马桶座圈振动焊接工艺及其模具的制作方法

本发明涉及马桶制造设备技术领域，特别涉及一种马桶座圈振动焊接工艺及其模具。

背景技术：

用于智能马桶的马桶座圈一般由面板和底板通过振动焊接(振动焊接又叫摩擦焊接，摩擦焊接是指利用热塑性塑料之间相互摩擦所生成的摩擦热，使摩擦面受热熔融，经加压并冷却后，即可使其连接在一起的方法。)组装为整体，组装后的马桶座圈在面板和底板之间形成用于容纳电热丝的空腔。马桶座圈面板和底板的振动焊接过程中，需要分别利用焊接模具的上模、下模固定住面板和底板，然后控制上模、下模分别带动面板和底板接触并产生高频的振动，通过高频振动摩擦产生的高温实现二者在接触面位置的相熔合。

振动焊接之前，上模的底部和下模的顶部分别固定住马桶座圈需要焊接的面板和底板，并在对齐位置后沿竖直面相互靠近接触。面板和底板分别固定在上模以及下模的型腔面上，需要调整上模和下模用于固定面板和底板的上型腔和下型腔之间对齐；但是校正上型腔和下型腔的姿态对齐往往成为焊接工艺中很耗时的部分，并且由于二者分别位于上模和下模上，调整时没有统一的比对标准，往往需要操作人员通过感觉进行判断是否对齐，所以即使多次校正也难以保证对齐的精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种马桶座圈振动焊接工艺及其模具，其中提供的马桶座圈振动焊接模具便于操作人员将上模和下模对齐，加快将上模和下模对齐的效率和精度。

第一方面，本发明提供一种马桶座圈振动焊接模具，包括中板以及设置在中板两侧的顶板和底板；

所述中板固定在所述底板上，所述底板上设置有与所述中板连接的调位机构，所述调位机构用于调整所述中板固定在所述底板上的位置；

所述顶板朝向所述中板的一侧设置有上固定组件，所述中板朝向所述顶板的一侧设置有与所述上固定组件对应的下固定组件；

其中，所述上固定组件及下固定组件均采用若干块状的固定块拼接而成，所述固定块包括型腔部，若干固定块的型腔部拼接成与马桶座圈轮廓匹配的型腔面。

有益效果：本发明的第一方面提供的一种马桶座圈振动焊接模具，包括中板以及设置在中板两侧的顶板和底板；所述中板固定在所述底板上，所述底板上设置有与所述中板连接的调位机构，所述调位机构用于调整所述中板固定在所述底板上的位置；所述顶板朝向所述中板的一侧设置有上固定组件，所述中板朝向所述顶板的一侧设置有与所述上固定组件对应的下固定组件；其中，所述上固定组件及下固定组件均采用若干块状的固定块拼接而成，所述固定块包括型腔部，若干固定块的型腔部拼接成与马桶座圈轮廓匹配的型腔面。在试焊的时候需要根据焊接后的马桶座圈焊接面的情况，及时调整上固定组件和下固定组件的位置，使得二者处于对齐状态，从而保证马桶座圈的焊接面整齐。而由于上固定组件和下固定组件均使用多块固定块拼接的方式拼接成与马桶座圈轮廓匹配的型腔面，因此调整上固定组件的型腔面和下固定组件的型腔面对齐的时候，需要同时松开多个固定块来调整位置，而且由于同时调整多个固定块的位置，很难找到参考点，使得调整上固定组件的型腔面和下固定组件的型腔面对齐的工作效率低下，而且精度不高。而本发明第一方面提供的一种马桶座圈振动焊接模具可以将下固定组件设置在中板上，中板通过调位机构可以整体改变下固定组件的位置，不仅便于下固定组件的整体调节，减少了对齐花费的时间；而且通过整体移动下固定组件位置的方式来实现与上固定组件的对齐，便于寻找与上固定组件对齐的参考点，从而提高焊接的精度。

