[发明专利]一种用于搅拌摩擦焊曲面焊接的自适应夹具

说明书

本发明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，本发明能适用的轻质合金材料种类较广。

技术领域

本发明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，属于焊接夹具技术领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的在于：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。

本发明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。

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。

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。

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。

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。