一種用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及焊接用夾具。尤其涉及一種用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]需要焊接的筒狀結(jié)構(gòu)主要為內(nèi)層筒上均勻分布的N個(gè)Ω型加強(qiáng)框。根據(jù)該筒狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尤其在薄壁圓筒壁上進(jìn)行焊接時(shí)，由于薄壁，所以容易變形，而不能保證其圓度，從而不能進(jìn)行精確定位。因此其焊接要求為:1、控制筒形件的同軸度和圓度；2、N個(gè)Ω型加強(qiáng)框在內(nèi)層筒外壁上的精確定位；3、Ω型加強(qiáng)框兩邊觸角與內(nèi)層筒外壁之間的緊密貼合；4、夾具輕量化設(shè)計(jì)，通過(guò)中心芯軸連接轉(zhuǎn)臺(tái)，帶動(dòng)工件整體一起旋轉(zhuǎn)。目前所有的焊接用夾具，均不能很好滿(mǎn)足上述的焊接要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具，能夠?qū)崿F(xiàn)筒與均勻分布的N個(gè)Ω型加強(qiáng)框的筒狀結(jié)構(gòu)的焊接，保證筒形件的同軸度和圓度的同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)N個(gè)Ω型加強(qiáng)框在內(nèi)層筒外壁上的精確定位。
[0004]本發(fā)明的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具設(shè)計(jì)包括中心芯軸、內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)以及焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)，所述中心芯軸與變位機(jī)連在一起，以帶動(dòng)焊接夾具和筒狀結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)變位；所述內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)包括手柄、支撐桿以及支撐板，所述支撐桿和所述支撐板沿所述中心芯軸周向均勻分布；所述旋轉(zhuǎn)手柄能夠帶動(dòng)所述支撐桿沿徑向伸縮，從而控制所述支撐板的擴(kuò)張與收縮，使所述支撐板與所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁接觸貼緊，所述焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、定位塊和壓緊塊，通過(guò)所述定位塊將所述焊接件定位在所述導(dǎo)軌上，并通過(guò)所述壓緊塊將所述焊接件壓緊，使其與所述筒狀結(jié)構(gòu)的筒外壁緊密貼合。
[0005]優(yōu)選所述焊接件為Ω型件，所述定位塊外型面與Ω型件內(nèi)型面相配合，并預(yù)置微間隙，所述壓緊塊固定并下壓Ω型件到定位塊上，并使其兩側(cè)折邊與圓筒外壁貼合。所述導(dǎo)軌通過(guò)螺釘與圓筒軸向和周向定位，定位塊通過(guò)螺釘與導(dǎo)軌定位，壓緊塊通過(guò)螺釘與定位塊定位。
[0006]優(yōu)選所述支撐板的圓度與內(nèi)層筒的圓度相同。
[0007]優(yōu)選所述旋轉(zhuǎn)手柄通過(guò)螺紋傳動(dòng)帶動(dòng)所述支撐桿沿徑向伸縮，從而控制所述支撐板擴(kuò)張或收縮。
[0008]優(yōu)選所述導(dǎo)軌依靠沉頭螺釘定位，通過(guò)定位螺栓固定所述定位塊。
[0009]本發(fā)明的有益效果在于:焊接夾具通過(guò)芯軸與變位機(jī)連接在一起，通過(guò)控制變位機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)焊接夾具和工件一起旋轉(zhuǎn)變位。所述內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)，包括三個(gè)可伸縮的支撐桿和相對(duì)應(yīng)的三個(gè)圓弧狀支撐板，支撐板的圓度與內(nèi)層筒的圓度相同。旋轉(zhuǎn)手柄可以帶動(dòng)支撐桿沿徑向伸縮，從而控制支撐板擴(kuò)張或收縮。并且，在工件對(duì)內(nèi)層筒夾緊時(shí)使其與內(nèi)壁接觸貼緊，保證內(nèi)筒的圓度和半徑尺寸，同時(shí)可以固定內(nèi)筒，使其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生位移。
[0010]所述Ω型件定位和壓緊機(jī)構(gòu)，包括導(dǎo)軌、定位塊和定位螺栓，導(dǎo)軌依靠沉頭螺釘定位，依靠定位螺栓固定定位塊，使Ω型件與導(dǎo)軌緊密結(jié)合，將被焊接Ω型件放置在待焊接位置，依靠壓緊塊和壓緊螺栓對(duì)其固定，實(shí)現(xiàn)了 Ω型件的快速準(zhǔn)確定位。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于保證了內(nèi)層筒的同軸度和圓度，并能夠?qū)崿F(xiàn)Ω型加強(qiáng)框的精確定位。本發(fā)明適用于具有內(nèi)層結(jié)構(gòu)以及連接件的筒狀結(jié)構(gòu)的焊接。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是內(nèi)層筒與加強(qiáng)框裝夾后示意圖。
