一种对焊定位夹具及其使用方法
【技术领域】
本发明属于焊接领域,具体涉及一种对焊定位夹具及其使用方法。
【背景技术】
导流柱是航空发动机转子组件中较为重要的部件之一。导流柱由两弓型薄壁件对焊而成,其焊缝较长,宽度尺寸较小,壁厚薄。某型发动机导流柱见图1(a)和图1(b),由两弓型薄壁件对焊而成,其焊缝最长为96mm,而导流柱宽仅为29mm,壁厚3mm;焊接定位夹具采用整体式型芯,焊接时焊缝部位受热变形,焊后焊缝部位收缩,零件箍在型芯上不易取出,只能从零件底部的两侧边敲击零件,使零件逐渐退出焊接定位夹具的整体式型芯,费时费力,还会导致零件变形,为提高生产效率,急需对焊接定位夹具结构进行改进。
【发明内容】
本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题,提供一种对焊定位夹具及其使用方法,在焊接完成后,零件易取出,不变形,生产效率高。
为了达到上述目的,本发明夹具采用如下技术方案:包括定位组件、压紧组件和卸料块;其中,
定位组件包括定位座和用于套接待焊接零件的定位组合件,零件内部尺寸与定位组合件的外部尺寸相匹配,定位座上端设置有第一凹槽,定位组合件安装在第一凹槽内;
定位组合件包括第一楔形块和第二楔形块,且第一楔形块和第二楔形块的上端面与下端面中至少有一个相齐平;
压紧组件分布在定位组合件的两侧,且在零件套在定位组合件上后,压紧组件能够压紧零件的外侧面;
卸料块上设置一用于第一楔形块或第二楔形块穿过的通孔。
进一步地,定位组合件中还包括两个弧形块,弧形块位于第一楔形块和第二楔形块的两侧,且每个弧形块同时与第一楔形块和第二楔形块的侧边相接,弧形块的弧面上设置有第二凹槽,且第二凹槽内安装有垫块。
进一步地,垫块与待焊接零件的焊缝相对处设置有让开槽,垫块的材料采用H62。
进一步地,定位座的侧面安装有用于通入保护气体的胶管接头,定位座中心设置有与第一凹槽相连通的第一中心孔,第一楔形块和第二楔形块上开设有第二中心孔,第二中心孔为盲孔,胶管接头通过第一中心孔与第二中心孔相连通;第一楔形块、第二楔形块和垫块上开设有若干个水平通孔,水平通孔的一端均与第二中心孔相连通,另一端均与待焊接零件的焊缝相对。
进一步地,第一中心孔为台阶形通孔,台阶形通孔含有相连的一个大孔和一个小孔,其中小孔靠近大孔的一端安装堵头,另一端与胶管接头相连通。
进一步地,定位组合件与第一凹槽之间为小间隙配合;定位座上对称安装有用于固定定位组合件的螺钉。
进一步地,压紧组件包括安装在定位座两侧的压板,压板上安装有用于压紧零件外侧面的活动手柄压紧螺钉。
进一步地,压板的下端通过铰链支座安装在定位座两侧上,上端通过螺母及活节螺栓相连。
进一步地,活动手柄压紧螺钉的端部设置槽面压块。
本发明夹具的使用方法采用如下技术方案:包括以下步骤:
步骤一:焊接时,将定位组合件套在零件上,放入定位座的第一凹槽中,通过压紧组件压紧零件后进行焊接;
步骤二:焊接完成后,从第一凹槽中取出零件和定位组合件,放在卸料块的通孔上,使零件端面置于卸料块上部端面,再敲击定位组合件中的第一楔形块或第二楔形块,使第一楔形块和第二楔形块产生相对滑动,脱离零件中心并从卸料块的通孔中脱落,实现零件与定位组合件分离,完成卸料。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明中通过采用定位座,用于零件和定位组合件的安装;通过采用定位组合件,其中的第一楔形块和第二楔形块的上端面与下端面中至少有一个相齐平,如果是一端齐平,则敲击其中高度较大的楔形块的小端,即可使两个楔形块发生相对滑动而脱落,如果两端都齐平,则敲击任意一个楔形块的小端,都可以使第一楔形块和第二楔形块发生相对滑动而脱落,便于脱模;通过设置卸料块,其上的通孔仅能够使第一楔形块或第二楔形块穿过,所以能够对零件进行保护,防止敲击第一楔形块和第二楔形块时损坏零件。
