螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，包含前端卡盘和插入螺旋转轴腔体前端内的法兰盘，螺旋转轴腔体前端的内缘表面形成一圈向内凸起的环状凸起部，法兰盘与环状凸起部通过螺栓进行固定连接。该螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含：设置在法兰盘外侧的定位柱，定位柱至少有部分从螺旋转轴的腔体前端穿出并暴露在螺旋转轴的外部，使其能够被前端卡盘所夹持；其中，在前端卡盘夹持住第一定位柱后，前端卡盘、法兰盘和定位柱的中心在同一轴线上。同现有技术相比，通过前端卡盘来夹紧第一定位柱即可，以此保证前端卡盘在电机转轴的驱动下能够正常的带动螺旋转轴一同进行转动，从而确保了此类零件在激光熔覆时的定位要求。
【专利说明】螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工装，特别涉及一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装。
【背景技术】
[0002]激光熔覆，是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法。主要是以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层。其目的是为了改善基材表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性，从而达到基材表面的改性和修复，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。
[0003]目前，在激光熔覆时，一般都是将工件直接装夹在转动工作台上，然后通过转动工作台的转动带动零件进行运转，实现零件表面的熔覆。但是在针对某些特殊形状的零件时，例如:离心机螺旋转轴，由于离心机螺旋转轴的外形为带有螺旋装的叶片结构，且内部为一空心结构，所以在对该种零件进行激光熔覆时，很难对其进行装夹，装夹力过大会在成零件的变形，过小又无法夹紧零件，因此导致此种零件激光熔覆时的良品率非常的低，无法满足企业的生产需求。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供了一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，通过此工装能够很好的对螺旋转轴进行装夹，从而提高了此类零件在激光熔覆后的良品率。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型设计了一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，包含安装在电机主轴上的前端卡盘和插入螺旋转轴腔体前端内的第一法兰盘，所述螺旋转轴腔体前端的内缘表面形成一圈向内凸起的第一环状凸起部，所述第一法兰盘与所述第一环状凸起部通过螺栓进行固定连接；
[0006]所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在所述第一法兰盘外侧的第一定位柱，所述第一定位柱至少有部分从所述螺旋转轴的腔体前端穿出并暴露在所述螺旋转轴的外部，使其能够被所述前端卡盘所夹持；
[0007]其中，在所述前端卡盘夹持住所述第一定位柱后，所述前端卡盘、所述第一法兰盘和所述第一定位柱的中心在同一轴线上。
[0008]本实用新型的实施方式相对于现有技术而言，由于整个工装是由第一法兰盘和第一定位柱组成，在实际应用的过程中，可将第一法兰盘直接插入螺旋转轴的腔体端部与腔体端部内缘表面的第一环状凸起部进行固定连接，通过法兰盘对螺旋转轴的腔体进行固定，以此实现整个螺旋转轴的定位，而在激光熔覆时，只需将暴露在螺旋转轴外的第一定位柱插入前端卡盘内，通过前端卡盘来夹紧第一定位柱即可，以此保证前端卡盘在电机转轴的驱动下能够正常的带动螺旋转轴一同进行转动，从而确保了此类零件在激光熔覆时的定位要求，保证了此类零件在激光熔覆后良品率。
[0009]进一步的，为了满足实际的装配需求，所述第一法兰盘和所述第一定位柱之间可采用一体成型、焊接或螺纹连接。工作人员可根据实际的装配要求进行选择。
[0010]进一步的，所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:插入所述螺旋转轴腔体末端内的第二法兰盘，所述螺旋转轴腔体末端的内缘表面形成一圈向内凸起的第二环状凸起部，所述第二法兰盘与所述第二环状凸起部通过螺栓进行固定连接；所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在所述第二法兰盘外侧的第二定位柱，所述第二定位柱至少有部分从所述螺旋转轴的腔体末端穿出并暴露在所述螺旋转轴的外部；所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:对暴露在所述螺旋转轴外部的第二定位柱进行承托的承托架。由于整个工装还包含一个第二法兰盘和一个第二定位柱，由此可知，整根螺旋转轴在激光熔覆的过程中是通过第一和第二法兰盘一同对螺旋转轴内部的腔体进行定位，以此提高对整根螺旋转轴的支撑力度，并且使得整根螺旋转轴在转动时具有更好的稳定性和可靠性。
