铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置及使用方法
阅读说明：本技术 铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置及使用方法 (Clamping device for preventing warping deformation in heat treatment of aluminum alloy casting and using method ) 是由 毛红奎 白霄宇 王宇 张国伟 李忠华 徐宏 张文达 宋峰 宋跃文 蔚琦 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置及使用方法。本发明为一种铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置,用于铝合金铸件热处理时防曲翘变形。该装置基板,基板上开设有通长凹型槽,通长凹型槽的槽底上开设有若干形状面积大小不同的贯穿洞口,基板的其中一端位于通长凹型槽两侧的位置分别开设有方形槽,基板顶面的两端端部分别可拆连接有横跨通长凹型槽两侧设置的压板。本发明装置的投入使用能够极大程度的减小A319铸件在冷却过程中产生的曲翘变形,使用效果非常好。同时该装置设计科学,结构简单,便于生产加工,极大的降低了产品研发的成本,而且该装置操作容易,使用方便,因而拥有很大的市场前景,值得推广使用。(A clamping device for preventing warping deformation in heat treatment of an aluminum alloy casting and a using method thereof. The invention relates to a clamping device for preventing warping deformation in heat treatment of an aluminum alloy casting, which is used for preventing warping deformation in heat treatment of the aluminum alloy casting. The device base plate has seted up logical long concave groove on the base plate, has seted up the different through hole of a plurality of shape area sizes on the tank bottom that leads to long concave groove, and square groove has been seted up respectively to the position that wherein one end of base plate is located logical long concave groove both sides, and the both ends tip of base plate top surface releasable connection has respectively to span the clamp plate that leads to long concave groove both sides setting. The device disclosed by the invention can be put into use, can greatly reduce warping deformation of the A319 casting in the cooling process, and has a very good use effect. Meanwhile, the device is scientific in design, simple in structure, convenient to produce and process, easy to operate and convenient to use, greatly reduces the product research and development cost, and has a great market prospect and is worthy of popularization and application.)
技术领域
本发明属于机械装置技术领域，特别涉及一种用于铝合金铸件热处理的装置，具体是一种铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置。
背景技术
铝合金铸件为了提高力学性能、耐腐蚀性能、稳定尺寸、改善切削加工和焊接等加工性能，一般会进行热处理工艺。A319铝合金也需要通过热处理来进一步提高铸件的机械性能和其它使用性能，具体有以下几个方面：1）消除由于铸件结构（如璧厚不均匀、转接处厚大）等原因使铸件在结晶凝固时因冷却速度不均匀所造成的内应力；2）提高合金的机械强度和硬度，改善金相组织，保证合金有一定的塑性和切削加工性能、焊接性能；3）稳定铸件的组织和尺寸，防止和消除高温相变而使体积发生变化；4）消除晶间和成分偏析，使组织均匀化。
金属淬火后冷却过程对变形的影响也是很重要的一个变形原因。经过实际加工发现，A319铝合金铸件在进行淬火后的冷却过中，铸件的两侧会发生一定程度的曲翘变形，这种变形大大的影响铸件的工艺性能。因此，为了解决上述问题，需要研制一种夹紧装置来防止铸件在冷却过程中发生的曲翘变形。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置，包括一块长度与铸件长度相同的基板，基板的顶面上开设有沿其长度方向设置的通长凹型槽，通长凹型槽的槽底上开设有若干形状面积大小不同的贯穿洞口；基板的其中一端位于通长凹型槽两侧的位置分别开设有沿基板长度方向设置的方形槽；基板顶面的两端端部分别可拆连接有横跨通长凹型槽两侧设置的压板。
进一步的，通长凹型槽两端及中间的槽底部位进行了加厚处理。
进一步的，贯穿洞口设计有六个，并沿通长凹型槽长度方向依次排列设置。
进一步的，基板的两端分别开设有四个螺钉通孔，每块压板的四角处分别开设有四个螺钉孔；压板与基板之间通过螺钉、螺钉孔及螺钉通孔实现安装连接。
进一步的，基板的底面上固定有两条沿其长度方向设置的通长加强筋。
进一步的，压板的顶面固定有两条横跨通长凹型槽两侧设置的加强短筋。
