CN211614757U - 一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，包括基座、固定安装在基座上的卡盘体、工件定位托盘和安装在卡盘体上的卡爪，所述卡爪能够沿卡盘体的中心向外滑动，所述卡盘体内安装有驱动卡爪的机械驱动组件，所述卡爪至少设置有八个，沿卡盘体周向均匀分布。本实用新型能够形成紧凑的内撑点，提供反向的承载力缓冲外圆周机加工时的加工压力，避免工件的形变，提高焊接质量。

Description

一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，具体涉及一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置。

背景技术

随着电动汽车等新能源汽车产业的飞速发展，对于汽车轻量化提出了更高的要求。而轮毂的减重对汽车能耗的影响远远高于其它部位减重带来的影响。因而，在现有铸造成型的铝合金轮毂的基础上，出现了超轻铝合金轮毂。超轻铝合金轮毂采用特殊工艺，轮辐和轮辋分离加工，而后将二者结合固定为整体。而轮辋是由铝合金板经过一系列工艺加工而成的。加工成型后，需要将轮辋和轮辐复合，然后焊接成为一体。

为了保证加工后轮毂的强度和力学性能，轮辋和轮辐的焊接需要应用搅动摩擦焊工艺来完成。而加工成型后的轮毂，需要是规整的圆形，不能存在错位和形变。由于搅动摩擦焊焊接时，焊接的焊头与工件之间的压力较大，为了保证焊接质量，需要牢固的将工件固定在焊机上。现有的固定装置一般是采用内撑式的固定机构，能够较为牢固的将工件固定，不会因焊接时焊头的重压而松动，导致工件移位。然而现有的固定机构在使用时，焊接后的轮毂报废率较高，容易存在局部变形和凹陷等问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，能够形成紧凑的内撑点，提供反向的承载力缓冲搅动摩擦焊焊头的压力，避免工件的形变，提高焊接质量。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，包括基座、固定安装在基座上的卡盘体、工件定位托盘和安装在卡盘体上的卡爪，所述卡爪能够沿卡盘体的中心向外滑动，所述卡盘体内安装有驱动卡爪的机械驱动组件，所述卡爪至少设置有八个，沿卡盘体周向均匀分布。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述卡爪的外端面为与被加工工件内侧面相适配的弧形面。

进一步，所述卡爪外端面的宽度占所加工工件内周长的1/25～1/10。

进一步，所述卡盘体内安装的驱动卡爪的机械驱动组件为顶推组件，所述顶推组件外沿设置有与卡爪数量一致的楔形块，所述卡爪内侧的下部设置有对应的楔形面，所述楔形块与楔形面对位配合。

优选的，所述顶推组件上固定开设有用于连接液压驱动机构的连接部。

进一步，所述卡爪设置有7～12个。

进一步，所述内撑式定位夹紧装置还包括有定位托盘调节机构，用于调节工件定位托盘的高度。

优选的，所述定位托盘调节机构包括调节螺栓和调节螺母，所述调节螺母固定连接在工件定位托盘上，调节螺栓安装在基座上。

进一步，所述卡爪和卡盘体之间通过燕尾槽或T型槽滑动连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型以通过设置7个以上的卡爪，并且通过机械驱动的方式，在牢固固定工件的同时，能够提供足够的外撑承载力，以部分抵消搅动摩擦焊焊头给工件所带来的压力，从而有效保证焊接后的工件质量，有效避免工件在焊接过程中局部变形或者凹陷，极大降低了报废率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构示意图；

图中：1、基座，2、卡盘体，3、卡盘，4、顶推组件，5、卡爪，6、连接部，7、工件定位托盘，8、调节螺母，9、调节螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型设计的一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，包括基座1、固定安装在基座1上的卡盘体2、工件定位托盘7和安装在卡盘体2上的卡爪5，所述卡爪5能够沿卡盘体2的中心向外滑动。通过卡爪5的外撑，卡紧工件，以实现对工件的内撑固定。

所述卡盘体2内安装有驱动卡爪5的机械驱动组件，所述卡爪5至少设置有八个，沿卡盘体2周向均匀分布。

在铝合金超轻轮毂加工过程中，轮辋和轮辐的焊接是核心工艺，也是决定产品质量的关键工艺。需要保证焊接后成型的轮毂内部应力保持一致，机械性能良好，而且轮毂呈规则的正圆，不能出现局部形变或者凹陷等瑕疵。而实际在加工时，焊接后的轮毂往往存在着质量问题，焊接后轮毂并非正圆、局部有凹陷点，存在的局部的细微形变等。这样的轮毂安装到车辆上极其容易导致安全事故的发生。这也是本领域较难解决的难题。

发明人在长期研究焊接过程和焊接工艺后发现，导致这一问题的核心原因是由于搅动摩擦焊工艺本身导致的。搅动摩擦焊工艺在焊接时，焊头需要紧抵住焊接点，焊接时瞬时的局部压力能够达到500公斤以上，甚至超过1吨。这样巨大的压力很容易就会超出铝合金材料的承受极限，导致局部发生形变。

