CN110102941B - 一种大型静叶拼焊定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大型静叶拼焊定位工装，包括支撑横板、左右支撑竖板、前挡板、后挡板、内量板及外量板，所述左右支撑竖板分别垂直固定在所述支撑横板的左右两侧，所述前挡板垂直于支撑竖板且可拆卸连接在支撑竖板前部，所述后挡板垂直于支撑竖板且固定连接在支撑竖板后部，所述内量板和外量板分别设置于左右支撑竖板的端面上并可在支撑竖板上向内和向外水平移动，所述内量板和外量板的前后分别设置有以机壳中心为圆心形成一定夹角的刻线。本发明提供的一种大型静叶拼焊定位工装，能使静叶精准定位焊接在机壳上，且能提高拼焊定位效率，减轻人工劳动强度。

Description

一种大型静叶拼焊定位工装

技术领域

本发明涉及静叶焊接技术领域，特别涉及一种大型静叶拼焊定位工装。

背景技术

制造风洞的项目(即FL62项目)中用于飞机风洞实验的机壳的静叶焊接位置需要精确定位，然而由于机壳的静叶外形尺寸较大，其尺寸为76mmx1040mmx991mm，轮廓为多段弧组合结构，重量为294Kg，且机壳包括6段机壳、每段机壳需要完成29片静叶的拼焊定位，因此在设计静叶拼焊定位工装时，不仅要考虑静叶结构与尺寸以保证静叶焊接定位的精确性，还要考虑工装自身尺寸及机壳内部空间以保证工装能够运载静叶在机壳内移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型静叶拼焊定位工装，使每片静叶都能精准定位焊接在机壳上，以保证静叶焊接位置的精确性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种大型静叶拼焊定位工装，包括支撑横板、左右支撑竖板、前挡板、后挡板、内量板及外量板，所述支撑横板的底部设置四个脚轮，所述左右支撑竖板分别垂直固定在所述支撑横板的左右两侧，所述前挡板垂直于支撑竖板且可拆卸连接在支撑竖板前部，所述后挡板垂直于支撑竖板且固定连接在支撑竖板后部，所述左右支撑竖板的端面上分别设置有一对定位螺孔，所述内量板和外量板的前部分别设置有一对平行且垂直于量板长度方向定位槽孔，所述定位槽孔的间距与所述定位螺孔间距匹配，所述内量板和外量板通过定位槽孔由螺钉分别固定在左右支撑竖板上且可以螺钉为轴通过定位槽孔在支撑竖板上向内和向外水平移动，所述内量板和外量板的前后分别设置有以机壳中心为圆心形成一定夹角的刻线。

进一步地，所述内量板上的前后刻线以机壳中心为圆心形成的夹角为12°24'50"，所述外量板上的前后刻线以机壳中心为圆心形成的夹角为12°24'50"。

进一步地，所述内量板前端的刻线与前端的定位槽孔的间距为24.991mm,所述外量板前端的刻线与前端的定位槽孔的间距为24.991mm。

进一步地，所述前挡板与后挡板的间距为322.736mm。

进一步地，所述左右支撑竖板的前端上部分别设置有宽度与前挡板厚度相匹配的定位槽，所述前挡板插在所述支撑竖板的定位槽内。

进一步地，所述前挡板顶部设置有吊装孔，所述后挡板中部设置有腰子孔。

进一步地，所述左右支撑竖板的后部内壁分别设置有宽度与后挡板厚度相匹配的定位卡槽，所述后挡板卡在支撑竖板内壁的定位卡槽内并与左右支撑竖板及支撑横板焊接。

进一步地，所述后挡板的背部两侧分别设置有加强筋板。

进一步地，所述脚轮为带刹的万向轮。

本发明提供的一种大型静叶拼焊定位工装，通过设置内外量板，并在内外量板上分别设置以机壳中心为圆心形成一定夹角的刻线，能够精确定位静叶与机壳之间的相对位置，并通过本发明提供的工装能轻松移动大型静叶，能够辅助操作者轻松完成6段机壳、每段机壳29片静叶的拼焊定位。不仅能保证每片静叶拼焊定位的精确性，而且还能大大提高工作效率，减轻劳动强度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的主视图；

图2为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的侧视图；

图3为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的俯视图；

图4为本发明实施例提供的大型静叶结构的主视尺寸图；

图5为本发明实施例提供的大型静叶结构的侧视尺寸图；

图6为本发明实施例提供的大型静叶在机壳内的位置关系图；

图7为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的支撑竖板相关尺寸图；

图8为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的使用装配尺寸图；

图9为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的内外量板上的刻线位置和弧度尺寸精确定位静叶之间相对位置图；

