CN109955206B - 一种精确控制v型波纹管焊缝尺寸的工装及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装及方法，属于V型波纹管加工技术领域。该工装包括大刻盘，小刻盘，底座，托盘和转动轴承；大刻盘呈圆环形，且其底面沿其内径边缘设有一圈凸起；小刻盘与大刻盘结构相同，小刻盘的内径与大刻盘的内径相等、小刻盘的外径小于大刻盘的外径；底座呈圆环形，且底座的内径大于小刻盘的内径，且底座的内径小于小刻盘的外径；大刻盘或小刻盘压在底座上方且凸起插入底座的中间空腔内，底座压在托盘的上表面上；托盘呈圆盘形；转动轴承与托盘的底部连接。本发明的工装可以精确控制控制扩散焊接焊缝宽度，提高扩散焊接的合格率，提高生产效率和材料的利用率，有效控制零件刚度，适用于V型波纹管加工工艺。

Description

一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装及方法
技术领域
本发明涉及一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装及方法，属于V型波纹管加工技术领域。
背景技术
V型波纹管因其具有轴向应力补偿的作用，被广泛应用于航空、航天、船舶等领域。应用扩散焊接的方式制造波纹管具有一体成型，焊缝强度与母材相同，密封性好，刚度可调及疲劳强度高等特点。V型波纹管因具有轴向应力补偿能力，因此V型波纹管设计过程中必须要达到一定的刚度要求，为达到设计刚度要求，需要V型波纹管扩散焊接焊缝宽度必须严格可控。传统的刻型方法为激光刻型，激光刻型会在板料表面留下保护胶痕迹，并且很难去除，在扩散焊接时会影响最终焊缝尺寸，残余胶痕在扩散焊接过程中在高温的作用下产生气体，直接影响到焊缝质量。
发明内容
为解决型波纹管扩散焊接焊缝宽度难以控制，导致产品合格率低，制作成本高等问题，本发明提供了一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装及方法。采用的技术方案如下：
本发明的目的在于提供一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装，该工装包括大刻盘1，小刻盘2，底座3，托盘4和转动轴承5；其中：所述大刻盘1呈圆环形，且大刻盘1的底面沿其内径边缘设有一圈第一圆圆环形凸起11；所述小刻盘2呈圆环形，且小刻盘2的底面沿其内径边缘设有一圈第二圆环形凸起21；所述小刻盘2的内径与大刻盘1的内径相等、小刻盘2的外径小于大刻盘1的外径；所述底座3呈圆环形，且底座3的内径大于小刻盘2的内径，且底座3的内径小于小刻盘2的外径；所述大刻盘1压在底座3上方且第一圆圆环形凸起11插入底座3的中间空腔内，或小刻盘2压在底座3上方且第二圆圆环形凸起21插入底座3的中间空腔内；所述底座3压在托盘4的上表面上；所述托盘4呈圆盘形，且在托盘4的上表面上沿托盘4的外边缘设有一圈第三圆环形凸起41；所述第三圆环形凸起41的内径与底座3的外径相配合；所述转动轴承5与托盘4的底部连接，用于驱动托盘4、大刻盘1或小托盘2和底座3转动。
进一步地，所述大刻盘1的外径与V型波纹管外焊缝的临界边缘对应的直径相同；所述小刻盘2的外径与V型波纹管内焊缝的临界边缘对应的直径相同。
进一步地，所述V型波纹管为圆环形。
进一步地，所述底座3的尺寸大于V型波纹管的板料的尺寸。
本发明还提供了一种利用上述工装精确控制V型波纹管焊缝尺寸的方法，按照如下步骤进行：
1)将圆环形板料的表面进行清理去除污渍，在圆环形板料的表面涂一层保护胶；
2)将经过步骤1)处理后的板料放在底座(3)上，将大刻盘(1)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着大刻盘(1)的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划，将大刻盘(1)卸下，并将小
刻盘(2)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着小刻盘(2)的外轮廓用刻刀在涂胶表面
刻划揭掉保护胶。
本发明工装包括如下部件：
1.刻盘：包括大刻盘和小刻盘，大刻盘外轮廓对准V型波纹管外焊缝的临界边缘，内轮廓下方有凸台，凸台外轮廓与零件紧密配合，并不发生晃动；小刻盘外轮廓对准V型波纹管内焊缝临界边缘，内轮廓下方有凸台，凸台外轮廓与零件紧密配合，且不发生晃动。