[0011]进一步的，所述承托架包含一底座和对称设置在所述底座上的第一滚轮和第二滚轮；其中，所述第一滚轮和所述第二滚轮之间的间距不超过所述第二定位柱的截面直径，且暴露在所述螺旋转轴外部的第二定位柱直接抵靠在两组滚轮之间。并且，所述底座的上表面为不封闭的形成开口，且所述开口朝向所述底座的内部进行延伸形成用于容纳所述第一和第二滚轮的槽体，所述第一和第二滚轮设置在所述槽体内并通过转轴与所述槽体的侧壁进行连接；其中，所述第一和第二滚轮的外缘表面至少有部分暴露在所述底座外。由此可知，当螺旋转轴在带动第二法兰盘和第二定位柱进行转动时，位于底座上的两组滚轮也会随着第二定位柱的转动进行滚动，以此保证整个承托架能够有效的对螺旋转轴进行支撑的同时，还不会对螺旋转轴的转动造成过多的阻碍，使得螺旋转轴能够正常的进行转动，确保螺旋转轴在激光熔覆时，螺旋转轴表面的熔覆层厚度能够保持一致。
[0012]并且，所述第一和第二滚轮的外缘表面还包覆有橡胶层或硅胶层。从而可提高第二定位柱在带动两组滚轮进行滚动时的摩擦力，使得第二定位柱在转动时的阻力可得到进一步减小，从而确保了整个熔覆过程能够正常运行。并且，由于橡胶层或硅胶层为软性材质，其硬度要远远低于第二定位柱的硬度，从而使得第二定位柱在转动时，可避免对其造成磨损。
[0013]进一步的，为了满足实际的装配需求，所述第二法兰盘和所述第二定位柱之间可采用一体成型、焊接或螺纹连接。工作人员可根据实际的装配要求进行选择。
[0014]进一步的，所述前端卡盘为三爪卡盘；其中，所述三爪卡盘包含盘体和环绕设置在所述盘体上用于夹持所述第一定位柱的活动卡爪。从而使得三爪卡盘在夹住第一定位柱时，可减少与第一定位柱之间的接触面积，在相同作用力的情况下可增大对第一定位柱的压强，从而提高了各活动卡爪在夹持第一定位柱时的夹紧力。
[0015]进一步的，所述齿块的端部为一圆弧状。从而当活动卡爪在夹紧第一定位柱时，可扩大活动卡爪在夹住第一定位柱时的着力点，避免在第一定位柱的表面留下齿痕造成对第一定位柱的损伤，从而可在不影响三爪卡盘夹紧力的同时，又能避免在第一定位柱的表面留下齿痕造成第一定位柱的变形，确保了第一定位柱在转动时能够具有良好的同轴度，避免出现较大的圆跳动误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型第一实施方式的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装的结构示意图；
[0017]图2为本实用新型第二实施方式的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装的结构示意图；
[0018]图3为本实用新型第二实施方式中承托架的结构示意图；
[0019]图4为本实用新型第三实施方式中三爪卡盘的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
[0021]本实用新型的第一实施方式涉及一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，如图1所示，包含安装在电机主轴上的前端卡盘I和插入螺旋转轴2腔体前端内的第一法兰盘3-2。其中，螺旋转轴2腔体前端的内缘表面形成一圈向内凸起的第一环状凸起部4，且在第一法兰盘3-1在插入螺旋转轴2腔体前端后，该第一法兰盘3-1通过螺栓与第一环状凸起部4进行固定连接。
[0022]另外，本实施方式的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在第一法兰盘3-1外侧的第一定位柱3-2，且该第一定位柱3-2至少有部分从螺旋转轴2的腔体前端穿出并暴露在螺旋转轴2的外部，使其能够被前端卡盘I所夹持。
[0023]其中,在前端卡盘I夹持住第一定位柱3-2后,前端卡盘1、第一法兰盘3-1和第一定位柱3-2的中心在同一轴线上。
[0024]从上述内容中我们不难发现，由于整个工装是由第一法兰盘3-1和第一定位柱
3-2组成，在实际应用的过程中，可将第一法兰盘3-1直接插入螺旋转轴2的腔体端部与腔体端部内缘表面的第一环状凸起部4进行固定连接，通过第一法兰盘3-1对螺旋转轴2的腔体进行固定，以此实现整个螺旋转轴2的定位，而在激光熔覆时，只需将暴露在螺旋转轴2外的第一定位柱3-2插入前端卡盘I内，通过前端卡盘I来夹紧第一定位柱即可，以此保证前端卡盘I在电机转轴的驱动下能够正常的带动螺旋转轴2 —同进行转动，从而确保了此类零件在激光熔覆时的定位要求，保证了此类零件在激光熔覆后良品率。
