一种位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具的制作方法

[0001]
本发明涉及搅拌摩擦焊技术领域，具体为一种位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具。


背景技术：

[0002]
搅拌摩擦焊技术用于铝合金材料的焊接，其原理是在常温下，两个金属在搅拌头的搅拌摩擦作用下，通过本体的局部组织相互融合达到焊接目的，在焊接过程中，工件需要承受较大的机械应力和热应力，因此必须采用工装固定。
[0003]
现有的搅拌摩擦焊一般采用手动快速夹钳、压板等简易工装实现夹紧，其简易工装只能夹紧材料的四周，无法对异形、表面不平整的材料进行完全固定，焊接过程中容易发生移动，从而影响焊接质量，另外现有的夹具工作台不具有高度调节功能，无法对不同厚度的材料进行快速拼接，从而影响工作效率。
[0004]
因此发明了一种可对异形、表面不平整材料进行固定以及快速对不同厚度材料进行拼接的位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的在于：为了解决的问题，提供一种位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具。
[0006]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具，包括底座以及升降台机构，所述底座顶端设置有工作槽，所述底座的内壁侧面设置有限位槽，所述升降台机构位于工作槽的内部，所述升降台机构的顶端设置有滑槽，所述滑槽的内壁套接有固定夹具机构，所述底座顶端位于工作槽的两端设置有固定柱，所述固定柱外壁靠近顶端位置连接有一号滑轨、二号滑轨，所述一号滑轨、二号滑轨分别位于底座顶端两侧的正上方，所述一号滑轨、二号滑轨的外壁套接有一号活动支架、二号活动支架，所述二号活动支架位于一号活动支架的一端，所述一号活动支架、二号活动支架的顶端设置有一号电动推杆，所述一号电动推杆输出端贯穿一号活动支架、二号活动支架的底端连接有气动夹具机构，所述气动夹具机构的顶端连接有进气管、排气管，所述排气管位于进气管一侧，所述气动夹具机构的内部设置有伸缩针机构，所述一号活动支架、二号活动支架靠近一号滑轨的一侧外壁设置有锁紧螺栓。
[0007]
优选地，所述升降台机构包括一号工作台、二号工作台、滑槽、二号电动推杆以及三号电动推杆，所述一号工作台、二号工作台位于工作槽内部，所述二号工作台位于一号工作台一端，所述二号电动推杆、三号电动推杆位于底座的内部，所述二号电动推杆的输出端一号工作台底端连接，所述三号电动推杆输出端与二号工作台底端连接，所述滑槽位于一号工作台、二号工作台的顶端，所述一号工作台、二号工作台与工作槽内壁侧面接触的位置设置有限位块，所述限位块与限位槽相互套接。
[0008]
优选地，所述固定夹具机构包括滑块、连接柱、活动柱、连接杆、螺纹孔、螺纹杆、旋
钮、转动块以及夹块，所述滑块位于滑槽内部，所述连接柱位于滑块的顶端，所述活动柱位于连接柱的顶端，所述连接柱贯穿至活动柱内部连接有圆块，所述连接杆位于活动柱外壁靠近顶端位置处，所述螺纹孔位于连接杆顶端并贯穿至连接杆底端，所述螺纹杆与螺纹孔内壁相互套接，所述旋钮位于螺纹杆顶端，所述转动块位于螺纹杆底端，所述夹块与转动块外壁相互套接，所述夹块的底端设置有橡胶片。
[0009]
优选地，所述气动夹具机构包括夹具箱、底板、孔槽、进气孔、排气孔以及气舱，所述夹具箱顶端与一号电动推杆的输出端连接，所述进气孔、排气孔位于夹具箱顶端，所述进气孔、排气孔位于一号电动推杆的一端，所述排气孔位于进气孔一侧，所述底板位于夹具箱底端，所述孔槽位于底板底端并贯穿底板顶端，所述气舱位于夹具箱的内部，所述夹具箱内部位于气舱下方设置有伸缩针机构。
[0010]
优选地，所述伸缩针机构包括连接管、伸缩针、伸缩仓、压缩块、压缩弹簧以及活塞块，所述连接管顶端与气舱底端连接，所述伸缩仓位于连接管内部，所述伸缩仓贯穿连接管顶端与并延伸贯穿至气舱内部，所述压缩块、压缩弹簧以及活塞块位于伸缩仓内部，所述压缩弹簧位于压缩块顶端，所述活塞块位于压缩弹簧顶端，所述伸缩针顶端贯穿至伸缩仓内部与压缩块底端连接。
[0011]
