一种用于激光冲击强化平板试样的快速装夹夹具的制作方法

本发明涉及激光冲击强化技术领域，特指一种用于激光冲击强化平板试样的快速装夹夹具，适合各种平板试样的快速装夹。

背景技术：

激光冲击强化技术是利用强激光束产生的等离子冲击波，在金属表面引入残余应力来提高金属材料的抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀能力的一种高新技术。相较传统喷丸技术具有非接触、无热影响区、可控性强以及强化效果显著等突出优点。

在进行激光冲击强化试验时，通常需要将平板试样先装夹好，然后调整激光束与平板试样的相对位置，在试样表面涂覆吸收层，并用1-2mm的流水作为约束层，然后按照一定的轨迹对平板试样进行激光冲击强化处理。

目前,用于激光冲击强化平板试样的夹具没有统一的标准，井且存在适用范围小、定位精度较差、缺乏柔性、装夹效率低等缺点。为了提高平板试样激光冲击强化的加工质量和效率，因此需要一种提高平板试样安装的定位精度和效率，节省大量的人力和拆装时间的夹具。

技术实现要素：

针对以上问题，本发明的目的在于提供一种柔性较大、定位精度高、装夹拆卸效率高的平板试样的快速装夹夹具。

本方面的目的是通过以下技术手段来实现的：

一种用于激光冲击强化平板试样的快速装夹夹具，其特征在于：所述通用夹具主要包括基座、第一直线导轨组、横梁架、第二直线导轨组、l型连接架、夹紧轴套、夹紧轴、紧固螺钉、限位块和橡胶垫。所述直线导轨有两组，第一直线导轨组安装在基座两侧，用于控制固定于第一直线导轨组滑块上的横梁架的左右移动，第二直线导轨组安装在横梁架内侧，用于控制固定于第二直线导轨组滑块上的l型连接架的前后移动；夹紧轴置于夹紧轴套后一起通过紧固螺钉固定在l型连接架上；将平板试样平整放置于基座上表面中间位置，根据试样不同的规格，调整好横梁架及l型连接架的位置，直接向下按夹紧轴至试样表面即可实现试样的快速装夹。

所述基座平面度要求为0.1；基座上表面设有排水孔。

所述第一直线导轨组安装在基座两侧，用螺钉连接固定；第二直线导轨安装在两个横梁架内侧，用螺钉连接固定。

所述限位块有八个，安装在四根直线滑轨两端，用于防止滑块滑出滑轨；接触面为橡胶材质。

所述横梁架有两个，分别安装于第一直线导轨组的滑块上，用螺钉连接固定。

所述l型连接架有四个，其一端通过螺钉连接在第二直线导轨组的滑块上，另一端中间开设圆孔，用于放置夹紧轴套，l型连接架平面端的三个侧面开设螺纹小孔，用于配合紧固螺钉固定夹紧轴套的位置。

所述夹紧轴套，采用四等分斜对称设计，一半内侧加工有环形直角等腰三角形凹槽，均匀分布于轴套上，距上下端面保持整体十分之一的距离，另一半内侧为从上端直至下端整体十分之一的距离的环形凹槽，其底面与两侧的环形直角等腰三角形凹槽底面保持一致。

所述夹紧轴套在两侧环形凹槽上方各装有一个对位块，其下端面与最上方的环形直角等腰三角形凹槽上端面持平；对位块具有磁性，便于夹紧轴与夹紧轴套的对位。

所述夹紧轴长度为夹紧轴套的三倍，顶部加粗处理，便于下压，同时加粗圆柱面采用直纹滚花处理，便于旋转夹紧轴；中部有多个长方形通孔，用于安装与夹紧轴套中环形直角等腰三角形凹槽相啮合的弹性组件，长方形通孔的尺寸与环形直角等腰直角三角形凹槽相匹配，数量为后者的一半，防止夹紧轴下压过程中弹性组件露出夹紧轴套下端；夹紧轴底部固定有橡胶垫。

