一种焊接工装夹具的制作方法

1.本实用新型涉及一种焊接工装夹具，具体涉及一种上下料方便、压紧效果好、尤其适用于搅拌摩擦焊的焊接工装。


背景技术：

2.搅拌摩擦焊是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源，由一个圆柱体或其他形状(如带螺纹圆柱体)的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，同时对材料进行搅拌摩擦来完成焊接。搅拌摩擦焊对夹具的定位要求较高，在焊接过程中，焊接工件必须刚性固定，现有搅拌摩擦焊设备在焊接时，主要是利用设备的t型槽辅以t型螺母、螺杆和压块等夹紧工件，效率低，劳动强度大，难以应用在大批量生产中。另外，搅拌摩擦焊焊接时，工件受力较大，在工件外形尺寸较大的情况下，一般的焊接工装难以保证焊后平面度要求。


技术实现要素：

3.因此，针对上述问题，本实用新型提出一种焊接工装夹具。
4.本实用新型采用如下技术方案实现：
5.本实用新型提出一种焊接工装夹具，用于对被焊接的工件进行定位和夹紧，包括底盘，底盘上具有用于承载工件的承载平面，还包括第一顶紧组件和第一定位结构，所述第一顶紧组件具有相互背离的第一方向和第二方向的运动行程，所述运动行程倾斜于所述承载平面，从而所述第一顶紧组件朝第一方向运动时，能够使所述第一顶紧组件斜向上升至所述承载平面以上，从而所述第一顶紧组件推动位于所述承载平面上的工件使工件抵紧在第一定位结构上，所述第一顶紧组件朝第二方向运动时，能够使所述第一顶紧组件斜向下降至所述承载平面以下。
6.其中，作为一种成本较低，结构简单，容易安装的实现方式，优选所述运动行程为斜向直线型的往复运动。
7.其中，为了便于安装、制造，且以最简易的方式实现所述的斜向直线型的往复运动，所述第一顶紧组件包括楔形底座、驱动装置和推块，所述楔形底座具有一斜面，所述推块由所述驱动装置驱动在所述楔形底座的斜面上进行斜向直线的往复运动，从而具有所述的运动行程。
8.其中，为了便于推进工件，所述推块上具有大致朝工件凸伸的凸起结构。
9.其中，为了保证工件的焊后平面度，提高工件定位的稳定性，在所述承载平面上方设置有可上下移动以将工件压紧在所述承载平面上的压板。
10.其中，为获得最佳的压紧效果、方便焊头的伸入、优化结构，焊接工装夹具还包括压臂组件，所述压臂组件包括固定连接在所述底盘上的压臂底座，在所述压臂底座上固定连接有横悬在所述底盘上方的悬臂，所述悬臂上设置所述压板，所述压臂底座形成所述第一定位结构，多组所述压臂组件并排设置在所述底盘上，并互相间隔。
11.其中，为了便于工件上下料的支撑，所述底盘上还具有朝所述底盘外侧延伸的平板结构，所述平板结构与所述承载平面大致平齐；所述第一顶紧组件大体设置在所述平板结构下方，所述平板结构具有为所述第一顶紧组件进行让位的让位孔。
12.其中，为了方便工件的下料，焊接工装夹具还包括用于将工件向所述底盘外侧顶出的顶出机构。
13.其中，为了便于底盘上其余部件的定位，所述承载平面是从所述底盘上向上凸起的台阶面。
14.其中，为了实现全方位的夹紧定位，焊接工装夹具还包括第二顶紧组件和第二定位结构，所述第一顶紧组件和第一定位结构形成对工件在所述承载平面上横向的夹紧，所述第二顶紧组件和第二定位结构则形成对工件在所述承载平面上纵向的夹紧。
15.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型通过设置第一顶紧组件、第二顶紧组件和压臂组件，配合挡止定位结构实现了对工件全方位的夹紧，设置可上下移动的压板扩大了对工件的压紧面，能够保证工件的焊后平面度要求，同时第一顶紧组件斜向设置的方式能够实现工件的快速上下料，顶出组件能够帮助工件下料，在保证工件夹紧强度的基础上，极大地提高了对焊接工件进行夹紧定位工作的效率，降低了劳动强度，具有广泛的应用前景。
附图说明
16.图1是实施例中搅拌摩擦焊工装夹具的示意图；
17.图2是实施例中底盘的示意图；
18.图3是实施例中压臂组件的示意图；
19.图4是实施例中工件进料到压臂组件和底盘之间的示意图；
20.图5是实施例中第一顶紧组件的示意图；
21.图6是另一种可替代的底盘结构的示意图。
具体实施方式
22.为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
23.现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
24.参阅图1所示，作为本实用新型的优选实施例，提供一种搅拌摩擦焊工装夹具，包括底盘1以及安装设置在底盘1上的压臂组件2、滑板3、第一顶紧组件4、第二顶紧组件6、挡板5和顶出组件7。其中，配合参阅图2，底盘1具有一大致水平的用于承载工件的承载面11，承载面11是在底盘1上向上凸起的台阶面，其边缘形成的台阶结构可便于安装在底盘1上的其他构件，如压臂组件2、挡板5、第二顶紧组件6、顶出组件7等的安装定位。
25.参阅图3，压臂组件2包括作为支撑座的压臂底座21，以及连接在压臂底座21上端的悬臂22，压臂组件2以压臂底座21固定连接在底盘1上，该悬臂22横悬在承载面11上方。在悬臂22下方设置有多个压板24，压板24可由气缸23驱动上下运动从而将工件从上至下压紧
