一种摩擦焊机及其径向摩擦焊夹具的制作方法

本发明涉及摩擦焊设备技术领域，特别涉及一种摩擦焊机及其径向摩擦焊夹具。

背景技术：

摩擦焊机是以摩擦热为热源，通过机械摩擦运动使焊件之间的摩擦表面产生热量，然后施加轴向或者径向的压力，使焊件摩擦表面发生塑性变形，从而实现焊件的牢固连接。

现有技术中，摩擦焊机主要由机身、主轴箱、主油缸、夹具以及滑台等组成，其中，夹具根据焊接方式的不同分为径向摩擦焊夹具和轴向摩擦焊夹具，目前的径向摩擦焊夹具一般由锥套、夹头体以及多个夹钳构成，其中，夹头体、锥套从里到外依次同轴设置且轴套可沿自身轴向滑动，多个夹钳沿周向均匀分布在夹头体上且可沿夹头体的径向滑动，夹钳与轴套配合将轴套沿自身轴向的往复滑动转换为夹钳沿夹头体径向的相互靠拢或分开，夹钳上远离锥套的一侧表面为用于夹持工件的夹持面；在焊接过程中，由于焊件之间发生摩擦，会使夹具承受较大的扭转力，导致夹具容易受损，使用寿命降低，进而需要经常对夹具进行维护及更换，提高了工作量及生产成本。

因此，如何提供一种用于摩擦焊机的径向摩擦焊夹具，使其能够承受较大的扭转力，延长其使用寿命，减少维护次数，降低使用成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种摩擦焊机及其径向摩擦焊夹具，以达到使其能够承受较大的扭转力，延长其使用寿命，减少维护次数，降低使用成本的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种径向摩擦焊夹具，包括锥套、夹头体以及多个夹钳，所述锥套同轴套装在所述夹头体外侧且所述锥套可沿自身轴向滑动，所述多个夹钳沿周向均匀分布在所述夹头体上且可沿所述夹头体的径向滑动，所述锥套与所述多个夹钳配合将所述锥套沿自身轴向的往复运动转化为所述多个夹钳沿所述夹头体径向相互靠拢以夹紧工件或相互分开以放开工件，所述夹钳可滑动地设置于所述夹头体的滑槽内且所述夹钳至少一个侧面与所述夹头体的滑槽内侧壁之间为凹凸定位结构，所述凹凸定位结构包括沿所述夹钳滑动方向开设在所述夹钳的侧面的至少一条开口槽以及与所述开口槽配合并设置于所述夹头体的滑槽内侧壁上的凸起，所述凸起与所述开口槽配合对所述夹头体与所述夹钳进行定位。

优选地，所述夹钳包括夹头以及夹块，所述夹块可拆卸地安装在所述夹头上，所述夹头远离所述夹块的一侧与所述锥套配合，所述夹块远离所述夹头的一侧表面为所述夹钳的夹持面，所述开口槽贯穿所述夹头与所述夹块。

优选地，所述夹头与所述夹块通过第一沉头螺栓连接。

优选地，所述夹头呈L形，所述夹头的长边外侧面与所述锥套配合，所述夹头的长边上开设有与所述夹头短边平行的沉头通孔，所述夹块上设置有第一螺纹孔，所述第一沉头螺栓穿过所述沉头通孔与所述第一螺纹孔配合将所述夹块固定在所述夹头的长边内侧面与所述夹头的短边内侧面围成的卡槽中。

优选地，所述夹头的长边与所述夹块之间还设置有平键，所述夹头的长边内侧面上设置有长槽，所述夹块上设置有安装槽，所述平键安装在所述长槽与所述安装槽形成的键槽内。

优选地，所述夹头的短边与所述夹块之间还设置有L形定位块，所述L形定位块的长边通过锁紧件被夹紧在所述夹头与所述夹块之间，所述L形定位块的短边内侧面贴合于所述夹块远离所述夹头的一侧表面。

