一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具的制作方法

本发明涉及一种高频钎焊用工装，特别是涉及一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具。

背景技术：

涡轮盘作为航空发动机中重要的组成部件之一，其材料主要为高温合金或粉末冶金，并且在涡轮盘上需要成组加工装配孔，而装配孔在成组加工时，则需要加工刀具兼具优秀的切削性能和较高韧性，目前能够满足这一要求的加工刀具，是由硬质合金刀头和结构钢刀柄制成的刀具，而硬质合金刀头和结构钢刀柄则需要通过高频钎焊方式进行连接。

目前，硬质合金刀头和结构钢刀柄的钎焊连接主要以纯手工方式完成，导致钎焊后的刀具质量易受人为因素影响，并且钎焊加工效率较为低下，难以满足实际生产需要。如果采购专用钎焊设备，其昂贵的价格又成为了首要制约因素。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具，大幅度提高了钎焊加工效率，钎焊后的刀具质量得到有效保证，而且夹具制造成本低廉。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具，包括行走式底座、立柱、刀柄安装架、刀柄安装架升降驱动机构、刀柄装夹机构、刀头安装架及刀头装夹压下机构；所述立柱竖直固装在行走式底座上，所述刀头安装架固装在立柱顶端的柱体上，所述刀头装夹压下机构设置在刀头安装架上；所述刀柄安装架安装在立柱中下部的柱体上，刀柄安装架与立柱之间通过刀柄安装架升降驱动机构相连，所述刀柄装夹机构设置在刀柄安装架上，在刀柄安装架上还安装有刀柄安装架定位锁紧机构。

所述刀柄安装架升降驱动机构包括升降驱动齿条、升降驱动齿轮、升降驱动轴及升降驱动手柄；所述升降驱动齿条竖直固装在立柱侧立面上，升降驱动轴安装在刀柄安装架上，且升降驱动轴垂直于立柱；所述升降驱动齿条与升降驱动齿轮相啮合，升降驱动齿轮固定套装在升降驱动轴上，升降驱动轴相对于刀柄安装架仅具有回转自由度，所述升降驱动手柄连接在升降驱动轴上；所述立柱及升降驱动齿条夹在升降驱动齿轮与刀柄安装架之间，且立柱与刀柄安装架滑动接触配合。

所述刀柄装夹机构包括导向筒、端盖、刀柄夹紧锥块、胀紧锥块、压紧螺柱及刀柄夹紧驱动手柄；所述导向筒竖直固装在刀柄安装架上，所述刀柄夹紧锥块数量若干，若干刀柄夹紧锥块均布设置在导向筒内侧，在刀柄夹紧锥块与刀柄安装架之间设置有刀柄夹紧锥块复位弹簧；所述胀紧锥块与刀柄夹紧锥块的数量相等且位置一一对应，胀紧锥块位于刀柄夹紧锥块与导向筒内壁之间，且胀紧锥块与刀柄夹紧锥块的锥面相接触；所述端盖固装在导向筒顶端，在端盖中心开设有螺纹孔，所述压紧螺柱通过螺纹孔安装在端盖上，在压紧螺柱中心开设有刀柄穿过孔，压紧螺柱底部端面与胀紧锥块顶部端面相接触；所述刀柄夹紧驱动手柄连接在压紧螺柱顶端。

所述刀头装夹压下机构包括刀头卡盘、转接套管、压下套管、压下驱动齿轮、压下驱动轴及压下驱动手柄；在所述压下套管的侧立面上竖直加工有压下驱动齿条，所述压下驱动轴安装在刀头安装架上，且压下驱动轴垂直于压下套管；所述压下驱动齿条与压下驱动齿轮相啮合，压下驱动齿轮固定套装在压下驱动轴上，压下驱动轴相对于刀头安装架仅具有回转自由度，所述压下驱动手柄连接在压下驱动轴上；所述压下套管及压下驱动齿条夹在压下驱动齿轮与刀头安装架之间，且压下套管与刀头安装架滑动接触配合；所述转接套管套装于压下套管内侧，转接套管相对于压下套管仅具有回转自由度，所述刀头卡盘固装在转接套管底端；在所述压下套管顶端与刀头安装架上端面之间加装有压下套管复位弹簧及压下套管导向螺杆，且套管复位弹簧套装在压下套管导向螺杆外侧。