在底盘1的承载面11上(连接关系：由气缸23固定设置在悬臂22上，而压板24固定设置在气缸23的输出轴上)。压板24的设置扩大了压紧面，能够保证工件的焊后平面度。压板24是在悬臂22的长度基础上并列设置的多个，以提高压紧工件的稳定性。在压臂底座21大致朝向压板24的一端面上(也就是压臂底座21与工件接触的部位)设置有多个防呆螺钉25，可根据零件的型腔区别起到防呆作用。本实施例中，压板24优选为机械强度高且耐热的电木板材料。配合参阅图1，本实施例中，压臂组件2在底盘1上是并排间隔设置的具有多组，实际运用时，应结合工件的尺寸合理设置压臂组件2的数量以获得最佳的压紧效果。为了便于理解，在图1中还标示出了工件8和搅拌摩擦焊焊头9，工件8大致为一平板型物料，其被定位完成之后(包括压板24的压紧定位，其余各个方向的定位详见于下文)，焊缝处于相邻的两压臂组件2的间隙之间，则搅拌摩擦焊焊头9可以伸入相邻的两压臂组件2的间隙之间进行搅拌摩擦焊。
26.为方便描述，定义悬臂22的延伸方向为前后延伸，悬臂22相对远离压臂底座21的一端为前端；并定义压臂组件2是从左至右并排间隔设置的，并以第二顶紧组件6相对位于压臂组件2的右端。
27.如图1和图4所示意的，悬臂22前端与底盘1以其高度差形成工件8的进料口(出料口)，当工件8朝压臂底座21的方向进料时，则最终会被压臂组件2的压臂底座21所挡止定位。为了方便工件的上下料，在工件的进料口处还设有滑板3，滑板3是与承载面11等高的平板结构，其固定设置在底盘1上并朝底盘1前侧水平延伸，以形成一帮助承载工件的延伸平台。
28.为实现对工件全方位的夹紧，本实施例设有第一顶紧组件4、第二顶紧组件6配合压臂组件2形成对工件在地球坐标系上x轴、y轴、z轴的夹紧定位，其中，参阅图1，第二顶紧组件6是一具有手柄、螺杆和推块的手动顶紧机构，可通过旋动手柄带动推块前进将工件从右至左压紧在挡板5上形成夹紧，其作为一种常见的夹紧机构，本例不再加以赘述。特别地，参阅图1，本实施例设有第一顶紧组件4，第一顶紧组件4固定设置在底盘1的前端并大体位于滑板3的下方，具体参阅图5，第一顶紧组件4包括一楔形底座46，该楔形底座46上端为倾斜于承载面11的斜面，气缸41和推块组件42设置在楔形底座46上，推块组件42由气缸41驱动运动从而具有斜向直线的往复运动行程，该推块组件42的直线往复运动包括方向相互背离的前顶运动(图中标示为t方向以便于理解)和后退运动(图中标示为t＇方向以便于理解)，在气缸41的前顶运动下，能够使推块组件42斜向运动至最大高度高于承载面11(上升至承载面11以上)，从而推块组件42抵触工件并推动工件往后运动，工件在推块组件42推动下最终被压臂底座21所挡止，从而完成工件的夹紧定位；在气缸41的后退运动下，能够使推块组件42斜向运动至最大高度低于承载面11(下降至承载面11以下)，具象到本实施例中，即推块组件42在气缸41的后退运动下能够隐没在滑板3之下，那么工件的上下料就不会受到第一顶紧组件4的干涉和阻碍，能够进行平滑地上下料。其中，推块组件42包括固定连接在气缸41输出轴上的第一推块43，和与第一推块43固定连接的第二推块44，第二推块44是一呈梯形的转接块，第二推块44使推块组件46与工件的抵触面从第一推块43前顶的斜面转换为竖直面，增加抵触接触的稳定性，根据工件的尺寸，还可以在第二推块44后端固定连接一向后凸伸的夹紧块45，夹紧块45向后凸伸的长度可根据实际情况调整以保证能顶紧工件。继续参阅图1，由于本实施例中第一顶紧组件4大体位于滑板3的下方，滑板3具有为第一
顶紧组件4的运动进行让位的让位孔。在其他实施例中，可以不设置滑板3，如将底盘1向前延伸，使底盘1前后方向的长度大于悬臂22的长度，形成一承载平台，同样能起到滑板3的效果，可参阅图6所示意，这种情况下第一顶紧组件4可以设置在底盘1＇下方(而非前端)，由在底盘1＇上开孔供第一顶紧组件4露出。
29.本实施例中选择了斜向直线型的气缸与推块的组合形式来形成第一顶紧组件，在本例所提供的原理支持下，也可以选择其他的运动行程倾斜于承载面11的结构来实现，如绕一定轴翻转的翻板，翻板可翻转升起以推动工件，也可翻转下降从而隐没在承载面11以下。
30.在其他实施例中，气缸23、41可以被替换为油缸、伺服电机等其他驱动装置。
31.为了方便工件的下料，在底盘1上还设置有顶出组件7，参阅图1，顶出组件7设置在两相邻的压臂底座21之间，顶出组件7为一推动机构，其可将工件向前推动帮助工件下料。
32.本实施例通过设置第一顶紧组件4、第二顶紧组件6和压臂组件2，配合挡止定位结构(挡板5、压臂底座21、承载面11)实现了对工件全方位的夹紧，设置可上下移动的压板24扩大了对工件的压紧面，能够保证工件的焊后平面度要求，同时第一顶紧组件4斜向设置的方式能够实现工件的快速上下料，顶出组件7能够帮助工件下料，在保证工件夹紧强度的基础上，极大地提高了对焊接工件进行夹紧定位工作的效率，降低了劳动强度，具有广泛的应用前景。
33.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均落入本实用新型的保护范围。