作为上述方案进一步改进，还包括定位导向柱，所述顶板和底板上均分别设置有与所述定位导向柱匹配的导向通孔，所述定位导向柱穿过分别设置在所述顶板和底板上的导向通孔实现所述顶板和底板的连接。通过设置定位导向柱进一步提升上固定组件和下固定组件靠近合模时的精度，提升马桶座圈焊接的质量。

作为上述方案进一步改进，所述调位机构包括若干设置在所述中板周围的第二螺母以及与所述第二螺母螺纹连接的第二螺柱，所述第二螺柱的一端抵接中板的侧面。通过在第二螺母上移动的第二螺柱对中板四周的侧面进行抵接限位，由于第二螺柱与第二螺母的连接采用螺纹连接，因此第二螺柱在位置的调整上具有较高的精度，从而提升中板调节时的精度，也便于上固定组件和下固定组件对齐时获取参考点。

作为上述方案进一步改进，所述上固定组件的型腔面上设置有用于吸附住位于该型腔面内的马桶座圈的负压产生装置。由于上固定组件的型腔面开口朝下，设置负压产生装置可以在向上固定组件的型腔面内放置马桶座圈的时候吸附住马桶座圈，便于马桶座圈在型腔面内的放置，提高焊接效率。

作为上述方案进一步改进，用于拼接成所述型腔面的外圈的固定块上设置多个有高于型腔面的外圈边缘的定位点。通过设置多个定位点，在将马桶座圈放置到相应的型腔面中的时候，通过对比马桶座圈边缘与多个定位点之间的高度差，可以清楚看到马桶座圈是否明显向某一侧倾斜，便于及时纠正，从而提高焊接的精度。

第二方面，本发明提供了一种马桶座圈振动焊接工艺，包括第一方面所述的马桶座圈振动焊接模具，所述马桶座圈由第一零件和第二零件振动焊接而成，第一零件和第二零件的振动焊接包括以下步骤：

步骤一，将顶板设置在振动平台上，将需要焊接的第一零件放置在上固定组件的型腔面内；

步骤二，将底板设置在移动平台上，将需要焊接的第二零件放置在下固定组件的型腔面内；

步骤三，驱动移动平台带动下固定组件靠近上固定组件使第二零件的第二焊接面与第一零件的第一焊接面接触并固定移动平台的位置；

步骤四，驱动振动平台产生振动迫使第一零件的第一焊接面与第二零件的第二焊接面发生摩擦并在第一焊接面和第二焊接面接触的位置熔融。

有益效果：本发明第二方面提供的一种马桶座圈振动焊接工艺，包括上述第一方面所述的马桶座圈振动焊接模具，所述马桶座圈由第一零件和第二零件振动焊接而成，第一零件和第二零件的振动焊接包括以下步骤：步骤一，将顶板设置在振动平台上，将需要焊接的第一零件放置在上固定组件的型腔面内；步骤二，将底板设置在移动平台上，将需要焊接的第二零件放置在下固定组件的型腔面内；步骤三，驱动移动平台带动下固定组件靠近上固定组件使第二零件的第二焊接面与第一零件的第一焊接面接触并固定移动平台的位置；步骤四，驱动振动平台产生振动迫使第一零件的第一焊接面与第二零件的第二焊接面发生摩擦并在第一焊接面和第二焊接面接触的位置熔融。由于本发明第二发明提供的马桶座圈振动焊接工艺包括第一方面提供的马桶座圈振动焊接模具，因此本发明第二发明提供的马桶座圈振动焊接工艺在焊接中便于调整上固定组件的型腔面与下固定组件的型腔面对齐，提高焊接效率以及焊接的质量，并且具有上述第一方面所具有的全部有益效果。