所述刀柄安装架定位锁紧机构包括锁紧滑块、滑块导向槽、锁紧曲轴及锁紧手柄；所述滑块导向槽固定设置在刀柄安装架底部，所述锁紧滑块位于滑块导向槽内，在锁紧滑块上水平开设有锁紧偏心孔，所述锁紧曲轴的偏心段位于锁紧偏心孔内，锁紧曲轴的非偏心段相对于刀柄安装架仅具有回转自由度，所述锁紧手柄连接在锁紧曲轴的非偏心段。

本发明的有益效果：

本发明的硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具，大幅度提高了钎焊加工效率，钎焊后的刀具质量得到有效保证，而且夹具制造成本低廉。

附图说明

图1为本发明的一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具结构示意图；

图2为图1中i部放大图；

图中，1—行走式底座，2—立柱，3—刀柄安装架，4—刀头安装架，5—升降驱动齿条，6—升降驱动齿轮，7—升降驱动轴，8—升降驱动手柄，9—导向筒，10—端盖，11—刀柄夹紧锥块，12—胀紧锥块，13—压紧螺柱，14—刀柄夹紧驱动手柄，15—刀柄夹紧锥块复位弹簧，16—刀柄穿过孔，17—刀头卡盘，18—转接套管，19—压下套管，20—压下驱动齿轮，21—压下驱动轴，22—压下驱动手柄，23—压下驱动齿条，24—压下套管复位弹簧，25—压下套管导向螺杆，26—锁紧滑块，27—滑块导向槽，28—锁紧曲轴，29—锁紧手柄，30—锁紧偏心孔，31—硬质合金刀头，32—结构钢刀柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种硬质合金刀头与结构钢刀柄的高频钎焊用夹具，包括行走式底座1、立柱2、刀柄安装架3、刀柄安装架升降驱动机构、刀柄装夹机构、刀头安装架4及刀头装夹压下机构；所述立柱2竖直固装在行走式底座1上，所述刀头安装架4固装在立柱2顶端的柱体上，所述刀头装夹压下机构设置在刀头安装架4上；所述刀柄安装架3安装在立柱2中下部的柱体上，刀柄安装架3与立柱2之间通过刀柄安装架升降驱动机构相连，所述刀柄装夹机构设置在刀柄安装架3上，在刀柄安装架3上还安装有刀柄安装架定位锁紧机构。

所述刀柄安装架升降驱动机构包括升降驱动齿条5、升降驱动齿轮6、升降驱动轴7及升降驱动手柄8；所述升降驱动齿条5竖直固装在立柱2侧立面上，升降驱动轴7安装在刀柄安装架3上，且升降驱动轴7垂直于立柱2；所述升降驱动齿条5与升降驱动齿轮6相啮合，升降驱动齿轮6固定套装在升降驱动轴7上，升降驱动轴7相对于刀柄安装架3仅具有回转自由度，所述升降驱动手柄8连接在升降驱动轴7上；所述立柱2及升降驱动齿条5夹在升降驱动齿轮6与刀柄安装架3之间，且立柱2与刀柄安装架3滑动接触配合。

所述刀柄装夹机构包括导向筒9、端盖10、刀柄夹紧锥块11、胀紧锥块12、压紧螺柱13及刀柄夹紧驱动手柄14；所述导向筒9竖直固装在刀柄安装架3上，所述刀柄夹紧锥块11数量若干，若干刀柄夹紧锥块11均布设置在导向筒9内侧，在刀柄夹紧锥块11与刀柄安装架3之间设置有刀柄夹紧锥块复位弹簧15；所述胀紧锥块12与刀柄夹紧锥块11的数量相等且位置一一对应，胀紧锥块12位于刀柄夹紧锥块11与导向筒9内壁之间，且胀紧锥块12与刀柄夹紧锥块11的锥面相接触；所述端盖10固装在导向筒9顶端，在端盖10中心开设有螺纹孔，所述压紧螺柱13通过螺纹孔安装在端盖10上，在压紧螺柱13中心开设有刀柄穿过孔16，压紧螺柱13底部端面与胀紧锥块12顶部端面相接触；所述刀柄夹紧驱动手柄14连接在压紧螺柱13顶端。

