CN108006033B - 胶接夹具及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胶接夹具，它包括机架、施压机构和夹紧机构；机架的顶面设有沿厚度方向穿透的安装槽；夹紧机构包括主夹体和副夹体，副夹体的顶部设有挡板，副夹体可拆卸连接于机架内、使其挡板伸至安装槽外，主夹体设置于机架上、位于副夹体外且能够相对于副夹体沿机架长度和高度方向运动；施压机构连接于支架的上方；一对待胶接板置于机架的顶面上，通过夹紧机构夹紧，再由施压机构施加压力。在使用时首先将试件放置于机架上，然后通过主夹体和副夹体的相对运动来完成试件的定位和夹紧，再通过施压机构的运动对试件施压即可；本夹具中主夹体与副夹体之间的相对宽度、相对高度均可调，能够适用于各种不同尺寸的试件，适用范围广。

Description

胶接夹具及方法

技术领域

本发明属于胶接领域，尤其涉及一种胶接夹具及方法。

背景技术

胶接是利用粘接剂在连接面上产生机械结合力、物理吸附力和化学键合力而使两个待接件固连起来的工艺方法。胶接工艺简便，接头不易变形，适用于同种或异种的金属材料或复合材料连接，随着轻量化设计在工业中的蓬勃发展，胶接结构的应用越来越广泛，在机械、电子、航天等领域均占有很重要的地位，如现代飞机考虑到经济、环保等因素，在机身、机翼等部位均采用了胶接结构。胶接单搭接接头是金属胶接中最常用的接头形式，也是胶接剂强度试验中最常用的接头形式，得到广泛的应用。胶接接头固化工艺中，胶粘剂涂粘在两块待接板后，需要通过夹具以一定的压力固定胶粘部位，然后放置到烤箱中加热到一定温度干燥固化，使粘胶剂和连接板中形成稳定可靠的连接。

但是目前固化胶接件的夹具存在一定的局限性：(1)夹持尺寸单一，不能适应不同尺寸的胶接件；(2)大部分胶接夹具一次只能固定单个胶接件，导致加工效率较低；(3)夹具固定压力可控性差，胶接部件需要放置较高温下烘烤固化，难以用压力检测装置精确控制固定压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用范围广的胶接夹具及方法。

本发明提供的这种胶接夹具，它包括机架、施压机构和夹紧机构；机架的顶面设有沿厚度方向穿透的安装槽；夹紧机构包括主夹体和副夹体，副夹体的顶部设有挡板，副夹体可拆卸连接于机架内、使其挡板伸至安装槽外，主夹体设置于机架上、位于副夹体外且能够相对于副夹体沿机架长度和高度方向运动；施压机构连接于支架的上方；一对待胶接板置于机架的顶面上，通过夹紧机构夹紧，再由施压机构施加压力。

在一个具体实施方式中，使所述机架为矩型架，包括支腿、顶板和安装板；顶板为矩型板，其顶面自其宽度方向中心向外设有U型开口，顶板长度方向两端位置处设有用于安装所述施压机构的安装孔，顶板对应U型开口内的实体上设有通孔，安装板水平布置于顶板的下方，安装板上设有调整块和一对升降螺杆，所述安装槽为沿宽度方向设置、一端位于U型开口内的条形槽。

作为优选，使所述主夹体包括矩型的面板和设置于面板长度方向两侧的耳板，面板上设有沿宽度方向外凸的夹紧板，耳板上沿高度方向开设有腰圆孔；主夹体扣于机架上通过穿过腰圆孔的一对螺栓锁紧于所述调整块的两侧。

作为优选，使所述副夹体包括主板、侧板、端板和挡板，主板为矩型板，侧板有两块、分置于主板的长度方向两侧，两侧板上均沿长度方向开设有长圆孔，端板置于主板的长度方向的外端，挡板为能够穿过所述安装槽的矩形板，挡板沿宽度方向布置于主板的顶面上；副夹体置于机架下位于主夹体内，主夹体两侧的一对螺栓分别穿过两侧板上的长圆孔，主板的底面与所述安装板上的一个升降螺杆固接，使其挡板伸出安装槽外并通过穿过端板的调节螺杆与所述调节块顶紧。

