CN107350868A - 薄壁半球形焊接组合件加工工装及加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了薄壁半球形焊接组合件加工工装及加工方法，它采用四个均分的分块拼装而成，每个所述分块都包括环形平底，所述环形平底的顶部为锥形壁，所述锥形壁的顶部为竖直壁，在竖直壁的顶部设置有裙边，在环形平底的内环底部设置有定位环，在每个分块的两侧端面焊接固定有哈负板，在哈负板上等间距加工有多个装配孔；四个所述分块两两之间通过哈负板固定相连。此加工方法能够适应此类薄壁半球形焊接组合件加工，而且保证加工精度，提高了产品质量。

Description

薄壁半球形焊接组合件加工工装及加工方法
技术领域
本发明涉及一种薄壁半球形焊接组合件加工工装及加工方法，尤其涉及一种四等分拼装半球形薄壁件的加工工装设计，属于机械加工领域。
背景技术
后锥筒是一种新型接管的新类型零部件，其结构为半球形薄壁焊接组合件，又或者称为“碗型”，且不属于整体焊接件，而是由4等份分别独立焊接完成后，经机械加工，最后拼装成为一个整体半球形。
其特点是：整个碗型壁板厚只有3mm厚，除了拼装的哈负板加工成品后是6mm厚外，其它板厚成品后也只有3mm厚；且整个“碗”是由4等份拼装而成，其焊接和机械加工难度大，1/4圆尺寸无法准确控制，需要借助工装来完成。
发明内容
本发明提供薄壁半球形焊接组合件加工工装及加工方法，此加工方法能够适应此类薄壁半球形焊接组合件加工，而且保证加工精度，提高了产品质量。
为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：薄壁半球形焊接组合件，它采用四个均分的分块拼装而成，每个所述分块都包括环形平底，所述环形平底的顶部为锥形壁，所述锥形壁的顶部为竖直壁，在竖直壁的顶部设置有裙边，在环形平底的内环底部设置有定位环，在每个分块的两侧端面焊接固定有哈负板，在哈负板上等间距加工有多个装配孔；四个所述分块两两之间通过哈负板固定相连。
所述分块的板材都采用薄壁板材料制成。
薄壁半球形焊接组合件所有板件的厚度为3mm。
用于所述薄壁半球形焊接组合件加工的工装，它包括1/4扇形板，所述1/4扇形板上加工有1/4环形定位槽，所述1/4环形定位槽与薄壁半球形焊接组合件分块的定位环相配合，并对分块进行底部和侧面定位，所述1/4扇形板上加工有中心螺纹孔。
还包括整圆板，所述整圆板上加工有环形槽，所述环形槽与拼装组合成整个薄壁半球形焊接组合件之后的定位环相配合。
所述整圆板和薄壁半球形焊接组合件的环形平底之间设置有工艺板，所述工艺板通过点焊固定在环形平底的底部，并保持和环形平底同圆形。
采用工装对薄壁半球形焊接组合件的加工方法，它包括以下步骤：
Step1：准备毛坯件；所述毛坯件为1/4分块；
Step2：立车，加工装夹基准；将Step1中的1/4分块毛坯件，倒扣之后组装，并以大端端面的裙边为基准，统一车削用于焊接工艺板的底部基准面；
Step3：采用数控镗铣床加工用于装配的哈负板；
Step4：钳工将4个Step3中的1/4分块进行拼装；
Step5：将Step4中的拼装组合件进行立车，进而加工成成品。
所述Step3中的详细步骤为：将Step2中的1/4分块底部基准面上焊接1/4工艺板作为底部端面基准，并将1/4分块与1/4扇形板通过工艺板进行端面定位配合，同时通过1/4分块的定位环与1/4环形定位槽进行同心度定位，通过1/4扇形板的端面进行90°角度面控制尺寸，采用数控镗铣床加工1/4分块的哈负板的装配端面以及装配孔。
所述Step4中的详细步骤为：以整圆板和工艺板为辅助工装，将4块1/4分块通过环形槽进行同心度定位，并以工艺板进行端面定位之后，用螺栓和螺母将4等份1/4分块拼装成整体，所述螺栓和螺母分别安装在相邻，两两哈负板上的装配孔上。
所述Step5中的详细步骤为：
Step5-1：车拼装组合件的大端端面和外圆；将Step4中拼装组合件整体定位装夹在整圆板上，并以工艺板为端面基准，以环形槽为同心度定位基准，对大端端面的裙边进行车削加工，再对裙边的外圆进行车削；
Step5-2：车拼装组合件的小端端面和内、外圆；将Step5-1的加工好的拼装组合件，整体倒扣装夹，并以已经加工好的大端端面的裙边为基准，车削小端定位环的端面，再对定位环的内、外圆进行车削。
本发明有如下有益效果：
1、通过采用上述的工装以及加工方法，能够薄壁半球形焊接组合件进行组装和焊接，此工装制作简单，装夹便捷，加工过程稳定，尺寸得到精确控制，完工产品通过质量认证。
2、通过所述的1/4扇形板作为辅助工装，用来定位角度方向尺寸；1/4环形定位槽大小按照小端内孔毛坯尺寸设计，用来控制直径方向尺寸，此工装用作焊接时定位参考和装配哈负板端面加工时定位加工基准。