[0013]圖3是Ω型件定位和壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖具體闡述本發(fā)明的實(shí)施方式。
[0015]參照?qǐng)D1至圖3，本實(shí)施方式的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具包括中心芯軸1、內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)2以及Ω型件定位和壓緊機(jī)構(gòu)3。
[0016]裝夾工件時(shí)，夾具通過(guò)中心芯軸I與變位機(jī)連在一起，帶動(dòng)夾具以及筒狀結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)變位。內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)2包括手柄2-1、支撐桿2-2以及支撐板2-3，支撐桿2-2及支撐板2-3沿中心芯軸I周向均勻分布。旋轉(zhuǎn)手柄2-1帶動(dòng)支撐桿2-2沿徑向伸縮，從而控制支撐板2-3的擴(kuò)張與收縮，支撐板外型面與圓筒內(nèi)壁面形狀一致，旋轉(zhuǎn)手柄通過(guò)芯軸上的螺紋進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)，并利用支撐桿將旋轉(zhuǎn)手柄的軸向運(yùn)動(dòng)變換為支撐板的徑向運(yùn)動(dòng)，使其與內(nèi)壁接觸貼緊，保證內(nèi)筒的圓度和半徑尺寸，同時(shí)可以固定內(nèi)筒，使其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生位移。Ω型件定位和壓緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌3-1、定位塊3-2、壓緊塊3-3及定位螺栓，通過(guò)定位塊3-2將Ω型件定位在導(dǎo)軌3-1上并通過(guò)壓緊塊3-3將Ω型件壓緊，使其與內(nèi)套筒外壁緊密貼合，實(shí)現(xiàn)了 Ω型件的快速準(zhǔn)確定位。然后分別對(duì)Ω型件兩側(cè)連接位置施焊，至此完成了該處Ω型件的焊接，之后依次取下壓緊及定位裝置，移至下處Ω型件待焊接位置依次進(jìn)行焊接，完成全部Ω型件在內(nèi)套筒壁上的焊接。
[0017]如圖1所示，支撐板2-3的圓度與內(nèi)層筒的圓度相同。旋轉(zhuǎn)手柄2-1通過(guò)螺紋傳動(dòng)帶動(dòng)支撐桿2-2沿徑向伸縮，從而控制支撐板2-3擴(kuò)張或收縮。如此設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)層筒外撐結(jié)構(gòu)與內(nèi)層筒內(nèi)壁的接觸貼緊，從而保證了內(nèi)層筒的圓度與半徑尺寸，并對(duì)內(nèi)層筒進(jìn)行固定，使其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生位移。
[0018]如圖3所示，導(dǎo)軌3-1依靠沉頭螺釘在圓筒上定位，通過(guò)定位螺栓固定定位塊3-2在導(dǎo)軌上，依靠壓緊塊3-3將Ω型件固定并壓緊在定位塊和圓筒外壁上。導(dǎo)軌3-1為配合所述Ω型件的條形桿，定位塊3-2為與導(dǎo)軌3-1形狀配合，并能使Ω型件卡在其上的異型板，定位塊與Ω型件型件之間預(yù)置微間隙，壓緊塊3-3能夠卡壓Ω型件，以使Ω型件的兩側(cè)折邊與內(nèi)層筒的外壁之間緊密貼合如此設(shè)置，能夠?qū)崿F(xiàn)Ω型件的精確定位以及固定，保證Ω型加強(qiáng)框兩邊觸角與內(nèi)層筒外壁之間的緊密貼合。
[0019]工作過(guò)程
[0020]結(jié)合附圖具體介紹筒狀結(jié)構(gòu)的焊接流程。
[0021 ] 首先進(jìn)行焊前準(zhǔn)備階段，包括焊前清洗以及焊前檢測(cè)。
[0022]焊前采用丙酮溶液去除產(chǎn)品表面的各種油污和雜質(zhì)，清洗完成后的產(chǎn)品搬運(yùn)過(guò)程中操作人員均需戴干凈的手套操作。焊前對(duì)內(nèi)筒體和Ω型件的外形尺寸進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)圖紙和協(xié)議中規(guī)定的焊前尺寸進(jìn)行驗(yàn)收。同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，包括磕碰、劃傷等缺陷進(jìn)行檢查。
[0023]之后進(jìn)行夾具的定位，將焊接夾具與變位機(jī)三爪卡盤(pán)連接在一起，保證中心芯軸I與卡盤(pán)中心軸的重合。
[0024]之后對(duì)內(nèi)層筒進(jìn)行定位與夾緊。旋轉(zhuǎn)手柄2-1可以帶動(dòng)支撐桿2-2沿徑向伸縮，從而控制支撐板2-3擴(kuò)張或收縮。安裝內(nèi)層筒時(shí)使支撐板2-3擴(kuò)張，使其與內(nèi)層筒內(nèi)壁接觸貼緊，保證內(nèi)筒的圓度和半徑尺寸，同時(shí)可以固定內(nèi)筒，使其在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不發(fā)生位移。
