CN113930832B - 一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具及使用方法，包括导电挂钩、导电连杆、多个伸缩压紧器、装挂连杆。导电挂钩为阳极化夹具U型铜板挂钩，用于将整个挂具挂到阳极化槽的导电杠上。导电连杆、装挂连杆均为钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接，钛合金板材两端打孔，导电连杆与导电挂钩伸缩压紧器，装挂连杆上下端均与伸缩压紧器连接，且装挂连杆上焊接零件挂柱。伸缩压紧器包括压紧片、伸缩片和导电片，三个伸缩和一个压紧片构成一个菱形结构。伸缩压紧器安装，零件装挂柱正好穿过伸缩压紧器压紧片的长圆孔。本发明依靠夹具自身重力即可完成装夹动作，可大幅缩短操作者在装夹和拆卸零件时的工作量，提高生产效率、提高产品外观质量、提高夹具各部件的整体疲劳寿命。

Description

一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具及使用方法

技术领域

本发明属于机械设计领域，提供一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具，用于航空零件的批量阳极氧化处理前的快速装卸。

背景技术

目前，飞机制造业中大量采用铝合金材料。阳极氧化工艺作为铝合金常见表面处理方式，工艺品种多、适用范围广，应用于一半以上的铝合金零件。但进行阳极化的零件尺寸差异大、形状复杂、品种极多，而阳极氧化过程又要求零件在处理过程中必须装挂牢固、导电优良，同时还要避免不同金属产生的不良电化学反应。因此能够用于阳极化的夹具材料仅有铝合金和钛合金。目前生产中常用的铝合金夹具主要是依靠铝合金丝材捆绑或铝合金丝材制作的回形针。常见钛合金夹具则是使用钛合金板材、棒材制作框架，适用钛合金板材制作夹片或使用螺钉螺帽加紧，再使用铝丝进行辅助固定。

使用现有夹具存在如下问题：

(1)使用钛合金弹片的夹具，利用材料弹性的夹具，夹紧力和装夹效率成反比，夹紧力过大，则装夹困难，零件难以塞入夹具，且容易被夹具划伤。反之，则零件容易在阳极化处理过程中脱落。

(2)利用钛合金螺杆、螺帽配合铝丝装挂零件的夹具，虽然不存在划伤和夹紧力问题，但装夹效率较低。

(3)铝丝、铝制曲别针和其他铝制夹具主要问题是抗疲劳性差、使用寿命短，更换周期短，持续生产成本高；另外，每次装夹零件前，需对曲别针夹具进行修整，增加了操作者的劳动强度；在装夹和拆卸过程中，易产生较大的划伤和夹具印痕。

(4)由于零件尺寸形状不规则，装夹与拆卸过程需要操作者单独判断合适的夹具和装夹方式，费时费力，无法对操作者形成标准工作法，影响生产效率。

发明内容

本发明创造的目的是制作一种利用零件自身重量快速夹紧的阳极氧化夹具，能够使工人通过简单操作，使其快速完成阳极氧化前不同规格零件的装夹工作和阳极氧化后的拆卸工作。本发明能够通过简单操作，使零件能快速完成阳极氧化前的装夹和拆卸工作，减少装夹与拆卸时间，减少夹具更换批次，降低生产成本，提升产品质量，方便操作者操作，提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具，所述的重力夹具包括导电挂钩1、导电连杆2、多个伸缩压紧器3、装挂连杆4。所述导电挂钩1为铜合金，其余部分采用耐酸碱腐蚀且导电性能良好的钛合金材料制作。

所述的导电挂钩1为阳极化夹具U型铜板挂钩，用于将整个挂具挂到阳极化槽的导电杠上，提供良好的导电性能。所述导电挂钩1的U型开口宽度与导电杠宽度一致，导电挂钩1前端向上弯曲方便挂入，导电挂钩1末端弯折，使挂具重心保持在挂钩中心位置。

所述的导电连杆2为钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接。所述钛合金板材两端打孔，通过钛合金螺栓螺帽分别和导电挂钩1和伸缩压紧器3连接。

所述的装挂连杆4为钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接。所述钛合金板材两端打孔，并在钛合金方管上焊接零件挂柱8。装挂连杆4通过钛合金螺栓螺帽与伸缩压紧器3连接。所述零件挂柱8为锥形钛合金短柱，锥形柱体可适应不同零件构型。

