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圓棒試樣的通用夾具，適合各種圓棒試樣的裝夾。

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，通常需要將圓棒試樣先裝夾好，然后調整激光束與圓棒試樣的相對位置，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圓棒試樣進行激光沖擊強化處理。

目前，用于激光沖擊強化圓棒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，提高激光沖擊圓棒試樣的效率和精度。

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、裝夾效率高的圓棒試樣的通用夾具。

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圓棒試樣的通用夾具，由夾具體、調速電動機、墊圈、螺栓和連接法蘭組成；所述的夾具體為一個可拆卸的三爪卡盤，夾具體通過第一連接法蘭與調速電動機的傳動軸連接，夾具體與第一法蘭之間通過螺栓連接并設有防松的墊圈。第一連接法蘭的底部與電動機的傳動軸以焊接的工藝連接固定。通過夾具體專用扳手調節夾具體的爪手對圓棒工件進行夾緊。夾具體專用扳手的一端插入夾具體的調節口，旋轉扳手使得夾具體的爪手與圓棒試樣圓柱面接觸。圓棒試樣的圓柱面與夾具體的爪手接觸，使得試樣得以夾緊并限制一定的自由度。調速電動機與機械手通過第二連接法蘭連接，調速電動機與第二連接法蘭之間通過螺栓連接并配有防松的墊圈，第二連接法蘭通過螺栓可與機械手連接。

所述夾具體直徑為200mm，高為100mm。

所述第一連接法蘭、第二連接法蘭、傳動軸和調速電動機的高度自上而下分別為10mm、10mm、30mm和70mm。四個構件的直徑自上而下分別為150mm、150mm、30mm和100mm。

所述兩個連接法蘭分別與夾具體之間和調速電動機之間均通過螺栓連接。所述第一連接法蘭與傳動軸之間通過焊接連接，并保證兩法蘭之間的平行度為0.1保證第一連接法蘭與傳動軸的垂直度為0.1，同軸度為0.1。所述的螺栓皆為標準件。

所述夾具體、第一連接法蘭、第二連接法蘭、螺栓、墊圈、傳動軸和調速電動機外殼均采用316l不銹鋼材料。

本發明的增益效果為：

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

2.本發明具有柔性大的特點，適用于直徑為10到60mm，單次裝夾下激光沖擊長度小于120mm的圓棒試樣。

3.本發明對圓棒試樣進行夾緊，并限制一定的自由度，提高加工的精度，同時本發明設有第二連接法蘭，第二連接法蘭可與機械手相連接，通過機械手的精確運動達到加工要求。

4.本發明的夾具體、第一連接法蘭、第二連接法蘭、螺栓、墊圈、傳動軸和調速電動機外殼均采用316l不銹鋼材料，在遇水情況下不生銹。

附圖說明

圖1為本發明的三維結構視圖。

圖2為本發明的主視圖。

圖3為本發明的夾具體與第一連接法蘭通過螺栓連接的剖視圖。

圖4為本發明的夾具體專用扳手的三維結構視圖。

圖5為圓棒試樣的主視圖。

其中，1為夾具體，2第一連接法蘭，3螺栓，4傳動軸，5調速電動機，6第二連接法蘭，7螺栓，8、9為墊圈。

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、第一連接法蘭2、螺栓3、傳動軸4、調速電動機5和第二連接法蘭6。夾具體1為三爪卡盤。夾具體1和第一連接法蘭通過螺栓3連接固定。第一連接法蘭2的底部與傳動軸4通過焊接連接并保證連接法蘭的同軸度0.1垂直度0.1。調速電動機5和第二連接法蘭6通過螺栓7連接，螺栓7與連接法蘭6之間還設有防松墊圈9，調速電動機5底座與第二連接法蘭6之間設有防松墊圈8。第二連接法蘭6用來連接機械手。

本發明所述的激光沖擊強化圓棒夾具的安裝和使用步驟如下：

(1)將第一連接法蘭2與傳動軸4焊接連接，并保證第一連接法蘭2與傳動軸的同軸度為0.1，垂直度為0.1，使得第一連接法蘭2固定在傳動軸4上。

(2)夾具體1與第一連接法蘭2通過螺栓連接，使夾具體1固定在第一連接法蘭2上。

(3)調速電動機5與第二連接法蘭6之間通過螺栓連接，使得調速電動機5固定在第二連接法蘭6上。第二連接法蘭6與機械手連接。

(4)觀察圓棒試樣圖5的規格，用夾具體專用扳手圖4松開夾具體的爪手到合適的位置。將試樣插入夾具體，調整試樣插入的深度并通過旋轉夾具體專用扳手使得爪手夾緊試樣。

(5)通過機械手臂移動夾具體使得圓棒試樣軸線與激光光束保持垂直并使得激光束對準沖擊點，根據激光沖擊的頻率以及所需激光沖擊搭界率的要求調整調速電動機的轉速，使得圓棒試樣的轉速與激光沖擊的頻率保持同步。然后對圓棒試樣進行激光沖擊強化。

(6)激光沖擊強化完成后通過夾具體專用扳手松開爪手，取下圓棒試樣。

(7)重復(4)到(6)步對下一根圓棒試樣進行激光沖擊強化。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種用于激光沖擊強化圓棒試樣的通用夾具，屬于機械技術及激光加工領域。主要由夾具體、可控調速電動機、墊圈、螺栓和連接法蘭組成。根據試樣的規格，調節夾具體夾緊，即可完成試樣的裝夾，然后將圓棒試樣軸線方向與激光束保持垂直，并且將待處理點置于激光束聚焦點上，對調速電動機進行速度設定，使得試樣的旋轉速度與激光沖擊的頻率保持同步，完成激光沖擊強化。本夾具結構簡單，操作方便，提高了用于激光沖擊強化圓棒試樣的裝夾效率和沖擊質量，該夾具柔性較大，適用直徑為10mm到60mm。

技術研發人員：魯金忠;何肖瀟
受保護的技術使用者：江蘇大學
技術研發日：2017.05.16
技術公布日：2017.09.01