[0025]另外，值得一提的是，在本实施方式中，第一法兰盘3-1和第一定位柱3-2之间可采用一体成型、焊接或螺纹连接。在实际应用的过程中，工作人员可根据实际的装配要求进行选择。而当第一法兰盘3-1和第一定位柱3-2之间采用一体成型工艺锻造而成时，可使第一法兰盘3-1与第一定位柱3-2之间连接的强度可达到最大，使得整个工装能够很好的对一些质量较大的螺旋转轴进行定位。而当第一法兰盘3-1与第一定位柱3-2之间采用螺纹连接时，可便于对其进行拆卸和更换。
[0026]本实用新型的第二实施方式涉及一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，第二实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于:如图2所示，本实施方式的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:插入螺旋转轴2腔体末端内的第二法兰盘5-1，而螺旋转轴2腔体末端的内缘表面形成一圈向内凸起的第二环状凸起部6，且在第二法兰盘5-1插入螺旋转轴2腔体末端后，第二法兰盘5-1通过螺栓与第二环状凸起部6进行固定连接。
[0027]另外，本实施方式的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在第二法兰盘5-1外侧的第二定位柱5-2，且该第二定位柱5-2至少有部分从螺旋转轴2的腔体末端穿出并暴露在螺旋转轴2的外部，并通过一承托架对暴露在螺旋转轴2外部的定位柱5-2进行支撑。值得一提的是，在本实施方式中，第二定位柱5-2和第二法兰盘5-1也可采用与第一定位柱3-2和第一法兰盘3-2相同的连接方式。具体为第二定位柱5-2和第二法兰盘5-1之间可采用一体成型、焊接或螺纹连接，而在实际的应用过程中，工作人员可根据实际的装配需求进行选择。
[0028]由上述内容可知，由于整个工装还包含一个第二法兰盘5-1和一个第二定位柱5-2，在实际应用的过程中，可将第二法兰盘5-1直接插入螺旋转轴2的腔体末端，直接与腔体末端内缘表面的第二环状凸起部6进行固定连接，并通过一承托架对暴露在螺旋转轴外部的第二定位柱5-2进行承托。由此可知，整根螺旋转轴2是通过第一法兰盘3-1和第二法兰盘5-1 —同对其内部的腔体进行定位，从而进一步提高了整个工装对螺旋转轴的支撑力度，使得整根螺旋转轴在转动时具有更好的稳定性和可靠性。
[0029]其中，如图3所示,该承托架包含一底座7-1和对称设置在底座7-1上的第一滚轮7_2和第二滚轮7-3,且第一滚轮7_2和第二滚轮7-3之间的间距不超过第二定位柱5_2的截面直径，在实际的应用过程中，可将暴露在螺旋转轴外部的第二定位柱5-2直接放置在第一滚轮7-2和第二滚轮7-3之间，通过两组滚轮对第二定位柱5-2进行承托。
[0030]具体的说，该底座7-1的上表面为不封闭的形成开口，且开口朝向底座的内部进行延伸形成用于容纳第一滚轮7-2和第二滚轮7-3的槽体。在装配时，可将第一滚轮7-2和第二滚轮7-3直接安装在槽体内，并通过转轴与槽体的侧壁进行连接，而在安装的过程中，为了保证两组滚轮能够有效的对第二定位柱5-2进行支撑，需将第一滚轮7-2和第二滚轮7-3的部分外缘表面暴露在底座7-1外，从而当螺旋转轴2在带动第二法兰盘5-1和第二定位柱5-2进行转动时，位于底座7-1槽体中的两组滚轮也会随着第二定位柱5-2的转动进行滚动，从而减小了螺旋转轴在转动时的阻力，以此保证整个承托架能够在有效支撑螺旋转轴的情况下，还同时不会对螺旋转轴的转动造成过多的阻碍，使得螺旋转轴能够在前端卡盘I的带动下正常的进行转动。
[0031]另外，需要说明的是，为了使得第二定位柱在带动两组滚轮进行滚动时具有一定的摩擦力，可在第一滚轮7-2和第二滚轮7-3的外缘表面还包覆一层橡胶层或硅胶层(图中未标示)。通过橡胶层和硅胶层自身材料的特性，使第二定位柱在转动时能够有效的带动两组滚轮进行滚动，从而进一步减小了螺旋转轴2在转动时的阻力，使得螺旋转轴在转动时更加顺畅。并且，由于橡胶层和硅胶层是软性材质，其硬度要远远低于第二定位柱的硬度，从而使得第二定位柱在转动时，可避免滚轮对第二定位柱造成磨损，使得整个定位工装具有更长的使用寿命。
[0032]并且，从上述内容中我们不难发现，由于整个螺旋转轴2两端分别被前端卡盘和承托架所支撑，从而使得整个定位工装能够满足长度较长的螺旋转轴2的定位装夹需求，使得整个定位工装具有更广的应用范围。
[0033]本实用新型的第三实施方式涉及一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，第三实施方式是在第一实施方式的基础上做了进一步改进，其主要改进在于:如图3所示，在本实施方式中，前端卡盘采用三爪卡盘，且该三爪卡盘包含盘体1-1和环绕设置在盘体1-1上用于夹持第一定位柱3-2的活动卡爪1-2。
