CN102699724B - 焊接接头拉伸试样的加工工装夹具及其夹持定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接接头拉伸试样的加工工装夹具及其夹持定位方法，将底座安装到铣床上。代加工的试样通过试样夹持装置的两个夹持部件，固定设置在底座上相对设置的固定支块与可移动支块之间；可以调整所述可移动支块在底座上的位置，来改变所述可移动支块与所述固定支块之间的间距，以适应试样的长度；在加工完试样的一面后，将试样夹持装置与试样一起取下并翻转，再重新固定到所述可移动支块与所述固定支块之间，对试样的另一面进行加工。因此，本发明能够提高机加工工作效率，确保加工精度，同时大幅度降低加工成本。

Description

焊接接头拉伸试样的加工工装夹具及其夹持定位方法

技术领域

本发明涉及一种工装领域，特别涉及一种焊接接头拉伸试样的加工工装夹具及其夹持定位方法。

背景技术

核电制造企业对焊接材料进行验收、焊接工艺评定、产品见证件等试验时，均采用拉伸强度作为考核指标，且该考核指标是必不可少的。一般，需要对板状拉伸试样（或弧状拉伸试样）标距部位的其中两个侧面进行高精度的加工，其加工精度将直接影响拉伸试验数据的正确性和可靠性。

目前，常用的加工方法中，主要是在铣床上采用平口钳夹紧试样的另外两个侧面，来实现定位加工，则加工好的试样垂直度较差，且加工效率低，影响了制造生产进度。同时对于接头拉伸多数试板厚度超过10mm，每次加工过程中对铣刀的耗损非常严重，试样厚度越厚此情况越为严重，由此可见，无论从技术角度或经济角度来讲，此类加工方法不能满足焊接接头拉伸试样的加工要求。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明旨在提供一种便捷、高效、安全、可靠、定位更加合理的加工工装夹具及其夹持定位方法，用于对待加工板状（或弧状）的焊接接头拉伸试样进行固定，以提高机加工工作效率，确保加工精度，同时大幅度降低加工成本。

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种焊接接头拉伸试样的加工工装夹具，所述加工工装夹具包含：底座、可移动支块、固定支块，以及试样夹持装置；

所述固定支块与所述可移动支块在所述底座上的两端相对设置，并且，所述固定支块与底座之间是固定连接，以使所述固定支块在底座上的位置保持不变；所述可移动支块与所述底座之间是活动连接，以使所述可移动支块在底座上的位置能够调整，来改变所述可移动支块与所述固定支块之间的间距；

所述试样夹持装置设置有相互对称且相对设置的两个夹持部件；两个所述夹持部件分别连接在待加工的试样的两端；其中一个所述夹持部件还连接在所述固定支块的内侧位置，而另一个所述夹持部件还连接在位置调整后的可移动支块的内侧位置，从而将所述试样固定设置在所述固定支块与可移动支块之间。

在所述底座上开设有若干定位槽，通过所述定位槽将所述工装夹具固定安装到铣床上。

在所述底座上开设有至少一排间隔布置的第一定位螺孔，所述第一定位螺孔沿所述可移动支块在底座上的移动方向布置，来限定所述可移动支块的移动范围；

在所述可移动支块上开设有至少一个第二定位螺孔，所述第二定位螺孔贯穿所述可移动支块的顶面到底面设置；所述第二定位螺孔能够与任意一个所述第一定位螺孔相匹配；

所述加工工装夹具还包含在所述可移动支块的位置调整后使用的若干个定位螺栓，使所述定位螺栓穿过对准的第二定位螺孔和第一定位螺孔，将所述可移动支块与所述底座固定连接。

所述试样夹持装置的每个夹持部件，包含有：一个顶板、一个底板，和一个侧挡板；所述顶板进一步设有外侧连接部分及内侧悬空部分；

其中，所述夹持部件的底板与所述顶板的内侧悬空部分的位置相对应，且两者在竖直方向上设置有间隔空隙；所述间隔空隙的一侧为开口，待加工的试样的任意一端能够从开口处插入该间隔空隙内；

所述侧挡板设置在所述间隔空隙上与开口相对的一侧，通过所述侧挡板固定连接所述底板与所述顶板的内侧悬空部分。

所述顶板的内侧悬空部分上，还开设有贯穿该顶板的顶面到底面的若干个夹持螺孔；

所述加工工装夹具还包含在所述试样插入到所述间隔空隙并紧贴所述侧挡板后使用的若干个夹持螺栓，使所述夹持螺栓穿过对应的夹持螺孔，并使夹持螺栓的底部紧贴在试样上，将所述试样与所述夹持部件固定连接。

