本發(fā)明屬于摩擦焊夾持工具技術領域,涉及一種大尺寸零件摩擦焊接夾具。
背景技術:
在摩擦焊接內孔直徑超過¢280mm、外徑超過310mm的管狀零件被稱為大尺寸零件,在對大尺寸零件進行摩擦焊接時,在主軸端的旋轉夾具采用通常的夾持被焊零件外圓的方式,雖然可以夾持焊接零件,但是由于零件外徑尺寸太大,使得旋轉夾具必須具備很大的外形尺寸,不僅使得旋轉夾具的轉動慣量很大,不利主軸剎車制動;而且旋轉夾具安裝在主軸上時由于外形尺寸大,撓度加大,主軸承受力差、使用壽命短,使得焊接后零件同軸度很差達不到使用要求。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸零件摩擦焊接夾具,解決了現(xiàn)有大尺寸零件的焊接夾持方式中存在的轉動慣量較大、焊接后零件同軸度差的問題。
本發(fā)明所采用的技術方案是,一種大尺寸零件摩擦焊接夾具,包括中空的主軸,主軸的一端設有油缸,主軸的另一端連接夾具本體,夾具本體內部設有夾緊塊,夾具本體的外壁上開設有定位孔,定位孔內設有鎖緊塊,主軸內部同軸套接有拉桿,拉桿的一端連接油缸的活塞桿,拉桿的另一端連接夾緊塊。
本發(fā)明的特點還在于,
其中拉桿的一端設有凸起柱a,凸起柱a的外壁上加工有外螺紋,油缸的活塞桿端部加工有螺紋孔a,凸起柱a與螺紋孔a通過螺紋旋合連接,拉桿的另一端開設有螺紋孔b,凸起柱a、螺紋孔b均設置在拉桿的中心軸線上。
其中夾緊塊包括圓柱形塊體a,塊體a的一端端部設有凸起柱b,凸起柱b的外壁設有外螺紋,凸起柱b伸入螺紋孔b內部并與螺紋孔b通過螺紋連接,塊體a的另一端設有圓臺狀塊體b,凸起柱b、塊體a及塊體b均同軸設置。
其中夾具本體中心處依次開設有孔a、過渡孔及孔b,孔a與夾具本體的一端端面貫通,孔b與夾具本體的另一端端面貫通,孔a與過渡孔均為圓孔,孔b為被截去錐頂且與圓臺狀塊體b形狀相適應的圓臺狀孔,孔a的孔徑小于過渡孔的孔徑,塊體a同軸設置在孔a內部,塊體b同軸設置在孔b內部,塊體b與孔b的形狀相適應。
其中孔b圓心角為15°~25°,塊體b的圓心角比孔b的圓心角小20′~40′。
其中鎖緊塊為T形結構,鎖緊塊的上端面為圓弧狀結構,鎖緊塊的上端面開設有定位槽,各鎖緊塊上的定位槽依次拼接構成環(huán)形槽,環(huán)形槽上套接有彈性鋼絲擋圈,彈性鋼絲擋圈上設有開口,鎖緊塊的底部加工有斜面,斜面與塊體b的外壁緊密接觸。
其中定位孔沿夾具本體的周向均勻開設有4個或8個。
本發(fā)明的有益效果是,本發(fā)明提供的焊接夾具,通過液壓力帶動夾具在焊接零件內部張開并對零件進行夾緊,替代了原有的在零件外圓上進行夾緊的裝夾方式,這樣在裝夾較大尺寸的零件時,夾具的尺寸不至于太大,避免了夾具轉動慣量較大的問題;同時,采用本發(fā)明提供的裝夾方式可提高焊接后零件的同軸度。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一種大尺寸零件摩擦焊接夾具的結構示意圖;
圖2是圖1中鎖緊塊的主視圖;
圖3是圖2的左視圖;
圖4是圖2沿A-A方向的剖視圖。
圖中,1.油缸,2.活塞桿,3.螺紋孔a,4.凸起柱a,5.主軸,6.拉桿,7.螺紋孔b;
8.夾緊塊,8-1.凸起柱b,8-2.塊體a,8-3.塊體b;
9.夾具本體,10.孔a,11.過渡孔,12.彈性鋼絲圈,13.孔b,14.被焊零件,15.鎖緊塊,16.定位槽,17.擋塊。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。
本發(fā)明一種大尺寸零件摩擦焊接夾具,結構如圖1所示,包括中空的主軸5,主軸5的一端設有油缸1,主軸5的另一端連接夾具本體9,夾具本體9內部設有夾緊塊8,夾具本體9的外壁上開設有定位孔,定位孔內設有鎖緊塊15,主軸5內部同軸套接有拉桿6(拉桿6與主軸5同軸),拉桿6的一端連接油缸1的活塞桿2,拉桿6的另一端連接夾緊塊8。
拉桿6的一端設有(圓柱狀)凸起柱a4,凸起柱a4的外壁上加工有外螺紋,油缸1的活塞桿2端部加工有螺紋孔a3(螺紋孔a3位于活塞桿端部的中心處),凸起柱a4與螺紋孔a3通過螺紋旋合連接,拉桿6的另一端開設有螺紋孔b7,凸起柱a4、螺紋孔b7均設置在拉桿6的中心軸線上。