所述的伸缩压紧器3包括一个压紧片5、三个伸缩片6和二个导电片7，三个伸缩片6和一个压紧片5构成一个菱形结构，且压紧片5位于下方。所有伸缩压紧器3的菱形结构的左右两个角各夹有一个导电片7，导电片7为一个圆环形垫片。所述伸缩片6为两端开孔的板材，在孔的四周设有半球形凸起，凸起顶端略微打磨平整，半球形凸起保证伸缩压紧器各部件之间不存留溶液，顶端略微打磨平整，保证了足够的接触面积，确保足够的导电能力。所述压紧片5包括一个与伸缩片6结构相同的板材结构和一个压板，压板与板材之间具有夹角，其中压紧片5板材在伸缩片6板材结构基础上加长，且压板设于加长端，压板上开有长圆孔。第一个伸缩压紧器3的菱形上端与导电连杆2底部的钛合金板材通过钛合金螺栓连接，此时钛合金板被夹在伸缩压紧器3的两个伸缩片6之间，菱形下端与装挂连杆4顶部钛合金板通过钛合金螺栓连接，此时钛合金板被夹在伸缩压紧器3的伸缩片6和压紧片5之间；第二个及后续其他的伸缩压紧器3两端均与装挂连杆4通过钛合金螺栓连接，上端装挂连杆4底部钛合金板被夹在两个伸缩片6之间，下端装挂连杆4顶部钛合金板被夹在伸缩片6和压紧片5之间。每个伸缩压紧器3安装后，压紧片5压板上的长圆孔与装挂连杆4上的零件挂柱8位置对应，当伸缩压紧器3被拉伸时，零件装挂柱8正好穿过压紧片5的长圆孔。

进一步的，所述重力夹具可根据使用需求和使用条件夹具底部增加若干的伸缩压缩器3和装挂连接杆4的组合。

使用时，操作者在装夹零件前，将组合好的夹具放置到地面或者工作台上时，在每个伸缩压紧器3上部零件和伸缩压紧器3自身的重力作用下，伸缩压紧器3受到挤压，菱形结构被压扁，带压紧片5抬起，使压紧片5与装挂连杆4及零件挂柱8分离。操作者即可以利用导电连杠4上的零件挂柱8，将零件挂在挂柱8上。

当完成零件的装挂后，将此组合夹具吊起，在整个组合夹具的各个部件以及其上装挂的零件的重力作用下，伸缩压紧器3受到拉扯，压紧片5向下闭合，将零件牢牢的固定在导电连杆4上。

待零件完成加工后，将夹具取下放置在工作台上，伸缩压紧器3再次受到挤压，压紧片5打开，即可拆除上面装挂的零件。

本发明的有益效果为：

(1)该夹具采用的伸缩压紧器3配合装挂连杆4配合，形成依靠夹具自身重力即可完成的装夹动作，可大幅缩短操作者在装夹和拆卸零件时的工作量，提高阳极氧化的生产效率。并且重力装夹可减少工作难度，降低操作者的疲劳程度，提升操作者得专注程度。

(2)由于伸缩压紧器3的菱形结构较为自由，压紧片5角度变化范围大，再加上压紧片5上的长圆孔和锥形零件挂柱8的组合设计，提高了该夹具的使用范围，在航空钣金、机加零件形状复杂尺寸不一致的条件下有着较好的适应性，提高了夹具的通用性。减少操作者根据零件挑选夹具的过程，有效提高零件生产效率。

