CN104772626A - 贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,由工装主体、气缸内撑机构、气囊内撑机构、叉形环升降机构、铣削内撑托举机构、焊接背衬托举机构和环缝外压机构组成。本发明保证铣削、装配和焊接工装基准一致,避免了重复装配和定位,可有效保证产品质量;本装置集铣削、装配和焊接于一体,减少了更换工位所需吊装、调整找正、压紧等工序,有效缩短了生产周期,大大提高了效率,同时也减少了工装数量,降低了生产成本。气囊内撑机构具有伸缩功能,避免了工件焊后收缩难脱离模胎的麻烦。

Description

贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置
技术领域
[0001] 本发明属于金属焊接领域,具体涉及一种贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置。
背景技术
[0002] 贮箱是一种薄壁压力容器,贮箱的箱底是椭球体,如图1所示,每个箱底由顶盖2、圆环I和叉形环3组成。顶盖和圆环组合形成箱底的上环缝,叉形环和圆环组合形成箱底的下环缝。两条环形焊缝区域都是曲面。为保证接触面贴合,焊接前要对叉形环上端面和圆环的上下端面进行铣削加工。
[0003] 为防止焊接变形,保证焊接质量,目前普遍做法是采用铣削和焊接在两套工装上完成,并采用固定整体模胎来定位工件。铣削和焊接采用多套工装,设备投入大,工序繁琐,且存在工件重复定位误差,造成生产效率低下和生产成本高的结果。而且大环缝焊接采用固定整体模胎,焊接完成后工件紧紧地箍在模胎上,很难脱离。
发明内容
[0004] 针对上述存在的问题,本发明提供了一种铣装焊一体装置,可以在一套工装上实现对贮箱箱底组成件端面焊前铣削加工、装配和焊接工作,即贮箱箱底上下环缝铣焊一体
目.ο
[0005] 为解决上述技术问题,本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0006] 贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,所述贮箱箱底由圆环、顶盖和叉形环组成;所述顶盖环缝于圆环的小端面上沿,所述叉形环环缝于圆环的大端面下沿;
[0007] 本发明的主体思路是采用局部活动模胎先固定加工圆环上下端面和叉形环上端面,而后分别在圆环上下环缝安装焊接叉形环和顶盖;其中,对所述圆环、顶盖和叉形环的铣削和焊接过程采用内撑外压方式固定,即对工件铣削和焊接边附近,内壁向外撑,外壁向内压。
[0008] 所述贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置由工装主体、气缸内撑机构、气囊内撑机构、叉形环升降机构、铣削内撑托举机构、焊接背衬托举机构和环缝外压机构组成;
[0009] 所述工装主体是所述装置的基体,其余所述各部件都安装在该基体上;气囊内撑机构内嵌在气缸内撑机构内部,呈圆环形布置,固定在工装主体的大盘面上;叉形环升降机构均布在气缸内撑机构外侧;铣削内撑托举机构和焊接背衬托举机构安装在工装主体的上部平台上。
[0010] 上环缝铣削焊接托举机构由铣削内撑托举机构和焊接背衬托举机构组成,下环缝内撑机构由气缸内撑机构和气囊内撑机构组成;
[0011] 上环缝铣削焊接托举机构和下环缝内撑机构动作相互独立,互不影响,互不干涉,且均具有自锁扩力功能;
[0012] 所述气缸内撑机构、气囊内撑机构和铣削内撑托举机构整体撑出呈圆形,焊接背衬托举机构撑出为整体连续圆形;
[0013] 从铣削、安装到焊接完成,气缸内撑机构、气囊内撑机构、铣削内撑托举机构和焊接背衬托举机构均不回缩,直到工件完全冷却,当气缸内撑机构、气囊内撑机构、铣削内撑托举机构和焊接背衬托举机构在缩回状态时,应完全脱离工件;
[0014] 针对上下环缝,分别配置不同的环缝外压工装。
[0015] 所述环缝外压工装安装在工装主体的顶部中央芯轴上,或,工装主体的底部大盘面上。
[0016] 所述环缝外压工装分上环缝外压工装和下环缝外压工装。上环缝外压工装包括上环缝内侧外压工装和上环缝外侧外牙工装。
[0017] 所述气缸内撑机构是四杆机构,16套气缸内撑机构沿工装主体的中心轴线呈圆周布置,呈圆形;所述气缸内撑机构撑出时分别撑住圆环大端面下沿和叉形环的上沿内表面;所述气缸内撑机构的伸缩设有导向机构。
[0018] 所述气囊内撑机构整体呈圆环形布置,嵌在气缸内撑机构的内部;所述气囊内撑机构铣削时处于回缩状态,焊接时胀出,外缘呈圆形撑圆状态;所述气囊内撑机构上安装有焊漏槽;所述气囊内撑机构的伸缩由导轨导向。
[0019] 所述叉形环升降机构为链轮和螺杆机构,用于铣削完成后托起叉形环,使之与圆环贴合;所述叉形环升降机构上设有拉紧装置,用于铣削和焊接时拉紧叉形环。
[0020] 所述上环缝铣削焊接托举机构整体呈圆环型,分内托举和外托举两部分:
[0021] 所述内托举机构即为焊接背衬托举机构,用于焊接背衬的升降;
[0022] 所述外托举机构即为铣削内撑托举机构,用于铣削圆环小端面时托举固定;
[0023] 所述内托举和外托举机构都由气缸驱动,并采用四杆铰链机构实现扩力自锁。