夾緊塊8包括圓柱形塊體a8-2,塊體a8-2的一端端部設有(圓柱形)凸起柱b8-1,凸起柱b8-1的外壁設有外螺紋,凸起柱b8-1伸入螺紋孔b7內部并與螺紋孔b7通過螺紋連接,塊體a8-2的另一端設有圓臺狀塊體b8-3,凸起柱b8-1、塊體a8-2及塊體b8-3均同軸設置(凸起柱b8-1、塊體a8-2及塊體b8-3為組成夾緊塊8的三部分結構,即在鎖緊塊8上沿鎖緊塊8的中心軸線上依次加工有凸起柱b8-1、塊體a8-2及塊體b8-3,由于塊體b8-3為圓臺狀,因此塊體b8-3一端端面的直徑小于塊體b8-3另一端端面的直徑,塊體b8-3較小直徑的端面與塊體a8-2相接,塊體b8-3與塊體a8-2相接的端面半徑大于塊體a8-2的半徑,凸起柱b8-1的半徑小于塊體a8-2的半徑)。
夾具本體9中心處依次開設有孔a10、過渡孔11及孔b13,孔a10與夾具本體9的一端端面貫通,孔b13與夾具本體9的另一端端面貫通,孔a10與過渡孔11均為圓孔,孔b13為被截去錐頂且與圓臺狀塊體b8-3形狀相適應的圓臺狀孔,孔b13一端端面的孔徑小于孔b13另一端端面的孔徑,孔b13較小孔徑的端面與過渡孔11相接,孔b13與過渡孔11相接的端面孔徑小于過渡孔11的孔徑且大于孔a10的孔徑,即孔a10的孔徑小于過渡孔11的孔徑,塊體a8-2同軸設置在孔a10內部(即塊體a8-2與孔a10同軸),塊體b8-3同軸設置在孔b13內部,夾具本體9的相對兩側還分別設有擋塊17,擋塊17位于夾具本體9的一端端部且與主軸5的一端連接。
其中孔b13的圓心角為15°~25°,最佳角度為20°,(由于孔b13為圓臺狀孔,故孔b13的圓心角表示孔b13的母線與孔b13的中心線所成夾角的2倍,即若把孔b13補全成一個圓錐狀孔,孔b13的圓心角或圓錐頂角即為15°~25°),塊體b8-3的圓心角比孔b13的圓心角小20′~40′(由于塊體b8-3為圓臺狀,故塊體b8-3的圓心角表示塊體b8-3的母線與塊體b8-3的中心線所成夾角的2倍,即若把塊體b8-3補全成一個圓錐狀結構,塊體b8-3的圓心角或圓錐頂角即比孔b13的圓心角小20′~40′)。
其中定位孔沿夾具本體9的周向均勻開設有4個或8個,且各定位孔的中心位于夾具本體9外壁的同一圓周上。
如圖2~4所示,鎖緊塊15為T形結構,鎖緊塊15的上端面為圓弧狀結構,需要夾緊時,鎖緊塊15的上端圓弧面與被焊零件14的內壁接觸并將被焊零件14的內壁頂緊,鎖緊塊15的上端面開設有定位槽16(定位槽16與鎖緊塊15上端弧形面的弧線平行且等長),各鎖緊塊15上的定位槽16依次首尾拼接構成環(huán)形槽,即分布在夾具本體9上的鎖緊塊15沿著同一圓周分布,上一個鎖緊塊15上的定位槽16末端接著下一個鎖緊塊15上的定位槽16的首端;定位槽16設有至少兩個以上,各定位槽16之間相互平行且間隔相等,各鎖緊塊15上的每個定位槽16為一個環(huán)形槽的一部分,即鎖緊塊15上設有幾個定位槽16最終就會形成幾個環(huán)形槽,由于只有鎖緊塊15的豎向塊體伸入定位孔內部,因此,定位孔與鎖緊塊15的豎向塊體結構相適應,鎖緊塊15的橫向塊體上的圓弧面位于定位孔上方,夾緊焊接件時,鎖緊塊15的橫向塊體緊貼在被焊零件14的內壁上。
環(huán)形槽上套接有彈性鋼絲擋圈12,彈性鋼絲擋圈12上設有開口(這樣便于彈性鋼絲擋圈的安裝和拆卸),鎖緊塊15的底部加工有斜面,由于塊體b8-3為圓臺狀結構,因此塊體b8-3的外壁為弧形面,鎖緊塊15底部的斜面與塊體b8-3為線接觸,即塊體b8-3上的其中一條母線與鎖緊塊15底部的斜面接觸,鎖緊塊15底部的斜面與該母線平行使鎖緊塊15與塊體b8-3的外壁能夠緊密貼合。
本發(fā)明一種大尺寸零件摩擦焊接夾具的工作原理為,當需要對零件進行焊接時,將夾具本體9同軸套接在被焊零件14內部(本發(fā)明提供的夾具針對的是中空套管類零件),兩個擋塊17卡在被焊零件14的端部,當壓力油進入油缸1的有桿腔,油缸1的活塞桿2向左移動從而拉動拉桿6和夾緊塊8向左移動,塊體b8-3通過與鎖緊塊15形成的內外配合圓錐面使得鎖緊塊15做徑向移動向外張開,與被焊零件14的內孔接觸,隨著壓力的繼續(xù)增加被焊零件14被鎖緊塊15的上表面頂緊,完成了焊接前的對被焊零件14的裝夾;反之,當焊接完之后需要把夾具從被焊零件14中退出來時,當壓力油進入油缸1的無桿腔,油缸1的活塞桿2向右移動從而推動拉桿6和夾緊塊8向右移動,鎖緊塊15在自重和具有開口的彈性鋼絲圈12的彈性力作用下向內收縮,使得鎖緊塊15與被焊零件14的內孔脫離接觸,使得被焊零件14處于松開狀態(tài),便于拆卸被焊零件;夾具本體9內部開設錐形的孔b13,是為了保證在夾緊被焊零件14的過程中,油缸1受壓力油突然增大時,夾緊塊8的向右位移量不會太大,鎖緊塊15徑向位移就不大,從而不會將被焊零件14夾緊。