作为上述方案在进一步改进，在所述步骤一中，将需要焊接的第一零件放置在上固定组件的型腔面内，包括如下步骤：

将用于把固定块固定在顶板上的第四螺栓组件松开；

将第一零件放置在上固定组件的型腔面内；

先将围构成上固定组件的型腔面的内圈的固定块贴合于第一零件的内圈，通过拧紧相应的第四螺栓组件固定在顶板上；

再将围构成上固定组件的型腔面的外圈的固定块贴合于第一零件的外圈，通过拧紧相应的第四螺栓组件固定在顶板上。

由于马桶座圈的内圈曲率大于马桶座圈的外圈的曲率，即构成马桶座圈的内圈边缘的曲线变化率更大；因此与马桶座圈的内圈形状匹配的型腔面的内圈曲率也大于型腔面的外圈的曲率，即用于构成型腔面的内圈的固定块之间排列较为紧凑，调节空间较小，不利于调节；而与马桶座圈的外圈形状匹配的型腔面的外圈曲率较小，相应的用于构成型腔面的外圈的固定块之间排列较为松散，调节范围更多，便于调整，所以先固定住用于构成型腔面的内圈的固定块，再固定住用于构成型腔面的外圈的固定块，便于在固定块固定过程中进行调整。

作为上述方案在进一步改进，在所述步骤二中，将需要焊接的第二零件放置在下固定组件的型腔面内，包括如下步骤：

将用于把固定块固定在中板上的第三螺栓组件松开；

将第二零件放置在下固定组件的型腔面内；

先将围构成下固定组件的型腔面的内圈的固定块贴合于第二零件的内圈，通过拧紧相应的第三螺栓组件固定在中板上；

再将围构成下固定组件的型腔面的外圈的固定块贴合于第二零件的外圈，通过拧紧相应的第三螺栓组件固定在中板上。

由于马桶座圈的内圈曲率大于马桶座圈的外圈的曲率，即构成马桶座圈的内圈边缘的曲线变化率更大；因此与马桶座圈的内圈形状匹配的型腔面的内圈曲率也大于型腔面的外圈的曲率，即用于构成型腔面的内圈的固定块之间排列较为紧凑，调节空间较小，不利于调节；而与马桶座圈的外圈形状匹配的型腔面的外圈曲率较小，相应的用于构成型腔面的外圈的固定块之间排列较为松散，调节范围更多，便于调整，所以先固定住用于构成型腔面的内圈的固定块，再固定住用于构成型腔面的外圈的固定块，便于在固定块固定过程中进行调整。

作为上述方案在进一步改进，还包括步骤五：

在第一零件和第二零件相熔融的位置冷却后，将焊接后的马桶座圈取出；

将用于把中板固定在底板上的第一螺栓组件松开；

根据焊接后的马桶座圈的第一焊接面和第二焊接面在第一平面上的偏离程度，通过第二螺柱调整中板的位置，下固定组件对齐设置在顶板上的上固定组件，其中所述第一平面为所述底板朝向中板的面；

通过拧紧第一螺栓组件把中板固定在底板上，并重新执行步骤一、步骤二、步骤三、步骤四。

通过调整中板的位置实现将下固定组件的型腔面整体对齐上固定组件的型腔面，提升了对齐的效率。

作为上述方案在进一步改进，在所述步骤五中，根据焊接后的马桶座圈的第一焊接面和第二焊接面在第一平面上的偏离程度，通过第二螺柱调整中板的位置，下固定组件对齐设置在顶板上的上固定组件，包括如下步骤：

测量第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的方向和距离，规定第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的方向为第一方向，规定第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的距离为第一距离；

将中板朝着第一方向移动第一距离，其过程包括：

将位于中板移动方向前方的第二螺柱用于抵接中板的侧面的一端沿着第一方向远离中板并与中板的侧面之间形成间隙，所述间隙的大小为第一距离，将位于中板的移动方向后方的第二螺柱沿着第一方向把中板推进第一距离。

通过测量第二螺柱用于抵住中板的一端与中板之间的间隙来确定调整中板的距离，便于确定上固定组件与下固定组件之间对齐的参考点，提升焊接的精度和效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1为本发明实施例提供的上固定组件安装在顶板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的顶板和底板通过定位导向柱连接的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的下固定组件安装在底板的结构示意图；

