一种工装夹持治具及其使用方法

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体是一种工装夹持治具及其使用方法。

背景技术

在金属工件焊接时，会遇到将两个不同直径的圆柱工件焊接一起，且需要同轴焊接，目前对于该种情况，一些师傅会通过使用车床夹持两个工件，相互靠近，并做最后的焊接，但是该方式使用受到限制，一些机械生产车间，需要将两根不同直径的钢筋焊接一起，此时的车床不能适用；一些有经验的师傅，通过使用垫块，垫高直径较小的工件，使得两个工件置于同轴同心的状态，此时也有缺陷，对于钢筋这样实心的工件，只需要将较小直径的工件完全贴附在较大直径钢筋端面上即可，但是对于管状的工件焊接时，管壁较薄，倘若再使用垫块找轴心，管件对接点依旧有缝隙，焊接时，缝隙点焊接较为困难，容易产生虚焊，管件焊接点不严实。

因此，针对上述问题提出一种工装夹持治具及其使用方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种工装夹持治具，包括底板，底板上中间位置设有导向槽，导向槽内转动连接有丝杆，丝杆对半设置，没半个丝杆的外端各固接一个电机的输出端，丝杆上传动连接有矩形架，矩形架滑动连接导向槽内，矩形架上设有夹持单元；所述夹持单元包括板体，板体上表面前后两侧设有U形状的架体，架体的两端固接在板体上架体的竖直部位上开设条形孔，架体内水平设有上下对称的夹板，夹板的两侧固接有衔接板，衔接板的两侧固接有导向块，导向块上下滑动连接在条形孔；所述衔接板上对称螺纹转动连接有螺杆，螺杆上的螺纹对半设置，两部分螺栓螺纹相反设置，螺杆的一端转动连接在板体上，螺杆的另一端贯穿架体的上端面；本发明设计的工装夹持治具具体操作时，将两个工件的端部分别置于相邻两个的夹持板之间，然后转动螺杆，螺杆下推上方的夹板，并同时上推下方的夹板，即，相邻两个夹板同步相对靠近，并将工件夹持稳定，此时的两个工件同轴同心，然后驱动电机，丝杆转动，矩形架带动两个工件相互靠近，且两个电机独立控制，使得两端工件的端部能够灵活贴附一起，之后继续点焊，点焊之后，松弛夹板，将工件取下，之后作最后的环形焊接；该治具不仅仅适用于圆形状的工件，同样也适应于矩形管，均可将两工件同心设置；该治具中的相邻两个夹板，上下同步移动，使得工件能够快速同心同轴，可使得管工件在焊接时，降低虚焊可能性，提高焊接质量，同时对于实心的工件焊接，提高两个工件同心同轴度，有助于焊接强度的提升。

优选的，所述螺杆的上端固接有从动齿，相邻两个从动齿之间啮合有主动齿，主动齿转动连接在架体上端面中间位置，主动齿上端面固接有六棱柱；在控制上下相邻两个夹板时，需要对每个螺杆进行旋转，操作较为繁琐，为此设置来的从动齿和主动齿，以及配合六棱柱；使用扳手转动六棱柱，六棱柱通过主动齿驱动从动齿转动，此时螺杆也就发生转动，且该设计，能够降低节省一半的紧固或者松弛时间，对于提高加工效率来讲，具有明显的效果。

优选的，所述主动齿与六棱柱之间设有盘体，盘体的外圈开设多个卡口；所述架体上端外侧中间位置固接有弹性板，弹性板竖直向上延伸，并倾斜向外设置；通过弹性板，在主动齿不转动的情况下，弹性板嵌入在卡口内，将盘体固定住，同时也是对主动齿进行稳固，以防止在对工件预先点焊时，工件上未被夹板夹持的部位因外界干扰产生振动，该振动传递到夹板上，导致夹板松弛，螺杆转动，设置弹性板，则可以将螺杆稳定住，也是将夹板对工件的力稳定住。

