用于感应加热局部热处理的模块化夹具及其使用方法与流程

技术领域：

本发明属于金属零部件修复后的局部热处理技术领域，尤其涉及一种用于感应加热局部热处理的模块化夹具及其使用方法。

背景技术：
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航空航天领域中，对于在服役过程出现裂纹、腐蚀、磨损等损伤失效的大型薄壁零部件，采用激光增材修复、氩弧焊接、电子束焊接等工艺实现快速修复，可延长零部件使用寿命，挽回经济损失。但零部件修复部位不可避免地会产生残余应力及性能弱化，对工件性能及使用稳定性产生不利影响。

热处理可有效消除修复零部件残余应力、提高零部件力学性能。然而对于大型薄壁零部件而言，采用整体真空热处理需要装夹保证的位置和尺寸精度繁多、容易引起新的变形超差，且专用热处理校形夹具结构复杂难于制造且成本高。采用感应加热局部热处理方法可有效解决整体真空热处理的弊端，其加热面积大小和加热温度直接决定着应力消减及组织调控的效果。因此，如何实现加热面积大小和加热温度精确控制、避免因局部热处理产生变形超差问题是现阶段感应加热局部热处理需要解决的问题。

技术实现要素：
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针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于零部件自支撑的方式设计的用于感应加热局部热处理的模块化夹具，可实现对工件修复部位的可靠装夹，完成对修复区域的精确加热，并能控制修复工件变形。

本发明采用如下技术方案：提供一种用于感应加热局部热处理的模块化夹具，包括导热夹具体、隔热夹具体、压板和压紧机构，所述导热夹具体的底面贴合待热处理零部件表面，所述导热夹具体的内部设有贯通其顶面和底面的通孔用于露出待加热区域，所述导热夹具体的外部成型有外台阶，所述隔热夹具体的内部成型有与所述外台阶配合的内台阶，使所述隔热夹具体装配在所述导热夹具体上；所述压板贴合在与所述待热处理零部件表面相对的另一表面；所述压紧机构压紧所述隔热夹具体和所述压板以夹紧待热处理零部件。

所述压紧机构包括支撑块和压紧块，所述支撑块与所述压紧块通过圆柱销铰链式连接，所述支撑块支撑所述压板的底面，所述压紧块压紧所述隔热夹具体的顶面，所述压紧块与所述支撑块之间用内六角螺栓紧固压紧。

所述支撑块为l形。

所述压紧机构的个数与位置根据待热处理零部件的种类和待加热区域的位置选定。

优选的，所述压紧机构的个数为三个，呈等腰三角形排布压紧所述隔热夹具体和所述压板以夹紧待热处理零部件。

所述导热夹具体采用310s不锈钢材料制成，所述隔热夹具体采用氧化铝陶瓷材料制成。

所述导热夹具体与所述隔热夹具体的规格根据待加热区域的面积大小来选定。

所述压板的型面根据压板与待热处理零部件抵接的表面进行匹配。

本发明还提供一种上述用于感应加热局部热处理的模块化夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据待热处理零部件的待加热区域面积大小选定相应规格的导热夹具体和隔热夹具体；

步骤2、将所述隔热夹具体与所述导热夹具体匹配组合好，将导热夹具体底面贴合待热处理零部件表面，使导热夹具体内部的通孔对准待加热区域；将压板贴合在与所述待热处理零部件表面相对的另一表面；

步骤3、根据待热处理零部件的待加热区域的位置选定压紧机构的压紧位置，将压紧机构的支撑块贴紧压板、压紧块贴紧隔热夹具体，用内六角螺栓紧固支撑块和压紧块，实现隔热夹具体、导热夹具体、待热处理零部件和压板的夹紧。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、本发明以待热处理零部件作为夹具的支撑体，所述导热夹具体的底面贴合待热处理零部件表面，所述隔热夹具体与所述导热夹具体进行匹配，对待热处理零部件待加热区域的装夹，合理控制了零部件局部热处理时的变形，其结构小巧，也降低了制造成本；