3、通过所述的整圆板用作1/4分块拼装成整圆时的小端内孔检查和立车加工时装夹使用。
4、通过设置工艺板，是因为整个分块的主体部分都是由3mm厚的板材直接焊接而成，不允许加工；根据零件这种特点，需要另外增加一块工艺板，点焊即可，经加工后用来作为后续加工的装夹基准。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为薄壁半球形焊接组合件的1/4分块第一视角三维图。
图2为薄壁半球形焊接组合件的1/4分块第二视角三维图。
图3为1/4扇形板三维图。
图4为1/4扇形板和1/4分块装配定位之后的第一视角三维图。
图5为1/4扇形板和1/4分块装配定位之后的第二视角三维图。
图6为整圆板三维图。
图7为四个1/4分块组合之后的三维图。
图8为四个1/4分块组合之后与工艺板焊接之后的第一视角三维图。
图9为四个1/4分块组合之后与工艺板焊接之后的第二视角三维图。
图10为四个1/4分块组合之后与工艺板焊接之后的第三视角三维图。
图11为四个1/4分块组合之后整圆板装配之后的第一视角三维图。
图12为四个1/4分块组合之后整圆板装配之后的第二视角三维图。
图13为加工过程中Step1的结构示意图。
图14为加工过程中Step2的结构示意图。
图15为加工过程中Step3的结构示意图。
图16为加工过程中Step4的结构示意图。
图17为加工过程中Step5-1的结构示意图。
图18为加工过程中Step5-2的结构示意图。
图中：裙边1、竖直壁2、哈负板3、装配孔4、锥形壁5、环形平底6、定位环7、1/4扇形板8、1/4环形定位槽9、中心螺纹孔10、工艺板11、整圆板12、底部基准面13。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图1-12，薄壁半球形焊接组合件，它采用四个均分的分块拼装而成，每个所述分块都包括环形平底6，所述环形平底6的顶部为锥形壁5，所述锥形壁5的顶部为竖直壁2，在竖直壁2的顶部设置有裙边1，在环形平底6的内环底部设置有定位环7，在每个分块的两侧端面焊接固定有哈负板3，在哈负板3上等间距加工有多个装配孔4；四个所述分块两两之间通过哈负板3固定相连。
进一步的，所述分块的板材都采用薄壁板材料制成。
进一步的，薄壁半球形焊接组合件所有板件的厚度为3mm。
实施例2：
进一步的，用于所述薄壁半球形焊接组合件加工的工装，它包括1/4扇形板8，所述1/4扇形板8上加工有1/4环形定位槽9，所述1/4环形定位槽9与薄壁半球形焊接组合件分块的定位环7相配合，并对分块进行底部和侧面定位，所述1/4扇形板8上加工有中心螺纹孔10。通过所述的1/4扇形板作为辅助工装，用来定位角度方向尺寸；1/4环形定位槽9大小按照小端内孔毛坯尺寸设计，用来控制直径方向尺寸，此工装用作焊接时定位参考和装配哈负板端面加工时定位加工基准。
进一步的，还包括整圆板12，所述整圆板12上加工有环形槽13，所述环形槽13与拼装组合成整个薄壁半球形焊接组合件之后的定位环7相配合。整圆板用作1/4分块拼装成整圆时的小端内孔检查和立车加工时装夹使用。
进一步的，所述整圆板12和薄壁半球形焊接组合件的环形平底6之间设置有工艺板11，所述工艺板11通过点焊固定在环形平底6的底部，并保持和环形平底6同圆形。通过设置工艺板11，是因为整个分块的主体部分都是由3mm厚的板材直接焊接而成，不允许加工；根据零件这种特点，需要另外增加一块工艺板11，点焊即可，经加工后用来作为后续加工的装夹基准。
实施例3：
如图13-18，采用工装对薄壁半球形焊接组合件的加工方法，它包括以下步骤：
Step1：准备毛坯件；所述毛坯件为1/4分块；
Step2：立车，加工装夹基准；将Step1中的1/4分块毛坯件，倒扣之后组装，并以大端端面的裙边1为基准，统一车削用于焊接工艺板11的底部基准面13；
Step3：采用数控镗铣床加工用于装配的哈负板3；
Step4：钳工将4个Step3中的1/4分块进行拼装；
Step5：将Step4中的拼装组合件进行立车，进而加工成成品。
所述Step3中的详细步骤为：将Step2中的1/4分块底部基准面13上焊接1/4工艺板11作为底部端面基准，并将1/4分块与1/4扇形板8通过工艺板11进行端面定位配合，同时通过1/4分块的定位环7与1/4环形定位槽9进行同心度定位，通过1/4扇形板8的端面进行90°角度面控制尺寸，采用数控镗铣床加工1/4分块的哈负板3的装配端面以及装配孔4。
所述Step4中的详细步骤为：以整圆板12和工艺板11为辅助工装，将4块1/4分块通过环形槽13进行同心度定位，并以工艺板11进行端面定位之后，用螺栓和螺母将4等份1/4分块拼装成整体，所述螺栓和螺母分别安装在相邻，两两哈负板3上的装配孔4上。
所述Step5中的详细步骤为：