(3)伸缩片6和压紧片5上的半球形凸起减少了夹具连接部位的接触面积，减少夹具上存留溶液，同时半球形凸起的数量保证了夹具的导电量。

(4)利用钛合金材料的耐酸碱性能，该料框使用寿命长，减少夹具报废率，降低生产成本。

(5)夹具具备一定扩展性，可根据阳极化槽实际尺寸和工件数量变更伸缩压紧器3和装挂连杆4的数量。提高了夹具的通用性和适用范围。

(6)重力夹具的装夹方式，减少了操作者人力掰开夹具，推送、拉拽的过程，大幅减少在装夹过程中产生划伤的几率，有效的提高了产品外观质量。

(7)因为不利用钛合金本身弹性夹紧零件，避免了钛合金部件在阳极化过程中带应力在酸性环境中通电的情况，提高了夹具各部件的整体疲劳寿命。

附图说明

图1为整体结构示意图；

图2为导电挂钩结构示意图；

图3为导电连杆示意图；

图4为第一个伸缩压紧器示意图；

图5为后续伸缩压紧器示意图

图6为导电片示意图

图7伸缩压紧器局部示意图；图7(a)为左侧连接示意图，图7(b)为右侧连接示意图；

图8为压紧片示意图；

图9为伸缩片示意图；

图10为装挂连杆示意图；

图11(a)为夹具落于工作台，伸缩压紧器打开状态示意图；图11(b)为局部放大图；

图12为夹具因提升，伸缩压紧器闭合状态示意图

图中：1导电挂钩；2导电连杆；3伸缩压紧器；4装挂连杆；5压紧片；6伸缩片；7导电片；8零件挂柱。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。

一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具，所述的重力夹具包括导电挂钩1，导电连杆2、伸缩压紧器3、装挂连杆4。导电挂钩1为铜合金，其余部分采用耐酸碱腐蚀且导电性能良好的钛合金材料制作。(见附图1)。

所述的导电挂钩1为阳极化夹具U型铜板挂钩。主要作用是将整个挂具挂到阳极化槽的导电杠上，提供良好的导电性能。U型开口宽度与导电杠宽度一致。所述的导电挂钩1前端向上弯曲方便挂入。所述的导电挂钩1末端弯折一定角度，使挂具重心保持在挂钩中心位置。(见附图2)。

所述的导电连杆2，采用钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接。钛合金板材两端打孔，通过钛合金螺栓螺帽分别和导电挂钩1和伸缩压紧器3连接。其中与导电挂钩1连接的钛合金板开有两个通孔，与伸缩压紧器连接的钛合金板开有一个通孔。(见附图3)。

所述的伸缩压紧器3，由一个压紧片5、三个伸缩片6和二个导电片7组成，三个伸缩片和一个压紧片构成一个菱形。第一个伸缩压紧器3的菱形上端通过钛合金螺栓螺帽连接导电连杆2，导电连杆2底部的钛合金板被夹在伸缩压紧器3的两个伸缩片6之间。菱形的下端通过钛合金螺栓螺帽连接装挂连杆4，装挂连杆4顶部的钛合金板被夹在伸缩压紧器3的伸缩片6和压紧片5之间。.当伸缩压紧器被拉伸时，零件装挂柱8正好穿过压紧片5的长圆孔(见附图4)。第二个及后续其他伸缩压紧器3上下端都通过钛合金螺栓螺帽连接装挂连杆4，上端装挂连杆4的底部钛合金板被夹在两个伸缩片之间，下端装挂连杆4的顶部钛合金板被夹在伸缩片6和压紧片5之间。(见附图5)。所有伸缩压紧器3的菱形结构的左右两个角各夹有一个导电片7，导电片7为一个圆环形垫片(见附图5)。左侧角为两个伸缩片6夹住一个导电片7，通过钛合金螺栓螺帽连接，右侧角为一个伸缩片6和一个压紧片夹住一个导电片7，通过钛合金螺栓螺帽连接(见附图6)。其中所述压紧片5(见附图8)是在伸缩片6的基础上加长，并焊接开有长圆孔的压板。伸缩片6为两端开孔的板材，在孔的四周有四个半球形凸起，凸起顶端略微打磨平整(见附图9)。半球形凸起保证伸缩压紧器各部件之间不存留溶液，顶端略微打磨平整，保证了足够的接触面积，确保足够的导电能力。

所述的装挂连杆4，采用钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接。钛合金板材两端打孔，并在适当的位置焊接零件挂柱8。装挂连杆4通过钛合金螺栓螺帽，两端(或一端)分别连接伸缩压紧器。其中所述零件挂柱8，为锥形钛合金短柱。锥形柱体可适应不同零件构型。(见附图10)。

