CN105689951B - 一种圆管外挂件的焊接夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆管外挂件的焊接夹具，包括圆管工件的安装机构、夹具主架、长度调节机构、直径调节机构、外挂件定位机构和控制盒。夹具主架包括一对门形立架、一根横梁、一根固定悬挂在横梁的一边的固定立柱；长度调节机构包括可移动地悬挂在横梁的另一边的活动立柱；直径调节机构包括两根分别安装在固定立柱和活动立柱上的上下导轨和两个上下气缸、两块分别连接在两个上下气缸上并安装在上下导轨上的直径调节板；外挂件定位机构包括一根连接在两块直径调节板的下端的扁旦梁和若干个安装在扁旦梁上的柔性仿形件；本发明的焊接夹具，能够精确确定外挂件在圆管上的位置，能适应种类不同的外挂件和不同直径、不同长度的圆形管材上。

Description

一种圆管外挂件的焊接夹具
技术领域
本发明涉及一种圆管的激光焊接、激光复合焊接、弧焊的手动焊接或自动焊接的夹具，具体涉及一种圆管外挂件的焊接夹具。
背景技术
将外挂件焊接在管材的外壁上在国内广泛应用。目前，一般外挂件的焊接在管材上的方法是先根据外挂件的结构人工在圆管的外壁面上画线确定好位置，再将外挂件全部点焊在圆管的外壁面上，然后再将外挂件焊接在管壁上。这种焊接方式的工作效率太低，工作量大，且对外挂件手工技术要求高，外挂件的精度难以得到保证。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种圆管外挂件的焊接夹具，它能够精确方便地确定外挂件在圆管上的位置，能适应种类不同的外挂件的焊接，并可对各种外挂件进行快换，同时，该夹具也能将外挂件焊接在不同直径，不同长度的圆形管材上。
本发明的目的是这样实现的：一种圆管外挂件的焊接夹具，包括圆管工件的安装机构，该安装机构包括工作平台、固定安装在工作平台一边的工件驱动电机、安装在工件驱动电机上的工件夹具及安装在工作平台的另一边并与工件驱动电机同轴的顶尖；所述焊接夹具还包括夹具主架、长度调节机构、直径调节机构、外挂件定位机构和控制盒；其中，
所述夹具主架包括一对分别位于所述工作平台两侧的门形立架、一根跨接在一对门形立架的上端的横梁、一根固定悬挂在横梁的一边的固定立柱；
所述长度调节机构包括开设在所述横梁的另一边的滑槽、可移动地悬挂在滑槽内的活动立柱；
所述直径调节机构包括两根分别安装在所述固定立柱和活动立柱上的上下导轨和两个上下气缸、两块分别连接在两个上下气缸的活塞杆上并安装在上下导轨上的直径调节板；
所述外挂件定位机构包括一根连接在两块直径调节板的下端的扁旦梁、若干个安装在扁旦梁的下端面上的柔性仿形件；若干个外挂件一一对应地安装在所述柔性仿形件的下端并与所述圆管工件吻合；
所述控制盒安装在一个门形立架上。
上述的圆管外挂件的焊接夹具，其中，每块所述直径调节板分别通过一滑块过渡板安装在所述上下导轨上；所述直径调节板的表面上开设两列安装孔，并在两列安装孔之间开设一个上下方向的长槽，使直径调节板通过安装在长槽中的椭圆头顶销在滑块过渡板上左右定位并通过一对安装在安装孔中的螺栓锁紧在滑块过渡板上。
上述的圆管外挂件的焊接夹具，其中，所述扁旦梁的正面标有刻度并在下端面上安装一根燕尾形导轨，每个所述仿形件的上端面均通过一燕尾滑块及锁紧销安装在扁旦梁上。
上述的圆管外挂件的焊接夹具，其中，所述柔性仿形件包括下端开口的外挂件壳体和一个横向调节气缸；所述外挂件壳体的顶壁上开设两个上大下小的台阶孔，每个台阶孔内安装一个带有直压弹簧的十字形弹簧顶销；所述外挂件壳体的一个侧壁上开设一个穿孔并对应该穿孔安装一个横向连接筒；所述横向调节气缸固定在横向连接筒的外端面上，该横向调节气缸的活塞杆上通过一个限位圈安装一个横压弹簧并通过横向连接筒的内孔插入所述外挂件壳体的侧壁上的穿孔中，使所述活塞杆的端头在所述外挂件装入所述外挂件壳体内后抵顶在外挂件的侧面上。
上述的圆管外挂件的焊接夹具，其中，所述活动立柱通过一驱动机构在所述横梁上移动，该驱动机构是一个固定在横梁上的伺服电机和连接在伺服电机上并位于所述滑槽内的滚珠丝杆滑块机构或连接在伺服电机上的齿轮齿条机构，或者是手动驱动的滚珠丝杆滑块机构。
