CN102029455A - 用于焊接pcd刀片的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于焊接PCD刀片的夹具，特别是一种能广泛用于BT柄、HSK柄、直柄等常用PCD刀具并能保证较好精度的快速定位夹持夹紧设备，包括一个夹具底座(10)，夹具底座(10)的上设有焊接刀具定位装置，刀具定位装置包括“V”形托块(5)、压块(3)和螺纹推杆(4)。此外，夹具底座(10)之上还可安装可直线滑动的焊接刀具辅助支撑装置，焊接刀具辅助支撑装置包括“V”形支撑块(7)、导杆(6)和滑动底盘(9)。采用本发明技术方案的用于焊接PCD刀片的夹具在焊接过程中刀具很稳定，不会有移动或者振动；对焊接的质量、精度和效率都有较大的提高。通过模块化设计，可以很方便的拆分夹具，维护、搬运方便。

Description

用于焊接PCD刀片的夹具

技术领域

本发明涉及一种用于焊接PCD刀片的定位及其夹紧机构，特别是一种能广泛用于BT柄、HSK柄、直柄等常用PCD刀具并能保证较好精度的快速定位夹持夹紧设备。

背景技术  

PCD复合片与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外,大多是通过钎焊方式将PCD复合片焊接在硬质合金或者其他材料的基体上。PCD复合片的焊接方法有火焰钎焊、真空钎焊、激光焊接、真空扩散焊、高频感应钎焊等。目前PCD复合片的焊接方法主要是高频感应钎焊，是利用电磁感应原理使电磁能在钎料和零件中转化成热能，将钎料加热到熔融状态，从而将工件焊接在一起的焊接方法。焊接温度应严格控制在700 ℃以下,但不得低于680℃,否则得不到高强度焊缝。采用这种方法，钎焊加热速度快，功率密度可达10～100kw/cm，通常可在几秒钟内完成加热过程，并能保证工件的尺寸精度，其剪切强度可达300～400MPa，目前焊接主要流程：

1.对PCD复合片和刀具基体的处理以及钎料的准备。如为了去除钎焊面上的氧化层，要对PCD复合片进行喷砂处理。用锉刀对刀具基体的焊接面进行加工，使用超声波清洗机对刀具基体和钎料进行清洗等。

2.把钎料、钎剂及PCD复合片按一定次序和位置安放，准确地控制钎焊温度。实践证明，最合理的钎焊温度应该比钎料熔点高30～50℃，这时钎料的流动性、渗透性最好，易于渗透、布满整个焊缝。

3.将已经按次序放好钎料、钎剂及PCD复合片的刀具基体放入感应加热线圈，开动高频感应焊机进行加热。当温度控制系统显示已加热至钎焊温度时，用陶瓷棒将PCD复合片沿刀槽往复移动2～3次，以排除焊缝中的熔渣。用陶瓷棒进行操作的优点，在于它不粘钎剂、钎料和刀片，便于操作使用，而且不易感应，特别适合在高频感应钎焊加热时使用。排渣时，可将PCD复合片沿槽窝移出1/3左右，移出过多易使PCD刀片掉下，移动太少则排渣不完全。

4.钎焊后的冷却，目前一般是把焊接好的PCD刀具放在保温箱中缓慢冷却。待焊后刀具冷却后，要及时清洗过量的钎剂和表面氧化皮。可采用喷砂清洗，然后再用放大镜检查焊缝是否平滑、光洁，有无气孔、裂纹等焊接缺陷，有严重焊接缺陷的刀具要返回重焊。

    此焊接流程中最重要的是第3步。而这个步骤中刀体的定位与夹紧就显得尤为重要，因为夹具的定位、加紧方法、以及精度对焊接的效率与质量都有很大的影响。但是目前国内的PCD刀具焊接夹具还没有固定的形式，夹具的互换性、精度不好，有的夹具比较笨重，夹持很不方便，有的夹具的适用性也比较差，夹持刀具尺寸的范围比较小。这样就需要多种夹具，使用起来很不方便，也增加了生产成本。有的夹具操作起来很不方便，无形中增加了焊接工人的工作量，降低了工作效率。而且最重要的是不能保证焊接的质量。某些场合甚至直接用手持刀体进行焊接，这样不仅耗费体力，而且焊接温度较高容易对工人造成伤害，关键的是这样对焊接工人提出了很高的要求，焊接的质量也很难保证。PCD一般用在精密加工的场合，如果焊接的质量不好的话，很容易造成PCD片的崩刃损坏甚至脱落。随着PCD刀具的广泛应用，对PCD刀具的生产效率和质量都提出了更加严格的要求。这样工人素质的提高迫在眉睫，但这样就会提高企业的用人成本，降低企业的盈利能力。对于这些细节问题，通常希望的是用最少的投入换取最大的回报，争取在应用一套新方法、新工艺、新流程中解决所有问题。但实际上，现有的用于工件焊接的夹具过于复杂，制造成本较高，操作也很不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有普适性的、高效的、有较好精度保障的一种用于焊接PCD刀片的夹具。该用于焊接PCD刀片的夹具既需要保证PCD刀片焊接的精度要求，又需要具有很好的适应性，同时还要有非常好的易操作性。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于焊接PCD刀片的夹具，包括一个夹具底座，夹具底座的上设有焊接刀具定位装置，刀具定位装置包括一个“V”形托块、一个压块和一个螺纹推杆，“V”形托块通过紧固螺栓与夹具底座固定连接，“V”形托块之上设有压块，压块的两端分别与“V”形托块通过紧固螺栓固定连接，压块向下的凹形口与“V”形托块向上的“V”形开口相对应，形成夹持焊接刀具的工作空间，压块的凹形口底端设有内螺纹孔与螺纹推杆相配合。