所述夹紧轴顶面开有宽度不一样的定位十字槽，宽的指向夹紧轴中部长方形通孔中间位置，以此显示夹紧轴与夹紧轴套的相对位置。

所述橡胶垫有一定弹性，要满足弹性压缩量为环形直角等腰三角形凹槽间距的两到三倍。

所述弹性组件由一对弹块、螺丝和弹簧组成。螺丝通过弹块上的沉头螺丝孔夹紧弹簧，不得露出弹块表面；弹块与环形直角等腰三角形凹槽两端端面皆倒角；安装好的弹性组件在常态下应正好与夹紧轴套中环形直角等腰直角三角形凹槽啮合，按夹紧轴时应缩回方形通孔内，遇到下一个环形直角等腰直角三角形凹槽时在弹簧的作用下弹出与其啮合，重复上述过程即可将夹紧轴下端与工件表面接触，限制了夹紧轴的向上运动，配合橡胶垫的弹性即可完成对试样的夹紧。

本发明的增益效果为：

1.本发明结构紧凑可靠，装夹时间不超过一分钟，拆卸时间更短，相较传统夹具，大大提高了激光冲击强化平板试样的效率。

2.本发明柔性很大，能够适应各种长宽高的平板试样。

3.本发明装夹接触面为橡胶垫与平板试样的接触，试样表面不会留有划痕和压痕，提高了强化质量；同时降低了夹具体的磨损损耗，提高了使用寿命。

4.本发明关键部位均采用不锈钢材质，避免了遇水生锈的问题，同时基座开设排水孔，便于流水的及时排出，保证了约束层水流的稳定。

附图说明

图1为本发明的三维空间结构示意图。

图2为本发明夹紧装置部分的剖视结构示意图。

图3为本发明的夹紧轴套剖视结构示意图。

图4为本发明的夹紧轴剖视结构示意图。

图5为图4中a向视图。

图6为图4中弹性组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详述，但本发明的保护范围并不仅限于此。如图1所示，本发明包括基座1、第一直线导轨组2、横梁架3、第二直线导轨组4、l型连接架5、夹紧轴套6、夹紧轴7、紧固螺钉8、限位块9和橡胶垫10。直线导轨有两组，第一直线导轨组2安装在基座1两侧，用于控制固定于其滑块上横梁架3的左右移动，第二直线导轨组4安装在横梁架3内侧，用于控制固定于其滑块上l型连接架5的前后移动；两个横梁架3通过螺钉连接固定在第一导轨组2滑块上；八个限位块9安装在滑轨两端，用来限制滑轨上滑块的移动，防止其滑出滑轨；四个l型连接架5，其一端通过螺钉连接在第二直线导轨组4滑块上，另一端中间开设尺寸与夹紧轴套6相匹配的安装孔，三个侧面开设螺纹小孔；将夹紧轴套6放入l型连接架5上的安装孔后，调整到合适高度后将一个环形直角等腰三角形凹槽62面正对横梁架，通过三个紧固螺钉8固定其位置。夹紧轴7放入夹紧轴套6后，顶部宽凹槽垂直于横梁架时表示弹性组件70位于三角形凹槽62中心位置啮合，此时可以向下压紧试样，顶部细凹槽垂直于横梁架时表示弹性组件70位于圆弧形凹槽中心位置，此时可以上提夹紧轴7至对位块61，旋转90°左右即可使夹紧装置复位。

本发明所述的激光冲击强化平板试样的快速装夹夹具使用步骤如下：

1.将平板试样11平整放于基座1中间位置；

2.调整横梁架3位置，使其位于平板试样11边线上方；

3.调整l型连接架5位置，使夹紧装置位于平板试样11四个角上方；

4.如夹紧轴7顶面宽槽垂直于横梁架3，直接按下夹紧轴7直至夹紧平板试样11；如不是则调整至垂直于横梁架3位置再行夹紧，然后对平板试样11进行激光冲击强化处理；

5.激光冲击强化处理完成后，下压夹紧轴7并旋转夹紧轴90°，上提夹紧轴7至对位块61，再次旋转90°使得夹紧装置复位；移开横梁架3取出试样。

6.重复上述步骤即可对下一平板试样11进行激光冲击强化处理。