优选地，所述伸缩针机构数量设置有多个，所述多个伸缩针机构成矩形阵列均匀分布在夹具箱内部，所述伸缩针底端贯穿孔槽至底板的底部。
[0012]
优选地，所述限位槽的数量设置有多个，多个所述限位槽均匀分布在工作槽的内壁侧面。
[0013]
优选地，所述进气孔外壁与进气管相互套接，所述排气孔外壁与排气管相互套接。
[0014]
优选地，所述滑槽数量设置有多个，多个所述滑槽均匀分布在一号工作台、滑槽的顶端，所述滑块的外壁直径与滑槽的槽宽相匹配。
[0015]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0016]
1、本发明通过设置固定夹具机构、滑块、连接柱、圆块、活动柱、连接杆、螺纹孔、螺纹杆、旋钮、转动块、夹块、橡胶片以及滑槽可对异形边沿的材料进行固定，固定夹具机构通过滑块沿着滑槽的内壁移动至材料附近，通过转动活动柱使夹块旋转至材料上方，通过旋转旋钮带动螺纹杆转动，螺纹杆转动的同时会向下推动夹块对材料进行固定操作，夹块底端的橡胶片可增加夹块的摩擦力使固定更加牢固，且可以避免固定操作过程中划伤材料表面，通过转动块使螺纹杆转动夹块与材料可以保存相对静止状态，通过多个固定夹具机构与滑槽相互配合可以更好的对异形材料进行边沿固定操作；
[0017]
2、本发明通过设置气动夹具机构、夹具箱、底板、孔槽、进气孔、排气孔、气舱、进气管、排气管、伸缩针机构、连接管、伸缩针、伸缩仓、压缩块、压缩弹簧、活塞块可对表面不平整的材料进行固定，通过伸缩针、伸缩仓、压缩块、压缩弹簧、活塞块的相互配合可使伸缩针底端与材料的不平整端面紧密贴合，通过外部气泵、进气管、进气孔可对气舱进行灌气加压，通过高压气体进入伸缩仓内部对活塞块施加向下作用力，使伸缩针锁止即材料被完全固定，通过气动夹具机构与伸缩针机构相互配合可有效固定表面不平整的材料；
[0018]
3、本发明通过设置一号工作台、二号工作台、二号电动推杆、三号电动推杆、限位块以及限位槽可实现材料高度调节，即可实现不同厚度材料的快速拼接，通过一号工作台、二号工作台分别放置两个待焊接的材料，通过二号电动推杆、三号电动推杆可带动一号工
作台、二号工作台进行上下移动，即可实现材料的高度调节以便进行快速拼接，限位块与限位槽相互配合可对工作台的移动进行限位，使工作台移动更稳定。
附图说明
[0019]
图1为本发明的结构示意图；
[0020]
图2为本发明的结构剖视图；
[0021]
图3为本发明的图1中a处位置的放大图；
[0022]
图4为本发明的图1中b处位置的放大图；
[0023]
图5为本发明的图2中c处位置的放大图；
[0024]
图6为本发明的固定夹具机构的结构示意图；
[0025]
图7为本发明的固定夹具机构的剖视爆炸图；
[0026]
图8为本发明的气动夹具机构的剖视爆炸图；
[0027]
图9为本发明的伸缩针机构的剖视爆炸图。
[0028]
图中：1、底座；101、工作槽；102、限位槽；2、升降台机构；201、一号工作台；202、二号工作台；203、滑槽；204、二号电动推杆；205、三号电动推杆；206、限位块；3、固定夹具机构；301、滑块；302、连接柱；3021、圆块；303、活动柱；304、连接杆；305、螺纹孔；306、螺纹杆；307、旋钮；308、转动块；309、夹块；3091、橡胶片；4、固定柱；5、一号滑轨；6、二号滑轨；7、一号活动支架；8、二号活动支架；9、一号电动推杆；10、气动夹具机构；1001、夹具箱；1002、底板；1003、孔槽；1004、进气孔；1005、排气孔；1006、气舱；11、进气管；12、排气管；13、锁紧螺栓；14、伸缩针机构；1401、连接管；1402、伸缩针；1403、伸缩仓；1404、压缩块；1405、压缩弹簧；1406、活塞块。
具体实施方式
[0029]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0030]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”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发明中的具体含义。下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
[0031]