进一步地,本发明通过设置让开槽,避免与焊缝直接接触,防止焊接时,零件焊接部位与定位组合件粘接;垫块材料采用H62,焊接过程中焊缝部位散热快。
进一步地,本发明通过设置胶管接头、第一中心孔、第二中心孔和水平通孔,形成气体通道,能够在焊接时通入氩气进行焊接保护,防止零件在焊接时,由于氧化导致的变形。
进一步地,本发明通过设置台阶形通孔,便于加工定位组合件上的第二中心孔;通过安装堵头,能够防止保护气体从定位座的底部泄露;同时台阶孔能够防止堵头在安装时突出定位座的底面,避免导致定位座不能平放的问题。
本发明解决了零件焊接后不易取出的难题,焊定位夹具操作方便,定位可靠,结构新颖,生产效率提高了一倍。
【附图说明】
图1(a)是导流柱的主视图,图1(b)是导流柱的俯视图。
图2是本发明定位组件的结构示意图;
图3是本发明定位组件和压紧组件的结构示意图;
图4是卸料块的结构示意图;
图5是本发明的俯视图;
图6是图5中A-A向剖视图;
图7是图5中A-A向去掉活节螺栓和胶管接头后的剖视图;
图8是本发明中定位组合件的仰视图;
图9是本发明中定位组合件的的剖视图。
其中:1-定位组件、2-压紧组件、3-卸料块、4-胶管接头、5-导流柱;
1a-定位座,1b-螺钉、1c-定位组合件、1ca-弧形块、1cb-第一楔形块、1cc-第二楔形块、1cd-垫块;
2a-铰链支座、2b-活动手柄压紧螺钉、2c-压板、2d-槽面压块、2e-螺母、2f-活节螺栓。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明是利用分体组合的方法及成对锥块配合使用的优点设计的两弓型薄壁件对焊定位夹具,如图2至图6所示,焊接定位夹具包括定位组件1、压紧组件2和卸料块3三大部分。
参见图7,定位组件1由定位座1a,螺钉1b及用于套接零件的定位组合件1c组成,零件内部尺寸与定位组合件1c的外部尺寸相匹配,本发明中零件以两弓形薄壁件对焊而成的导流柱5为例,定位座1a的上端面对导流柱5实施端面定位,即在导流柱5套接在定位组合件1c上时,导流柱5下端与定位座1a的上端面相接;定位座1a上设有第一凹槽,第一凹槽底面用于定位组合件1c下端面支靠,第一凹槽四侧面用于定位组合件1c定位,两者之间小间隙配合,定位座1a中心设置有与第一凹槽相连通的第一中心孔,第一中心孔为一个大孔和一个小孔相连形成的台阶形通孔,大孔位于下侧,在小孔下部装有堵头,堵头靠近大孔,且大孔能够防止堵头在安装时突出定位座1a的底面,避免导致定位座1a不能平放的问题,同时第一中心孔为通孔,便于加工定位组合件1c上的第二中心孔;在定位座1a左侧面上部设有螺纹孔,在螺纹孔中装入胶管接头4,胶管接头4的出口与台阶形通孔上小孔的上部相通,用于焊接时通入氩气进行焊接保护,防止零件在焊接时,由于氧化导致的变形;此时堵头能够防止氩气从定位座1a的底部泄露。定位座1a上对称安装有用于固定定位组合件1c的螺钉1b。