本发明装置的设计参考了工字梁、槽钢等机构的设计理念，并结合实际情况最终得到的一种上方类似槽钢，下方固定两根同长的通长加强筋的基板，铸件放入其中后在基板上方的左右两端追加两块压板，通过螺钉并配合下方的基板来进行夹紧固定。
此外，本发明还提供了上述铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置的使用方法，包括如下步骤：
S1：将基板放置于水平地面上；
S2：将铸件放置于基板上的通长凹型槽中，铸件的两端与基板的两端对齐；
S3：将两块压板分别放置于基板的两端并压置在铸件的上方，压板上的螺钉孔位置和基板上的螺钉通孔位置对齐；
S4：通过螺钉将压板与基板固定即可。
本发明装置的投入使用能够极大程度的减小A319铸件在冷却过程中产生的曲翘变形，使用效果非常好。同时该装置设计科学，结构简单，便于生产加工，极大的降低了产品研发的成本，而且该装置操作容易，使用方便，因而拥有很大的市场前景，值得推广使用。
附图说明
此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为本发明装置中基板的结构示意图。
图3为图2中的A-A剖视图。
图中：1-铸件、2-基板、3-通长凹型槽、4-贯穿洞口、5-通长加强筋、6-方形槽、7-压板、8-螺钉、9-螺钉通孔、10-加强短筋。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图3所示，一种铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置，包括一块长度与铸件1长度相同的长方体基板2，在基板2的顶面上开设有沿其长度方向设置的通长凹型槽3，通长凹型槽3的槽口分别位于基板2的顶面及两个侧面上，通长凹型槽3的长度和铸件1的长度相同，宽度比铸件1的宽度略宽，一方面放置铸件1的时候便于装卸，另一方面也不会对铸件1的冷却造成影响；基板2采用45钢铸造而成，基板2及其上通长凹型槽3的设计既有固定铸件1的作用，使铸件1在移动过程中不会发生意外偏移，同时又对铸件1起到很好的支撑与保护作用；其中，长方体基板2的长、宽、高分别为1317.62mm、480mm、250mm，通长凹型槽3的长、宽、深分别为1317.62mm、256mm、90mm，则通长凹型槽3的槽底厚度为60mm。
基板2上通长凹型槽3的槽底上开设有六个形状面积大小不同的贯穿洞口4，六个贯穿洞口4沿通长凹型槽3长度方向依次排列设置；六个贯穿洞口4的设计能够使铸件1在进行水冷的过程中水可以从基板2的底部通过这些洞口进入，直接对铸件1的冷却起到很大程度的影响，可以加快铸件1中间部位的冷却速度，再一个是六个贯穿洞口4面积大小设计成不一样的目的是为了保证基板2的整体刚度。
通长凹型槽3两端的槽底部位进行了加厚处理，加厚厚度为20mm，也就是该处的槽底厚度为80mm，因为铸件1在冷却过程中由于结构特殊，总是薄的部分冷得快，厚的部分冷得慢，造成左右两边的冷却速度比中间部位的冷却速度快，铸件1内部不同的冷却速度会造成过渡区因应力集中产生畸变和开裂倾向，且冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，铸件1的变形也越大，所以在通长凹型槽3的左右两端的槽底进行了加厚处理，此处和铸件1的对应位置直接接触，水冷时不会过多影响该处，所以大大减少了此处的冷却速度，对铸件1冷却速度的均衡起到了很重要的作用。
通长凹型槽3中间的槽底部位也进行了加厚处理，加厚厚度为20mm，也就是该处的槽底厚度为80mm，和左右两端槽底的加厚作用不同的是此处加厚的目的是为了对铸件1起到一定程度的支撑作用，如果中间不进行支撑的加强，则会使铸件1在冷却时的曲翘变形相对加重，所以此处的加厚支撑对铸件1的变形也起到了重要的作用。
基板2的底面上固定有两条沿其长度方向设置的通长加强筋5，通长加强筋5的设置进一步的提高了基板2的强度；通长加强筋5的长度为1317.62mm、宽度为70mm、高度为100mm。
基板2的其中一端位于通长凹型槽3两侧的位置分别开设有沿基板2长度方向设置的方形槽6；由于铸件1并不是对称结构，在发生变形时其中一侧比另一侧的变形严重，为了提高基板2发生变形严重一侧的刚度，在该侧开了两个并不贯穿基板2的方形槽6，大大提升了该侧的刚度；方形槽6的槽底和通长凹型槽3与铸件1接触的平面在同一水平线上，方形槽6的长度、宽度、数量、深度是经过多次实验对比得出的，且发现不同的槽的数量和深度对结构刚度的影响是不同的，最终将方形槽6的长度设计为270mm、深度设计为70mm、宽度设计为30mm，方形槽6的端部设计为半径为15mm的圆角设计，方形槽6的外侧槽边距离基板2的外侧边的距离设计为70mm；开槽增加刚度的设计既提升了基板2的结构性能，也对结构轻量化设计提供了便利，便于生产加工。
基板2顶面的两端端部分别可拆连接有横跨通长凹型槽3两侧设置的压板7，压板7与基板2之间通过螺钉8连接，具体是：基板2的两端分别开设有四个螺钉通孔9，每块压板7的四角处分别开设有四个螺钉孔，压板7置于基板2上后，使得压板7上的四个螺钉孔与基板2上的四个螺钉通孔9对齐，最后用螺钉8将二者固定连接即可，压板7与基板2配合对中间的铸件1起到夹紧作用，且便于装卸。压板7的长度为480mm、宽度为180mm、厚度为25mm，压板7的长度与基板2的宽度相同，以便于螺钉8的装卸。压板7在夹紧过程中由于受到的力很大，可能会随着铸件1发生曲翘变形，所以在压板7上进行了加强筋的设计，具体是在压板7的顶面固定有两条分置于压板7两端且横跨通长凹型槽3两侧设置的加强短筋10，加强短筋10的长度为480mm、宽度为62mm、厚度为10mm，这样的设计大大减少了压板7在夹紧过程中发生的变形，大大提升了压板7的使用寿命；压板7的材料选用45钢，刚度和硬度既满足夹紧装置的使用要求，也有很好的耐高温性能。为了满足夹紧装置的性能，螺钉8选用M18的螺钉，并使用垫片可填补不规则性，增大接触面积，减小压力，防止松动，保护零件和螺丝。
进一步的，本实施例还提供了上述铝合金铸件热处理防曲翘变形的夹紧装置的使用方法，具体包括如下步骤：
S1：将基板2放置于水平地面上；
S2：将铸件1放置于基板2上的通长凹型槽3中，铸件1的两端与基板2的两端对齐；
S3：将两块压板7分别放置于基板2的两端并压置在铸件1的上方，压板7上的螺钉孔位置和基板2上的螺钉通孔9位置对齐；
S4：通过螺钉8将压板7与基板2固定即可。
上面是对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
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