一种微弧氧化工艺设备的专用夹具的制作方法

本发明属于微弧氧化工艺设备用夹具技术领域，具体涉及一种微弧氧化工艺设备的专用夹具。

背景技术：

微弧氧化工艺是一种加工工艺简单，过程绿色化的表面加工工艺；加工后形成的陶瓷膜层硬度高，耐蚀性强，绝缘性好；并具有良好的耐磨性、耐热冲击等优点。在微弧氧化工艺设备工作过程中，工件在夹具上安装好之后再将夹具安装于设备主体之上，为满足要求，需提供一种安装于微弧氧化工艺设备的夹具。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种微弧氧化工艺设备的专用夹具，该夹具性能可靠，结构简单，更换方便。

本发明所采用的技术方案是，一种微弧氧化工艺设备的专用夹具，包括基板，基板顶端中部平行于其并列固接有一对耳板；基板前表面竖直固定有两对导向立柱；每对的两个导向立柱之间由上至下依次水平设置有顶层衬套组、若干个中间层衬套组及底层衬套组；顶层衬套组固接于导向立柱；中间层衬套组及底层衬套组滑动连接于导向立柱；每个导向立柱底部均设置有纵截面为l形的转动块；l形转动块水平部分开设有立柱孔d，导向立柱穿过立柱孔d，转动块可相对于导向立柱进行转动；基板底端还开设有两个方形槽，方形槽位于每对的两个导向立柱之间；两对导向立柱之间还平行于其设置有通电立柱；通电立柱可相对于基板在竖直方向上进行移动。

本发明的特点还在于：

基板前表面顶部水平开设有凹槽a；顶层衬套组包括固接于凹槽a内的顶层凸台，顶层凸台上开设有两个待加工工件安装孔a，安装孔a内套有顶层衬套；顶层衬套为环形构件，其下部外径大于安装孔a内径，中部外径等于安装孔a内径，上部外径不大于安装孔a内径，且顶层衬套上部设置有外螺纹；顶层衬套由下至上穿过安装孔a并通过其外螺纹与十字螺母a的内螺纹紧固连接，十字螺母a的外径大于安装孔a内径；顶层衬套还内套有尼龙密封垫圈a；顶层凸台的两个安装孔a的两侧均开设有立柱孔a；导向立柱穿过立柱孔a；顶层凸台的两对立柱孔a之间还开设有通电立柱孔a，通电立柱孔a内套有通电立柱衬套a；通电立柱衬套a为环形构件，其上部外径大于通电立柱孔a内径，其余部分外径不大于通电立柱孔a内径，且通电立柱衬套a下部周向开设有一圈凹槽b；通电立柱衬套a由上至下穿过通电立柱孔a并使垫圈b卡于凹槽b内，垫圈b外径大于通电立柱孔a内径。

中间层衬套组包括水平设置的中间层凸台，中间层凸台中部开设有待加工工件安装孔b，安装孔b内套有中间层衬套；中间层衬套为环形构件，其下部半径大于安装孔b半径，中部半径等于安装孔b半径，上部半径小于安装孔b半径，且中间层衬套上部设置有外螺纹；中间层衬套由下至上穿过安装孔b并通过其外螺纹与十字螺母b的内螺纹紧固连接；中间层衬套还内套有两个尼龙密封垫圈c，其中一个尼龙密封垫圈c的内径与待加工工件上表面外孔外径一致，另一个尼龙密封垫圈c的内径与待加工工件下表面外孔外径一致；中间层凸台的安装孔b两侧均开设有立柱孔b；立柱孔b内套有立柱衬套a；立柱衬套a为环形构件，其下部外径大于立柱孔b内径，其余部分外径不大于立柱孔b内径，且立柱衬套a上部周向开设有一圈凹槽c；立柱衬套a由下至上穿过立柱孔b并使垫圈d卡于凹槽c内，垫圈d外径大于立柱孔b内径；导向立柱穿过立柱孔b，中间层凸台可沿导向立柱移动；还包括通过螺栓a固定于安装孔b一侧的弹性导电薄片a。