通过细致的研究，发明人发现，上述问题与内撑式的夹具有很大的关联性。现有的内撑式夹具，卡爪5一般是5～6个，卡爪5之间的间隔较大，因而很容易导致焊接时产生形变。经过反复实验研究，发明人最终确定，将卡爪5数量设置在7个以上时，卡爪5之间的间隔距离较小，工件被内撑固定后，内撑点较为紧凑，可以提供反向的内撑力，抵消一部分焊头的压力，再加上铝合金材质本身的硬度和耐压性能，可以保证在焊接过程中，焊头的压力经抵消后不会超出材料的承受极限，有效避免形变的发生。本实用新型优选将卡爪5的数量控制在8～12个。

上述技术问题和核心原因是本领域并未公开的，是发明人付出创造性劳动，通过长时间的研究和不断试验和测试后总结得出的。

而为了部分抵消焊头的压力，除了卡爪5的数量需要在7个以上外，还需要配合机械驱动组件驱动卡爪5。由于焊头压力过大，要实现抵消焊头的压力，在紧凑的布置内撑点的同时，还需要通过推杆、顶块等“硬”连接的驱动结构驱动卡爪5。直接通过液压驱动卡爪5，或者通过气动驱动，均难以提供足够的外撑力，以抵消焊头的压力。

本实用新型还提供了改进的技术方案，在改进的技术方案中，所述卡盘体2内安装的驱动卡爪5的机械驱动组件为顶推组件4。所述顶推组件4外沿设置有与卡爪5数量一致的楔形块，所述卡爪5内侧的下部设置有对应的楔形面，所述楔形块与楔形面对位配合。本实用新型的楔形块与楔形面为两个对位的斜面结构，通过推动顶推组件4，可以推动楔形块，而楔形块具有斜面，能够配合楔形面推动卡爪5向外滑动。

优选的，所述顶推组件4上固定开设有用于连接液压驱动机构的连接部6。所述连接部6可以是连接孔，也可以是连接面或者连接件。采用液压驱动顶推组件4是考虑到经过传导，焊头压力传导至顶推组件4会由横向转化为竖直方向，压力会减小，液压驱动完全能够承载上述压力。

为了保证精确定位，所述卡爪5和卡盘体2之间可以通过燕尾槽滑动连接。同时，可以再卡盘体2表面设置卡盘3，以增加卡盘体2的强度和承载力。

本实用新型还提供了改进的技术方案，在改进的技术方案中，所述卡爪5的外端面为与被加工工件内侧面相适配的弧形面。

这样能够更好的让卡爪5与被加工工件结合，提供承载力，也能够避免加工时，由于压力较大，使得卡爪5顶伤工件内侧面。

本实用新型还提供了改进的技术方案，在改进的技术方案中，所述卡爪5外端面的宽度占所加工工件内周长的1/25～1/10。

这样能够使得内撑点更为紧凑，效果更佳。

为了适应不同尺寸工件的需要，本实用新型所述内撑式定位夹紧装置还包括有定位托盘调节机构，用于调节工件定位托盘7的高度。所述定位托盘调节机构可以是调节螺栓机构，也可以是液压机构，或者是垫块。

本实用新型的定位托盘调节机构优选采用调节螺栓机构，包括调节螺栓9和调节螺母8，所述调节螺母8固定连接在工件定位托盘7上，调节螺栓9安装在基座1上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，包括基座(1)、固定安装在基座(1)上的卡盘体(2)、工件定位托盘(7)和安装在卡盘体(2)上的卡爪(5)，所述卡爪(5)能够沿卡盘体(2)的中心向外滑动，其特征在于：所述卡盘体(2)内安装有驱动卡爪(5)的机械驱动组件，所述卡爪(5)至少设置有八个，沿卡盘体(2)周向均匀分布。

2.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述卡爪(5)的外端面为与被加工工件内侧面相适配的弧形面。

3.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述卡爪(5)外端面的宽度占所加工工件内周长的1/25～1/10。

4.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述卡盘体(2)内安装的驱动卡爪(5)的机械驱动组件为顶推组件(4)，所述顶推组件(4)外沿设置有与卡爪(5)数量一致的楔形块，所述卡爪(5)内侧的下部设置有对应的楔形面，所述楔形块与楔形面对位配合。

5.根据权利要求4所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述顶推组件(4)上固定开设有用于连接液压驱动机构的连接部(6)。

6.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述卡爪(5)设置有7～12个。

7.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述内撑式定位夹紧装置还包括有定位托盘调节机构，用于调节工件定位托盘(7)的高度。

8.根据权利要求7所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述定位托盘调节机构包括调节螺栓(9)和调节螺母(8)，所述调节螺母(8)固定连接在工件定位托盘(7)上，调节螺栓(9)安装在基座(1)上。

9.根据权利要求1所述的用于筒状零件装夹的内撑式定位夹紧装置，其特征在于：所述卡爪(5)和卡盘体(2)之间通过燕尾槽或T型槽滑动连接。

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