优选地，所述锁紧件包括至少一个第二沉头螺栓，所述夹块上开设有第二沉头通孔，所述L形定位块的长边上开设有安装通孔，所述夹头的短边上开设有第二螺纹孔，所述第二沉头螺栓依次穿过所述第二沉头通孔以及所述安装通孔与所述第二螺纹孔配合将所述L形定位块夹紧在所述夹块与所述夹头的短边之间。

优选地，所述夹头与所述夹块之间还设置有圆周定位结构，所述圆周定位结构包括定位插头以及定位插槽，所述定位插头设置于所述夹块与所述夹头的短边内侧面贴合的表面上，所述定位插槽开设于所述夹头的短边内侧面上，所述定位插头与所述定位插槽配合对所述夹头与所述夹块进行定位。

优选地，所述夹头远离所述夹块的一侧表面上设置有T形斜槽，所述锥套的内表面上设置有T形斜键，所述T形斜槽与所述T形斜键配合将所述锥套沿自身轴向的往复运动转化为所述多个夹钳沿所述夹头体径向的相互靠拢或分开。

一种摩擦焊机，包括机身以及设置于所述机身上的径向摩擦焊夹具，所述径向摩擦焊夹具为如上任一项所述的径向摩擦焊夹具，所述径向摩擦焊夹具中的锥套与设置于所述机身上的夹紧油缸连接，所述夹紧油缸能够推动所述锥套做轴向移动，所述锥套外还套装有用于将所述径向摩擦焊夹具固定于所述机身上的夹具体，所述锥套可沿所述夹具体轴向滑动，所述锥套内还设置有与所述夹头体相连的顶柱，所述顶柱能够带动所述夹头体做轴向微调，所述顶柱与所述锥套的内壁配合且所述顶柱上开设有通向所述锥套内壁的润滑油道。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的径向摩擦焊夹具，包括锥套、夹头体以及多个夹钳，其中，锥套同轴套装在夹头体外侧且锥套可沿自身轴向滑动，多个夹钳沿周向均匀分布在夹头体上且可沿夹头体的径向滑动，锥套与多个夹钳配合将锥套沿自身轴向的往复运动转化为多个夹钳沿夹头体径向相互靠拢以夹紧工件或相互分开以放开工件，夹钳可滑动地设置于夹头体的滑槽内且夹钳至少一个侧面与夹头体的滑槽内侧壁之间为凹凸定位结构，凹凸定位结构包括沿夹钳滑动方向开设在夹钳的侧面的至少一条开口槽以及与开口槽配合并设置于夹头体的滑槽内侧壁上的凸起，凸起与开口槽配合对夹头体与夹钳进行定位；通过在夹钳与夹头体之间设置凹凸定位结构，能够从多个方向上对夹钳进行限位并有效增强夹钳与夹头体之间配合的紧密度，从而使夹具能够承受更大的扭转力，有助于延长夹具的使用寿命，达到减少维护次数，降低使用成本的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具中夹头体与夹钳配合的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具的主视图；

图4为图3中A-A视图；

图5为图4中C处的局部放大示意图；

图6为图3中B-B视图。

具体实施方式

本发明提供了一种摩擦焊机及其径向摩擦焊夹具，以达到使其能够承受较大的扭转力，延长其使用寿命，减少维护次数，降低使用成本的目的。

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。

请参阅图1-图3，图1为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具的结构示意图；图2为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具中夹头体与夹钳配合的结构示意图；图3为本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具的主视图。

本发明实施例提供的一种径向摩擦焊夹具，包括锥套1、夹头体2以及多个夹钳4。

其中，锥套1同轴套装在夹头体2外侧且锥套1可沿自身轴向滑动，多个夹钳4沿周向均匀分布在夹头体2上且可沿夹头体2的径向滑动，锥套1与多个夹钳4配合将锥套1沿自身轴向的往复运动转化为多个夹钳4沿夹头体2径向相互靠拢以夹紧工件或相互分开以放开工件，夹钳4可滑动地设置于夹头体2的滑槽内且夹钳4至少一个侧面与夹头体2的滑槽内侧壁之间为凹凸定位结构，凹凸定位结构包括沿夹钳滑动方向开设在夹钳4的侧面的至少一条开口槽以及与开口槽配合并设置于夹头体2的滑槽内侧壁上的凸起，凸起与开口槽配合对夹头体2与夹钳4进行定位