底层衬套组包括水平设置的底层凸台，底层凸台中部开设有待加工工件安装孔c，安装孔c内套有底层衬套；底层衬套为环形构件，其上部外径大于安装孔c内径，中部上半部分外径等于安装孔c内径，中部下半部分及下部外径不大于安装孔c内径，且底层衬套组中部下半部分设置有外螺纹；底层衬套由上至下穿过安装孔c并通过其外螺纹与十字螺母c的内螺纹紧固连接；底层衬套还内套有尼龙密封垫圈e；底层凸台的安装孔c两侧均开设有立柱孔c；立柱孔c内套有立柱衬套b；立柱衬套b为环形构件，其下部外径大于立柱孔c内径，其余部分外径不大于立柱孔c内径，且立柱衬套b上部周向开设有一圈凹槽d；立柱衬套b由下至上穿过立柱孔c并使垫圈f卡于凹槽d内，垫圈f外径大于立柱孔c内径；导向立柱穿过立柱孔c，底层凸台可沿导向立柱移动。

基板前表面凹槽a下方还平行于其开设有若干个凹槽e；每个凹槽e内均固定有两对定位块；每对的两个定位块可卡于待加工工件两侧。

通电立柱的设置方式为，通电立柱由立柱a及立柱b固接而成，且立柱b的直径小于立柱a的直径；立柱a上固接有若干个凸起，凸起可与弹性导电薄片a接触；基板前表面下部固定有凸台，凸台上开设有通电立柱孔b；通电立柱孔b上部直径大于其下部直径；立柱a的直径与通电立柱孔b上部的直径一致，立柱b的直径与通电立柱孔b下部的直径一致；立柱b底部设置有外螺纹；立柱b外套有弹簧，通电立柱由上至下依次穿过通电立柱孔a、通电立柱孔b，并通过双螺母垫片与立柱b的外螺纹紧固连接，双螺母及垫片的外径大于通电立柱孔b下部的直径。

导向立柱的固定方式为，导向立柱顶端固接凸起a，凸起a的直径大于立柱孔a的直径；基板表面底部水平开设有两对凹槽f，每个凹槽f内固接凸台，每个凸台均开设有立柱孔e；导向立柱依次穿过立柱孔a、立柱孔b、立柱孔c、立柱孔d、立柱孔e；导向立柱底端固接凸起b，凸起b的直径大于立柱孔e的直径。

本发明的有益效果是：

(1)工件可在专用夹具上快速定位，避免频繁找正；

(2)工件安装过程中操作简单，容易上手；

(3)每次可安装多个工件，为大批量生产提供了可能。

附图说明

图1是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具的结构示意图；

图2是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中基板的结构示意图；

图3是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中通电立柱的结构示意图；

图4是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中顶层衬套组的结构示意图；

图5是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中中间层衬套组的结构示意图；

图6是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中底层衬套组的结构示意图；

图7是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具所夹持的工件的结构示意图；

图8是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具中微弧氧化工艺设备的结构示意图；

图9是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具所服务的微弧氧化工艺设备的结构示意图；

图10是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具所服务的微弧氧化工艺设备的局部主视图；

图11是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具所服务的微弧氧化工艺设备中连接件b的结构示意图；

图12是本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具所服务的微弧氧化工艺设备中电流流向示意图。

图中，1.基板，2.耳板，3.导向立柱，4.顶层衬套组，5.中间层衬套组，6.底层衬套组，7.转动块，8.立柱孔d，9.方形槽，10.凹槽a，11.凹槽e，12.定位块，13.通电立柱，14.凸起，15.凸台，16.通电立柱孔b，17.立柱a，18.立柱b，19.弹簧，20.凹槽f；21.待加工工件，22.回液槽盖板，23.回液槽，24.主体箱，25.卡头，26.夹具，27.气缸，28.平台，29.导向杆，30.固定板，31.管道口a，32.管道a，33.阳极片，34.盛液槽，35.阴极片，36.阴极杆，37.导线a，38.进液口，39.进液管，40.出液口，41.出液管a，42.管道口b，43.管道b，44.回液阀，45.连接件a，46.连接阀，47.出液管b，48.连接件b，49.固定板a；50.旋转件，51.螺钉，52.导线b；

