本發明涉及到機械技術及激光加工領域，特指一種用于激光沖擊強化平板試樣的通用夾具，適合各種平板試樣的裝夾。

背景技術：

激光沖擊強化技術是利用強激光束產生的等離子沖擊波,在金屬表面引入殘余應力來改進金屬抗疲勞，抗腐蝕性能的一種高新技術。與傳統的噴丸技術相比，激光沖擊強化技術有著以下特點：高能、高壓、超高應變率；無機械和熱壓力損傷；影響層深；表面質量好；可控性好；環保無污染。

在進行激光沖擊強化試驗時，通常需要將平板試樣先裝夾好，然后調整激光束與平板試樣的相對位置，在試樣表面涂覆吸收層，并用1-2mm的流水作為約束層，然后按照一定的軌跡對平板試樣進行激光沖擊強化處理。

目前，用于激光沖擊強化平板試樣的夾具沒有統一的標準，并且存在適用范圍小、定位精度較差、缺乏柔性、裝夾效率低等不足。因此需要設計一種柔性較大的夾具，提高激光沖擊平板試樣的效率和精度。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明的目的在于提供一種柔性較大、定位精度高、裝夾效率高的平板試樣的通用夾具。

本發明的目的是通過以下技術手段來實現的：

一種用于激光沖擊強化平板試樣的通用夾具，包括夾具體、小支架、中支架、大支架、異型連接件、星形把手和連接法蘭；所述的夾具體由水平平臺和豎直平面組成，小支架、中支架、大支架從上至下依次安裝在夾具體的豎直平面的正面上，異型連接件放置于支架的通槽中，尾部安放在支架內，頭部安放在支架外。星形把手的一端旋入異型連接件中，與平板試樣的正面接觸；平板試樣底面和背面分別與支架的水平面的上面和夾具體的豎直平面的正面相接觸，其6個自由度被完全限制，在夾具體的豎直平面的背面設置連接法蘭，用于連接機械手。

所述螺母與支架之間還設有防松墊圈。

異型連接件的頭部是用螺母與支架固定且螺母位于支架外。

所述夾具體長為450mm，寬為250mm，高為600mm。

所述三個支架的長度自上而下分別為140mm，270mm和400mm。所述三個支架缺口長度自上而下分別為40mm，80mm和120mm。所述三個支架的高度自上而下分別為35mm，50mm和60mm。

所述三個支架分別與夾具體之間均通過小螺柱連接；所述連接法蘭與夾具體之間通過大螺柱連接。

所述異型連接件與通槽之間的配合為間隙配合，所述異型連接件與支架的接觸長度比支架的厚度短0.5mm到1mm，所述異型連接件外螺紋和內螺紋均采用三角形粗牙螺紋，螺紋升角≤26°。

所述小支架、中支架、大支架、異型連接件、螺母、墊圈、星形把手連接法蘭均采用不銹鋼材料。

所述夾具體的水平面豎直平面和支架的水平面均布有排水孔。

本發明的增益效果為：

1.本發明結構簡單，拆裝容易，裝夾與拆卸平板試樣的時間不超過1分鐘，提高了激光沖擊平板試樣的效率。

2.本發明具有柔性大的特點，適用于長度為60到260mm，單次裝夾下激光沖擊長度小于120mm的平板試樣。

3.本發明限制了平板試樣的6個自由度，使其完全定位，提高加工的精度，同時本發明設有連接法蘭，該法蘭可與機械手相連接，通過機械手的精確運動保證加工質量。

4.本發明的關鍵零件均采用不銹鋼材料。本發明在遇水情況下不生銹，且本發明夾具體和支架上均布有排水孔，利于流水的及時排出。

附圖說明

圖1為本發明的三維結構示意圖。

圖2為本發明的側視圖。

圖3為本發明的中支架處異型連接件配合的剖視圖。

圖4為本發明的異型連接件的主視圖，俯視圖，左視圖和剖視圖。

圖5為平板試樣的主視圖。

其中，1為夾具體，2為小支架，3為中支架，4為大支架，5為異型連接件，6為螺母，7為墊圈，8為星形把手，9為平板試樣，10為小螺柱，11為連接法蘭，12為大螺柱。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步詳述，但本發明的保護范圍并不僅限于此。