[0024] 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,分别与焊接操作机和铣削操作机配合,便能实现自动作业,完成环缝的铣削加工、装配和焊接。
[0025] 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,与龙门架系统配合,也能实现自动作业。
[0026] 本发明的有益效果在于:本发明保证铣削、装配和焊接工装基准一致,避免了重复装配和定位,可有效保证产品质量;本装置集铣削、装配和焊接于一体,减少了更换工位所需吊装、调整找正、压紧等工序,有效缩短了生产周期,大大提高了效率,同时也减少了工装数量,降低了生产成本。气囊内撑机构具有伸缩功能,避免了工件焊后收缩难脱离模胎的麻烦。
附图说明
[0027] 图1为贮箱箱底结构示意图;
[0028]图2为贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置结构示意图;
[0029] 图3为下环缝气囊内撑机构和气缸内撑机构组合剖视图;
[0030] 图4为上环缝铣削焊接托举机构剖视图;
[0031] 图5为上环缝内侧外压工装示意图;
[0032] 图6为上环缝外侧外压工装示意图;
[0033] 图7为下环缝外压工装示意图。
[0034] 其中,1-圆环;2-顶盖;3_叉形环;4_工装主体;5_气缸内撑机构;6_气囊内撑机构;7_叉形环升降机构;8_铣削内撑托举机构;9_焊接背衬托举机构;10_铣刀;11_外压机构基体;12_外压指尖。
具体实施方式
[0035] 下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式,但本发明的保护范围不限于下述实施例。
[0036] 如图1所示,所述贮箱箱底由圆环1、顶盖2和叉形环3组成;所述顶盖2环缝于圆环I的小端面上沿,所述叉形环3环缝于圆环I的大端面下沿。
[0037] 所述贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置采用局部活动模胎先固定加工圆环I上下端面和叉形环3上端面,而后分别在圆环I上下环缝安装焊接叉形环3和顶盖2 ;其中,对所述圆环1、顶盖2和叉形环3的铣削和焊接过程采用内撑外压方式固定;
[0038] 作为本发明的一种实施方式,如图2所示,贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,由工装主体4、气缸内撑机构5、气囊内撑机构6、叉形环升降机构7、铣削内撑托举机构8、焊接背衬托举机构9和环缝外压机构组成。
[0039] 圆环底部铣削和叉形环铣削时铣刀的工作位置如图3所示。
[0040] 所述贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置的简明工作流程为:依次装入叉形环3和圆环I,铣削圆环I下端面和叉形环3上端面,上移叉形环3与圆环I对齐并焊接下环缝;铣削圆环I上端面,装入顶盖2焊接上环缝。
[0041] 如图2-7所示,所述工装主体4是所述装置的基体,其余所述各部件都安装在该基体上;气囊内撑机构6内嵌在气缸内撑机构5内部,呈圆环形布置,固定在工装主体4的大盘面上;叉形环升降机构7均布在气缸内撑机构5外侧;铣削内撑托举机构8和焊接背衬托举机构9安装在工装主体4的上部平台上。
[0042] 上环缝铣削焊接托举机构由铣削内撑托举机构8和焊接背衬托举机构9组成,下环缝内撑机构由气缸内撑机构5和气囊内撑机构6组成;
[0043] 上环缝铣削焊接托举机构和下环缝内撑机构动作相互独立,互不影响,互不干涉,且均具有自锁扩力功能;
[0044] 所述气缸内撑机构5、气囊内撑机构6和铣削内撑托举机构8整体撑出呈圆形,焊接背衬托举机构9撑出为整体连续圆形;
[0045] 从铣削、安装到焊接完成,气缸内撑机构5、气囊内撑机构6、铣削内撑托举机构8和焊接背衬托举机构9均不回缩,直到工件完全冷却,当气缸内撑机构5、气囊内撑机构6、铣削内撑托举机构8和焊接背衬托举机构9在缩回状态时,应完全脱离工件;
[0046] 针对上下环缝,分别配置不同的环缝外压工装。
[0047] 所述环缝外压工装安装在工装主体4的顶部中央芯轴上,或,工装主体4的底部大盘面上。
[0048] 所述气缸内撑机构5是四杆机构,16套气缸内撑机构5沿工装主体4的中心轴线呈圆周布置,呈圆形;所述气缸内撑机构5撑出时分别撑住圆环I大端面下沿和叉形环3的上沿内表面;所述气缸内撑机构5的伸缩设有导向机构。
[0049] 所述气囊内撑机构6整体呈圆环形布置,嵌在气缸内撑机构5的内部;所述气囊内撑机构6铣削时处于回缩状态,焊接时胀出,外缘呈圆形撑圆状态;所述气囊内撑机构6上安装有焊漏槽;所述气囊内撑机构6的伸缩由导轨导向。
[0050] 所述叉形环升降机构7为链轮和螺杆机构,用于铣削完成后托起叉形环3,使之与圆环I贴合;所述叉形环升降机构7上设有拉紧装置,用于铣削和焊接时拉紧叉形环3。
[0051] 上环缝铣削焊接托举机构整体呈圆环型,分内托举和外托举两部分:
[0052] 所述内托举机构即为焊接背衬托举机构9,用于焊接背衬的升降;
[0053] 所述外托举机构即为铣削内撑托举机构8,用于铣削圆环I小端面时托举固定;
[0054] 所述内托举和外托举机构都由气缸驱动,并采用四杆铰链机构实现扩力自锁。