401.顶层凸台，402.安装孔a，403.顶层衬套，404.十字螺母a，405.密封垫圈a，406.立柱孔a，407.通电立柱孔a，408.通电立柱衬套a，409.凹槽b，410.垫圈b；

501.中间层凸台，502.安装孔b，503.中间层衬套，504.十字螺母b，505.密封垫圈c，506.立柱孔b，507.立柱衬套a，508.凹槽c，509.垫圈d，510.螺栓a，511.弹性导电薄片a；

601.底层凸台，602.安装孔c，603.底层衬套，604.十字螺母c，605.密封垫圈e，606.立柱孔c，607.立柱衬套b，608.凹槽d，609.垫圈f。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，一种微弧氧化工艺设备的专用夹具，包括基板1，基板1顶端中部并列固接有一对耳板2；基板1前表面由左至右竖直固定有两对导向立柱3；每对的两个导向立柱3之间由上至下依次水平设置有顶层衬套组4、若干个中间层衬套组5及底层衬套组6；顶层衬套组4固接于导向立柱3；中间层衬套组5及底层衬套组6滑动连接于导向立柱3；每个导向立柱3底部均设置有纵截面为l形的转动块7；l形转动块7水平部分开设有立柱孔d8，导向立柱3穿过立柱孔d8，转动块7可相对于导向立柱3进行转动；基板1底端还开设有两个方形槽9，方形槽9位于每对的两个导向立柱3之间；两对导向立柱3之间还平行于其设置有通电立柱13；通电立柱13可相对于基板1在竖直方向上进行移动；基板1前表面凹槽a10下方还平行于其开设有若干个凹槽e11；每个凹槽e11内均固定有两对定位块12；每对的两个定位块12可卡于待加工工件21两侧。

如图3所示，通电立柱13的设置方式为，通电立柱13由立柱a17及立柱b18固接而成，且立柱b18的直径小于立柱a17的直径；立柱a17上固接有若干个凸起14，凸起14可与弹性导电薄片a511接触；基板1前表面下部固定有凸台15，凸台15上开设有通电立柱孔b16；通电立柱孔b16上部直径大于其下部直径；立柱a17的直径与通电立柱孔b16上部的直径一致，立柱b18的直径与通电立柱孔b16下部的直径一致；立柱b18底部设置有外螺纹；立柱b18外套有弹簧19，通电立柱13由上至下依次穿过通电立柱孔a407、通电立柱孔b16，并通过双螺母垫片与立柱b18的外螺纹紧固连接，双螺母及垫片的外径大于通电立柱孔b16下部的直径。

如图4所示，基板1前表面顶部水平开设有凹槽a10(如图2所示)；顶层衬套组4包括固接于凹槽a7内的顶层凸台401，顶层凸台401上开设有两个待加工工件安装孔a402，安装孔a402内套有顶层衬套403；顶层衬套403为环形构件，其下部外径大于安装孔a402内径，中部外径等于安装孔a402内径，上部外径不大于安装孔a402内径，且顶层衬套403上部设置有外螺纹；顶层衬套403由下至上穿过安装孔a402并通过其外螺纹与十字螺母a404的内螺纹紧固连接，十字螺母a404的外径大于安装孔a402内径；顶层衬套403还内套有尼龙密封垫圈a405；顶层凸台401的两个安装孔a402的两侧均开设有立柱孔a406；导向立柱3穿过立柱孔a406；顶层凸台401的两对立柱孔a406之间还开设有通电立柱孔a407，通电立柱孔a407内套有通电立柱衬套a408；通电立柱衬套a408为环形构件，其上部外径大于通电立柱孔a407内径，其余部分外径不大于通电立柱孔a407内径，且通电立柱衬套a408下部周向开设有一圈凹槽b409；通电立柱衬套a408由上至下穿过通电立柱孔a407并使垫圈b410卡于凹槽b409内，垫圈b410外径大于通电立柱孔a407内径。