[0025]完成對(duì)內(nèi)層筒的定位與夾緊后，進(jìn)行Ω型件的定位與焊接，導(dǎo)軌2-1依靠沉頭螺釘定位，依靠定位螺栓固定定位塊2-2，使Ω型件與導(dǎo)軌2-1緊密結(jié)合，將被焊接Ω型件放置在待焊接位置，依靠壓緊塊2-3和壓緊螺栓對(duì)其固定，使之與內(nèi)套筒外壁緊密貼合，然后分別對(duì)Ω型件兩側(cè)連接位置施焊，至此完成了該處Ω型件的焊接。焊接夾具可以一次夾緊一組(2個(gè))同一軸向位置的Ω型件，保證Ω型件左右觸角與內(nèi)筒外壁緊密貼合，貼合間隙要求小于0.2_。如果貼合間隙過(guò)大則需要重新修調(diào)Ω型件。焊接完成一組Ω型件后，拆卸壓緊機(jī)構(gòu)，調(diào)用旋轉(zhuǎn)程序?qū)⑼搀w旋轉(zhuǎn)一定角度，再次安裝壓緊機(jī)構(gòu)定位和壓緊另一組Ω型件后，重復(fù)上述焊接過(guò)程進(jìn)行焊接，直到N個(gè)Ω型件全部焊接完成。N個(gè)Ω型件的焊接順序采用對(duì)稱(chēng)和交替焊接的方式，以最大程度減少焊接變形。
[0026]至此完成整個(gè)筒狀結(jié)構(gòu)的焊接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具設(shè)計(jì)，其特征在于:包括中心芯軸、內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)以及焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)， 所述中心芯軸與變位機(jī)連在一起，以帶動(dòng)焊接夾具和筒狀結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)變位；所述內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)包括手柄、支撐桿以及支撐板，所述支撐桿和所述支撐板沿所述中心芯軸周向均勻分布；所述旋轉(zhuǎn)手柄能夠帶動(dòng)所述支撐桿沿徑向伸縮，從而控制所述支撐板的擴(kuò)張與收縮，使所述支撐板與所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁接觸貼緊，所述焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、定位塊和壓緊塊，通過(guò)所述定位塊將所述焊接件定位在所述導(dǎo)軌上，并通過(guò)所述壓緊塊將所述焊接件壓緊，使其與所述筒狀結(jié)構(gòu)的筒外壁緊密貼合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具，其特征在于:所述焊接件為Ω型件，所述定位塊外型面與Ω型件內(nèi)型面相配合，并預(yù)置微間隙，所述壓緊塊固定并下壓Ω型件到定位塊上，并使其兩側(cè)折邊與圓筒外壁貼合，所述導(dǎo)軌通過(guò)螺釘與圓筒軸向和周向定位，定位塊通過(guò)螺釘與導(dǎo)軌定位，壓緊塊通過(guò)螺釘與定位塊定位。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具，其特征在于:所述支撐板的圓度與內(nèi)層筒的圓度相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)手柄通過(guò)螺紋傳動(dòng)帶動(dòng)所述支撐桿沿徑向伸縮，從而控制所述支撐板擴(kuò)張或收縮。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于筒狀結(jié)構(gòu)的焊接夾具，其特征在于；所述導(dǎo)軌依靠沉頭螺釘定位，通過(guò)定位螺栓固定所述定位塊。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種筒狀結(jié)構(gòu)的焊接用夾具。包括中心芯軸、內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)以及焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)，中心芯軸與變位機(jī)連在一起，以帶動(dòng)焊接夾具和筒狀結(jié)構(gòu)一起旋轉(zhuǎn)變位；內(nèi)層筒外撐機(jī)構(gòu)包括手柄、支撐桿以及支撐板，支撐桿和所述支撐板沿所述中心芯軸周向均勻分布；旋轉(zhuǎn)手柄能夠帶動(dòng)所述支撐桿沿徑向伸縮，從而控制所述支撐板的擴(kuò)張與收縮，使所述支撐板與所述筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁接觸貼緊，所述焊接件定位和壓緊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)軌、定位塊和壓緊塊，通過(guò)所述定位塊將所述焊接件定位在所述導(dǎo)軌上，并通過(guò)所述壓緊塊將所述焊接件壓緊，使其與所述筒狀結(jié)構(gòu)的筒外壁緊密貼合。本發(fā)明用于激光焊接。能夠保證筒狀結(jié)構(gòu)的同軸度和圓度，并能夠?qū)崿F(xiàn)焊接件的精確定位。
【IPC分類(lèi)】B23K37/053
【公開(kāi)號(hào)】CN105108442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510671251
【發(fā)明人】張亮, 馬瑞, 李俐群, 陶汪, 王賓
【申請(qǐng)人】北京動(dòng)力機(jī)械研究所
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日