本发明专利技术涉及一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，包括基座、侧向顶紧机构、位置一到五气动夹紧机构、第一、第二和第三曲面等组成。所述基座由钢板焊接而成并开设有相关接口，所述位置一到五气动夹紧机构在夹具两侧对称安装，其位置一到五的曲面压块安装方向相反。所述侧向顶紧机构安装在夹具一侧防止焊接时工件移动，可实现自动控制。本发明专利技术位置一到五通过气动夹紧可适应一定厚度范围的工件，曲面采用分段结构可适应一定长度范围的工件，侧向顶紧机构通过自动控制螺杆的运动可适应一定宽度范围的工件，从而实现自适应装夹，节省装夹时间和成本，提升焊接质量和效率。同时，本发明专利技术能适用的轻质合金材料种类较广。发明专利技术能适用的轻质合金材料种类较广。发明专利技术能适用的轻质合金材料种类较广。
【技术实现步骤摘要】
一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具
[0001]本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊焊接夹具，具体涉及一种轻质合金类材料的自适应曲面搅拌摩擦焊夹具，属于焊接夹具
技术介绍
[0002]目前，搅拌摩擦焊技术经过近30年的发展，已被广泛应用于铝、镁轻质合金的连接。已开发出的基于工业机器人的智能化搅拌摩擦焊接装备和基于龙门式的搅拌摩擦焊接装备大部分都是应用于走直线往复轨迹运动，而对于较复杂的曲面焊接领域则应用较少，为将搅拌摩擦焊技术应用领域拓展到曲面，装夹可靠、自动化程度高、同时具有柔性化的智能夹具显得十分必要。现有的搅拌摩擦焊夹具多以手动为主，特别是曲面焊接领域，工件厚度变化时需要手动逐一调整每个夹紧点，工件的外形尺寸变化后夹具无法正常使用，整体自动化程度低。同时，现有的大部分曲面夹具每个夹紧点与曲面均为点接触，因点与曲面接触面积小和点与曲面曲率的匹配性差，造成工件接触点变形和工件抑制反变形的能力差。因此，为满足智能制造产业对智能化自适应曲面焊接夹具的要求，设计一种曲面焊接智能夹具对完善搅拌摩擦焊应用领域和提高技术成熟度具有重要意义。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于：提供一种搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，实现不同轻质合金材料、一定尺寸规格范围的工件自适应智能装夹代替传统人工操作。改变传统曲面夹具夹紧点接触方式，采用体积较大曲率不同的曲面压块，有效提升工件夹紧效果和克服工件反变形的能力。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：所述的一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，主要包括基座、侧向顶紧机构、搅拌摩擦焊装置、位置一气动夹紧机构、位置二气动夹紧机构、位置三气动夹紧机构、位置四气动夹紧机构、位置五气动夹紧机构、第一曲面、第二曲面、第三曲面等组成。其特征在于：基座由钢板焊接而成，下部开设有长槽孔和吊环分别用于固定和吊装，上部设有螺纹孔与各曲面通过螺栓连接。位置一到位置五的气动夹紧机构分别在夹具两侧对称安装，其两侧气动夹紧机构中第一到第五曲面压块的安装方向相反。侧向顶紧机构固定在夹具一侧防止焊接时工件移动，主要由步进电机、直角减速机、L型法兰板、变径连接套、螺杆、光电开关、光电开关支架、直线导轨、滑块、安装支架和限位块组成。
[0005]所述的基座第四钢板上表面开设有十个螺纹孔，两侧面各开设有六个螺纹孔，第二钢板侧面开设有十四个螺纹孔，第一钢板上表面边缘两侧对称开设有五个长槽孔和两个螺纹孔。
[0006]所述的侧向顶紧机构中的安装支架由钢板焊接而成，上侧开设有直线导轨安装定位台阶面，下侧开设有两个沉头孔，按位置不同分别与基座第二钢板、第一曲面、第二曲面通过螺栓连接。L型法兰板上开设有十个通孔，一侧与直角减速机法兰面连接，另一侧与滑
块连接，其中一侧上表面安装有光电开关支架。
[0007]所述的位置一到位置五气动夹紧机构中的第一固定板、第二固定板、第三固定板上开均设有四个沉头孔，按位置不同与基座第二钢板、第一曲面、第二曲面、第三曲面侧面上的螺纹孔通过螺栓连接。
[0008]所述的第一曲面、第二曲面、第三曲面的上表面均开设有一定深度的弧面凹槽，各曲面上方均开设有一定规律布置的四个销钉孔和两到四个沉头孔，两侧面分别共开设有三十个螺纹孔，三十二个螺纹孔和十二个螺纹孔。
[0009]本专利技术的有益效果如下所述：夹具中每个夹紧点均采用体积较大、曲率不同的曲面压块，夹紧后的接触面大、精度高，能有效提升工件夹紧效果，抑制工件反变形。曲面基体采用分三段的结构，可满足不同长度、不同曲率工件的焊接需求。同时，降低制造成本，拆卸、更换和维护也相对方便。侧向顶紧机构采用螺杆与螺纹旋合的方式顶紧工件侧面，牢固可靠。同时，工件厚度值较小时可在螺杆头部增加过度块增大接触面积。整个过程实现电控控制，自动化程度高。每个夹紧点均采用气动夹紧机构，工件厚度变化时能自适应夹紧，气缸配有到位检测磁性开关，整个过程可实现自动控制，自动化程度高。
[0010]综上所述，本专利技术通过较简单的机械结构组成的曲面焊接自适应夹具，体积小、功能多。通过增大夹紧点曲面压块受压面和精确控制曲面压块曲率与工件的贴合度，实现自动夹紧后工件在曲面凹槽中的弯曲变形均匀，也增强了工件抑制反变形的能力。同时，曲面夹具对工件的规格尺寸具有一定的兼容性，整个过程可实现自动控制，很好的解决了现有手动工装的缺点。
附图说明
[0011]附图1是本专利技术的总体装配示意图（焊接状态）。