图中，100-底板、110-导向通孔、200-中板、210-第一螺栓组件、300-顶板、400-定位导向柱、500-调位机构、510-第二螺母、520-第二螺柱、600-固定块、610-型腔部、620-安装部座、630-第四螺栓组件、640-吸嘴、650-第三螺栓组件、660-顶针、700-定位点、810-内圈、820-外圈。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，马桶座圈振动焊接模具，包括中板200以及设置在中板200上下两侧的顶板300和底板100；

所述中板200固定在所述底板100上，具体地，所述底板100上设置有多个第一螺纹孔，所述中板200通过与所述第一螺纹孔匹配的第一螺栓组件210固定连接在所述底板100上。

所述底板100上设置有与所述中板200连接的调位机构500，所述调位机构500在第一螺栓组件210松开中板200和底板100的固定连接关系时，用于调整所述中板200固定在所述底板100上的位置。

具体地，调位机构500包括若干设置在所述中板200周围的第二螺母510以及与所述第二螺母510螺纹连接的第二螺柱520，所述第二螺柱520的一端抵接中板200的侧面。在优选的实施例中，中板200为一方形板，第二螺母510的数量为八颗，八颗第二螺母510以两颗为一组，四组第二螺母510分别对应于中板200的四个侧面固定在底板100上，每颗第二螺母510上螺纹连接有第二螺柱520，每颗第二螺柱520都有一端抵住中板200的侧面用于限定在底板100上的中板200的位置，在限定住中板200的位置后，通过第一螺栓组件210将中板200固定在底板100上。

所述顶板300朝向所述中板200的一侧设置有上固定组件，所述中板200朝向所述顶板300的一侧设置有与所述上固定组件对应的下固定组件；具体地，所述顶板300上设置有第四螺纹孔，所述固定块600通过与所述第四螺纹孔匹配的第四螺栓组件630固定在顶板300上。同时，所述固定块600还包括与所述型腔部610固接的安装部620，所述安装部620上设置有若干定位通孔，所述中板200上设置有多个第三螺纹孔，所述固定块600通过穿过定位通孔并与所述第三螺纹孔匹配的第三螺栓组件650固定连接在所述中板200上。

其中，所述上固定组件及下固定组件均采用若干块状的固定块600拼接而成，所述固定块600包括型腔部610，若干固定块600的型腔部610拼接成与马桶座圈轮廓匹配的型腔面。

具体实施例中，马桶座圈由第一零件和第二零件摩擦焊接而成，其中上固定组件的固定块600拼接成的型腔面用于放置第一零件，下固定组件的固定块600拼接成的型腔面用于放置第二零件，用于底板100带动第二零件靠近第一零件，在振动摩擦焊接机的驱动下第一零件和第二零件接触的位置发生剧烈摩擦而产生高温并熔融，将第一零件和第二零件焊接为一个整体的马桶座圈。

如图2所示，考虑到底板100由液压缸驱动向上行进靠近顶板300的过程中，底板100可能会发产生偏离，使第一零件和第二零件之间的焊接面对齐精度不够，本发明提供的实施例中，还包括定位导向柱400，所述顶板300和底板100上均分别设置有与所述定位导向柱400匹配的导向通孔110，所述定位导向柱400穿过分别设置在所述顶板300和底板100上的导向通孔110实现所述顶板300和底板100的连接。在定位导向柱400的导向作用下，提升了底板100上的第二零件与顶板300上的第二零件之间的对齐精度。