本发明中提到的一号电动推杆(dsdg25)、二号电动推杆(dsdg25)、三号电动推杆(dsdg25)均可在市场或者私人订购所得。
[0032]
请参阅图1-9，一种位置可调的铝合金搅拌摩擦焊的工装夹具，包括底座1以及升降台机构2，底座1顶端设置有工作槽101，底座1的内壁侧面设置有限位槽102，升降台机构2位于工作槽101的内部，升降台机构2的顶端设置有滑槽203，滑槽203的内壁套接有固定夹具机构3，底座1顶端位于工作槽101的两端设置有固定柱4，固定柱4外壁靠近顶端位置连接有一号滑轨5、二号滑轨6，一号滑轨5、二号滑轨6分别位于底座1顶端两侧的正上方，一号滑轨5、二号滑轨6的外壁套接有一号活动支架7、二号活动支架8，二号活动支架8位于一号活动支架7的一端，一号活动支架7、二号活动支架8的顶端设置有一号电动推杆9，一号电动推杆9输出端贯穿一号活动支架7、二号活动支架8的底端连接有气动夹具机构10，气动夹具机构10的顶端连接有进气管11、排气管12，排气管12位于进气管11一侧，气动夹具机构10的内部设置有伸缩针机构14，一号活动支架7、二号活动支架8靠近一号滑轨5的一侧外壁设置有锁紧螺栓13。
[0033]
请着重参阅图2和图5，升降台机构2包括一号工作台201、二号工作台202、滑槽203、二号电动推杆204以及三号电动推杆205，一号工作台201、二号工作台202位于工作槽101内部，二号工作台202位于一号工作台201一端，二号电动推杆204、三号电动推杆205位于底座1的内部，二号电动推杆204的输出端一号工作台201底端连接，三号电动推杆205输出端与二号工作台202底端连接，滑槽203位于一号工作台201、二号工作台202的顶端，一号工作台201、二号工作台202与工作槽101内壁侧面接触的位置设置有限位块206，限位块206与限位槽102相互套接，通过二号电动推杆204、三号电动推杆205可对一号工作台201、二号工作台202进行上下高度调节，可以更好进行不同厚度材料之间的焊接操作。
[0034]
请着重参阅图3、图6和图7，固定夹具机构3包括滑块301、连接柱302、活动柱303、连接杆304、螺纹孔305、螺纹杆306、旋钮307、转动块308以及夹块309，滑块301位于滑槽203内部，连接柱302位于滑块301的顶端，活动柱303位于连接柱302的顶端，连接柱302贯穿至活动柱303内部连接有圆块3021，连接杆304位于活动柱303外壁靠近顶端位置处，螺纹孔305位于连接杆304顶端并贯穿至连接杆304底端，螺纹杆306与螺纹孔305内壁相互套接，旋钮307位于螺纹杆306顶端，转动块308位于螺纹杆306底端，夹块309与转动块308外壁相互套接，夹块309的底端设置有橡胶片3091，固定夹具机构3可对待焊接材料的边沿进行固定限位，通过转动旋钮307带动螺纹杆306转动，通过螺纹杆306与螺纹孔305的相互配合，螺纹杆306转动的同时会向下运动，即可推动夹块309与材料紧密接触对材料进行固定，夹块309底端的橡胶片3091可增加夹块309的摩擦力，且避免对材料表面产生划伤。
[0035]
请着重参阅图8，气动夹具机构10包括夹具箱1001、底板1002、孔槽1003、进气孔1004、排气孔1005以及气舱1006，夹具箱1001顶端与一号电动推杆9的输出端连接，进气孔1004、排气孔1005位于夹具箱1001顶端，进气孔1004、排气孔1005位于一号电动推杆9的一端，排气孔1005位于进气孔1004一侧，底板1002位于夹具箱1001底端，孔槽1003位于底板1002底端并贯穿底板1002顶端，气舱1006位于夹具箱1001的内部，夹具箱1001内部位于气舱1006下方设置有伸缩针机构14，通过一号电动推杆9可带动启动夹具机构进行上下运动，可以通过进气孔1004向气舱1006内灌入气体进行加压，排气孔1005进行排气。
[0036]
请着重参阅图9，伸缩针机构14包括连接管1401、伸缩针1402、伸缩仓1403、压缩块1404、压缩弹簧1405以及活塞块1406，连接管1401顶端与气舱1006底端连接，伸缩仓1403位于连接管1401内部，伸缩仓1403贯穿连接管1401顶端与并延伸贯穿至气舱1006内部，压缩