夹具可根据使用需求和使用条件夹具底部增加若干的伸缩压缩器3和装挂连接杆4的组合。(见附图1)。

使用时，操作者在装夹零件前，将组合好的夹具放置到地面或者工作台上时，在每个伸缩压紧器3上部零件和伸缩压紧器3自身的重力作用下，伸缩压紧器3受到挤压，菱形结构被压扁，带压紧片5抬起，使压紧片5与装挂连杆4及零件挂柱8分离(见附图11)。操作者即可以利用导电连杠4上的零件挂柱8，将零件挂在挂柱8上。

当完成零件的装挂后，将此组合夹具吊起，在整个组合夹具的各个部件以及其上装挂的零件的重力作用下，伸缩压紧器3受到拉扯，压紧片5向下闭合，将零件牢牢的固定在导电连杆4上。(见附图12)。

待零件完成加工后，将夹具取下放置在工作台上，伸缩压紧器3再次受到挤压，压紧片5打开，即可拆除上面装挂的零件。

以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种快速装卸阳极氧化零件的重力夹具，其特征在于，所述的重力夹具包括导电挂钩(1)、导电连杆(2)、多个伸缩压紧器(3)、装挂连杆(4)；

所述的导电挂钩(1)为阳极化夹具U型铜板挂钩，用于将整个挂具挂到阳极化槽的导电杠上；所述导电挂钩(1)的U型开口宽度与导电杠宽度一致，导电挂钩(1)前端向上弯曲方便挂入，导电挂钩(1)末端弯折，使挂具重心保持在挂钩中心位置；

所述的导电连杆(2)为钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接；所述钛合金板材两端打孔，分别和导电挂钩(1)和伸缩压紧器(3)连接；

所述的装挂连杆(4)为钛合金方管，两端封闭后分别与钛合金板材焊接；所述钛合金板材两端打孔，并在钛合金方管上焊接零件挂柱(8)；装挂连杆(4)与伸缩压紧器(3)连接；所述零件挂柱(8)为锥形钛合金短柱，锥形柱体可适应不同零件构型；

所述的伸缩压紧器(3)包括一个压紧片(5)、三个伸缩片(6)和二个导电片(7)，三个伸缩片(6)和一个压紧片(5)构成一个菱形结构，且压紧片(5)位于下方；所有伸缩压紧器(3)的菱形结构的左右两个角各夹有一个导电片(7)，导电片(7)为一个圆环形垫片；所述伸缩片(6)为两端开孔的板材，在孔的四周设有半球形凸起，凸起顶端略打磨平整；所述压紧片(5)包括一个与伸缩片(6)结构相同的板材结构和一个压板，压板与板材之间具有夹角，其中压紧片(5)板材在伸缩片(6)板材结构基础上加长，且压板设于加长端，压板上开有长圆孔；第一个伸缩压紧器(3)的菱形上端与导电连杆(2)底部的钛合金板材通过钛合金螺栓连接，菱形下端与装挂连杆(4)顶部钛合金板通过钛合金螺栓连接；第二个及后续其他的伸缩压紧器(3)两端均与装挂连杆(4)通过钛合金螺栓连接；每个伸缩压紧器(3)安装后，压紧片(5)压板上的长圆孔与装挂连杆(4)上的零件挂柱(8)位置对应，当伸缩压紧器(3)被拉伸时，零件装挂柱(8)正好穿过压紧片(5)的长圆孔。

2.一种权利要求1所述的快速装卸阳极氧化零件的重力夹具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，操作者在装夹零件前，将组合好的夹具放置到地面或者工作台上时，在每个伸缩压紧器(3)上部零件和伸缩压紧器(3)自身的重力作用下，伸缩压紧器(3)受到挤压，菱形结构被压扁，带压紧片(5)抬起，使压紧片(5)与装挂连杆(4)及零件挂柱(8)分离；操作者可利用装挂连杆(4)上的零件挂柱(8)，将零件挂在挂柱(8)上；

其次，当完成零件的装挂后，将此组合夹具吊起，在整个组合夹具的各个部件以及其上装挂的零件的重力作用下，伸缩压紧器(3)受到拉扯，压紧片(5)向下闭合，将零件牢牢的固定在装挂连杆(4)上；

最后，待零件完成加工后，将夹具取下放置在工作台上，伸缩压紧器(3)再次受到挤压，压紧片(5)打开，即可拆除上面装挂的零件。