所述顶板的外侧连接部分与一个支撑板连接，贯穿所述支撑板设置有至少两个反向布置的固定螺栓，即在任意时刻，其中一个所述固定螺栓的头部朝上且螺杆朝下，另一个所述固定螺栓的头部朝下且螺杆朝上；

所述可移动支块或固定支块的顶面上，分别开设有至少两个固定螺孔与所述固定螺栓相对应；

所述支撑板的两个固定螺栓分别在加工所述试样的两个相对表面时使用，当所述顶板的外侧连接部分紧贴在所述可移动支块或固定支块的顶面上以后，使得此时头部朝上且螺杆朝下的那个固定螺栓插入到对应的固定螺孔，将所述夹持部件与所述可移动支块或固定支块固定连接。

待加工的试样是板状或弧状的焊接接头拉伸试样。

本发明的另一个技术方案是提供一种使用上述结构的加工工装夹具，对焊接接头拉伸试样进行夹持定位的方法，所述方法包含以下步骤：

步骤1、通过在所述底座上开设的若干个定位槽，将所述加工工装夹具固定到铣床上；

步骤2、将所述试样夹持装置的两个夹持部件，分别固定在一个待加工的板状或弧状的试样两端；

步骤3、使得所述试样通过所述试样夹持装置，固定设置在所述固定支块与可移动支块之间；如果所述试样过长，则对所述可移动支块在底座上的位置进行调整，加大所述可移动支块与固定支块之间的间距，反之亦然；

步骤4、在使用铣刀加工完所述试样的一面之后，将所述试样夹持装置与试样一起取下并翻转后，使所述试样通过所述试样夹持装置重新固定在所述固定支块与可移动支块之间，从而使所述试样上加工完的一面朝下，而与之相对一面朝上以等待进一步的加工。

每个所述夹持部件在设置的底板和顶板的内侧悬空部分之间，形成有一个间隔空隙；所述间隔空隙的其中一侧为开口，与开口相对的一侧设置有侧挡板；

步骤2中，所述试样的两端，分别从两个所述夹持部件的间隔空隙的开口插入，直到所述试样紧贴所述侧挡板时，使用贯穿所述顶板的内侧悬空部分的夹持螺栓，使所述夹持螺栓的底部紧贴在试样上，从而将所述试样与所述夹持部件固定连接。

每个所述夹持部件的顶板设有一个外侧连接部分，所述外侧连接部分与一个支撑板连接；贯穿所述支撑板设置有至少两个反向布置的固定螺栓，即在任意时刻，其中一个所述固定螺栓的头部朝上且螺杆朝下，另一个所述固定螺栓的头部朝下且螺杆朝上；

则，在步骤3中，使其中一个所述固定螺栓的螺杆底部，插入到所述可移动支块或固定支块的顶面上对应设置的固定螺孔后，将所述夹持部件与所述可移动支块或固定支块进行固定连接；

而在步骤4中，所述试样夹持装置与试样一起翻转后，就使另一个所述固定螺栓的螺杆底部，插入到所述可移动支块或固定支块的顶面上对应设置的固定螺孔后，将所述夹持部件与所述可移动支块或固定支块进行固定连接。

与现有技术相比，本发明所述焊接接头拉伸试样的加工工装夹具及其夹持定位方法，其优点在于：本发明中先将工装夹具通过底座的定位槽固定到铣床上；使得代加工的试样通过试样夹持装置的两个夹持部件固定后，设置到底座上相对设置的固定支块与可移动支块之间；可以调整所述可移动支块在底座上的位置，来改变所述可移动支块与所述固定支块之间的间距，以适应试样的长度。

只需调整铣刀与试样表面的位置对试样进行加工。当在加工完试样的一面后，将试样夹持装置与试样一起取下并翻转，再使用反向的固定螺母，将试样夹持装置与试样重新固定到所述可移动支块与所述固定支块之间，使用铣刀对试样的另一面进行加工。因此，本发明提供的加工工装夹具及其夹持定位方法，加工精准，使用快捷，安全可靠，定位更加合理，能够适用于对待加工的板状（或弧状）的焊接接头拉伸试样进行固定，解决试样加工过程中垂直度较差、加工效率低且加工铣刀损耗严重的问题，有效提高机加工工作效率，确保加工精度，同时大幅度降低加工成本。