块1404、压缩弹簧1405以及活塞块1406位于伸缩仓1403内部，压缩弹簧1405位于压缩块1404顶端，活塞块1406位于压缩弹簧1405顶端，伸缩针1402顶端贯穿至伸缩仓1403内部与压缩块1404底端连接，在进行材料固定操作时，伸缩针1402的底端与材料接触并受到挤压，伸缩针1402通过压缩块1404挤压压缩弹簧1405，并将活塞块1406向上推动，此结构可使伸缩针1402紧密贴合材料表面，在气舱1006内灌入气体加压时，气体会进入伸缩仓1403内对活塞块1406施加向下的挤压力，通过压缩弹簧1405、压缩块1404的传动可使伸缩针1402将材料固定。
[0037]
请着重参阅图8，伸缩针机构14数量设置有多个，多个伸缩针机构14呈矩形阵列均匀分布在夹具箱1001内部，伸缩针1402底端贯穿孔槽1003至底板1002的底部，通过多个伸缩针机构14的相互配合，可以更好的对表面不平整的待焊接材料进行固定。
[0038]
请着重参阅图1，限位槽102的数量设置有多个，多个限位槽102均匀分布在工作槽101的内壁侧面，通过限位块206与限位槽102的相互配合，可以对一号工作台201、二号工作台202进行限位。
[0039]
请着重参阅图4和图1，进气孔1004外壁与进气管11相互套接，排气孔1005外壁与排气管12相互套接，通过此结构可对气动夹具机构10进行加压和泄压操作。
[0040]
请着重参阅图1和图3，滑槽203数量设置有多个，多个滑槽203均匀分布在一号工作台201、滑槽203的顶端，滑块301的外壁直径与滑槽203的槽宽相匹配，固定夹具机构3能够以滑块301为中心沿着滑槽203内壁进行移动。
[0041]
工作原理：此夹具在使用时，可将两个待焊接的材料分别放置在一号工作台201、二号工作台202上，其焊接缝位置位于的一号工作台201与二号工作台202的接口位置，通过固定夹具机构3可对材料边沿进行固定，如果两个材料的厚度不一样，可通过二号电动推杆204、三号电动推杆205对一号工作台201、二号工作台202的高度进行调节，使两个材料的表面平齐以便于焊接，在此过程中通过限位块206与限位槽102的配合可对两个工作台进行限位，使工作台的运行更稳定，在焊接缝对准后可拧松锁紧螺栓13，通过推动一号活动支架7和二号活动支架8使气动夹具机构10移动至材料上方，通过一号电动推杆9可推动气动夹具机构10与材料表面紧密接触对材料进行固定，避免焊接过程产生移动而影响焊接质量，在材料完全固定住后即可启动焊接装置对材料进行焊接操作了，固定夹具机构3在进行材料边沿夹紧操作时，固定夹具机构3可通过滑块301沿着滑槽203的内壁移动至材料附近，之后可根据材料边沿情况转动活动柱303使夹块309旋转至材料上方，通过旋转旋钮307带动螺纹杆306转动，螺纹杆306转动的同时会向下推动夹块309对材料进行固定操作，通过夹块309底端的橡胶片3091可增加夹块309的摩擦力使固定更加牢固，且可以避免固定操作过程中划伤材料表面，通过转动块308使螺纹杆306转动夹块309与材料可以保存相对静止状态，通过多个固定夹具机构3与滑槽203相互配合可以更好的对异形材料进行边沿固定操作，气动夹具机构10的固定操作是与伸缩针机构14相互配合来完成的，在一号电动推杆9推动气动夹具机构10向材料移动时，伸缩针1402会最先与材料接触并受到挤压，伸缩针1402通过压缩块1404挤压压缩弹簧1405，并将活塞块1406向上推动，通过多个伸缩针机构14的相互配合，可使伸缩针1402与材料表面完全贴合，此结构使气动夹具机构可以对表面不平整的材料进行固定，之后通过气泵、进气管11、进气孔1004相互配合对在气舱1006内灌入气体加压，气体随之会进入伸缩仓1403内对活塞块1406施加向下的挤压力，通过压缩弹簧1405、压
缩块1404的传动可使伸缩针1402锁止不动，即可将材料完全固定，通过气动夹具机构10与固定夹具机构3的相互配合可有效避免材料在焊接过程中发生移动，有效提高焊接质量，在材料焊接好后通过排气管12、排气孔1005对气舱1006内进行泄压以便进行二次焊接操作，之后反向启动一号电动推杆9就可松开气动夹具机构10。
[0042]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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