本發(fā)明屬于摩擦焊夾持工具技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種大尺寸零件摩擦焊接夾具。

背景技術(shù)：

在摩擦焊接內(nèi)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(jìn)行摩擦焊接時(shí)，在主軸端的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)夾具必須具備很大的外形尺寸，不僅使得旋轉(zhuǎn)夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，不利主軸剎車制動(dòng)；而且旋轉(zhuǎn)夾具安裝在主軸上時(shí)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(dá)不到使用要求。

技術(shù)實(shí)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(zhuǎn)動(dòng)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(shù)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(shè)有油缸，主軸的另一端連接夾具本體，夾具本體內(nèi)部設(shè)有夾緊塊，夾具本體的外壁上開設(shè)有定位孔，定位孔內(nèi)設(shè)有鎖緊塊，主軸內(nèi)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(diǎn)還在于，

其中拉桿的一端設(shè)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(shè)有螺紋孔b，凸起柱a、螺紋孔b均設(shè)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(shè)有凸起柱b，凸起柱b的外壁設(shè)有外螺紋，凸起柱b伸入螺紋孔b內(nèi)部并與螺紋孔b通過螺紋連接，塊體a的另一端設(shè)有圓臺(tái)狀塊體b，凸起柱b、塊體a及塊體b均同軸設(shè)置。

其中夾具本體中心處依次開設(shè)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(tái)狀塊體b形狀相適應(yīng)的圓臺(tái)狀孔，孔a的孔徑小于過渡孔的孔徑，塊體a同軸設(shè)置在孔a內(nèi)部，塊體b同軸設(shè)置在孔b內(nèi)部，塊體b與孔b的形狀相適應(yīng)。

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(jié)構(gòu)，鎖緊塊的上端面為圓弧狀結(jié)構(gòu)，鎖緊塊的上端面開設(shè)有定位槽，各鎖緊塊上的定位槽依次拼接構(gòu)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(shè)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(shè)有4個(gè)或8個(gè)。

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(dòng)夾具在焊接零件內(nèi)部張開并對零件進(jìn)行夾緊，替代了原有的在零件外圓上進(jìn)行夾緊的裝夾方式，這樣在裝夾較大尺寸的零件時(shí)，夾具的尺寸不至于太大，避免了夾具轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大的問題；同時(shí)，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(jié)構(gòu)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種大尺寸零件摩擦焊接夾具，結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括中空的主軸5，主軸5的一端設(shè)有油缸1，主軸5的另一端連接夾具本體9，夾具本體9內(nèi)部設(shè)有夾緊塊8，夾具本體9的外壁上開設(shè)有定位孔，定位孔內(nèi)設(shè)有鎖緊塊15，主軸5內(nèi)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(shè)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(shè)有螺紋孔b7，凸起柱a4、螺紋孔b7均設(shè)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(shè)有(圓柱形)凸起柱b8-1，凸起柱b8-1的外壁設(shè)有外螺紋，凸起柱b8-1伸入螺紋孔b7內(nèi)部并與螺紋孔b7通過螺紋連接，塊體a8-2的另一端設(shè)有圓臺(tái)狀塊體b8-3，凸起柱b8-1、塊體a8-2及塊體b8-3均同軸設(shè)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(jié)構(gòu)，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(tái)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(shè)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(tái)狀塊體b8-3形狀相適應(yīng)的圓臺(tái)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(shè)置在孔a10內(nèi)部(即塊體a8-2與孔a10同軸)，塊體b8-3同軸設(shè)置在孔b13內(nèi)部，夾具本體9的相對兩側(cè)還分別設(shè)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(tái)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(bǔ)全成一個(gè)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(tái)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(bǔ)全成一個(gè)圓錐狀結(jié)構(gòu)，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(shè)有4個(gè)或8個(gè)，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(jié)構(gòu)，鎖緊塊15的上端面為圓弧狀結(jié)構(gòu)，需要夾緊時(shí)，鎖緊塊15的上端圓弧面與被焊零件14的內(nèi)壁接觸并將被焊零件14的內(nèi)壁頂緊，鎖緊塊15的上端面開設(shè)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(gòu)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(gè)鎖緊塊15上的定位槽16末端接著下一個(gè)鎖緊塊15上的定位槽16的首端；定位槽16設(shè)有至少兩個(gè)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(gè)定位槽16為一個(gè)環(huán)形槽的一部分，即鎖緊塊15上設(shè)有幾個(gè)定位槽16最終就會(huì)形成幾個(gè)環(huán)形槽，由于只有鎖緊塊15的豎向塊體伸入定位孔內(nèi)部，因此，定位孔與鎖緊塊15的豎向塊體結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，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(shí)，鎖緊塊15的橫向塊體緊貼在被焊零件14的內(nèi)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(shè)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(tái)狀結(jié)構(gòu)，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(dāng)需要對零件進(jìn)行焊接時(shí)，將夾具本體9同軸套接在被焊零件14內(nèi)部(本發(fā)明提供的夾具針對的是中空套管類零件)，兩個(gè)擋塊17卡在被焊零件14的端部，當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸1的有桿腔，油缸1的活塞桿2向左移動(dòng)從而拉動(dòng)拉桿6和夾緊塊8向左移動(dòng)，塊體b8-3通過與鎖緊塊15形成的內(nèi)外配合圓錐面使得鎖緊塊15做徑向移動(dòng)向外張開，與被焊零件14的內(nèi)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(dāng)焊接完之后需要把夾具從被焊零件14中退出來時(shí)，當(dāng)壓力油進(jìn)入油缸1的無桿腔，油缸1的活塞桿2向右移動(dòng)從而推動(dòng)拉桿6和夾緊塊8向右移動(dòng)，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(nèi)收縮，使得鎖緊塊15與被焊零件14的內(nèi)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(nèi)部開設(shè)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(shí)，夾緊塊8的向右位移量不會(huì)太大，鎖緊塊15徑向位移就不大，從而不會(huì)將被焊零件14夾緊。