为了避免试件悬空，在所述安装板的另一升降螺杆上固接有支撑机构，支撑机构包括固定板、固定杆和支撑板，固定杆的底端连接于固定板上、顶端穿过所述支架的顶板后与支撑板固接。

在一个具体实施方式中，使所述施压机构包括门型架和施压组件，施压组件设置于门型架内能够沿高度方向往复运动，施压机构通过门型架装配于所述顶板的安装孔内。

作为优选，使所述门型架包括横板和一对立柱，横板的顶部螺纹连接有顶压螺杆。

为了实现施加的压力可控，使所述施压组件包括活动板、压板、固定螺杆、调节螺母、弹簧和位移传感器，固定螺杆的底端固定于压板上、顶端穿过活动板，调节螺母设置于活动板上套于固定螺杆外，弹簧置于活动板和压板之间、套于固定螺杆外，位移传感器置于活动板上，活动板套于一对所述立柱上、顶面与所述顶压螺杆的底端接触。

本发明还提供了一种胶接方法，该方法利用前述的胶接夹具进行胶接，包括以下步骤：

步骤一、转动升降螺杆控制支撑机构上升至机架的顶板的顶面位于支撑板的底面和顶面之间；

步骤二、将待胶接的试件两两上、下堆叠成多组，堆叠部位涂粘有胶粘剂，每组均置于机架的顶板上，位于相邻两安装槽之间，并使下方的试件抵住支撑板；

步骤三、控制主夹体和副夹体相对运动夹紧试件，限定试件的水平自由度；

步骤四、转动升降螺杆使支撑机构上行至支撑板抵住上部试件的悬空段，以防施加压力时造成试件的弯曲变形；

步骤五、通过施压机构向试件施压；

步骤六、将受稳定压力状态下的试件及整个装置放入烤箱内进行高温固化。

本发明在使用时首先将试件放置于机架上，然后通过主夹体和副夹体的相对运动来完成试件的定位和夹紧，再通过施压机构的运动对试件施压即可；本夹具中主夹体与副夹体之间的相对宽度、相对高度均可调，能够适用于各种不同尺寸的试件，适用范围广。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的轴侧示意图。

图2为图1的侧视放大示意图。

图3为图1的爆炸示意图。

图4为图3中施压机构的放大示意图。

图5为图3中机架的放大示意图。

图6为图3中主夹体的放大示意图。

图7为图3中副夹体的放大示意图。

图8为图3中支撑机构的放大示意图。

图示序号：

1—施压机构，

11—门型架，111—横板、112—立柱，

12—施压组件，121—活动板、122—压板、123—固定螺杆、124—调节螺母、

125—弹簧、126—位移传感器，

13—顶压螺杆；

2—机架，

21—支腿，

22—顶板，221—条形槽、222—U型开口、223—安装孔、224—通孔，

23—安装板，24—调整块，25—升降螺杆；

3—夹紧机构，

31—主夹体，311—面板、312—耳板、313—夹紧板、314—腰圆孔，

32—副夹体，321—主板、322—侧板、323—端板、324—挡板；

4—支撑机构，41—固定板、42—固定杆、43—支撑板；

5—试件。

具体实施方式

如图1—3所示，本实施例提供的这种胶接夹具，它包括施压机构1、机架2、夹紧机构3和支撑机构4，夹紧机构3包括主夹体31和副夹体32。

如图4所示，施压机构1包括门型架11、施压组件12和顶压螺杆13；门型架11包括横板111和一对立柱112；施压组件12包括活动板121、压板122、固定螺杆123、调节螺母124、弹簧125和位移传感器126，固定螺杆的底端固定于压板上、顶端穿过活动板，调节螺母设置于活动板上套于固定螺杆外，弹簧置于活动板和压板之间、套于固定螺杆外，位移传感器置于活动板上；顶压螺杆13螺纹连接于横板111的中间位置处；装配时，施压组件通过活动板套于门型架的立柱上、然后拧入顶压螺杆的使其底端与活动板接触。施压机构装配完成后通过门型架装配于机架2的顶板上。