[0055] 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,分别与焊接操作机和铣削操作机配合,便能实现自动作业,完成环缝的铣削加工、装配和焊接。
[0056] 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,与龙门架系统配合,也能实现自动作业。
[0057] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式,而且本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述贮箱箱底由圆环(I)、顶盖(2)和叉形环(3)组成;所述顶盖(2)环缝于圆环(I)的小端面上沿,所述叉形环(3)环缝于圆环(I)的大端面下沿; 所述贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置采用局部活动模胎先固定加工圆环(I)上下端面和叉形环⑶上端面,而后分别在圆环⑴上下环缝安装焊接叉形环⑶和顶盖⑵;其中,对所述圆环(1)、顶盖(2)和叉形环(3)的铣削和焊接过程采用内撑外压方式固定; 所述贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置由工装主体(4)、气缸内撑机构(5)、气囊内撑机构(6)、叉形环升降机构(7)、铣削内撑托举机构(8)、焊接背衬托举机构(9)和环缝外压工装组成; 所述工装主体(4)是所述装置的基体,其余所述各部件都安装在该基体上;气囊内撑机构¢)内嵌在气缸内撑机构(5)内部,呈圆环形布置,固定在工装主体(4)的大盘面上;叉形环升降机构(7)均布在气缸内撑机构(5)外侧;铣削内撑托举机构(8)和焊接背衬托举机构(9)安装在工装主体(4)的上部平台上。
2.根据权利要求1所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 上环缝铣削焊接托举机构由铣削内撑托举机构(8)和焊接背衬托举机构(9)组成,下环缝内撑机构由气缸内撑机构(5)和气囊内撑机构(6)组成; 上环缝铣削焊接托举机构和下环缝内撑机构动作相互独立,互不影响,互不干涉,且均具有自锁扩力功能; 所述气缸内撑机构(5)、气囊内撑机构(6)和铣削内撑托举机构(8)整体撑出呈圆形,焊接背衬托举机构(9)撑出为整体连续圆形; 从铣削、安装到焊接完成,气缸内撑机构(5)、气囊内撑机构(6)、铣削内撑托举机构(8)和焊接背衬托举机构(9)均不回缩,直到工件完全冷却,当气缸内撑机构(5)、气囊内撑机构(6)、铣削内撑托举机构(8)和焊接背衬托举机构(9)在缩回状态时,应完全脱离工件; 针对上下环缝,分别配置不同的环缝外压工装。
3.根据权利要求1所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述气缸内撑机构(5)是四杆机构,16套气缸内撑机构(5)沿工装主体(4)的中心轴线呈圆周布置,呈圆形;所述气缸内撑机构(5)撑出时分别撑住圆环(I)大端面下沿和叉形环(3)的上沿内表面;所述气缸内撑机构(5)的伸缩设有导向机构。
4.根据权利要求1所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述气囊内撑机构(6)整体呈圆环形布置,嵌在气缸内撑机构(5)的内部;所述气囊内撑机构(6)铣削时处于回缩状态,焊接时胀出,外缘呈圆形撑圆状态;所述气囊内撑机构(6)上安装有焊漏槽;所述气囊内撑机构(6)的伸缩由导轨导向。
5.根据权利要求1所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述叉形环升降机构(7)为链轮和螺杆机构,用于铣削完成后托起叉形环(3),使之与圆环(I)贴合;所述叉形环升降机构(7)上设有拉紧装置,用于铣削和焊接时拉紧叉形环
6.根据权利要求2所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述上环缝铣削焊接托举机构整体呈圆环型,分内托举和外托举两部分: 所述内托举机构即为焊接背衬托举机构(9),用于焊接背衬的升降; 所述外托举机构即为铣削内撑托举机构(8),用于铣削圆环(I)小端面时托举固定; 所述内托举和外托举机构都由气缸驱动,并采用四杆铰链机构实现扩力自锁。
7.根据权利要求1所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述环缝外压工装安装在工装主体(4)的顶部中央芯轴上,或,工装主体(4)的底部大盘面上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,分别与焊接操作机和铣削操作机配合,便能实现自动作业,完成环缝的铣削加工、装配和焊接。
9.根据权利要求1-7任一项所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置,其特征在于: 所述的贮箱箱底上下环缝铣焊一体装置安装到变位机上,与龙门架系统配合,也能实现自动作业。
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