与现有技术相比，本发明实施例提供的径向摩擦焊夹具，通过在夹钳与夹头体之间设置凹凸定位结构，能够从多个方向上对夹钳进行限位并有效增强夹钳与夹头体之间配合的紧密度，从而使夹具能够承受更大的扭转力，有助于延长夹具的使用寿命，达到减少维护次数，降低使用成本的目的。

夹钳4包括夹头42以及夹块41，夹块41可拆卸地安装在夹头42上，夹头42远离夹块41的一侧与锥套1配合，夹块41远离夹头42的一侧表面为夹钳4的夹持面，开口槽贯穿夹头42与夹块41。通过将夹钳4设置为可拆卸的分体结构，在使用过程中，可以只对损坏的夹块41进行更换，从而降低维护费用以及使用成本，减少企业的负担，除此之外，这种可更换夹块41的夹钳4适用性强，使得径向摩擦焊夹具可以通过更换夹块41来适应更多不同直径的工件，以更方便稳固地夹持工件。

上述实施例中，夹头体2为整体结构，而夹钳4为分体式结构，并且夹钳4与夹头体2之间采用了凹凸定位结构，其中，凹凸定位结构能够极大地提高夹具承受扭转力的能力，有助于延长夹具的寿命，减少维护更换的次数，降低使用成本，而分体式的夹钳4不仅有助于提高夹具的灵活性，而且在夹钳4受损后，只需要更换夹头42就能够解决问题，夹钳4的剩余部分还能够继续使用，从而能够有效的降低维护费用及使用成本，由此可见，通过将夹钳4设置为分体式结构并使其与夹头体2之间采用凹凸定位配合，能够大大的增强夹具的抗扭能力，显著的降低维护费用及使用成本。

夹头42与夹块41之间可以采用多种方式实现可拆卸连接，比如可以采用卡接销钉的连接结构或者螺钉螺栓的连接结构等等，在本发明实施例中，请参阅图4，图4为图3中A-A视图，夹头42与夹块41通过第一沉头螺栓8连接，通过这种螺栓连接的方式，一方面开孔方便，制作简单，另一方面在夹头42与夹块41安装完成后，第一沉头螺栓8将完全隐藏在夹钳4之中，不会有螺帽外露，不影响夹头42与锥套1的配合。

夹头42可以根据需要采用多种结构，比如梯形、三角形、梯形等等，在本发明实施例中，如图4中所示，夹头42呈L形，夹头42的长边外侧面与锥套1配合，夹头42的长边上开设有与夹头42短边平行的沉头通孔，夹块41上设置有第一螺纹孔，第一沉头螺栓8穿过沉头通孔与第一螺纹孔配合将夹块41固定在夹头42的长边内侧面与夹头42的短边内侧面围成的卡槽中，通过将夹头42设置为L形，使其与夹块41之间具有两个接触面，从而对夹块41形成半包围结构，增加了夹块41的稳定性，进而保证了径向摩擦焊夹具在夹持工件时的稳定性。

在生产过程中，径向摩擦焊夹具需要承受较大的扭矩，因此，径向摩擦焊夹具抗扭能力直接影响到径向摩擦焊夹具的稳定性及可靠性，为了提高径向摩擦焊夹具的抗扭能力，在本发明实施例中，夹头42的长边与夹块41之间还设置有平键7，夹头42的长边内侧面上设置有长槽，夹块41上设置有安装槽，平键7安装在长槽与安装槽形成的键槽内。