如图5所示，机架2为矩型架，包括支腿21、顶板22和安装板23；顶板22为矩型板，顶板上设有多个条形槽221，其上自其宽度方向中心向外设有U型开口222，顶板长度方向两端位置处设有用于安装施压机构1的安装孔223，顶板对应U型开口内的实体上设有通孔224，安装板23水平布置于顶板的下方，安装板上设有调整块24和一对升降螺杆25，其一升降螺杆上连接夹紧机构3、另一升降螺杆上设置支撑机构4。

如图3所示，夹紧机构3包括主夹体31和副夹体32。

如图6所示，主夹体31包括矩型的面板311和设置于面板长度方向两侧的耳板312，面板上设有沿宽度方向外凸的夹紧板313，耳板上沿高度方向开设有腰圆孔314；主夹体扣于机架上通过穿过腰圆孔的一对螺栓锁紧于调整块24的两侧。

如图7所示，副夹体32包括主板321、侧板322、端板323和挡板324，主板为矩型板，侧板有两块、分置于主板的长度方向两侧，两侧板上均沿长度方向开设有长圆孔，端板置于主板的长度方向的外端，挡板为能够穿过条形槽的矩形板，挡板沿宽度方向布置于主板的顶面上；副夹体置于机架下位于主夹体内，主夹体两侧的一对螺栓分别穿过两侧板上的长圆孔，主板的底面与安装板上的一个升降螺杆固接，使其挡板伸出条形槽外并通过穿过端板的调节螺杆与调节块顶紧。

如图8所示，支撑机构4包括固定板41、固定杆42和支撑板43，固定杆的底端连接于固定板上、顶端穿过支架的顶板后与支撑板固接。

本实施例装配时：第一步、进行夹紧机构的安装，摆好机架将副夹体上的挡板插至机架上的条形槽外；其次将主夹体放置在机架上表面，把主夹体耳板上的腰圆孔和副夹体侧板上的长圆孔对齐，对齐后插入螺栓并配套螺母与调整块锁紧；接着将穿过端板的螺杆顶住调整块，可以驱动主夹体沿着副夹体的长圆孔移动；夹紧机构安装完毕。第二步、安装支撑机构，将支撑板与固定杆焊接为一体，然后把固定杆依次穿过机架上通孔和副夹体上孔后与固定板通过螺母紧固。第三步、将一对升降螺杆从安装板上的螺纹孔中拧入，分别顶住副夹体的下表面和支撑机构中固定板的下表面，用于调节各自的高度。第四步、将施压机构通过一对立柱安装在机架上。

运用本夹具进行胶接的方法包括以下步骤：

步骤一、转动支撑机构下方的升降螺杆控制支撑机构上升至支撑板的顶面略高于机架的顶板；

步骤二、将待胶接的试件5两两上、下堆叠成多组，堆叠部位涂粘有胶粘剂，每组均置于机架的顶板上，位于相邻两安装槽之间，并使下方的试件抵住支撑板；

步骤三、拧松耳板和侧板外的螺母，转动端板外的螺杆，使主夹体能够沿长圆孔方向相对副夹体运动以夹紧试件，以适用于不同宽度的试件，同时能够通过主夹体耳板上的腰圆孔调节主夹体的高度，以适用于不同厚度的试件，调节合适并夹紧后拧紧耳板和侧板外的螺母，限定试件的水平自由度；

步骤四、转动升降螺杆使支撑机构上行至支撑板抵住上部试件的悬空段，以防施加压力时造成试件的弯曲变形；

步骤五、试件定位夹紧后，开始施加压力，通过扳手拧动顶压螺栓，迫使弹簧发生弹性形变，位移传感器能够精确检测到弹簧的变形量，从而精确控制施加在试件5上面的压力，实现压力的可控性，压力设置好后，撤离位移传感器；步骤六、将受稳定压力状态下的试件及整个装置放入烤箱内进行高温固化。