所述刀头装夹压下机构包括刀头卡盘17、转接套管18、压下套管19、压下驱动齿轮20、压下驱动轴21及压下驱动手柄22；在所述压下套管19的侧立面上竖直加工有压下驱动齿条23，所述压下驱动轴21安装在刀头安装架4上，且压下驱动轴21垂直于压下套管19；所述压下驱动齿条23与压下驱动齿轮20相啮合，压下驱动齿轮20固定套装在压下驱动轴21上，压下驱动轴21相对于刀头安装架4仅具有回转自由度，所述压下驱动手柄22连接在压下驱动轴21上；所述压下套管19及压下驱动齿条23夹在压下驱动齿轮20与刀头安装架4之间，且压下套管19与刀头安装架4滑动接触配合；所述转接套管18套装于压下套管19内侧，转接套管18相对于压下套管19仅具有回转自由度，所述刀头卡盘17固装在转接套管18底端；在所述压下套管19顶端与刀头安装架4上端面之间加装有压下套管复位弹簧24及压下套管导向螺杆25，且套管复位弹簧24套装在压下套管导向螺杆25外侧。

所述刀柄安装架定位锁紧机构包括锁紧滑块26、滑块导向槽27、锁紧曲轴28及锁紧手柄29；所述滑块导向槽27固定设置在刀柄安装架3底部，所述锁紧滑块26位于滑块导向槽27内，在锁紧滑块26上水平开设有锁紧偏心孔30，所述锁紧曲轴28的偏心段位于锁紧偏心孔30内，锁紧曲轴28的非偏心段相对于刀柄安装架3仅具有回转自由度，所述锁紧手柄29连接在锁紧曲轴28的非偏心段。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

本实施例中，刀头卡盘17采用三爪卡盘，行走式底座1上同时配备脚轮和活动支撑脚。进行刀具钎焊前，通过行走式底座1将本发明的装置推行到钎焊位置，使高频钎焊的感应线圈处于刀头卡盘17与压紧螺柱13之间。

先将结构钢刀柄32倒置插入刀柄装夹机构内，然后转动刀柄夹紧驱动手柄14，使压紧螺柱13在端盖10的螺纹孔内旋转下行，进而向下推动胀紧锥块12下行，通过胀紧锥块12驱动刀柄夹紧锥块11向心运动，直到将结构钢刀柄32夹紧固定住。

再将硬质合金刀头31的插入刀头卡盘17中，然后用扳手旋紧刀头卡盘17，直到硬质合金刀头31被夹紧固定住。

旋转升降驱动手柄8，通过升降驱动轴7带动升降驱动齿轮6转动，使升降驱动齿轮6沿升降驱动齿条5滚动行进，从而调整刀柄安装架3在立柱2上的高度位置，且刀柄装夹机构及结构钢刀柄32随刀柄安装架3同步进行高度位置的调整，直到结构钢刀柄32的钎焊点处于在高频钎焊的感应线圈内。

旋转锁紧手柄29，带动锁紧曲轴28的非偏心段回转，而锁紧曲轴28的偏心段会进行圆周摆动，并通过锁紧偏心孔30带动锁紧滑块26进行水平移动，直到锁紧滑块26顶靠在立柱2表面，此时刀柄安装架3被固定在立柱2上，且刀柄安装架3的高度位置被限定。

旋转压下驱动手柄22，通过压下驱动轴21带动压下驱动齿轮20转动，使压下驱动齿轮20沿压下驱动齿条23滚动下行，从而使压下套管19和转接套管18下行，直到硬质合金刀头31与其正下方的结构钢刀柄32的完成对接。

感应线圈通电，对硬质合金刀头31和结构钢刀柄32进行高频钎焊，直到硬质合金刀头31和结构钢刀柄32固连为一体。

首先松开刀头卡盘17，使硬质合金刀头31脱开夹紧，然后松开压下驱动手柄22，在压下套管复位弹簧24的作用下，压下套管19和转接套管18实现自动复位。然后反向转动刀柄夹紧驱动手柄14，使压紧螺柱13在端盖10的螺纹孔内旋转上行，胀紧锥块12失去下推力，此时在刀柄夹紧锥块复位弹簧15的作用下，刀柄夹紧锥块11以离心运动方式复位，使结构钢刀柄32脱开夹紧，此时便可将刀具整体取下，刀具的钎焊连接作业结束。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。