在上述用于焊接PCD刀片的夹具中，在夹具底座之上还可安装有可沿夹具底座直线滑动的焊接刀具辅助支撑装置，焊接刀具辅助支撑装置包括一个“V”形支撑块、两根导杆和一个滑动底盘，滑动底盘沿刀具定位装置夹持焊接刀具的轴线方向滑动，滑动底盘通过紧固螺钉的旋转压紧与夹具底座相对固定，“V”形支撑块位于滑动底盘上方，“V”形支撑块通过两根垂直固定安装于滑动底盘上的导杆升降滑动，安装于两根导杆上的调整螺母位于滑动底盘和“V”形支撑块之间，调整螺母与“V”形支撑块的下表面相接触，通过旋转调整螺母改变其在导杆上的行程使“V”形支撑块的高度可调。焊接刀具辅助支撑装置主要是在焊接刀具轴向长度较长时起支撑作用，可以满足当刀具轴向比较长时对稳定性有了比较高的要求。

作为本发明的进一步的改进，压块两端与螺栓相配合的内螺纹孔带有沿其径向贯穿的开口槽，从而可以很容易装夹工件，也很容易拆卸夹具。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：装夹效率明显提高；装夹精度与加工精度达到设计要求并非常稳定；夹具的普适性好，基本上可以夹持任意类型的刀柄，如BT柄、HSK等刀柄，装夹刀具刀柄部分的直径为Ф8mm～Ф88mm，长度可达200mm左右；达到了降低成本、提高效率和精度的发明目的。

附图说明

图1是本发明用于焊接PCD刀片的夹具的结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

参见图1，本发明为一种用于焊接PCD刀片的夹具，包括一个夹具底座10，夹具底座10的上设有焊接刀具定位装置，刀具定位装置包括一个“V”形托块5、一个压块3和一个螺纹推杆4，“V”形托块5通过紧固螺栓2与夹具底座10固定连接，“V”形托块5之上设有压块3，压块3的两端分别与“V”形托块5通过紧固螺栓2固定连接，压块3向下的凹形口与“V”形托块5向上的“V”形开口相对应，形成夹持焊接刀具的工作空间，压块3的凹形口底端设有内螺纹孔与螺纹推杆4相配合。其中，“V”形托块5起着支撑定位焊接刀具的作用，把刀具放在“V”形托块5上以后，放好压块3，压块3为近似倒“V”形的凹形结构。当工件放好以后，旋紧螺纹推杆4，就可压紧工件，因为在焊接过程中可能要不断旋转刀具角度，达到最好的PCD刀片焊接位置，使用螺纹推杆4使操作相当方便。这样，可以很容易夹紧松开焊接刀具，从而节省很多操作时间。

实施例二：

参见图1，本实施例的特别之处是，在夹具底座10之上安装有可沿夹具底座10直线滑动的焊接刀具辅助支撑装置，焊接刀具辅助支撑装置包括一个“V”形支撑块7、两根导杆6和一个滑动底盘9，滑动底盘9沿刀具定位装置夹持焊接刀具的轴线方向滑动，滑动底盘9通过紧固螺钉1的旋转压紧与夹具底座10相对固定，“V” 形支撑块7位于滑动底盘9上方，“V”形支撑块7通过两根垂直固定安装于滑动底盘9上的导杆6升降滑动，安装于两根导杆6上的调整螺母8位于滑动底盘9和“V” 形支撑块7之间，调整螺母8与“V”形支撑块7的下表面相接触，通过旋转调整螺母改变其在导杆6上的行程使“V”形支撑块7的高度可调。焊接刀具辅助支撑装置这个部分主要是在焊接刀具轴向长度较长时起支撑作用，当刀具轴向比较长时就对稳定性有了比较高的要求，一般的夹具根本无法夹持，或者夹持后稳定性也很差。这样造成焊接质量很不稳定。如果增设焊接刀具辅助支撑装置，就可以很好的解决这个问题。首先“V”形支撑块7的高度可以随意调整，这样就可以选择合适的刀具支撑位置进行支撑，而滑动底盘9则可以在轴向范围进行移动，可以支撑不同长度的刀具。而且这个部分也可以很方便的拆卸。而如果焊接的刀具的长度很短，则可以不用此部分，就可以拆卸下来，从而可以简化夹具。把夹紧部分固定在夹具底座上，支撑部分放在夹具底座10上可沿工件轴向移动，通过协调配合工作，构成了该夹具系统。

