力作用下，通过第二导轨滑动副B6沿着垂直滑台组件D0自适应上移，直至负电极B3接触并夹紧工件初级质量A1.2的下底面。如图11所示，此时，垂直滑台组件D0带动负电极组件C0夹紧初级质量飞轮A1.2向上移动，从而使得双质量飞轮A1整体离开测量主轴A2，

具体实施中，负电极气缸B1、负电极压块B2及导轨滑块副B5组件，根据不同工件的需要可设置为一个、两个或者多个，以实现对工件初级质量A1.2的夹紧固定动作。

然后，正电极气缸C1作动，正电极压块C2通过第四导轨滑块副C6沿着正电极框架C4下移，直至正电极压块C2的第二凸块的下底面接触初级质量飞轮A1.2的夹持工作面时，正电极压块C2停止下移，正电极气缸C1的气缸杆向下伸长，正电极框架C4在气缸推杆的推力作用下，通过第三导轨滑块副C5沿垂直滑台组件D0自适应上移，正电极框架C4上移带动正电极C3上移，直至正电极C3接触工件初级质量A1.2的下底面，如图12所示，此时初级质量飞轮A1.2共同受负电极组件C0和正电极组件C0的夹持，正电极C3和负电极B3经初级质量飞轮A1.2导通电路，正电极C3完成对初级质量飞轮A1.2焊接加重。

具体焊接加重的过程是：正电极C3通电对进行动平衡检测后的初级质量飞轮A1.2进行修正处理，正电极C3对初级质量飞轮A1.2的下底面指定的焊接区进行焊接加重。

焊接加重完成后，正电极组件C0先逆向运动，脱离夹持初级质量飞轮A1.2的状态，进而负电极组件B0逆向运动，将双质量飞轮A1再次放置于是测试夹具A2.1的轴上，对焊接加重的效果进行检测。

整个过程中，先由负电极组件B0夹持双质量飞轮A1离开测试夹具A2.1，再与正电极组件C0配合夹持双质量飞轮A1并对其进行焊接加重，这避免了加重过程对测量夹具A2.1产生受力，影响其使用寿命。

本实用新型对双质量飞轮的初级质量飞轮A1.2自下而上的焊接加重，因此在不平衡量测量过程中，可将工件的初级质量朝下以其作为定位面固定在测量夹具上进行测量，与实际使用时以初级质量作为定位面相符，测量数据更可靠。负电极组件作为固定夹具，将初级质量飞轮A1.2的上表面的边缘外圈面作为夹持工作面，因此并未对工件两级质量间的内部支撑结构产生受力，因此减少了对工件自身的加工损伤。