为了进一步优化上述技术方案，增加径向摩擦焊夹具的抗扭能力，在本发明实施例中，除了上述的平键7，夹头42与夹块41之间还采用了圆周定位结构，请参阅图5，图5为图4中C处的局部放大示意图，从图中可以看出，圆周定位结构包括定位插头9以及定位插槽，定位插头9设置于夹块41与夹头42的短边内侧面贴合的表面上，定位插槽开设于夹头42的短边内侧面上，定位插头9与定位插槽配合对夹头42与夹块41进行定位，这样，通过设置平键7以及圆周定位结构，能够极大的增加径向摩擦焊夹具的抗扭能力，有助于提高径向摩擦焊夹具的安全性和稳定性。

在夹持某些工件，尤其是环状工件时，工件的轴向难以与径向摩擦焊夹具的轴线重合，径向摩擦焊夹具的各个夹钳4难以均匀对工件施加压力，导致径向摩擦焊夹具无法稳定的夹持工件，因此，在本发明实施例中，为了解决上述问题，在夹头42的短边与夹块41之间还设置有L形定位块6，L形定位块6的长边通过锁紧件被夹紧在夹头42与夹块41之间，L形定位块6的短边内侧面贴合于夹块41远离夹头42的一侧表面，在夹持工件时，只需将工件一端的端面抵触在各个夹钳4的L形定位块6的短边端面上即可对工件实现定位，保证工件的轴线与径向摩擦焊夹具的轴线重合，提高径向摩擦焊夹具夹持工件的稳定性，当工件宽度发生变化时，可以依据工件的宽度，更换具有合适长度的短边的L形定位块6。

L形定位块6可以通过多种结构固定在夹头42与夹块41之间，在本发明实施例中，请参阅图6，图6为图3中B-B视图，锁紧件包括至少一个第二沉头螺栓5，夹块41上开设有第二沉头通孔，L形定位块6的长边上开设有安装通孔，夹头42的短边上开设有第二螺纹孔，第二沉头螺栓5依次穿过第二沉头通孔以及安装通孔与第二螺纹孔配合将L形定位块6夹紧在夹块41与夹头42的短边之间，进一步的，在本发明实施例中，为了保证L形定位块6的稳定，避免其发生偏转，锁紧件包括两个并排设置的第二沉头螺栓5。

锥套1沿自身轴向的往复运动是多个夹钳4沿夹头体2径向收拢或分散的驱动力，因此，锥套1与夹头42之间配合结构是否能够稳定的将锥套1的轴向运动转化为夹钳4的径向运动直接影响到径向摩擦焊夹具的夹持效果，在本发明实施例中，夹头42与锥套1之间采用了键与槽的配合方式，夹头42远离夹块41的一侧表面上设置有T形斜槽，锥套1的内表面上设置有T形斜键3，T形斜槽与T形斜键3配合将锥套1沿自身轴向的往复运动转化为多个夹钳4沿夹头体2径向的相互靠拢或分开。当然，夹头42与锥套1之间也可以采用其他的配合结构，比如，夹钳4不但可滑动地设置在夹头体2上且夹钳4与夹头体2之间还设置有弹性复位装置，夹头42与锥套1之间依靠夹头42的外侧锥面与锥套1的内侧锥面接触配合，在工作时，锥套1轴向移动，其内侧锥面推动夹头42使夹钳4沿夹头体2径向运动，当锥套1撤回时，夹钳4在弹性复位装置的作用下回到初始位置。

本发明实施例还提供了一种摩擦焊机，包括机身以及设置于机身上的径向摩擦焊夹具，其中，径向摩擦焊夹具为如上任一项所述的径向摩擦焊夹具，径向摩擦焊夹具中的锥套与设置于机身上的夹紧油缸连接，夹紧油缸能够推动锥套做轴向移动，锥套外还套装有用于将径向摩擦焊夹具固定于机身上的夹具体，锥套可沿夹具体轴向滑动，锥套内还设置有与夹头体相连的顶柱，顶柱能够带动夹头体做轴向微调，顶柱与锥套的内壁配合且顶柱上开设有通向锥套内壁的润滑油道。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。