Step5-1：车拼装组合件的大端端面和外圆；将Step4中拼装组合件整体定位装夹在整圆板12上，并以工艺板11为端面基准，以环形槽13为同心度定位基准，对大端端面的裙边1进行车削加工，再对裙边1的外圆进行车削；
Step5-2：车拼装组合件的小端端面和内、外圆；将Step5-1的加工好的拼装组合件，整体倒扣装夹，并以已经加工好的大端端面的裙边1为基准，车削小端定位环7的端面，再对定位环7的内、外圆进行车削。
通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本发明的保护范围之内。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (10)

1.薄壁半球形焊接组合件，其特征在于：它采用四个均分的分块拼装而成，每个所述分块都包括环形平底（6），所述环形平底（6）的顶部为锥形壁（5），所述锥形壁（5）的顶部为竖直壁（2），在竖直壁（2）的顶部设置有裙边（1），在环形平底（6）的内环底部设置有定位环（7），在每个分块的两侧端面焊接固定有哈负板（3），在哈负板（3）上等间距加工有多个装配孔（4）；四个所述分块两两之间通过哈负板（3）固定相连。
2.根据权利要求1所述的薄壁半球形焊接组合件，其特征在于：所述分块的板材都采用薄壁板材料制成。
3.根据权利要求1所述的薄壁半球形焊接组合件，其特征在于：薄壁半球形焊接组合件所有板件的厚度为3mm。
4.用于权利要求1-3所述薄壁半球形焊接组合件加工的工装，其特征在于：它包括1/4扇形板（8），所述1/4扇形板（8）上加工有1/4环形定位槽（9），所述1/4环形定位槽（9）与薄壁半球形焊接组合件分块的定位环（7）相配合，并对分块进行底部和侧面定位，所述1/4扇形板（8）上加工有中心螺纹孔（10）。
5.根据权利要求4所述薄壁半球形焊接组合件加工的工装，其特征在于：还包括整圆板（12），所述整圆板（12）上加工有环形槽（13），所述环形槽（13）与拼装组合成整个薄壁半球形焊接组合件之后的定位环（7）相配合。
6.根据权利要求5所述薄壁半球形焊接组合件加工的工装，其特征在于：所述整圆板（12）和薄壁半球形焊接组合件的环形平底（6）之间设置有工艺板（11），所述工艺板（11）通过点焊固定在环形平底（6）的底部，并保持和环形平底（6）同圆形。
7.采用权利要求4-6所述的工装对权利要求1-3所述薄壁半球形焊接组合件的加工方法，其特征在于，它包括以下步骤：
Step1：准备毛坯件；所述毛坯件为1/4分块；
Step2：立车，加工装夹基准；将Step1中的1/4分块毛坯件，倒扣之后组装，并以大端端面的裙边（1）为基准，统一车削用于焊接工艺板（11）的底部基准面（13）；
Step3：采用数控镗铣床加工用于装配的哈负板（3）；
Step4：钳工将4个Step3中的1/4分块进行拼装；
Step5：将Step4中的拼装组合件进行立车，进而加工成成品。
8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述Step3中的详细步骤为：将Step2中的1/4分块底部基准面（13）上焊接1/4工艺板（11）作为底部端面基准，并将1/4分块与1/4扇形板（8）通过工艺板（11）进行端面定位配合，同时通过1/4分块的定位环（7）与1/4环形定位槽（9）进行同心度定位，通过1/4扇形板（8）的端面进行90°角度面控制尺寸，采用数控镗铣床加工1/4分块的哈负板（3）的装配端面以及装配孔（4）。
9.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述Step4中的详细步骤为：以整圆板（12）和工艺板（11）为辅助工装，将4块1/4分块通过环形槽（13）进行同心度定位，并以工艺板（11）进行端面定位之后，用螺栓和螺母将4等份1/4分块拼装成整体，所述螺栓和螺母分别安装在相邻，两两哈负板（3）上的装配孔（4）上。
10.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于，所述Step5中的详细步骤为：
Step5-1：车拼装组合件的大端端面和外圆；将Step4中拼装组合件整体定位装夹在整圆板（12）上，并以工艺板（11）为端面基准，以环形槽（13）为同心度定位基准，对大端端面的裙边（1）进行车削加工，再对裙边（1）的外圆进行车削；
Step5-2：车拼装组合件的小端端面和内、外圆；将Step5-1的加工好的拼装组合件，整体倒扣装夹，并以已经加工好的大端端面的裙边（1）为基准，车削小端定位环（7）的端面，再对定位环（7）的内、外圆进行车削。
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