如圖所示，本發明包括夾具體1、小支架2、中支架3、大支架4、異型連接件5、星形把手8和連接法蘭11。夾具體1由水平平臺和豎直平面組成。小支架2、中支架3、大支架4通過小螺柱10固定在夾具體1的豎直平面上。異型連接件5放置在支架的通槽中，尾部安放在支架內，頭部安放在支架外。異型連接件與通槽屬于間隙配合。異型連接件的頭部是用螺母6與支架固定且螺母6位于支架外。螺母6與支架之間還設有防松墊圈7。星形把手8的一端旋入異性連接件5中使星形把手8的尾部夾緊平板試樣9。同時異型連接件5的外螺紋與內螺紋采用三角形粗牙螺紋且螺紋升角≤26°，具有自鎖功能。星形把手8和支架一起限制了平板試樣9的6個自由度，使其完全定位。在夾具體1的水平平臺和豎直平面上均布有排水孔，用于將水流排除。連接法蘭位于夾具體背面，與夾具體通過大螺柱12連接，連接法蘭用來連接機械手。

本發明所述的激光沖擊強化平板夾具的安裝和使用步驟如下：

(1)將小支架2的螺紋孔對準夾具體1與之對應的螺紋孔，用普通外六角扳手將小螺柱10從夾具體1后方旋入，使小支架2固定在夾具體上。

(2)將異型連接件5插入小支架2的一側通槽中，使其a端朝向夾具體1的豎直平面向內，在異型連接件的b端套上防松墊圈7，用普通外六角扳手將螺母6旋入異型連接件的尾部。

(3)重復第二步，完成小支架2另一側安裝。

(4)重復第一步到第三步，完成中支架3大支架4以及其異型連接件5的安裝。

(5)將連接法蘭11的螺紋孔對準夾具體1與之對應的螺紋孔，用普通外六角扳手將大螺柱12從夾具體1后方旋入，使連接法蘭11固定在夾具體1上。連接法蘭11與機械手連接。

(6)觀察平板試樣9規格，將其安放在合適的支架上，使其中心線與支架中心線重合，調整異型連接件5的水平距離，使兩個異型連接件的頭部分別對準平板試樣的兩邊凸出的部分。用普通外六角扳手將螺母6旋緊。

(7)將星形把手8旋入異型連接件5，壓緊平板試樣，然后對平板試樣進行激光沖擊強化。

(8)激光沖擊強化完成后松開星形把手8，取下平板試樣，用普通外六角松開螺母6。

(9)重復(6)到(8)步，對下一塊平板進行激光沖擊強化。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種用于激光沖擊強化平板試樣的通用夾具，屬于機械技術及激光加工領域。通用夾具包括夾具體、小支架、中支架、大支架、異型連接件、星形把手和連接法蘭。根據試樣的規格，將試樣放置在相應的工位上，調節異型連接件的水平距離，再通過星形把手夾緊，即可完成試樣的裝夾，然后將試樣表面與激光束保持法向垂直，并且將待處理點置于激光束聚焦點上，完成激光沖擊強化前的準備工作。本夾具結構簡單，操作方便，提高了用于激光沖擊強化平板試樣的裝夾效率和沖擊質量，該夾具柔性較大，適用于長度為60到260mm，單次裝夾下激光沖擊長度小于120mm的平板試樣。

技術研發人員：魯金忠;邵亦鍇;張圣洋;羅開玉
受保護的技術使用者：江蘇大學
技術研發日：2016.11.07
技術公布日：2017.08.11