[0012]附图2是本专利技术的总体装配部分展开图。
[0013]附图3是本专利技术的总体装配剖视图（焊接状态）。
[0014]附图4是本专利技术的侧向顶紧机构结构示意图。
[0015]附图5是本专利技术的总体装配长工件上料图。
[0016]附图6是本专利技术的总体装配短工件上料图。
[0017]图中：100、位置一气动夹紧机构;200、位置二气动夹紧机构;300、位置三气动夹紧机构;400、基座;500、位置四气动夹紧机构;600、位置五气动夹紧机构;700、侧向顶紧机构;800、搅拌摩擦焊装置;111、第二曲面沉头螺栓孔;112、第二曲面销钉孔;113、第二曲面螺纹孔一;114、第二曲面螺纹孔二;161、第三曲面沉头螺栓孔; 162、第三曲面销钉孔;163、第三曲面螺纹孔一;164、第三曲面螺纹孔二;251、第一曲面沉头螺栓孔; 252、第一曲面销钉孔;253、第一曲面螺纹孔一;254、第一曲面螺纹孔二;401、第一钢板;402、第二钢板;403、第三钢板;404、第四钢板;405、基座上部螺纹孔;406、第四钢板侧面螺纹孔;407、第二钢板侧面螺纹孔;408、第一钢板长槽孔;409、第一钢板螺纹孔;701、步进电机;702、直角减速机;703、L型法兰板;704、变径连接套;705、螺杆;706、光电开关;707、光电开关支架;708、直线导轨;709、滑块;710、安装支架;711、限位块;801、搅拌头动力装置;802、搅拌头压力传感器;803、搅拌头装卡器;804、搅拌头1、第一曲面压块; 2、第一销轴;3、转臂;4、第一连杆; 5、第二销轴;6、第二曲面压块;7、第一固定板;8、第三销轴;9、气缸杆接头;10、气缸法兰板;11、第二
曲面;12、第三曲面压块;13、第四曲面压块;14、第二连杆;15、第二固定板;16、第三曲面;17、第五曲面压块;18、第三固定板;19、限位销钉;20、气缸;21、气缸支撑板;22、磁性开关;23、外罩;24、吊环;25、第一曲面;26、长工件;27、短工件。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的保护范围不限于以下所述。任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改进，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
[0019]如图1
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6所示，一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，主要包括基座（400）、侧向顶紧机构（700）、搅拌摩擦焊装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，主要包括基座（400）、侧向顶紧机构（700）、搅拌摩擦焊装置（800）、位置一气动夹紧机构（100）、位置二气动夹紧机构（200）、位置三气动夹紧机构（300）、位置四气动夹紧机构（500）、位置五气动夹紧机构（600）、第一曲面（25）、第二曲面（11）和第三曲面（16）等组成。2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，其特征在于：所述的基座（400）由第一钢板（401）、第二钢板（402）、第三钢板（403）、第四钢板（404）焊接而成；在第四钢板（404）上开设有螺纹孔（405）分别与第一曲面沉头螺栓孔（251）、第二曲面沉头螺栓孔（111）、第三曲面沉头螺栓孔（161）通过螺栓连接，在第二钢板（402）上开设有螺纹孔（407）与气缸支撑板（21）通过螺栓连接，在第一钢板（401）两侧对称开设有长槽孔（408）和螺纹孔（409），长槽孔（408）与焊接平台的T型槽通过螺栓固定，螺纹孔（409）上安装有吊环（24）。3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，其特征在于：所述的侧向顶紧机构（700）由步进电机（701）、直角减速机（702）、L型法兰板（703）、变径连接套（704）、螺杆（705）、光电开关（706）、光电开关支架（707）、直线导轨（708）、滑块（709）、安装支架（710）和限位块（711）组成；安装时将螺杆（705）手动旋入第一曲面（25）的第一曲面螺纹孔二（254）中，再将安装支架（710）安装在夹具侧面上，最后将外罩（23）安装在侧向顶紧机构（700）上；侧向顶紧机构（700）在第二曲面（11）和第三曲面（16）上的安装方法与此一致。4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，其特征在于：所述的位置一气动夹紧机构（100）由第一曲面压块（1）、第一销轴（2）、转臂（3）、第一连杆（4）、第二销轴（5）、第一固定板（7）、第三销轴（8）、气缸杆接头（9）、气缸法兰板（10）、气缸（20）、气缸支撑板（21）和磁性开关（22）组成，与第一曲面（25）两侧面的第一曲面螺纹孔一（253）通过螺栓固定。5.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具，其特征在于：所述的位置二气动夹紧机构（200）由第二曲面...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯治成，
申请(专利权)人：柯治成，
类型：发明
国别省市：
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