优选的，所述底板的一侧设有打磨单元；所述打磨单元包括支撑架，支撑架转动连接在底板，支撑架转动连接有液压缸的输出端，液压缸的缸体转动连接在底板上，支撑架上端固接有衔接块，衔接块的端部延伸至两个板体之间，衔接块端部开设转孔，衔接块的端部设有圆柱状的打磨块，打磨块的两端开设圆台状的凹槽，打磨块的中间位置开设环形状的凹口，凹口位置的实体部分转动连接在转孔内，凹口两端开设环形状的凹部；所述支撑架上固接有马达，输出端固接有皮带轮，皮带轮与凹部之间套设有皮带；像钢筋的端部，有些是通过液压钳剪短，断开口不平整，或者是管工件通过切割机其切断，断开口周边有毛刺，这些均会影响到点焊效率，为此设置打磨单元，在需要对工件打磨时，驱动液压缸，液压缸收缩，带动支撑架摆动，使得打磨块置于两个工件的端部之间，然后进行推动矩形架移动，工件的端部逐渐置于凹槽内，同时驱动马达，皮带轮配合皮带电动打磨块转动，凹槽内的打磨颗粒对工件的端部进行打磨，将其打磨圆滑平整，有助于点焊牢固；同时根据工件直径大小，独立控制电机旋转，控制每个工件进给速度，保证对工件的平稳打磨。

优选的，所述凹槽内表面开设多个排屑孔，排屑孔贯穿至打磨块外表面；打磨时工件产生的碎屑，若碎屑不能及时排出，碎屑将影响工件与凹槽内表面打磨颗粒的接触，为此在凹槽位置开设排屑孔，打磨产生的碎屑在离心力下，能够沿着排屑孔快速排离，使得凹槽内表面的打磨颗粒充分与工件接触。

优选的，所述支撑架上端前侧固接有导料板，导料板倾斜的端部倾斜向下设置，且导料板位于打磨块的下方；打磨产生的碎屑直接掉落，下方便是导向槽，碎屑堵塞矩形架滑动，为此设置了导料板，打磨产生的碎屑直接掉落在导料板上，同时导料板倾斜的设置，使得碎屑能够排离该治具。

优选的，所述导向槽的两侧对称设有导轨；所述矩形架下半部位垂直固接有轴体，轴体的两端两端转动连接轮体，轮体滚动连接在导轨内；通过设置轮体，将矩形架作进一步稳固，以抵抗工件对该矩形架的挤压力，使得矩形架能够平稳移动在导向槽。

优选的，所述底板的两端向上垂直固接有过渡板，过渡板上端中间位置开设通槽，通槽内设有上下滑动的弧形板，弧形板的下表面固接有导向杆，导向杆滑动贯穿通槽内底面，且导向杆上套设有压簧；工件预先架设在弧形板，之后插入相邻两个夹板之间，增大工件被治具支撑长度，提高工件在治具上稳定性。

优选的，所述支撑架的后侧设有限位板，限位板固接在底板上，限位板的斜坡与支撑架相对设置；在工件的端部被打磨后，驱动液压缸的输出端向外延伸，支撑架向外摆动，并贴附在限位板，将支撑架的整体重力支撑住，是对液压缸的保护。

一种工装夹持治具的使用方法，该使用方法适应于上述一种工装夹持治具，该使用方法包括以下步骤：

S1：将两个杆状的工件方便贯穿至夹板之间，旋转六棱柱，相邻的两个夹板相互靠近，并将工件夹持稳定住；丝杆对半设置，丝杆的外端均固接有电机，电机转动，丝杆推动两个矩形架相互靠近；

S2：在矩形架靠近的同时，驱动液压缸，带动支撑架转动，使打磨块只有两个工件之间，继续推进矩形架，马达转动，带动打磨块转动，工件的端部缓慢伸入凹槽内，进行打磨处理；

S3：打磨结束后，矩形架继续推进，直至两个工件的端部贴附一起，然后进行焊接，预先在工件的端部点焊，将两个工件焊接稳定住，之后将整个工件取下，进行最后的绕圈焊接。

本发明的有益之处在于：

1.该治具中的相邻两个夹板，上下同步移动，使得工件能够快速同心同轴，可使得管工件在焊接时，降低虚焊可能性，提高焊接质量，同时对于实心的工件焊接，提高两个工件同心同轴度，有助于焊接强度的提升；

