CN206084270U - 一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹，其特征包括：夹具本体、固定挡块、若干个活动挡块、压板；本实用新型能有效提高夹具的刚度和强度，防止夹具在加工过程中发生变形或断裂、以及防试板与工装夹具的粘连问题，从而提高焊接质量并降低生产成本。

Description

一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具

技术领域

本实用新型属于工装夹具技术领域，具体涉及一种基于搅拌摩擦焊接/加工用工装夹具。

背景技术

搅拌摩擦焊/加工过程中由于待焊工件是在高速旋转的搅拌工具沿着焊缝/加工区域移动完成加工过程的，因此必须使用专用的工装夹具下才能完成焊接。

搅拌摩擦焊/加工过程中由于搅拌头向被焊工件施加的顶锻力较大，采用普通工装垫板容易发生弯曲和断裂；另外在搅拌工具前进过程中，两个紧密贴合的对接板之间容易发生分离，最终无法得到合格的产品；加工完成后，加工工件与工装垫板上表面容易发生粘连，严重影响焊接质量和损坏工装夹具，因此需要专用的工装夹具才能完成整个焊接过程。

目前普通搅拌摩擦焊/加工用工装夹具在加工过程中很难保持设计要求的形位公差和相对位置公差，保证待加工工件的精度。另外夹具本身的刚度和强度不足，不能很好地控制焊件在焊接过程中变形，保证焊接质量。

发明内容

本实用新型针对普通工装夹具紧固能力不足、加工工件精度差等缺点，提出一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具，以期能有效提高夹具的刚度和强度，防止夹具在加工过程中发生变形或断裂、以及防试板与工装夹具的粘连问题，从而提高焊接质量并降低生产成本。

本实用新型为达到上述实用新型目的，采用如下技术方案：

本实用新型一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具的的包括：夹具本体、固定挡块、若干个活动挡块；

在所述夹具本体的两侧设置有一对固定挡块并通过所述固定挡块上方的装配螺钉固定；

在所述固定挡块之间的夹具本体上设置有“T”型槽底板，并通过所述固定挡块侧部的顶紧螺钉固定；

在所述“T”型槽底板上设置有若干个倒“T”型槽；在所述倒“T”型槽上相应设置有多个活动挡块；所述活动挡块通过螺钉和螺母固定在所述倒“T”型槽中；

由所述多个活动挡块围成一个加工区域，在所述加工区域中设置有加工板和防粘连垫板；所述加工板和防粘连垫板通过所述压板进行固定；

所述工装夹具能根据工件尺寸改变所述加工区域的范围以形成多尺寸加工结构。

本实用新型所述的工装夹具的特点也在于：所述活动挡块的结构包括：“L”型挡块和“U”型挡块，所述“L”型挡块和“U”型挡块平行放置在所述固定挡块之间，或是垂直放置在所述固定挡块之间。

与已有技术相比，并实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型通过各种挡块、压板、螺钉以及防粘连垫板的配合使用，并安装在搅拌摩擦焊机上，可完成不同厚度、不同尺寸材料的搅拌摩擦焊接或者搅拌摩擦加工，并具有以下优点：

(1)夹具适用范围广，可以固定夹持各种形状尺寸的工件；

(2)夹具紧固能力强，被夹持工件不会发生相对滑动或移动；

(3)耐高温、放粘连垫板的使用可以避免待加工工件和夹具本体发生冶金反应，有效保证了待加工工件的焊接/加工质量；

(4)夹具整体结构相对简单，能够在保证刚度和稳定性足够的前提下，减轻夹具整体结构的重量，降低成本，装卸方便。

2、本实用新型夹具本体通过倒T形螺栓紧固在搅拌摩擦焊机的工作台上，根据不同材料、不同工艺要求采用相应的压板、挡块以及顶紧螺钉等辅助部件将待加工工件紧固在工装夹具上，通过不同部件的协同使用，可以将加工工件紧固住而不发生滑动，顺利地完成整个搅拌摩擦焊接(或搅拌摩擦加工)过程。该种夹具整体牢固程度高，安全可靠，操作简便，适用于各种材料搅拌摩擦焊接或加工的固定。

附图说明

图1为本实用新型夹具整体结构示意图；

图2为本实用新型夹具分解示意图；

图3为本实用新型夹具本体示意图；

图4a为本实用新型长“U”型挡块；

图4b为本实用新型短“U”型挡块；

图4c为本实用新型长“L”型挡块；

图4d为本实用新型短“L”型挡块；

图4e为本实用新型压板；

图5为本实用新型防粘连垫板形状示意图；

图6为本实用新型挡块安装位置的倒T形螺栓和螺母配合示意图；

图7为本实用新型搅拌摩擦焊接和加工过程示意图；

图中标号：1为夹具本体，1-1为U形槽，1-2为倒T形槽，1-3为装配螺纹孔，1-4为立挡块安装槽；2为立挡块；3为顶紧螺钉；4为装配螺钉；5为挡块；6为防粘连垫板；7为压板；8为挡块；9为倒T形螺栓；10为螺母；11为待加工工件；12为搅拌头；13为夹具整体结构。

具体实施方式

本实施例中，如图1和图2所示，一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具，包括：夹具本体1、固定挡块2、若干个活动挡块。