上述的圆管外挂件的焊接夹具，其中，所述圆管工件的一头安装在所述工件夹具上，另一头安装一外端面上带有锁紧螺母和主轴的端盖，使所述顶尖抵顶在所述主轴的轴心上。
本发明的圆管外挂件的焊接夹具，通过圆管工件的安装机构实现圆管工件的安装和转动；通过长度调节机构能使外挂件焊接在不同长度的圆管工件上；通过直径调节机构能将外挂件焊接在直径大小不同的圆管工件上；通过外挂件定位机构实现外挂件的夹紧、定位和装配。通过快换扁旦梁的方式实现不同种类的外挂件的装配与焊接。
附图说明
图1是本发明的圆管外挂件的焊接夹具的立体结构图；
图2是本发明的圆管外挂件的焊接夹具的正视图；
图3是本发明的圆管外挂件的焊接夹具中的夹具主架的立体结构图；
图4是图2中的A部的放大图；
图5是图2中的B部的放大图；
图6a是本发明的焊接夹具中的柔性仿形件的立体结构图；
图6b是本发明的焊接夹具中的柔性仿形件的横截面图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1至图6b，本发明的种圆管外挂件的焊接夹具，包括圆管工件的安装机构、夹具主架、长度调节机构、直径调节机构、外挂件定位机构和控制盒5，其中：
圆管工件的安装机构包括工作平台1、固定安装在工作平台1左边的工件驱动电机11、安装在工件驱动电机11上的工件夹具12及安装在工作平台1的右边并与工件驱动电机11同轴的顶尖13；圆管工件10的一头安装在工件夹具12上，圆管工件10的另一头安装一外端面上带有锁紧螺母15和主轴16的端盖14，使顶尖13抵顶在主轴16的轴心上；顶尖13可根据圆管工件10的长度在工作平台1上左右移动；
夹具主架包括一对分别位于工作平台1两侧的门形立架21、一根跨接在一对门形立架21的上端的横梁22、一根固定悬挂在横梁22的左边的固定立柱23；
控制盒5安装在右边的门形立架21的立柱上；
长度调节机构包括开设在横梁22的右边的滑槽220、可移动地悬挂在滑槽220内的活动立柱24；该活动立柱24通过一驱动机构在横梁22的滑槽220内左右移动，该驱动机构是一个固定在横梁上的伺服电机2和连接在伺服电机2上并位于滑槽220内的滚珠丝杆滑块机构，或者是连接在伺服电机2上的齿轮齿条机构，或者是手动驱动的滚珠丝杆滑块机构；
直径调节机构包括两根分别安装在固定立柱23和活动立柱24上的上下导轨31和两个上下气缸32、两块分别连接在两个上下气缸32的活塞杆上并安装在上下导轨31上的滑块过渡板33和两块分别安装在滑块过渡板33上的直径调节板34；每块直径调节板34的表面上开设两列安装孔，并在两列安装孔之间开设一个上下方向的长槽，使直径调节板34通过安装在长槽中的椭圆头顶销341在滑块过渡板33上左右定位并通过一对安装在安装孔中的螺栓342锁紧在滑块过渡板33上；
外挂件定位机构包括一根扁旦梁41和若干个柔性仿形件42；扁旦梁41的一头通过菱形销411连接在一块直径调节板34的下端，另一头通过圆柱销412连接在另一块直径调节板34的下端，能实现快换扁旦梁41；该扁旦梁41的正面标有刻度并在下端面上安装一根燕尾形导轨410；若干个柔性仿形件42的上端面各自通过一燕尾滑块43和锁紧销430安装在扁旦梁41的下端面的燕尾形导轨410上；若干个外挂件20一一对应地安装在仿形件42的下端并与圆管工件10吻合；
每个柔性仿形件42包括下端开口的外挂件壳体420和一个横向调节气缸424；外挂件壳体420用于安装外挂件20，该外挂件壳体420的顶壁上开设两个上大下小的台阶孔，每个台阶孔内安装一个带有直压弹簧421的十字形弹簧顶销422；该外挂件壳体420的一个侧壁上开设一个穿孔并对应该穿孔安装一个横向连接筒423；横向调节气缸424固定在横向连接筒423的外端面上，该横向调节气缸424的活塞杆上通过一个限位圈425安装一个横压弹簧426，该横向调节气缸424的活塞杆通过横向连接筒423的内孔插入外挂件壳体420的侧壁上的穿孔中并抵顶在外挂件20的侧面上。
