搅拌摩擦焊环缝简易内撑夹具的制作方法

本发明涉及一种焊接内撑夹具，尤其涉及一种搅拌头水平放置的搅拌摩擦焊环缝简易内撑夹具。

背景技术：

搅拌摩擦焊是一种新的焊接技术，其使用的焊接夹具大多采用气动结构，虽然自动化程度较高，但大部分夹具由于制造精度不高及结构等原因，焊接时由于搅拌针施加的巨大压力而使半流态金属挤进夹具缝隙之间，导致夹具无法退回或内撑圆度不高，顶紧与退回不协调而使焊缝质量不均匀。同时搅拌摩擦焊焊接时由于受搅拌针运动方向影响，产品焊接时切向方向作用力很大，多数夹具不能有效防止产品转动，从而严重影响产品焊后质量，且由于气动制造成本高，结构复杂，不适用于研制阶段及小批量生产。

申请号为201210279209.7、专利名称为“用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置”公开了一种搅拌摩擦焊夹具，但是，该发明不适用于搅拌头水平放置的情况，且该发明不适用于两种筒状零件对接焊接的情况；申请号为201320383472.0、专利名称为“一种自支撑的搅拌摩擦焊环缝焊接工装夹具”公开了一种搅拌摩擦焊夹具，但是该发明同样不适用于搅拌头水平放置的情况，且夹具结构复杂。申请号为201410679974.7、专利名称为“一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法”也公开了一种搅拌摩擦焊夹具，但其采用气动结构，成本高，结构复杂，不适用于研制阶段及小批量生产，且不适用于小直径的零件焊接。

技术实现要素：

本发明的目的就在于提供一种搅拌摩擦焊环缝简易内撑夹具，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种搅拌摩擦焊环缝简易内撑夹具，包括压盘组件、夹具体和用于固定所述夹具体的底座组件，其中，所述夹具体包括顶紧块，L形块，斜楔，螺杆和定位盘，所述压盘组件位于夹具体上方，所述底座组件位于夹具体下方，所述压盘组件通过夹具体的螺杆与夹具体连接，所述夹具体与底座组件之间设置有六角头螺栓，所述压盘组件顶部中心设置有压紧螺母。

作为优选的，所述L形块共四件，两件采用螺钉与压盘组件连接，其余两件采用螺钉与斜楔连接，当逆时针旋转压紧螺母时，通过L形块带动压盘组件及斜楔，保证夹具轻松拆卸。

作为优选的技术方案：所述底座组件上设置有吊环螺钉，用于吊装整个夹具。同时还可以设置固定螺钉，用于与地面或其他固定平面连接固定，可以保证整个夹具的稳固性。

作为优选的技术方案：所述顶紧块为八个，分别为四个主顶紧块，四个副顶紧块，所述主顶紧块与副顶紧块交叉设置。

作为进一步优选的技术方案：所述四个主顶紧块与四个副顶紧块在夹具体上均匀间隔分布。

作为优选的技术方案：所述顶紧块采用分体式结构，整体加工后线切割而成最大间隙为0.2mm。

作为优选的技术方案：所述压紧螺母采用套筒扳手驱动。操作更方便省力。

作为优选的技术方案：所述夹具体底部预留有国家标准的螺纹孔。若个别产品由于加工误差尺寸偏小不易取出时，则采用普通国标螺栓通过夹具体下面预留的螺纹孔轻轻转动顶出产品。

底座组件用于夹具的固定，夹具体为本夹具的主要结构，夹具体主要采用螺杆和斜楔结构，当将需要焊接的一件产品固定在夹具体上定位面（如图2所示的A）上，另一件放置在上面，再利用专用的套筒扳手拧动压紧螺母向下运动通过斜面传递压力到各个顶紧块，从而使顶紧块顶紧两件产品焊接部位，同时保证两件产品的同轴度，再将压盘组件放置在夹具体上，拧紧压盘组件上的压紧螺母将需焊接的两件产品紧紧的压住，防止焊接时产品随搅拌针方向转动。焊完后松开拧紧螺母通过L形块带动压紧盘取出压紧盘后，再利用相同原理取出夹具体的斜楔结构，从而使顶紧块放松，取出焊接后产品；