如图1和图2所示，在夹具本体1的两侧设置有一对固定挡块2并通过固定挡块2上方的装配螺钉4固定；

如图1和图2所示，在固定挡块2之间的夹具本体1上设置有“T”型槽底板，并通过固定挡块2侧部的顶紧螺钉3固定；

如图3所示，在“T”型槽底板上设置有若干个倒“T”型槽；在倒“T”型槽上相应设置有多个活动挡块；活动挡块通过螺钉和螺母固定在倒“T”型槽中；

具体实施中，多个活动挡块围成一个加工区域，在加工区域中设置有加工板和防粘连垫板6；加工板和如图5所示的防粘连垫板6通过如图4e所示的压板7进行固定；

工装夹具能根据工件尺寸改变加工区域的范围以形成多尺寸加工结构。

如图4a～图4d所示，活动挡块的结构包括：“L”型挡块和“U”型挡块，“L”型挡块和“U”型挡块既可以平行放置在固定挡块(2)之间，也可以垂直放置在固定挡块(2)之间。

如图7所示，为本实用新型整个搅拌摩擦焊接/加工过程示意图，整个制造过程由以下步骤组成：

步骤(1)、首先用倒T形螺栓通过图3中的U形槽1-1将夹具本体固定在搅拌摩擦焊机的工作台合适的位置上，一般选择居中的位置，可以保证水平方向力的均匀分布；

步骤(2)、如图6所示，将倒T形螺栓9(用于安装挡块、压板)推送至夹具本体1中的倒T形槽1-2中。倒T形螺栓9提前安放，否则安装好立挡块2后将无法安装；

如上述步骤(1)和步骤(2)中，夹具本体主要包括U形槽、倒T形槽以及紧固螺钉孔等部分。U形槽的作用是将夹具本体固定在搅拌摩擦焊机的工作台上；倒T形槽的作用是为挡块及压板提供安装固定的轨道，挡块和压板可以通过螺栓和螺母的配合(如图6所示)在倒T形槽中随意移动位置，实现任意形状尺寸(不大于夹具上表面面积)材料的夹持固定。在夹具本体的两侧设置有一对固定挡块并通过上方的装配螺钉固定安装在夹具本体的立挡块安装槽中。

步骤(3)、将两侧立挡块2通过装配螺钉4安装在夹具本体1上，安装过程中要注意紧固螺钉的紧固顺序，以保证整个立挡块能正确安装在夹具本体1上；具体实施中，立挡块两侧各有3个螺纹孔，用于安装不同长度的顶紧螺钉，配合不同形状的挡块和压板的使用可实现待加工工件的紧固。

步骤(4)、将放粘连垫板6安放在夹具中的合适位置上后，把待加工工件安放在放粘连垫板6上；防粘连垫板6采用具有良好的耐热性和放粘连特性的热模具钢制作，可以保证待加工工件不会粘连在工装夹具本体上。

步骤(5)、结合不同形状及板厚的工件使用不同形状大小的“U”形或“L”形挡块将待加工工件紧固在夹具本体1上，在通过压板7压紧固定；

“U”形或“L”形挡块根据实际需求既可以平行放置于于夹具本体中的倒T形槽中，也可以垂直放置于夹具本体中的倒T形槽中。几种挡块可以根据实际加工零件的厚度和大小来配合使用，较厚较大的工件的选择图4a或图4c中的挡块，较薄较小的工件选择图4b或图4d中的挡块。

“U”形或“L”形挡块只有中部一个定位孔，安装配置的自由度更高，可以根据实际需求将多个挡块配合起来使用。

压板采用具有高强度和刚度的材料制备并黑化处理，可以保证待加工工件夹紧的稳定性。

步骤(6)、选择合适的加工参数对待加工工件进行焊接/加工过程；

步骤(7)、加工完成后，待工件降温至室温后按相反的顺序拆卸工装夹具，完成整个搅拌摩擦焊接/加工过程；

步骤(8)、如需多次加工若干个工件，只需重复步骤(4)～(6)即可；

需要注意的是：在以上步骤(4)～(6)过程中，每次进行完一道次搅拌后需降温至室温，防止放粘连垫板在多次搅拌后与夹具粘连在一起，影响其使用寿命。

综上所述，本实用新型所述的一种基于搅拌摩擦焊接/加工用工装夹具，适用范围广，可以固定夹持各种形状尺寸的工件；紧固能力强，被夹持工件不会发生滑动或移动；整体结构相对简单，安装方便，通过各种挡块、压板、螺钉以及防粘连垫板的配合使用，可以在搅拌摩擦焊机上完成各种材料的焊接/加工。

Claims (2)

1.一种应用于搅拌摩擦焊接和加工的工装夹具，其特征包括：夹具本体(1)、固定挡块(2)、若干个活动挡块；

在所述夹具本体(1)的两侧设置有一对固定挡块(2)并通过所述固定挡块(2)上方的装配螺钉(4)固定；

在所述固定挡块(2)之间的夹具本体(1)上设置有“T”型槽底板，并通过所述固定挡块(2)侧部的顶紧螺钉(3)固定；

在所述“T”型槽底板上设置有若干个倒“T”型槽；在所述倒“T”型槽上相应设置有多个活动挡块；所述活动挡块通过螺钉和螺母固定在所述倒“T”型槽中；

由所述多个活动挡块围成一个加工区域，在所述加工区域中设置有加工板和防粘连垫板(6)；所述加工板和防粘连垫板(6)通过压板(7)进行固定；

所述工装夹具能根据工件尺寸改变所述加工区域的范围以形成多尺寸加工结构。

2.根据权利要求1所述的工装夹具，其特征是：所述活动挡块的结构包括：“L”型挡块和“U”型挡块，所述“L”型挡块和“U”型挡块平行放置在所述固定挡块(2)之间，或是垂直放置在所述固定挡块(2)之间。