2、所述导热夹具体的内部设有贯通其顶面和底面的通孔用于露出待加热区域，可实现对修复部位的直接感应加热，便于精确检测控制待热处理零部件的加热温度；所述导热夹具体的外部成型有外台阶，所述隔热夹具体的内部成型有与所述外台阶配合的内台阶，所述导热夹具体与所述隔热夹具体的规格根据待加热区域的面积大小来选定并匹配，实现了对加热面积的精确控制；

3、所述导热夹具体采用310s不锈钢材料制成，其耐高温、导热性好，可实现高效的感应加热和导热；所述隔热夹具体采用氧化铝陶瓷材料制成，其隔热效果好、抗压强度高，可实现感应加热过程中的隔热保温；

4、所述压紧机构包括支撑块和压紧块，所述支撑块与所述压紧块通过圆柱销铰链式连接，可对一定范围厚度的零部件进行压紧，所述压紧机构的个数与位置根据待热处理零部件的种类和待加热区域的位置选定，适用性好。

附图说明：

图1为本发明实施例提供的用于感应加热局部热处理的模块化夹具的正视图；

图2为本发明实施例提供的用于感应加热局部热处理的模块化夹具的侧视图；

图3(a)为导热夹具体的正视图，图3(b)为其侧面剖视图；

图4(a)为隔热夹具体的正视图，图4(b)为其侧面剖视图；

本实施例中：1-隔热夹具体，2-导热夹具体，3-待热处理零部件，4-压板，5-压紧块，6-内六角螺栓，7-支撑块，8-圆柱销，9-待加热区域，10-通孔。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的一种用于感应加热局部热处理的模块化夹具，包括导热夹具体2、隔热夹具体1、压板4和压紧机构。所述导热夹具体2采用310s不锈钢材料制成，所述隔热夹具体1采用氧化铝陶瓷材料制成。

如图1和图2所示，所述导热夹具体2的底面贴合待热处理零部件表面，所述导热夹具体2的内部设有贯通其顶面和底面的通孔10用于露出待加热区域9。如图3(a)和图3(b)所示，所述导热夹具体2的外部成型有外台阶，如图4(a)和图4(b)所示，所述隔热夹具体1的内部成型有与所述外台阶配合的内台阶，使所述隔热夹具体1装配在所述导热夹具体2上；所述导热夹具体2与所述隔热夹具体1的规格根据待加热区域的面积大小来选定。所述压板4贴合在与所述待热处理零部件表面相对的另一表面，所述压板4的型面根据压板4与待热处理零部件3抵接的表面进行匹配；所述压紧机构压紧所述隔热夹具体1和所述压板4以夹紧待热处理零部件3。

如图2所示，所述压紧机构包括支撑块7和压紧块5，所述支撑块7为l形，所述支撑块7与所述压紧块5通过圆柱销8铰链式连接，所述支撑块7支撑所述压板4的底面，所述压紧块5压紧所述隔热夹具体1的顶面，所述压紧块5与所述支撑块7之间用内六角螺栓6紧固压紧。所述压紧机构的个数为三个，呈等腰三角形排布压紧所述隔热夹具体1和所述压板4以夹紧待热处理零部件3。在其他实施例中，所述压紧机构的个数与位置根据待热处理零部件的种类和待加热区域的位置选定。

本发明还提供一种上述用于感应加热局部热处理的模块化夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1、根据待热处理零部件的待加热区域面积大小选定相应规格的导热夹具体和隔热夹具体；

步骤2、将所述隔热夹具体与所述导热夹具体匹配组合好，将导热夹具体底面贴合待热处理零部件表面，使导热夹具体内部的通孔对准待加热区域；将压板贴合在与所述待热处理零部件表面相对的另一表面；

步骤3、根据待热处理零部件的待加热区域的位置选定压紧机构的压紧位置，将压紧机构的支撑块贴紧压板、压紧块贴紧隔热夹具体，用内六角螺栓紧固支撑块和压紧块，实现隔热夹具体、导热夹具体、待热处理零部件和压板的夹紧。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。