本发明采用螺旋机构作为进给结构，并利用分体式结构快速实现夹具的顶紧及产品的拆卸。由于本发明顶紧块采用整体加工后线切割而成最大间隙为0.2mm，同时圆度及两件产品的同轴度也能够保证，并能有效防止焊接时产品随搅拌针运动而移动，具有结构简单，制造周期短，顶紧力大，可靠性高等优点，非常适用于产品研制阶段及小批量生产。

与现有技术相比，本发明的优点在于：能够有效压紧产品，防止焊接时产品随搅拌针运动方向旋转，从而保证焊接质量；能够有效保证焊接产品的同轴度，避免对接时焊缝错缝；能够有效避免焊后因金属挤进夹具缝隙而导致产品取出困难的情况；同时还具有结构简单，制造周期短，成本低等优点。采用气动夹具及申请号为201320383472.0的夹具其制造周期大约为1～2个月，成本上万元，而采用本发明制造周期大约在1～2周左右，成本在1～2千元之间。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的分解结构图；

图3为图1中夹具体的剖切示意图；

图4为图1中压盘组件的剖切示意图。

图中：1、压紧螺母；2、套筒扳手；3、L形块；4、底座组件；5、夹具体；6、压盘组件；7、吊环螺钉；8、弹簧垫圈；9、六角头螺栓； 11、螺杆12、斜楔；13、主顶紧块；14、副顶紧块；15、定位盘；A、定位面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

实施例：

参见图1-4，一种搅拌摩擦焊环缝简易内撑夹具，包括压盘组件6、夹具体5和用于固定夹具体5的底座组件4，夹具体5包括顶紧块，L形块3，斜楔12，螺杆11和定位盘15，本实施例的顶紧块包括均匀并间隔设置的四个主顶紧块13和四个副顶紧块14,夹具体5采用定位盘15与螺杆11焊接再将斜楔12、L形块3、主顶紧块13与副顶紧块14组合而成；

压盘组件6位于夹具体5上方，底座组件4位于夹具体5下方，压盘组件6放置于夹具体5上，通过夹具体5的螺杆11定位，保证压盘组件6、斜楔12与定位盘15三者同轴；

夹具体5与底座组件4之间设置有弹簧垫圈8和六角头螺栓9，夹具体5底部预留有顶出产品用的螺纹孔，压盘组件6顶部中心设置有压紧螺母1，斜楔上12也设置有压紧螺母1，夹具体5中的螺杆11与定位盘15焊接成整体，螺杆11穿过压盘组件6保证定位盘与压盘组件同轴，压紧螺母1采用套筒扳手2驱动，还包括L形块3，斜楔12，螺杆11，底座组件4上设置有吊环螺钉7；

使用前先将产品清理干净和本夹具清理干净；

利用套筒扳手2转动压紧螺母1通过L形块3带动压盘组件6，将压盘组件6取下（注意夹具体5是否处于放松状态，若未处于放松状态需利用套筒扳手2转动下面的压紧螺母1以放松夹具体5），再将需要对焊的两件产品中的一件放置在夹具体5上，利用夹具体5中定位盘15的定位面定好位置，再将另一件产品放置在上面，转动下面的压紧螺母1利用夹具体5中的斜楔12迫使主顶紧块13和副顶紧块14向外运动顶紧两件产品对接部位，再放上压盘组件6，利用套筒扳手2转动上面的压紧螺母1压紧上面的产品，压紧后开始进行搅拌摩擦焊焊接；

焊接完成后利用套筒扳手2转动压紧螺母1通过L形块3带动压盘组件6，将压盘组件6取下；再利用套筒扳手2转动下面的压紧螺母1放松夹具体5，将夹具体5中的斜楔旋出使四块主顶紧块13和四块副顶紧块14自由脱离成八块，然后轻松取出产品。

在使用本发明时若个别产品由于加工误差尺寸偏小不易取出时，则采用普通国标螺栓通过夹具体5中定位盘15下面预留的螺纹孔轻轻转动顶出产品。

焊接完毕后，长时间不用时应作防锈保护。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。