如图5所示，中间层衬套组5包括水平设置的中间层凸台501，中间层凸台501中部开设有待加工工件安装孔b502，安装孔b502内套有中间层衬套503；中间层衬套503为环形构件，其下部半径大于安装孔b502半径，中部半径等于安装孔b502半径，上部半径小于安装孔b502半径，且中间层衬套503上部设置有外螺纹；中间层衬套503由下至上穿过安装孔b502并通过其外螺纹与十字螺母b504的内螺纹紧固连接；中间层衬套503还内套有两个尼龙密封垫圈c505，其中一个尼龙密封垫圈c505的内径与待加工工件21上表面外孔外径一致，另一个尼龙密封垫圈c505的内径与待加工工件21下表面外孔外径一致；中间层凸台501的安装孔b502两侧均开设有立柱孔b506；立柱孔b506内套有立柱衬套a507；立柱衬套a507为环形构件，其下部外径大于立柱孔b506内径，其余部分外径不大于立柱孔b506内径，且立柱衬套a507上部周向开设有一圈凹槽c508；立柱衬套a507由下至上穿过立柱孔b506并使垫圈d509卡于凹槽c508内，垫圈d509外径大于立柱孔b506内径；导向立柱3穿过立柱孔b506，中间层凸台501可沿导向立柱3移动；还包括通过螺栓a510固定于安装孔b502一侧的弹性导电薄片a511。

如图6所示，底层衬套组6包括水平设置的底层凸台601，底层凸台601中部开设有待加工工件安装孔c602，安装孔c602内套有底层衬套603；底层衬套603为环形构件，其上部外径大于安装孔c602内径，中部上半部分外径等于安装孔c602内径，中部下半部分及下部外径不大于安装孔c602内径，且底层衬套组6中部下半部分设置有外螺纹；底层衬套603由上至下穿过安装孔c602并通过其外螺纹与十字螺母c604的内螺纹紧固连接；底层衬套603还内套有尼龙密封垫圈e605；底层凸台601的安装孔c602两侧均开设有立柱孔c606；立柱孔c606内套有立柱衬套b607；立柱衬套b607为环形构件，其下部外径大于立柱孔c606内径，其余部分外径不大于立柱孔c606内径，且立柱衬套b607上部周向开设有一圈凹槽d608；立柱衬套b607由下至上穿过立柱孔c606并使垫圈f609卡于凹槽d608内，垫圈f609外径大于立柱孔c606内径；导向立柱3穿过立柱孔c606，底层凸台601可沿导向立柱3移动。

导向立柱3的固定方式为，导向立柱3顶端固接凸起a，凸起a的直径大于立柱孔a406的直径；基板1前表面底部水平开设有两对凹槽f20，每个凹槽f20内固接凸台，每个凸台均开设有立柱孔e；导向立柱3依次穿过立柱孔a406、立柱孔b506、立柱孔c606、立柱孔d8、立柱孔e；导向立柱3底端固接凸起b，凸起b的直径大于立柱孔e的直径。

