CN203371038U - 一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具 - Google Patents

一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具 Download PDF

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卞宏友
韩双隆
王维
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Abstract

一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具，包括楔块、直杆、压块、底板、垫块、工作台和基板。底板中心设有定位孔与工作台连接。底板上一侧设有定位销孔，另一侧设有U型槽。直杆由底板底部穿过定位孔安装定位，一侧固定，另一侧可沿U型槽横向移动。压块上设有通孔，直杆穿过压块上的通孔，将压块固定在底板上。直杆的顶端设有楔形槽，楔块插入楔形槽内。垫块安装于底板上部，支撑基板。基板夹在两个压块之间。本实用新型基于预反装夹原理，采用压块对基板变形方向施加预置反作用力，有效避免基板变形，适用范围广，装卸简单，经济性好。

Description

一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具
技术领域：本实用新型涉及一种夹具，尤其是一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具，属于金属零件激光沉积成形和修复技术领域。 
背景技术:激光沉积制造技术是指：以激光为热源，以金属粉末为原材料，基于层层叠加制造的快速原型原理，通过激光对同轴输送的金属粉末材料按照规划的扫描路径实现逐层熔化堆积，来成形（在基板上直接沉积成形制造一个完整零件，称为激光沉积成形）或修复（在损伤零件基体上沉积修复缺损部分，称为激光沉积修复）具有三维形状的金属功能零件的技术。它具有热输入能量可控以及柔性化制造特点，使得这项技术特别适合于精密、复杂结构的钛合金、高温合金等贵重金属材料零件的直接制造和修复，可有效缩短新产品开发周期、降低开发费用和开发风险，近年来逐渐受到了国内外研究者及相关厂商的关注，并已在航空钛合金零部件的修复和成形制造领域得到初步应用。在未来的一个时期内，激光沉积制造技术将得到飞速发展和广泛应用。 
在金属零件激光沉积制造技术研究和工程化应用中，激光沉积制造过程中的工件变形问题是阻碍激光沉积制造技术顺利发展和拓展应用的主要问题；特别在激光沉积修复应用领域，由于待修复工件已处于机械加工阶段甚至是精加工阶段或是已服役的零件，加工 余量小或没有加工余量，修复时不能发生工件变形，因为即使很小的变形量也将破坏工件结构的完整性。 
因此在激光沉积制造过程中，设计合理的工装夹具，对工件进行有效夹持，控制和防止工件变形，是沉积制造过程稳定进行的保障，也是保证沉积制造精度的前提。 
发明内容：针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具。 
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具，包括楔块、直杆、压块、底板、垫块、工作台和基板。底板中心设有定位孔与工作台连接。底板上一侧设有定位销孔，另一侧设有U型槽。直杆由底板底部穿过定位孔安装定位，一侧固定，另一侧可沿U型槽横向移动。压块上设有通孔，直杆穿过压块上的通孔，将压块固定在底板上。直杆的顶端设有楔形槽，楔块插入楔形槽内。垫块安装于底板上部，支撑基板。基板夹在两个压块之间。 
本柔性夹具在底板两侧分别设置压块，对基板受热弯曲方向施加反向压力，控制工件受热变形；同时固定一侧压块，另一侧设置U型槽实现压块的纵向移动，增大可夹持范围，实现柔性装夹。 
本柔性夹具底板设置定位孔，通过M6螺钉与工作台连接，方便装卸。 
本柔性夹具采用楔块压紧装置，通过楔块压紧对基板进行固定，可避免由螺栓夹紧引起的后期去应力热处理过程中螺纹变形导致基 板无法与夹具分离等问题。 
本柔性夹具采用直杆连接装置，直杆下端与底板固定，柱身与压块连接，直杆上端由楔块夹紧，装卸方便。 
本柔性夹具压块采用降低楔块压紧处高度的设计，可避免夹具与激光加工头发生干涉的问题。 
本柔性夹具压块压紧部分与基板上端和侧面相接触，实现对基板的有效限位，控制工件在各个方向受热变形；且压块由2个直杆安装定位，有效保证了夹具的刚度。 
本柔性夹具采用垫块装置，通过调整垫块的厚度，实现不同厚度基板的装夹；同时垫块尺寸略小于基板，两侧压块与垫块对基板施加反向挠度，实现预反装夹。如基板厚度过大，可单独制造大小合适的直杆与压块相配合，制作简单，经济性好。 
本实用新型具有如下优点： 
（1）基于预反装夹原理，采用压块对基板变形方向施加预置反作用力，有效避免基板变形。 
（2）采用可根据基板不同的宽度和厚度进行调节的设计，适用范围广，装卸简单，经济性好。 
（3）采用与工件相同的金属材料进行制造，夹具可与基板一体装卸，夹具可与工件一体进行去应力热处理，避免沉积制造后夹具卸载后工件的二次变形。 
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。 
图2是图1的俯视图。 
图3是底板的结构示意图。 
图4为压块示意图。 
图5是图4的右视图。 
图6为图4的俯视图。 
图7为直杆示意图。 
图8是图7的右视图。 
图9为楔块示意图。 
图10是图9的左视图。 
图中：1为楔块，2为直杆，3为压块，4为底板，5为垫块，6为工作台，7为基板，8为修复体或成形体 
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 
如图1-图10所示：一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具，包括楔块1、直杆2、压块3、底板4、垫块5、工作台6和基板7。底板4中心设有定位孔与工作台6连接。底板4上一侧设有定位销孔，另一侧设有U型槽。直杆2由底板4底部穿 过定位孔安装定位，一侧固定，另一侧可沿U型槽横向移动。压块3上设有通孔，直杆2穿过压块3上的通孔，将压块3固定在底板4上。直杆2的顶端设有楔形槽，楔块1插入楔形槽内。垫块5安装于底板4上部，支撑基板7。基板7夹在两个压块3之间。 
使用时将直杆2安装于底板4上，将压块3分别套入直杆2与底板4滑槽中；选取合适的垫块5，确保基板7与压块3压紧部分紧密连接；调整底板4的U型槽一侧压块3位置，确保两侧压块3与基板7紧密连接；以对角线顺序安装楔块1，将夹具连同基板7通过底板4固定在工作台6上；即可沉积制造修复体或成形体8。 
激光沉积制造完成后只需抬起底板4，可实现夹具和工件一体取出，进行后期去应力热处理。 

Claims (1)

1.一种基于预反装夹原理的金属零件激光沉积制造用柔性夹具，其特征在于：包括楔块、直杆、压块、底板、垫块、工作台和基板；底板中心设有定位孔与工作台连接，底板上一侧设有定位销孔，另一侧设有U型槽，直杆由底板底部穿过定位孔安装定位，一侧固定，另一侧可沿U型槽横向移动，压块上设有通孔，直杆穿过压块上的通孔，将压块固定在底板上，直杆的顶端设有楔形槽，楔块插入楔形槽内，垫块安装于底板上部，支撑基板，基板夹在两个压块之间。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104308599A (zh) * 2014-10-09 2015-01-28 济南澳海炭素有限公司 一种斜铁块切割固定装置
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CN112207289A (zh) * 2020-09-29 2021-01-12 沈阳工业大学 面向激光增材制造的柔性夹持装置和动态夹持方法

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