作为本发明的进一步的改进，压块两端与螺栓相配合的内螺纹孔是半开的，螺纹孔薄壁处带有沿其径向贯穿的开口槽，松开螺栓而不拆下螺栓即可卸下压块，从而可以很容易装夹工件，也很容易拆卸夹具。

而且此夹具用铝合金材料制造，所以夹具的重量很轻，容易搬运和调整，减少了工人操作时候的工作量。

本发明提出的技术方案，可以很方便的进行PCD刀具的刀片焊接，同时提高焊接的质量与焊接的效率。首先将夹具在焊接工作台上面放置平稳。然后将待焊接的PCD刀具放在“V”形托块5里，旋转刀具。使焊接面达到水平位置，放置好压块3。并用紧固螺栓2固定。旋动螺纹推杆4压紧刀具，工件的装夹准备工作完成。这样就保证了工件在焊接过程中位置的固定和平稳。然后滑动焊接刀具辅助支撑装置，调整到最佳的支撑位置，同时调整支撑机构的调整螺母8，达到最佳的支撑效果。最后用紧定螺钉1固定滑动底盘9，保证在焊接过程中刀具的稳定性。本夹具可以夹持直径Ф8mm—Ф88m的刀具，焊接刀具的长度可以在200mm左右的范围内任意调整，这样就大大增加了此夹具的普适性，而且此夹具对刀具的形状基本没有的要求，在焊接多个PCD片的时候（3刃、4刃等），当焊接好一个刀片，松开螺纹推杆4，旋转的刀具焊接区域到水平位置，再旋动螺纹推杆4压紧工件。调整到适合的位置进行焊接。完成其余刀片的焊接。这样我们就完成了一个PCD刀具刀片的焊接过程。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点：本发明中夹具的刚性通过仿真和实践验证都是足够的，因而在焊接过程中刀具很稳定，不会有移动或者振动；这对焊接的质量的提高有很大的帮助。通过夹具本身自带的焊接刀具定位装置和焊接刀具辅助支撑装置，可以更方便、更快捷的进行刀具的定位与夹紧，并保证较高的精度；通过模块化设计，可以很方便的拆分夹具，维护、搬运方便。特别是滑动支撑的设计，不仅使夹具的普适性更加好，而且使用更加灵活。在刀具长度不是很长时，可以取下支撑机构使得，只使用夹具的夹紧部分。使得夹具更加精简。使用夹头推杆夹持的适应范围大幅度增长（Ф8mm—Ф88m）；底盘的设计使夹具更加稳定。

Claims (4)

1.一种用于焊接PCD刀片的夹具，包括一个夹具底座（10），其特征在于：所述夹具底座（10）的上设有焊接刀具定位装置，所述刀具定位装置包括一个“V”形托块（5）、一个压块（3）和一个螺纹推杆（4），所述“V”形托块（5）通过紧固螺栓（2）与夹具底座（10）固定连接，所述“V”形托块（5）之上设有压块（3），压块（3）的两端分别与“V”形托块（5）通过紧固螺栓（2）固定连接，所述压块（3）向下的凹形口与所述“V”形托块（5）向上的“V”形开口相对应，形成夹持焊接刀具的工作空间，所述压块（3）的凹形口底端设有的内螺纹孔与螺纹推杆（4）相配合。

2.根据权利要求1所述的用于焊接PCD刀片的夹具，其特征在于，所述夹具底座（10）之上安装有可沿夹具底座（10）直线滑动的焊接刀具辅助支撑装置，所述焊接刀具辅助支撑装置包括一个“V”形支撑块（7）、两根导杆（6）和一个滑动底盘（9），所述滑动底盘（9）沿所述刀具定位装置夹持焊接刀具的轴线方向滑动，滑动底盘（9）通过紧固螺钉（1）的旋转压紧与夹具底座（10）相对固定，所述“V”形支撑块（7）位于滑动底盘（9）上方，“V”形支撑块（7）通过两根垂直固定安装于滑动底盘（9）上的导杆（6）升降滑动，安装于两根所述导杆（6）上的调整螺母（8）位于滑动底盘（9）和“V”形支撑块（7）之间，调整螺母（8）与“V”形支撑块（7）的下表面相接触，通过旋转调整螺母（8）改变其在导杆（6）上的行程使“V”形支撑块（7）的高度可调。

3.根据权利要求1或2所述的用于焊接PCD刀片的夹具，其特征在于，所述压块（3）两端与螺栓（2）相配合的内螺纹孔带有沿其径向贯穿的开口槽。

4.根据权利要求1或2所述的用于焊接PCD刀片的夹具，其特征在于，所述用于焊接PCD刀片的夹具的材料为铝合金材料。