综上，运用本夹具能够完成不同宽度、厚度试件的胶接，能够很好的控制固化压力值，并且能够一次性固化加工多个试件，提高试验效果和试验效率。

Claims (6)

1.一种胶接夹具，其特征在于：它包括机架、施压机构和夹紧机构；所述机架为矩型架，包括支腿、顶板和安装板；顶板为矩型板，其顶面自其宽度方向中心向外设有U型开口，顶板长度方向两端位置处设有用于安装所述施压机构的安装孔，顶板对应U型开口内的实体上设有通孔，安装板水平布置于顶板的下方，安装板上设有调整块和一对升降螺杆，所述安装槽为沿宽度方向设置、一端位于U型开口内的条形槽；机架的顶面设有沿厚度方向穿透的安装槽；夹紧机构包括主夹体和副夹体，副夹体的顶部设有挡板，副夹体可拆卸连接于机架内、使其挡板伸至安装槽外，主夹体设置于机架上、位于副夹体外且能够相对于副夹体沿机架长度和高度方向运动；施压机构连接于支架的上方；一对待胶接板置于机架的顶面上，通过夹紧机构夹紧，再由施压机构施加压力；所述主夹体包括矩型的面板和设置于面板长度方向两侧的耳板，面板上设有沿宽度方向外凸的夹紧板，耳板上沿高度方向开设有腰圆孔；主夹体扣于机架上通过穿过腰圆孔的一对螺栓锁紧于所述调整块的两侧；所述副夹体包括主板、侧板、端板和挡板，主板为矩型板，侧板有两块、分置于主板的长度方向两侧，两侧板上均沿长度方向开设有长圆孔，端板置于主板的长度方向的外端，挡板为能够穿过所述安装槽的矩形板，挡板沿宽度方向布置于主板的顶面上；副夹体置于机架下位于主夹体内，主夹体两侧的一对螺栓分别穿过两侧板上的长圆孔，主板的底面与所述安装板上的一个升降螺杆固接，使其挡板伸出安装槽外并通过穿过端板的调节螺杆与所述调整块顶紧。

2.根据权利要求1所述的胶接夹具，其特征在于：所述安装板的另一升降螺杆上固接有支撑机构，支撑机构包括固定板、固定杆和支撑板，固定杆的底端连接于固定板上、顶端穿过所述支架的顶板后与支撑板固接。

3.根据权利要求1所述的胶接夹具，其特征在于：所述施压机构包括门型架和施压组件，施压组件设置于门型架内能够沿高度方向往复运动，施压机构通过门型架装配于所述顶板的安装孔内。

4.根据权利要求3所述的胶接夹具，其特征在于：所述门型架包括横板和一对立柱，横板的顶部螺纹连接有顶压螺杆。

5.根据权利要求4所述的胶接夹具，其特征在于：所述施压组件包括活动板、压板、固定螺杆、调节螺母、弹簧和位移传感器，固定螺杆的底端固定于压板上、顶端穿过活动板，调节螺母设置于活动板上套于固定螺杆外，弹簧置于活动板和压板之间、套于固定螺杆外，位移传感器置于活动板上，活动板套于一对所述立柱上、顶面与所述顶压螺杆的底端接触。

6.一种应用权利要求1所述胶接夹具的胶接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、转动支撑机构下方的升降螺杆控制支撑机构上升至支撑板的顶面高于机架的顶板；

步骤二、将待胶接的试件两两上、下堆叠成多组，堆叠部位涂粘有胶粘剂，每组均置于机架的顶板上，位于相邻两安装槽之间，并使下方的试件抵住支撑板；

步骤三、控制主夹体和副夹体相对运动夹紧试件，限定试件的水平自由度；

步骤四、转动升降螺杆使支撑机构上行至支撑板抵住上部试件的悬空段，以防施加压力时造成试件的弯曲变形；

步骤五、通过施压机构向试件施压；

步骤六、将受稳定压力状态下的试件及整个装置放入烤箱内进行高温固化。

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