附图说明

图1是本发明所述焊接接头拉伸试样的加工工装夹具的总体结构示意图；

图2是图1所示加工工装夹具与板状焊接接头拉伸试样的连接结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种加工工装夹具（以下亦简称为工装夹具），用以对焊接接头拉伸试样（以下亦简称为拉伸试样，或试样）进行加工时的定位。结合图1、图2的记载，下文将主要描述将上述工装夹具用于定位板状试样时的一种具体实施结构。

配合参见图1、图2所示，本发明所述工装夹具主要包含：底座10、可移动支块20、固定支块30，以及试样夹持装置的两个夹持部件40。文中各个零部件的“长度方向”指的是其与夹具的长度方向一致的方向；对于夹具中任意两个相对设置的零部件，“内侧”指的是其相互靠近的一侧，“外侧”则是其相互远离的一侧。

在所述底座10上开设有若干定位槽12，通过这些定位槽12可以将所述工装夹具固定安装到铣床上。例如，在附图所示的实施例中，使两个定位槽12处在底座10上沿长度方向的两端边缘相对设置。

所述固定支块30与可移动支块20在底座10的两端相对设置。在上述优选的实施例中，这两个支块位于两个定位槽12的内侧。其中，所述固定支块30与底座10的位置固定不变，而可移动支块20在底座10上的位置可以调整，从而改变固定支块30与可移动支块20之间的间距大小。

在底座10上开设有若干个第一定位螺孔11，与之对应，在可移动支块20上开设有贯穿其顶面到底面的若干个第二定位螺孔21，以此配合限定所述可移动支块20在底座10上能够移动的范围。调整可移动支块20在底座10上的位置，使其靠近或远离所述固定支块30，则，当可移动支块20上的第二定位螺孔21，对准其下方底座10上的第一定位螺孔11时，使用定位螺栓从上至下穿过第二、第一定位螺孔，对可移动支块20与底座10实施紧固。

例如，在附图所示的实施例中，设置了两排分别沿底座10的长度方向、相互间隔布置的第一定位螺孔11，这两排第一定位螺孔11成对设置；而在可移动支块20上对应开设了两个贯穿的第二定位螺孔21，能够与底座10上每一对第一定位螺孔11分别进行匹配。在底座10上还设置有导向条13，例如使该导向条13设置在底座10沿长度方向的一个侧边上（附图所示是在纸面向内的一边），则可以使可移动支块20的一侧抵靠着导向条13移动，从而在进行位置调整时方便对可移动支块20定位。

所述试样夹持装置的两个夹持部件40相互对称且相对设置，即，其中一个夹持部件40设置在所述可移动支块20的内侧位置，而另一个夹持部件40设置在所述固定支块30的内侧位置。具体的，每个夹持部件40中，包含：一个顶板41、一个底板42，和一个侧挡板43。

顶板41设有外侧连接部分及内侧悬空部分，其中，顶板41的外侧连接部分在工装夹具被固定后将紧贴在可移动支块20（或固定支块30）的顶面之上；设置一个与该外侧连接部分固定连接的支撑板44；贯穿该支撑板44设置有两个固定螺栓441，并且，一个固定螺栓441的头部朝上，而另一个固定螺栓441的头部朝下。可以使这两个固定螺栓441沿支撑板44的长度方向布置。在可移动支块20（或固定支块30）顶面上的对应位置，开设有两个螺栓孔（图中未示出），当支撑板44上的其中任意一个固定螺栓441的头部朝上时，该固定螺栓441的螺杆底部能够插入到所对应的螺栓孔中，在该固定螺栓441旋紧后将夹持部件40与可移动支块20（或固定支块30）进行紧固。

顶板41的内侧悬空部分上开设有贯穿顶板41顶面到底面的若干个夹持螺孔411，例如是使得该些夹持螺孔411沿顶板41的内侧边排成一列。夹持部件40的底板42与顶板41的内侧悬空部分的位置相对应。侧挡板43则在底板42及顶板41内侧悬空部分的同一边（附图所示为纸面向外的一边）竖直布置，并将两者固定连接；所述底板42及顶板41内侧悬空部分的另一边（即附图所示纸面向内的一边）之间为开口。

在使用上述结构的工装夹具时，首先通过定位槽12将该工装夹具固定到铣床上。再将任意一个待加工的焊接接头拉伸试样50用试样夹持装置固定，即，将两个夹持部件40分别置于试样50的两端，使试样50从夹持部件40的底板42及顶板41内侧悬空部分之间有开口的那一边插入，直到试样50两端的侧边分别紧贴夹持部件40的侧挡板43后，使若干个螺栓（图中未示出）穿过对应的夹持螺孔411，调整该些螺栓将试样50与夹持部件40固定连接。