[0034]具体的说，各活动卡爪1-2用于夹持第一定位柱3-2的一侧排列有多个第齿块1-3所构成的第一齿形面。由此当三爪卡盘在夹住第一定位柱3-2时，可减少各活动卡爪1-2与第一定位柱3-2之间的接触面积，在相同作用力的情况下可使增大对第一定位柱3-2的压强，以此提高三爪卡盘在夹持第一定位柱3-2时的夹紧力，并且也同时提高了螺旋转轴2在转动时的稳定性和可靠性。
[0035]另外，从上述内容中我们不难发现，为了保证三爪卡盘在夹持第一定位柱3-2时不会在第一定位柱3-2的表面留下齿印，确保第一定位柱3-2不会因三爪卡盘的夹紧力过大而产生变形，可将活动卡爪1-2上的各齿块1-3的端部加工成圆弧状的结构，使得整个第一齿块3-3端部的顶角为一圆弧过渡，以此来扩大活动卡爪1-2在夹住第一定位柱3-2时的着力点，从而可在不影响三爪卡盘夹紧力的同时，又能避免在第一定位柱3-2的表面留下齿痕造成第一定位柱3-2的变形,确保了第一定位柱3-2在转动时能够具有良好的同轴度，避免出现较大的圆跳动误差。
[0036]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。
【权利要求】
1.一种螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，包含安装在电机主轴上的前端卡盘，其特征在于:还包含插入螺旋转轴腔体前端内的第一法兰盘，所述螺旋转轴腔体前端的内缘表面形成一圈向内凸起的第一环状凸起部，所述第一法兰盘与所述第一环状凸起部通过螺栓进行固定连接； 所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在所述第一法兰盘外侧的第一定位柱，所述第一定位柱至少有部分从所述螺旋转轴的腔体前端穿出并暴露在所述螺旋转轴的外部，使其能够被所述前端卡盘所夹持； 其中，在所述前端卡盘夹持住所述第一定位柱后，所述前端卡盘、所述第一法兰盘和所述第一定位柱的中心在同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述第一法兰盘和所述第一定位柱之间采用一体成型、焊接或螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:插入所述螺旋转轴腔体末端内的第二法兰盘，所述螺旋转轴腔体末端的内缘表面形成一圈向内凸起的第二环状凸起部，所述第二法兰盘与所述第二环状凸起部通过螺栓进行固定连接； 所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:设置在所述第二法兰盘外侧的第二定位柱，所述第二定位柱至少有部分从所述螺旋转轴的腔体末端穿出并暴露在所述螺旋转轴的外部； 所述螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装还包含:对暴露在所述螺旋转轴外部的第二定位柱进行承托的承托架。
4.根据权利要求3所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述承托架包含一底座和对称设置在所述底座上的第一滚轮和第二滚轮； 其中，所述第一滚轮和所述第二滚轮之间的间距不超过所述第二定位柱的截面直径，且暴露在所述螺旋转轴外部的第二定位柱直接抵靠在两组滚轮之间。
5.根据权利要求4所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述底座的上表面为不封闭的形成开口，且所述开口朝向所述底座的内部进行延伸形成用于容纳所述第一和第二滚轮的槽体，所述第一和第二滚轮设置在所述槽体内并通过转轴与所述槽体的侧壁进行连接； 其中，所述第一和第二滚轮的外缘表面有部分暴露在所述底座外。
6.根据权利要求3所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述第一和第二滚轮的外缘表面还包覆有橡胶层或硅胶层。
7.根据权利要求3所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述第二法兰盘和所述第二定位柱之间采用一体成型、焊接或螺纹连接。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述前端卡盘为三爪卡盘； 其中，所述三爪卡盘包含盘体和环绕设置在所述盘体上用于夹持所述第一定位柱的活动卡爪。
9.根据权利要求8所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述三爪卡盘中各活动卡爪用于夹持所述定位柱的一侧为排列有齿块所构成的齿形面。
10.根据权利要求9所述的螺旋转轴在激光熔覆时的定位工装，其特征在于:所述齿块的端部为圆弧状。
【文档编号】C23C24/10GK204039504SQ201420405874
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】陈冀彦, 张刚, 唐文, 惠国栋 申请人:上海金萃激光技术有限公司