2.底座：底座与刻盘相配合，刻盘下方的凸台放置于刻盘内。底座的轮廓要大于零件尺寸。
3.托盘：为使底座与刻盘在刻型过程中不发生晃动，将底座放置于托盘内。
4.转动轴承：转动轴承位于托盘下方，在刻型过程中通过转动轴承的旋转来完成对零件的刻型。
本发明工装使用方法：
1.先对板料表面进行清理去除污渍，再在零件表面涂保护胶。
2.将板料放置于托盘上，并用刻盘将零件紧固，旋转托盘，沿刻盘的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划。
3.揭掉非焊接位置胶层。
本发明有益效果：
1、本发明通过刻刀对涂保护胶的划刻，解决了传统激光刻型后胶印残留及保护胶粘连的问题，并且更为高效、便捷，满足了扩散焊接焊缝宽度精确控制的要求；
2、本发明通过大、小刻盘交替使用，解决了复杂V型波纹管焊缝尺寸不规则的问题，达到了精确控制焊缝尺寸的目的；
3、本发明通过转动轴承的旋转，解决了由于视线阻挡导致刻型过程中的偏差，进而达到了精确控制扩散焊接焊缝尺寸的效果。
4、本发明有效地提高了扩散焊接的合格率，提高了生产效率，降低了制作成本，提高了材料的利用率。
5、本发明工通过不同尺寸的刻盘可以达到精确控制焊缝宽度的问题，从而达到精确控制V型波纹管刚度的目的。
附图说明
图1为大刻盘工作时的剖面示意图；
图2为小刻盘工作时的剖面示意图；
图中：1，大刻盘；11，第一圆环形凸起；2，小刻盘；21，第二圆环形凸起；3，底座；4，托盘；41，第三圆环形凸起；5，转动轴承；6，板料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1：
结合图1-2说明本实施例，本实施例提供了一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装，该工装包括大刻盘1，小刻盘2，底座3，托盘4和转动轴承5；其中：所述大刻盘1呈圆环形，且大刻盘1的底面沿其内径边缘设有一圈第一圆圆环形凸起11；所述小刻盘2呈圆环形，且小刻盘2的底面沿其内径边缘设有一圈第二圆环形凸起21；所述小刻盘2的内径与大刻盘1的内径相等、小刻盘2的外径小于大刻盘1的外径；所述底座3呈圆环形，且底座3的内径大于小刻盘2的内径，且底座3的内径小于小刻盘2的外径；所述大刻盘1压在底座3上方且第一圆圆环形凸起11插入底座3的中间空腔内，或小刻盘2压在底座3上方且第二圆圆环形凸起21插入底座3的中间空腔内；所述底座3压在托盘4的上表面上；所述托盘4呈圆盘形，且在托盘4的上表面上沿托盘4的外边缘设有一圈第三圆环形凸起41；所述第三圆环形凸起41的内径与底座3的外径相配合；所述转动轴承5与托盘4的底部连接，用于驱动托盘4、大刻盘1或小托盘2和底座3转动。
本实施方式中大刻盘1的外径与V型波纹管外焊缝的临界边缘对应的直径相同；小刻盘2的外径与V型波纹管内焊缝的临界边缘对应的直径相同。
本实施方式中V型波纹管为圆环形。
本实施方式中底座3的尺寸大于V型波纹管的板料的尺寸。
本实施方式中第一圆圆环形凸起11或第二圆圆环形凸起21插入底座3的中间空腔内，用于固定板料和刻盘，使刻盘在底座上更稳定，不晃动。
本实施方式中第三圆环形凸起41用于挡住底座3，防止底座3脱落。
本实施方式中转动轴承5与托盘4可以固定连接，转动轴承5转动驱动托盘4转动，托盘4带动底座3、大刻盘或小刻盘以及板料6转动。
本实施方式中各部件的作用如下：
1.刻盘：包括大刻盘1和小刻盘2，大刻盘1外轮廓对准V型波纹管外焊缝的临界边缘，内轮廓下方有第一圆环形凸起11，第一圆环形凸起11的外轮廓与板料紧密配合间隙配合，并不发生晃动；小刻盘2外轮廓对准V型波纹管内焊缝临界边缘，内轮廓下方有第二圆环形凸起21，第二圆环形凸起21的外轮廓与零件板料紧密配合间隙配合，且不发生晃动。
2.底座：底座3与刻盘相配合，刻盘(大刻盘和小刻盘)下方的凸台(第一圆环形凸起11和第二圆环形凸起21)放置于刻盘中间的空腔内，且底座的轮廓要大于板料6的尺寸。
3.托盘4：为使底座3与刻盘在刻型过程中不发生晃动，将底座3放置于托盘内。
4.转动轴承5：转动轴承5位于托盘4下方，在刻型过程中通过转动轴承5的旋转来完成对板料6的刻型。
本实施方式的工装的使用方法为：
1.先对板料6的表面进行清理去除污渍，再在零件表面涂保护胶。