然后，将试样夹持装置固定在固定支块30与可移动支块20之间；如果试样50过长，则对可移动支块20进行位置调整，加大其与固定支块30的间距，反之亦然。保证两个夹持部件40与可移动支块20或固定支块30紧密接触，且试样50的两端也分别抵靠在两个支块相对的表面后，用夹持部件40中头部朝上、螺杆朝下的那个固定螺栓441，将夹持部件40固定在对应的支块上。

在使用铣刀加工完试样50的一面（图中所示为试样50的顶面）以后，调节各个夹持部件40上的固定螺栓441，将试样夹持装置与其固定的试样50一起取下并翻转180°后，再次将试样夹持装置通过各个夹持部件40上的另一个固定螺栓441，重新安装到两个支块之间，从而可以对试样50的另一面（图中所示为试样50的底面）进行加工。

在其他的实施例中，本发明所述工装夹具也可以适用于对弧状试样50（图中未示出）进行的加工定位，这一实施例中上述工装夹具的主要结构没有改变，因此不再赘述。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。例如，底座上的定位槽，及在固定可移动支块、试样夹持装置和试样时使用的各个螺孔，其数量、尺寸和设置位置，不应当以上文及附图中记载的具体结构来限定。又例如，各个螺栓等也可以替换为螺杆、螺钉或其他类似的连接件，等等。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种焊接接头拉伸试样的加工工装夹具，其特征在于，所述加工工装夹具包含：底座（10）、可移动支块（20）、固定支块（30），以及试样夹持装置；

所述固定支块（30）与所述可移动支块（20）在所述底座（10）上的两端相对设置，并且，所述固定支块（30）与底座（10）之间是固定连接，以使所述固定支块（30）在底座（10）上的位置保持不变；所述可移动支块（20）与所述底座（10）之间是活动连接，以使所述可移动支块（20）在底座（10）上的位置能够调整，来改变所述可移动支块（20）与所述固定支块（30）之间的间距；

所述试样夹持装置设置有相互对称且相对设置的两个夹持部件（40）；两个所述夹持部件（40）分别连接在待加工的试样（50）的两端；其中一个所述夹持部件（40）还连接在所述固定支块（30）的内侧位置，而另一个所述夹持部件（40）还连接在位置调整后的可移动支块（20）的内侧位置，从而将所述试样（50）固定设置在所述固定支块（30）与可移动支块（20）之间，并使该试样（50）一侧的待加工面朝上；两个所述夹持部件（40）与固定连接在两者之间的试样（50）能够一起取下并翻转后，通过这两个所述夹持部件（40）将所述试样（50）重新固定在所述固定支块（30）与可移动支块（20）之间，并使该试样（50）另一侧的待加工面朝上。

2.如权利要求1所述加工工装夹具，其特征在于，

在所述底座（10）上开设有若干定位槽（12），通过所述定位槽（12）将所述工装夹具固定安装到铣床上。

3.如权利要求1所述加工工装夹具，其特征在于，

在所述底座（10）上开设有至少一排间隔布置的第一定位螺孔（11），所述第一定位螺孔（11）沿所述可移动支块（20）在底座（10）上的移动方向布置，来限定所述可移动支块（20）的移动范围；

在所述可移动支块（20）上开设有至少一个第二定位螺孔（21），所述第二定位螺孔（21）贯穿所述可移动支块（20）的顶面到底面设置；所述第二定位螺孔（21）能够与任意一个所述第一定位螺孔（11）相匹配；

所述加工工装夹具还包含在所述可移动支块（20）的位置调整后使用的若干个定位螺栓，使所述定位螺栓穿过对准的第二定位螺孔（21）和第一定位螺孔（11），将所述可移动支块（20）与所述底座（10）固定连接。

4.如权利要求1所述加工工装夹具，其特征在于，

所述试样夹持装置的每个夹持部件（40），包含有：一个顶板（41）、一个底板（42），和一个侧挡板（43）；所述顶板（41）进一步设有外侧连接部分及内侧悬空部分；

其中，所述夹持部件（40）的底板（42）与所述顶板（41）的内侧悬空部分的位置相对应，且两者在竖直方向上设置有间隔空隙；所述间隔空隙的一侧为开口，待加工的试样（50）的任意一端能够从开口处插入该间隔空隙内；