作为优选的实施例，为了保护马桶座圈外表面不受型腔面划伤，所述型腔部610表面包裹有缓冲胶层。缓冲胶层可以使用硅胶或者橡胶。

如图1所示，考虑到上固定组件的型腔面开口朝下，为了便于第一零件放置在上固定组件的型腔面内，上固定组件的型腔面上设置有用于吸附住位于该型腔面内的马桶座圈的负压产生装置。具体地，负压产生装置包括设置在上固定组件的型腔面上的吸嘴640，吸嘴640通过管道与负压泵连通，负压泵通过管道连通吸嘴640并在吸嘴640上产生负压吸附住第一零件，为了提升吸附能力，吸嘴640的数量设置多个。通过设置负压产生装置，便于第一零件在上固定组件的型腔面内的放置，提升了焊接效率。

如图3所示，为了便于在第一零件和第二零件焊接后，将位于下固定组件的型腔面内的焊接后的马桶座圈取出，所述下固定组件的型腔面上设置有用于将马桶座圈从该型腔面内推出的顶出机构。顶出机构包括设置在下固定组件型腔面内的顶针660，顶针660在气缸的推动下将焊接后的马桶座圈推出该型腔面，加快焊接效率。

如图1和图3所示，考虑到将第一零件或第二零件放置入相应的型腔面内的时候，第一零件或第二零件在相应的型腔面内放置时向某一侧倾斜，容易造成第一零件和第二零件焊接时，焊接面在倾斜位置熔融深度更大，造成焊接后的马桶座圈质量不佳，本发明提供的实施例中，用于拼接成所述型腔面的外圈820的固定块600上设置有高于型腔面的外圈820边缘的定位点700。具体地，第一零件和第二零件相接触用于焊接的部位称为焊接面，其中设置在第一零件上的叫做第一焊接面，设置在第二零件上的叫做第二焊接面，第一焊接面和第二焊接面都具有一定的深度，这样在第一焊接面和第二焊接面箱熔融的时候，不会损伤马桶座圈的表面，同时由于第一焊接面和第二焊接面都具有一定的深度，因此在焊接的过程中，上固定组件的型腔面边缘与下固定组件的型腔面的边缘之间是存在缝隙的，这个缝隙的宽度最开始为第一焊接面和第二焊接面宽度之和，在焊接后会小于第一焊接面和第二焊接面宽度之和。而设置的相应的定位点700的高度应该小于第一焊接面或第二焊接面的深度，在将第一零件或第二零件放置入相应的型腔面中的时候，通过设置在型腔面边缘的多个定位点700便于对比观察第一零件或第二零件放置在型腔面内是否发生倾斜，提升焊接时的精度。如图1和图3所示，本实施例中，为了在固定块600上设置定位点700，将定位点700设置在型腔部610构成的型腔面的外圈820边缘，定位点700不参与围构成相应的型腔面。

本发明的第二发明提供的马桶座圈振动焊接工艺，包括上述第一方面所述的马桶座圈振动焊接模具，所述马桶座圈由第一零件和第二零件振动焊接而成，第一零件和第二零件的振动焊接包括以下步骤：

步骤一，将顶板300设置在振动平台上，将需要焊接的第一零件放置在上固定组件的型腔面内，其中振动平台与振动摩擦焊接机连接用于传递振动摩擦焊接机产生的振动；

步骤二，将底板100设置在移动平台上，将需要焊接的第二零件放置在下固定组件的型腔面内，其中移动平台采用液压驱动可以沿着定位导向柱400上下移动靠近或远离顶板300；