2.推动矩形架移动，工件的端部逐渐置于凹槽内，同时驱动马达，皮带轮配合皮带电动打磨块转动，凹槽内的打磨颗粒对工件的端部进行打磨，将其打磨圆滑平整，有助于点焊牢固；同时根据工件直径大小，独立控制电机旋转，控制每个工件进给速度，保证对工件的平稳打磨。

附图说明

图1为本发明中工装夹持治具的第一视角立体图；

图2为本发明中工装夹持治具的第二视角立体图；

图3为本发明中夹持单元的立体图；

图4为图3中A处的局部放大图；

图5为本发明中打磨单元的第一视角立体图；

图6为本发明中打磨单元的第二视角立体图；

图7为本发明中夹持单元的主视图；

图8为本发明中打磨块的立体图；

图9为本发明中打磨块的剖视图；

图10为本发明中过渡板的立体图；

图11为本发明中使用方法流程图。

图中：底板1、导向槽2、丝杆3、矩形架4、板体5、架体6、条形孔7、夹板8、衔接板9、导向块10、螺杆11、从动齿12、主动齿13、六棱柱14、盘体15、卡口16、弹性板17、支撑架18、液压缸19、衔接块20、打磨块21、凹槽22、凹口23、凹部24、皮带轮25、皮带26、排屑孔27、导料板28、导轨29、轴体30、轮体31、过渡板32、通槽33、弧形板34、导向杆35、压簧36、限位板37。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例一：

参照图1、图2、图3和图7，一种工装夹持治具，包括底板1，底板1上中间位置设有导向槽2，导向槽2内转动连接有丝杆3，丝杆3对半设置，没半个丝杆3的外端各固接一个电机的输出端，丝杆3上传动连接有矩形架4，矩形架4滑动连接导向槽2内，矩形架4上设有夹持单元；所述夹持单元包括板体5，板体5上表面前后两侧设有U形状的架体6，架体6的两端固接在板体5上架体6的竖直部位上开设条形孔7，架体6内水平设有上下对称的夹板8，夹板8的两侧固接有衔接板9，衔接板9的两侧固接有导向块10，导向块10上下滑动连接在条形孔7；所述衔接板9上对称螺纹转动连接有螺杆11，螺杆11上的螺纹对半设置，两部分螺栓螺纹相反设置，螺杆11的一端转动连接在板体5上，螺杆11的另一端贯穿架体6的上端面；本发明设计的工装夹持治具具体操作时，将两个工件的端部分别置于相邻两个的夹持板之间，然后转动螺杆11，螺杆11下推上方的夹板8，并同时上推下方的夹板8，即，相邻两个夹板8同步相对靠近，并将工件夹持稳定，此时的两个工件同轴同心，然后驱动电机，丝杆3转动，矩形架4带动两个工件相互靠近，且两个电机独立控制，使得两端工件的端部能够灵活贴附一起，之后继续点焊，点焊之后，松弛夹板8，将工件取下，之后作最后的环形焊接；该治具不仅仅适用于圆形状的工件，同样也适应于矩形管，均可将两工件同心设置；该治具中的相邻两个夹板8，上下同步移动，使得工件能够快速同心同轴，可使得管工件在焊接时，降低虚焊可能性，提高焊接质量，同时对于实心的工件焊接，提高两个工件同心同轴度，有助于焊接强度的提升。

参照图3和图4，所述螺杆11的上端固接有从动齿12，相邻两个从动齿12之间啮合有主动齿13，主动齿13转动连接在架体6上端面中间位置，主动齿13上端面固接有六棱柱14；在控制上下相邻两个夹板8时，需要对每个螺杆11进行旋转，操作较为繁琐，为此设置来的从动齿12和主动齿13，以及配合六棱柱14；使用扳手转动六棱柱14，六棱柱14通过主动齿13驱动从动齿12转动，此时螺杆11也就发生转动，且该设计，能够降低节省一半的紧固或者松弛时间，对于提高加工效率来讲，具有明显的效果。

参照图4，所述主动齿13与六棱柱14之间设有盘体15，盘体15的外圈开设多个卡口16；所述架体6上端外侧中间位置固接有弹性板17，弹性板17竖直向上延伸，并倾斜向外设置；通过弹性板17，在主动齿13不转动的情况下，弹性板17嵌入在卡口16内，将盘体15固定住，同时也是对主动齿13进行稳固，以防止在对工件预先点焊时，工件上未被夹板8夹持的部位因外界干扰产生振动，该振动传递到夹板8上，导致夹板8松弛，螺杆11转动，设置弹性板17，则可以将螺杆11稳定住，也是将夹板8对工件的力稳定住；六棱柱14可以用内六棱柱14套筒工件进行旋转，六棱柱14套筒外圈挤压弹性板17，使得弹性板17脱离卡口16。