所述侧挡板（43）设置在所述间隔空隙上与开口相对的一侧，通过所述侧挡板（43）固定连接所述底板（42）与所述顶板（41）的内侧悬空部分。

5.如权利要求4所述加工工装夹具，其特征在于，

所述顶板（41）的内侧悬空部分上，还开设有贯穿该顶板（41）的顶面到底面的若干个夹持螺孔（411）；

所述加工工装夹具还包含在所述试样（50）插入到所述间隔空隙并紧贴所述侧挡板（43）后使用的若干个夹持螺栓，使所述夹持螺栓穿过对应的夹持螺孔（411），并使夹持螺栓的底部紧贴在试样（50）上，将所述试样（50）与所述夹持部件（40）固定连接。

6.如权利要求5所述加工工装夹具，其特征在于，

所述顶板（41）的外侧连接部分与一个支撑板（44）连接，贯穿所述支撑板（44）设置有至少两个反向布置的固定螺栓（441），即在任意时刻，其中一个所述固定螺栓（441）的头部朝上且螺杆朝下，另一个所述固定螺栓（441）的头部朝下且螺杆朝上；

所述可移动支块（20）或固定支块（30）的顶面上，分别开设有至少两个固定螺孔与所述固定螺栓（441）相对应；

所述支撑板（44）的两个固定螺栓（441）分别在加工所述试样（50）的两个相对表面时使用，当所述顶板（41）的外侧连接部分紧贴在所述可移动支块（20）或固定支块（30）的顶面上以后，使得此时头部朝上且螺杆朝下的那个固定螺栓（441）插入到对应的固定螺孔，将所述夹持部件与所述可移动支块（20）或固定支块（30）固定连接。

7.如权利要求1所述加工工装夹具，其特征在于，

待加工的试样（50）是板状或弧状的焊接接头拉伸试样。

8.一种使用如权利要求1所述的加工工装夹具，对焊接接头拉伸试样进行夹持定位的方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

步骤1、通过在所述底座（10）上开设的若干个定位槽（12），将所述加工工装夹具固定到铣床上；

步骤2、将所述试样夹持装置的两个夹持部件（40），分别固定在一个待加工的板状或弧状的试样（50）两端；

步骤3、使得所述试样（50）通过所述试样夹持装置，固定设置在所述固定支块（30）与可移动支块（20）之间；如果所述试样（50）过长，则对所述可移动支块（20）在底座（10）上的位置进行调整，加大所述可移动支块（20）与固定支块（30）之间的间距，反之亦然；

步骤4、在使用铣刀加工完所述试样（50）的一面之后，将所述试样夹持装置与试样（50）一起取下并翻转后，使所述试样（50）通过所述试样夹持装置重新固定在所述固定支块（30）与可移动支块（20）之间，从而使所述试样（50）上加工完的一面朝下，而与之相对一面朝上以等待进一步的加工。

9.如权利要求8所述夹持定位方法，其特征在于，

每个所述夹持部件（40）在设置的底板（42）和顶板（41）的内侧悬空部分之间，形成有一个间隔空隙；所述间隔空隙的其中一侧为开口，与开口相对的一侧设置有侧挡板（43）；

步骤2中，所述试样（50）的两端，分别从两个所述夹持部件（40）的间隔空隙的开口插入，直到所述试样（50）紧贴所述侧挡板（43）时，使用贯穿所述顶板（41）的内侧悬空部分的夹持螺栓，使所述夹持螺栓的底部紧贴在试样（50）上，从而将所述试样（50）与所述夹持部件（40）固定连接。

10.如权利要求9所述夹持定位方法，其特征在于，

每个所述夹持部件（40）的顶板（41）设有一个外侧连接部分，所述外侧连接部分与一个支撑板（44）连接；贯穿所述支撑板（44）设置有至少两个反向布置的固定螺栓（441），即在任意时刻，其中一个所述固定螺栓（441）的头部朝上且螺杆朝下，另一个所述固定螺栓（441）的头部朝下且螺杆朝上；

则，在步骤3中，使其中一个所述固定螺栓（441）的螺杆底部，插入到所述可移动支块（20）或固定支块（30）的顶面上对应设置的固定螺孔后，将所述夹持部件（40）与所述可移动支块（20）或固定支块（30）进行固定连接；

而在步骤4中，所述试样夹持装置与试样（50）一起翻转后，就使另一个所述固定螺栓（441）的螺杆底部，插入到所述可移动支块（20）或固定支块（30）的顶面上对应设置的固定螺孔后，将所述夹持部件（40）与所述可移动支块（20）或固定支块（30）进行固定连接。