步骤三，液压机构驱动移动平台带动下固定组件靠近上固定组件使第二零件的第二焊接面与第一零件的第一焊接面接触并固定移动平台的位置；

步骤四，振动摩擦焊接机驱动振动平台产生振动迫使第一零件的第一焊接面与第二零件的第二焊接面发生摩擦并在第一焊接面和第二焊接面接触的位置熔融。

优选地，在所述步骤一中，将需要焊接的第一零件放置在上固定组件的型腔面内，包括如下步骤：

将用于把固定块600固定在顶板300上的第四螺栓组件630松开；

将第一零件放置在上固定组件的型腔面内；

先将围构成上固定组件的型腔面的内圈810的固定块600贴合于第一零件的内圈，通过拧紧相应的第四螺栓组件630固定在顶板300上；

再将围构成上固定组件的型腔面的外圈820的固定块600贴合于第一零件的外圈，通过拧紧相应的第四螺栓组件630固定在顶板300上。

由于马桶座圈的内圈曲率大于马桶座圈的外圈的曲率，即构成马桶座圈的内圈边缘的曲线变化率更大；因此与马桶座圈的内圈形状匹配的型腔面的内圈810曲率也大于型腔面的外圈820的曲率，即用于构成型腔面的内圈810的固定块600之间排列较为紧凑，调节空间较小，不利于调节；而与马桶座圈的外圈形状匹配的型腔面的外圈820曲率较小，相应的用于构成型腔面的外圈820的固定块600之间排列较为松散，调节范围更多，便于调整，所以先固定住用于构成型腔面的内圈810的固定块600，再固定住用于构成型腔面的外圈820的固定块600，便于在固定块600固定过程中进行调整。

优选地，在所述步骤二中，将需要焊接的第二零件放置在下固定组件的型腔面内，包括如下步骤：

将用于把固定块600固定在中板200上的第三螺栓组件650松开；

将第二零件放置在下固定组件的型腔面内；

先将围构成下固定组件的型腔面的内圈810的固定块600贴合于第二零件的内圈，通过拧紧相应的第三螺栓组件650固定在中板200上；

再将围构成下固定组件的型腔面的外圈820的固定块600贴合于第二零件的外圈，通过拧紧相应的第三螺栓组件650固定在中板200上。

由于马桶座圈的内圈曲率大于马桶座圈的外圈的曲率，即构成马桶座圈的内圈边缘的曲线变化率更大；因此与马桶座圈的内圈形状匹配的型腔面的内圈810曲率也大于型腔面的外圈820的曲率，即用于构成型腔面的内圈810的固定块600之间排列较为紧凑，调节空间较小，不利于调节；而与马桶座圈的外圈形状匹配的型腔面的外圈820曲率较小，相应的用于构成型腔面的外圈820的固定块600之间排列较为松散，调节范围更多，便于调整，所以先固定住用于构成型腔面的内圈810的固定块600，再固定住用于构成型腔面的外圈820的固定块600，便于在固定块600固定过程中进行调整。

优选地，还包括步骤五：

在第一零件和第二零件相熔融的位置冷却后，将焊接后的马桶座圈取出；

将用于把中板200固定在底板100上的第一螺栓组件210松开；

根据焊接后的马桶座圈的第一焊接面和第二焊接面在第一平面上的偏离程度，通过第二螺柱520调整中板200的位置，下固定组件对齐设置在顶板300上的上固定组件，其中所述第一平面为所述底板100朝向中板200的面；

通过拧紧第一螺栓组件210把中板200固定在底板100上，并重新执行步骤一、步骤二、步骤三、步骤四。

通过调整中板200的位置实现将下固定组件的型腔面整体对齐上固定组件的型腔面，提升了对齐的效率。

优选地，在所述步骤五中，根据焊接后的马桶座圈的第一焊接面和第二焊接面在第一平面上的偏离程度，通过第二螺柱520调整中板200的位置，下固定组件对齐设置在顶板300上的上固定组件，包括如下步骤：

测量第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的方向和距离，规定第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的方向为第一方向，规定第一焊接面沿第一平面相对于第二焊接面偏离的距离为第一距离；

将中板200朝着第一方向移动第一距离，其过程包括：

将位于中板200移动方向前方的第二螺柱520用于抵接中板200的侧面的一端沿着第一方向远离中板200并与中板200的侧面之间形成间隙，所述间隙的大小为第一距离，将位于中板200的移动方向后方的第二螺柱520沿着第一方向把中板200推进第一距离。

通过测量第二螺柱520用于抵住中板200的一端与中板200之间的间隙来确定调整中板200的距离，便于确定上固定组件与下固定组件之间对齐的参考点，提升焊接的精度和效率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。