2.将板料和工装按照图2进行组装，旋转托盘4，沿大刻盘1的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划；将大刻盘1卸下，并将板料和工装按照图1进行组装，旋转托盘4，沿着小刻盘2的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划；
3.刻型时不可重复划刻；
4.控制刻刀力度，保证在不划伤板料表面的基础上把保护胶划断；
5.缓慢揭掉保护胶，保证非揭胶区域不会被带起。
实施例2
本实施例还提供了一种利用上述工装精确控制V型波纹管焊缝尺寸的方法，该按照如下步骤进行：
1)将圆环形板料的表面进行清理去除污渍，在圆环形板料的表面涂一层保护胶；
2)将经过步骤1)处理后的板料放在底座(3)上，将大刻盘(1)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着大刻盘(1)的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划，将大刻盘(1)卸下，并将小刻盘(2)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着小刻盘(2)的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划；
3)刻型时不可重复划刻；
4)控制刻刀力度，保证在不划伤板料表面的基础上把保护胶划断；
5)缓慢揭掉保护胶，保证非揭胶区域不会被带起。
本发明方法能够解决型波纹管扩散焊接焊缝宽度难以控制，导致产品合格率低，制作成本高等问题，本发明方法通过刻刀对涂保护胶的划刻，解决了传统激光刻型后胶印残留及保护胶粘连的问题，并且更为高效、便捷，满足了扩散焊接焊缝宽度精确控制的要求；本发明方法通过大、小刻盘交替使用，解决了复杂V型波纹管焊缝尺寸不规则的问题，达到了精确控制焊缝尺寸的目的；本发明方法通过转动轴承的旋转，解决了由于视线阻挡导致刻型过程中的偏差，进而达到了精确控制扩散焊接焊缝尺寸的效果，本发明有效地提高了扩散焊接的合格率，提高了生产效率，降低了制作成本，提高了材料的利用率。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种精确控制V型波纹管焊缝尺寸的工装，其特征在于，所述工装包括大刻盘(1)，小刻盘(2)，底座(3)，托盘(4)和转动轴承(5)；其中：所述大刻盘(1)呈圆环形，且大刻盘(1)的底面沿其内径边缘设有一圈第一圆圆环形凸起(11)；所述小刻盘(2)呈圆环形，且小刻盘(2)的底面沿其内径边缘设有一圈第二圆环形凸起(21)；所述小刻盘(2)的内径与大刻盘(1)的内径相等、小刻盘(2)的外径小于大刻盘(1)的外径；所述底座(3)呈圆环形，且底座(3)的内径大于小刻盘(2)的内径，且底座(3)的内径小于小刻盘(2)的外径；所述大刻盘(1)压在底座(3)上方且第一圆圆环形凸起(11)插入底座(3)的中间空腔内，或小刻盘(2)压在底座(3)上方且第二圆圆环形凸起(21)插入底座(3)的中间空腔内；所述底座(3)压在托盘(4)的上表面上；所述托盘(4)呈圆盘形，且在托盘(4)的上表面上沿托盘(4)的外边缘设有一圈第三圆环形凸起(41)；所述第三圆环形凸起(41)的内径与底座(3)的外径相配合；所述转动轴承(5)与托盘(4)的底部连接，用于驱动托盘(4)、大刻盘(1)或小刻盘 (2)和底座(3)转动；
所述大刻盘(1)的外径与V型波纹管外焊缝的临界边缘对应的直径相同；所述小刻盘(2)的外径与V型波纹管内焊缝的临界边缘对应的直径相同；
所述V型波纹管为圆环形；
所述底座(3)的尺寸大于V型波纹管的板料的尺寸。
2.一种利用权利要求1所述工装精确控制V型波纹管焊缝尺寸的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
1)将圆环形板料的表面进行清理去除污渍，在圆环形板料的表面涂一层保护胶；
2)将经过步骤1)处理后的板料放在底座(3)上，将大刻盘(1)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着大刻盘(1)的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划，将大刻盘(1)卸下，并将小刻盘(2)压在板料上方，旋转托盘(4)，沿着小刻盘(2)的外轮廓用刻刀在涂胶表面刻划，揭掉保护胶。
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