参照图1、图5、图6和图8，所述底板1的一侧设有打磨单元；所述打磨单元包括支撑架18，支撑架18转动连接在底板1，支撑架18转动连接有液压缸19的输出端，液压缸19的缸体转动连接在底板1上，支撑架18上端固接有衔接块20，衔接块20的端部延伸至两个板体5之间，衔接块20端部开设转孔，衔接块20的端部设有圆柱状的打磨块21，打磨块21的两端开设圆台状的凹槽22，打磨块21的中间位置开设环形状的凹口23，凹口23位置的实体部分转动连接在转孔内，凹口23两端开设环形状的凹部24；所述支撑架18上固接有马达，输出端固接有皮带轮25，皮带轮25与凹部24之间套设有皮带26；像钢筋的端部，有些是通过液压钳剪短，断开口不平整，或者是管工件通过切割机其切断，断开口周边有毛刺，这些均会影响到点焊效率，为此设置打磨单元，在需要对工件打磨时，驱动液压缸19，液压缸19收缩，带动支撑架18摆动，使得打磨块21置于两个工件的端部之间，然后进行推动矩形架4移动，工件的端部逐渐置于凹槽22内，同时驱动马达，皮带轮25配合皮带26电动打磨块21转动，凹槽22内的打磨颗粒对工件的端部进行打磨，将其打磨圆滑平整，有助于点焊牢固；同时根据工件直径大小，独立控制电机旋转，控制每个工件进给速度，保证对工件的平稳打磨。

参照图8和图9，所述凹槽22内表面开设多个排屑孔27，排屑孔27贯穿至打磨块21外表面；打磨时工件产生的碎屑，若碎屑不能及时排出，碎屑将影响工件与凹槽22内表面打磨颗粒的接触，为此在凹槽22位置开设排屑孔27，打磨产生的碎屑在离心力下，能够沿着排屑孔27快速排离，使得凹槽22内表面的打磨颗粒充分与工件接触。

参照图5和图6，所述支撑架18上端前侧固接有导料板28，导料板28倾斜的端部倾斜向下设置，且导料板28位于打磨块21的下方；打磨产生的碎屑直接掉落，下方便是导向槽2，碎屑堵塞矩形架4滑动，为此设置了导料板28，打磨产生的碎屑直接掉落在导料板28上，同时导料板28倾斜的设置，使得碎屑能够排离该治具。

参照图1和图2，所述导向槽2的两侧对称设有导轨29；所述矩形架4下半部位垂直固接有轴体30，轴体30的两端两端转动连接轮体31，轮体31滚动连接在导轨29内；通过设置轮体31，将矩形架4作进一步稳固，以抵抗工件对该矩形架4的挤压力，使得矩形架4能够平稳移动在导向槽2。

参照图1和图10，所述底板1的两端向上垂直固接有过渡板32，过渡板32上端中间位置开设通槽33，通槽33内设有上下滑动的弧形板34，弧形板34的下表面固接有导向杆35，导向杆35滑动贯穿通槽33内底面，且导向杆35上套设有压簧36；工件预先架设在弧形板34，之后插入相邻两个夹板8之间，增大工件被治具支撑长度，提高工件在治具上稳定性。

参照图1，所述支撑架18的后侧设有限位板37，限位板37固接在底板1上，限位板37的斜坡与支撑架18相对设置；在工件的端部被打磨后，驱动液压缸19的输出端向外延伸，支撑架18向外摆动，并贴附在限位板37，将支撑架18的整体重力支撑住，是对液压缸19的保护。

参照图11，一种工装夹持治具的使用方法，该使用方法适应于上述一种工装夹持治具，该使用方法包括以下步骤：

S1：将两个杆状的工件方便贯穿至夹板8之间，旋转六棱柱14，相邻的两个夹板8相互靠近，并将工件夹持稳定住；丝杆3对半设置，丝杆3的外端均固接有电机，电机转动，丝杆3推动两个矩形架4相互靠近；