本发明的种圆管外挂件的焊接夹具，其中的门形立架21主要是考虑能避开下部工件物体，以便焊接夹具能更方便地工作。长度调节机构能使外挂件20焊接在不同长度的圆管工件10上；直径调节机构能将外挂件20焊接在直径大小不同的圆管工件10上。在直径调节板34上根据圆管工件10不同的直径开有多组安装孔。工作时，根据圆管工件10的直径大小，使用相应的安装孔。直径调节板34在垂直方向上并不需要定位很准确，通过柔性仿形件42上的弹簧顶销422和直压弹簧421能补偿外挂件20在圆管工件10的定位上带来的误差。通过外挂件定位机构能实现外挂件20的夹紧、定位和装配。由于柔性仿形件42通过燕尾滑块43和锁紧销430安装在扁旦梁41的下端的燕尾形导轨上，使柔性仿形件42可以很方便地根据外挂件20在圆管工件10上的位置，将外挂件20定位。通过快换扁旦梁41的方式，实现不同种类的外挂件的装配与焊接。
当安装外挂件20时，将外挂件20从外挂件壳体420的下端口往上顶紧，从而将弹簧顶销422往上顶起，使直压弹簧421处于压缩状态，同时驱动横向调节气缸424的活塞杆伸出并在横压弹簧426的作用下抵顶在外挂件20的侧面，使外挂件20固定在外挂件壳体420内。
当扁旦梁41带着一排安装好外挂件20的柔性仿形件42位于圆管工件10的上方，驱动横向调节气缸424的活塞杆缩回以松开外挂件20，此时弹簧顶销422在直压弹簧421的作用下抵顶外挂件20，使外挂件20紧贴在圆管工件10的壁面上，实现外挂件20对圆管工件10的压紧。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (5)

1.一种圆管外挂件的焊接夹具，包括圆管工件的安装机构，该安装机构包括工作平台、固定安装在工作平台一边的工件驱动电机、安装在工件驱动电机上的工件夹具及安装在工作平台的另一边并与工件驱动电机同轴的顶尖；其特征在于，所述焊接夹具还包括夹具主架、长度调节机构、直径调节机构、外挂件定位机构和控制盒；其中，
所述夹具主架包括一对分别位于所述工作平台两侧的门形立架、一根跨接在一对门形立架的上端的横梁、一根固定悬挂在横梁的一边的固定立柱；
所述长度调节机构包括开设在所述横梁的另一边的滑槽、可移动地悬挂在滑槽内的活动立柱；
所述直径调节机构包括两根分别安装在所述固定立柱和活动立柱上的上下导轨和两个上下气缸、两块分别连接在两个上下气缸的活塞杆上并安装在上下导轨上的直径调节板；
所述外挂件定位机构包括一根连接在两块直径调节板的下端的扁旦梁、若干个安装在扁旦梁的下端面上的柔性仿形件；若干个外挂件一一对应地安装在所述柔性仿形件的下端并与所述圆管工件吻合；
所述柔性仿形件包括下端开口的外挂件壳体和一个横向调节气缸；所述外挂件壳体的顶壁上开设两个上大下小的台阶孔，每个台阶孔内安装一个带有直压弹簧的十字形弹簧顶销；所述外挂件壳体的一个侧壁上开设一个穿孔并对应该穿孔安装一个横向连接筒；所述横向调节气缸固定在横向连接筒的外端面上，该横向调节气缸的活塞杆上通过一个限位圈安装一个横压弹簧并通过横向连接筒的内孔插入所述外挂件壳体的侧壁上的穿孔中，使所述活塞杆的端头在所述外挂件装入所述外挂件壳体内后抵顶在外挂件的侧面上；
所述控制盒安装在一个门形立架上。
2.根据权利要求1所述的圆管外挂件的焊接夹具，其特征在于，每块所述直径调节板分别通过一滑块过渡板安装在所述上下导轨上；所述直径调节板的表面上开设两列安装孔，并在两列安装孔之间开设一个上下方向的长槽，使直径调节板通过安装在长槽中的椭圆头顶销在滑块过渡板上左右定位并通过一对安装在安装孔中的螺栓锁紧在滑块过渡板上。
3.根据权利要求1所述的圆管外挂件的焊接夹具，其特征在于，所述扁旦梁的正面标有刻度并在下端面上安装一根燕尾形导轨，每个所述仿形件的上端面均通过一燕尾滑块及锁紧销安装在扁旦梁上。
4.根据权利要求1所述的圆管外挂件的焊接夹具，其特征在于，所述活动立柱通过一驱动机构在所述横梁上移动，该驱动机构是一个固定在横梁上的伺服电机和连接在伺服电机上并位于所述滑槽内的滚珠丝杆滑块机构，或者是连接在伺服电机上的齿轮齿条机构，或者是手动驱动的滚珠丝杆滑块机构。
5.根据权利要求1所述的圆管外挂件的焊接夹具，其特征在于，所述圆管工件的一头安装在所述工件夹具上，另一头安装一外端面上带有锁紧螺母和主轴的端盖，使所述顶尖抵顶在所述主轴的轴心上。
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