参见图8和图9,定位组合件1c采用分体式型芯,由2个弧形块1ca、第一楔形块1cb、第二楔形块1cc、2个垫块1cd及螺钉组成。弧形块1ca位于第一楔形块1cb和第二楔形块1cc的两侧,且每个弧形块1ca同时与第一楔形块1cb和第二楔形块1cc的侧边相接;第一楔形块1cb的上端面和第二楔形块1cc的上端面,以及第一楔形块1cb的下端面和第二楔形块1cc的下端面中至少有一个相齐平,如果是一端齐平,则敲击其中高度较大的楔形块的小端,即可使两个楔形块分离,如果两端都齐平,则敲击任意一个楔形块的小端,都可以使第一楔形块1cb和第二楔形块1cc分离,便于脱模;垫块1cd安装在弧形块1ca的外侧弧面上的第二凹槽内,并用螺钉连接,为了焊接过程中焊缝部位散热快,垫块1cd材料选用H62,与待焊接零件的焊缝相对处设有让开槽,避免与焊缝直接接触,防止焊接时,导流柱5焊接部位与定位组合件1c粘接。在第一楔形块1cb和第二楔形块1cc的中心设有通氩气用的竖直的第二中心孔,第二中心孔为盲孔,其下端与定位座1a的台阶形通孔上小孔上端相连通,上端封闭,第一楔形块1cb、第二楔形块1cc和垫块1cd上还开设有若干个水平通孔,水平通孔一端与第二中心孔相连通,另一端与待焊接的焊缝相对,便于氩气顺利到达零件焊接部位。
(2)压紧组件分布在定位组合件1c的两侧,且在导流柱5套在定位组合件1c上后,压紧组件2能够压紧导流柱5的外侧面;包括铰链支座2a、活动手柄压紧螺钉2b、压板2c、槽面压块2d、螺母2e及活节螺栓2f,其中压板2c的下端分别通过铰链支座2a安装在定位座1a两侧,上端通过螺母2e及活节螺栓2f相连接,压板2c上安装有活动手柄压紧螺钉2b,用于压紧导流柱5外侧面,且活动手柄压紧螺钉2b压紧导流柱5的端部设置槽面压块2d,操作方便,压紧可靠。
(3)卸料块3如图2所示,卸料块3上设有用于第一楔形块1cb或第二楔形块1cc穿过的腰形通孔,且腰形通孔四侧面用于粗定位定位组合件1c,两者之间较大间隙配合,但腰形通孔尺寸仍小于导流柱5外形尺寸,便于支撑导流柱5。使用时,将定位组合件1c的下端装入卸料块3中,此时导流柱5端面担在卸料块3上,通过敲击第二楔形块1cc的顶端,使第二楔形块1cc与第一楔形块1cb发生相对滑动,脱落,导流柱5与定位组合件1c脱离,实现卸料。
本发明的使用方法是:
使用焊接时,采用的定位组合件1c中,第一楔形块1cb和第二楔形块1cc上端齐平,下端也齐平,且第一楔形块1cb的下端部大于上端部;将该定位组合件1c夹持在导流柱5两半片弓形薄壁件中间,一起放入定位座1a的第一凹槽中,导流柱5端面与定位座1a的上端面贴合,先将压板2c通过螺母2e及活节螺栓2f相连接,将压板2c调整到竖直状态,并再调节活动手柄压紧螺钉2b,使槽面压块2d压紧导流柱5,然后在定位组合件1c中通入氩气,氩气从胶管接头4通入,经过定位座1a上台阶形通孔的小孔,在进入定位组合件1c的第二中心孔,在这里氩气通过水平通孔分流,到达导流柱5焊接部位,最后由导流柱5与定位组合件1c之间的缝隙流出,直至焊接完成。
卸料时,先将带有导流柱5的定位组合件1c从定位座1a中取出,放入卸料块3的腰形通孔上,使导流柱5端面担在卸料块3上部端面,再从上部轻敲击第一楔形块1cb,与第二楔形块1cc脱离,第一楔形块1cb滑出导流柱5的中心孔,从卸料块3的腰形通孔中滑出,使定位组合件1c组件分开,此时可以轻松取下第二楔形块1cc和弧形块1ca,最终实现导流柱5与定位组合件1c分离,完成卸料。
本发明解决了两弓型薄壁件对焊后导流柱5不易取出的难题,焊定位夹具操作方便,定位可靠,结构新颖,并将导流柱5生产效率提高了一倍。