S2：在矩形架4靠近的同时，驱动液压缸19，带动支撑架18转动，使打磨块21只有两个工件之间，继续推进矩形架4，马达转动，带动打磨块21转动，工件的端部缓慢伸入凹槽22内，进行打磨处理；

S3：打磨结束后，矩形架4继续推进，直至两个工件的端部贴附一起，然后进行焊接，预先在工件的端部点焊，将两个工件焊接稳定住，之后将整个工件取下，进行最后的绕圈焊接。

工作原理：本发明设计的工装夹持治具具体操作时，将两个工件的端部分别置于相邻两个的夹持板之间，然后转动螺杆11，螺杆11下推上方的夹板8，并同时上推下方的夹板8，即，相邻两个夹板8同步相对靠近，并将工件夹持稳定，此时的两个工件同轴同心，然后驱动电机，丝杆3转动，矩形架4带动两个工件相互靠近，且两个电机独立控制，使得两端工件的端部能够灵活贴附一起，之后继续点焊，点焊之后，松弛夹板8，将工件取下，之后作最后的环形焊接；该治具不仅仅适用于圆形状的工件，同样也适应于矩形管，均可将两工件同心设置；该治具中的相邻两个夹板8，上下同步移动，使得工件能够快速同心同轴，可使得管工件在焊接时，降低虚焊可能性，提高焊接质量，同时对于实心的工件焊接，提高两个工件同心同轴度，有助于焊接强度的提升；

在控制上下相邻两个夹板8时，需要对每个螺杆11进行旋转，操作较为繁琐，为此设置来的从动齿12和主动齿13，以及配合六棱柱14；使用扳手转动六棱柱14，六棱柱14通过主动齿13驱动从动齿12转动，此时螺杆11也就发生转动，且该设计，能够降低节省一半的紧固或者松弛时间，对于提高加工效率来讲，具有明显的效果；

通过弹性板17，在主动齿13不转动的情况下，弹性板17嵌入在卡口16内，将盘体15固定住，同时也是对主动齿13进行稳固，以防止在对工件预先点焊时，工件上未被夹板8夹持的部位因外界干扰产生振动，该振动传递到夹板8上，导致夹板8松弛，螺杆11转动，设置弹性板17，则可以将螺杆11稳定住，也是将夹板8对工件的力稳定住；

像钢筋的端部，有些是通过液压钳剪短，断开口不平整，或者是管工件通过切割机其切断，断开口周边有毛刺，这些均会影响到点焊效率，为此设置打磨单元，在需要对工件打磨时，驱动液压缸19，液压缸19收缩，带动支撑架18摆动，使得打磨块21置于两个工件的端部之间，然后进行推动矩形架4移动，工件的端部逐渐置于凹槽22内，同时驱动马达，皮带轮25配合皮带26电动打磨块21转动，凹槽22内的打磨颗粒对工件的端部进行打磨，将其打磨圆滑平整，有助于点焊牢固；同时根据工件直径大小，独立控制电机旋转，控制每个工件进给速度，保证对工件的平稳打磨；

打磨时工件产生的碎屑，若碎屑不能及时排出，碎屑将影响工件与凹槽22内表面打磨颗粒的接触，为此在凹槽22位置开设排屑孔27，打磨产生的碎屑在离心力下，能够沿着排屑孔27快速排离，使得凹槽22内表面的打磨颗粒充分与工件接触；

打磨产生的碎屑直接掉落，下方便是导向槽2，碎屑堵塞矩形架4滑动，为此设置了导料板28，打磨产生的碎屑直接掉落在导料板28上，同时导料板28倾斜的设置，使得碎屑能够排离该治具；通过设置轮体31，将矩形架4作进一步稳固，以抵抗工件对该矩形架4的挤压力，使得矩形架4能够平稳移动在导向槽2；工件预先架设在弧形板34，之后插入相邻两个夹板8之间，增大工件被治具支撑长度，提高工件在治具上稳定性；在工件的端部被打磨后，驱动液压缸19的输出端向外延伸，支撑架18向外摆动，并贴附在限位板37，将支撑架18的整体重力支撑住，是对液压缸19的保护。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。