如图8-10所示，微弧氧化工艺设备的专用夹具中的专用设备，包括设置有回液槽盖板22的回液槽23；回液槽盖板22上表面后部固接有主体箱24，回液槽盖板22前部并列开设有两个管道口b42；管道口b42上侧固接有卡头25；卡头25为横截面为圆环的构件，且卡头25一侧设置有与夹具26紧固连接的连接件a45；管道口b42下侧与管道b43一端相连通；两个管道b43上均设置有回液阀44；待加工工件的夹具26可卡入卡头25；主体箱24前表面上部还设置有与夹具26连接的连接件b48(如图11所示)；连接件b48包括固定板a49、旋转件50及螺钉51，主体箱24前表面上部开设有螺钉孔a，固定板a49中部开设有螺钉孔b，旋转件50中部开设有螺钉孔c，旋转件50后表面到主体箱24前表面之间的距离与基板1的厚度一致；两个耳板2之间的距离与固定板a49的宽度一致；螺钉51依次穿过螺钉孔c、螺钉孔b、螺钉孔a将旋转件50、固定板a49、主体箱24紧固连接。主体箱24内底面固接气缸27的固定端，气缸27的自由端伸出主体箱24上表面并水平固接平台28；主体箱24上表面四个边角处均固接导向杆29一端，导向杆29穿过平台28，且另一端固定于水平设置的固定板30；导向杆29与固定板30的连接方式为，固定板30四个边角处均开设有导向孔；导向杆29顶部直径小于其余部分直径且设置有外螺纹；导向杆29顶部穿过导向孔并通过螺母与外螺纹紧固连接；螺母位于固定板30上侧。平台28前部并列开设有两个管道口a31，管道a32穿过管道口a31并固定于平台28；两个管道a32的底端分别固接阳极片33的端部；管道a32与阳极片33的连接方式为，管道a32底部外壁固接有一圈凸起；阳极片33两端为圆环状构件；凸起及圆环状构件上均开设有若干个螺栓孔；圆环状构件外套于管道a32底部，螺栓依次穿过凸起及圆环状构件并通过与其配套的螺母紧固连接。两个管道a32的顶端均固接于盛液槽34下表面；管道a32位于平台28以上的部分呈漏斗状。盛液槽34上表面水平固接有阴极片35，阴极片35两端均竖直固接有阴极杆36，阴极杆36穿过盛液槽34及管道a32，并位于管道a32中央；阴极杆36还可穿过卡头25并伸入管道b43；阴极片35与阴极杆36的连接方式为，阴极片35两端为圆环状构件；阴极杆36顶部直径小于其余部分直径且设置有外螺纹；圆环状构件外套于阴极杆36顶部并通过螺母及垫片与外螺纹紧固连接。电源正极通过导线a37与阳极片33连接；阴极片35通过导线b52与电源负极连接。盛液槽34上表面还开设有进液口38，进液口38与进液管39一端相连通；进液管39另一端连接电解液源。盛液槽34一侧还开设有出液口40，出液口10与出液管a41一端相连通；出液管a41另一端外套连接阀46上半部分；还包括出液管b47，出液管b47一端外套连接阀46下半部分；出液管b47另一端与回液槽23相连通。

本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具的工作过程为：

(1)将微弧氧化工艺设备的专用夹具水平置于桌面，由于工件21上表面下表面面积不相等(有1°的锥度)，且地面不导电，因此相邻两工件21安装时需对称安装；

(2)把工件21底部朝里，使其底部外孔与微弧氧化工艺设备的专用夹具中顶层衬套403的安装孔a402构成同心配合，工件21侧面定位块12接触，限制工件的轴向转动；

(3)滑动第一组中间层衬套组5，使中间层衬套503安装孔b502与工件21顶部外孔构成同心配合，并使工件21完全定位；

(4)把工件21顶部朝里，使其顶部外孔与第一组中间层衬套组5的安装孔b502构成同心配合，滑动第二组中间层衬套组5，使中间层衬套503的安装孔b502与工件21底部外孔构成同心配合，并使工件21完全定位；至此，相邻的两工件安装完毕；

(5)重复1-4操作，继续完成剩余工件的安装；

(6)最后一组工件21安装之后，转动转动块7，使微弧氧化工艺设备的夹具上所有零件被完全夹紧；

(7)启动微弧氧化工艺专用设备的汽缸27，使其自由端带动平台7升至上位；

(8)将微弧氧化工艺设备的专用夹具安装于设备预留位置；

(9)底层衬套组6的安装孔c602与卡头25同心配合；转动连接件b48中的旋转件50锁紧微弧氧化工艺设备的专用夹具；

(10)启动微弧氧化工艺专用设备的汽缸27，使其自由端带动平台28下降，使得阳极片33与微弧氧化工艺设备的专用夹具中通电立柱13顶端接触，通电立柱13受力后向下移动，带动凸起14向下移动并与弹性导电薄片511接触，使得微弧氧化工艺所需的电流从设备流向所需加工工件；

(11)打开电解液上液泵开关，使电解液从电解液源沿着进液管39进入进液口38，在盛液槽34内达到需要的体积后关闭上液泵，进行微弧氧化处理；

(12)微弧氧化处理完成后，拆卸工件时需先切断电源，打开回液阀23使电解液回流到回液槽2内，再倒序步骤(10)—(1)步骤即可。

本发明微弧氧化工艺设备的专用夹具的优点为：

(1)工件可在专用夹具上快速定位，避免频繁找正；

(2)工件安装过程中操作简单，容易上手；

(3)每次可安装多个工件，为大批量生产提供了可能。