图10为本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装在机壳内安装静叶的使用装配尺寸局部图。

具体实施方式

参见图1、图2和图3，本发明实施例提供的一种大型静叶拼焊定位工装，包括支撑横板1、左右支撑竖板2、前挡板3、后挡板4、内量板5及外量板6，左右支撑竖板2分别垂直焊接在支撑横板1的左右两侧，前挡板3垂直于支撑竖板2且可拆卸连接在支撑竖板2的前部，作为本发明的一种具体实施方式，左右支撑竖板2的前端上部分别设置有宽度与前挡板3的厚度相匹配的定位槽11，前挡板3直接插接在支撑竖板2的定位槽11内，当然，前挡板3与支撑竖板2的可拆卸连接，也可以在前挡板3和支撑竖板2相应位置设置螺纹孔，通过螺栓将前挡板3和支撑竖板2螺接在一起等可拆卸连接方式，并且，前挡板3的顶部设置有吊装孔12，当前挡板3从支撑竖板3上卸掉后，方便吊装工具将前挡板3从支撑竖板2吊离，当需要将前挡板3安装在支撑竖板3上时，再用吊装工具吊起前挡板3将其安装在支撑竖板2上。后挡板4垂直于支撑竖板2且固定连接在支撑竖板2后部，作为本发明的一种具体实施方式，左右支撑竖板2的后部内壁分别设置有宽度与后挡板4的厚度相匹配的定位卡槽，后挡板4直接卡在支撑竖板2内壁的定位卡槽内，从而与支撑竖板2固定连接，并且，后挡板4的中部设置有腰子孔13，这样可以减轻整个工装的重量，也可以节省材料，降低成本，同时，为了能够承载笨重的大型静叶，后挡板4的背部两侧分别设置有加强筋板14，筋板14与后挡板4之间通过螺钉把合连接，起到加强后挡板4的强度的作用，保证后挡板4支撑静叶后不向后变形。为了保证大型笨重的静叶在机壳内的精准拼焊定位，支撑横板1、左右支撑竖板2、前挡板3和后挡板4采用钢质材料，并且，支撑横板1、左右支撑竖板2、前挡板3和后挡板4使用的钢材最好选择强度为Q235板材0.5倍强度的钢材，即强度须达到117Mpa及其以上的钢材，以保证本发明工装在支撑静叶后，工装变形量在≤0.3mm的许可范围内。为了方便工装能在机壳内移动，在支撑横板1的底部设置四个脚轮7，并且，为了使工装随时在机壳内需要停止的位置停止，脚轮7使用的是带刹的万向轮。这样由支撑横板1、左右支撑竖板2、前挡板3和后挡板4组成的工装框架承载大型笨重静叶可在机壳内移动到静叶需要焊接的位置。

为了使静叶在机壳内能够精准拼焊定位，在左右支撑竖板2的端面上分别设置有一对定位螺孔8，内量板5和外量板6的前部分别设置有一对平行且垂直于量板长度方向定位槽孔9，定位槽孔9的间距与定位螺孔8的间距互相匹配，内量板5和外量板6通过定位螺孔8和定位槽孔9由螺钉分别固定在左右支撑竖板2上，这样内量板5和外量板6可以以螺钉为轴通过定位槽孔9在支撑竖板2上向内和向外水平移动。并且，内量板5和外量板6的前后端的外侧分别设置有以机壳中心为圆心形成一定夹角的刻线10。

实施例

以飞机风洞实验用压缩机机壳的静叶在机壳内的焊接为例，对本发明提供的一种大型静叶拼焊定位工装的使用方法和使用原理做具体说明。

参见图4和图5，静叶的宽度为322.736mm，静叶中心线与静叶根圆的距离为208.611，参见图6，静叶焊接在机壳上后静叶离机壳底面的距离为282.5mm。参见图7和图8，为了实现静叶在机壳内的精准拼焊定位，在设计本发明实施例提供的大型静叶拼焊定位工装的各部件尺寸时，将左右支撑竖板2的高度设计为103.5mm，且将左右支撑竖板2上端面距离地面的高度设计为282.5mm，这样静叶置于本发明工装上时，静叶下端距离脚轮7最低端的距离为282.5mm，保证了静叶焊接在机壳内后，静叶离机壳底面的距离为282.5mm。为了适应静叶的宽度，将前挡板3与后挡板4之间的距离设计为322.736mm，并将前挡板3与前挡板3上的前面的定位螺孔8之间的距离设计为183.62mm,这样在将静叶放置在本发明工装上时，能够保证静叶的倾斜角度，从而可以保证静叶在机壳上的焊接角度。并且，为了增强内量板5和外量板6以螺钉为轴通过定位槽孔9在支撑竖板2上向内和向外水平移动的稳定性，分别将左右支撑竖板2上前后两个定位螺孔8之间的间距设计为80mm。

飞机风洞实验用压缩机包括6段机壳，每段机壳的29片静叶均匀分布在机壳内外壁之间，两静叶叶片之间夹角为12°24'50"，机壳中分面起始位置处静叶中心线与机壳中分面夹角3°35′35"，为了焊接静叶的准确性，在机壳内外壁的静叶中心线所在位置画机壳划线，并且，机壳划线按照机壳圆周上的静叶位置在机壳内外壁划线29次，用于各片静叶焊接时候的定位。参见图9和图10，内量板5的外侧成向内凹陷的弧线形，且其弧线尺寸等于静叶根圆R1846，外量板6的外侧成向内凸起的弧线形，且其弧线尺寸等于静叶顶圆R2810，为保障静叶焊接位置的精度，在内量板5和外量板6上分别刻线两条，分别位于内量板5和外量板6的前后两端，每个量板上的两条刻线10分别对应静叶中心线和下一个静叶中心线位置。由于刻线10对应的是静叶中心线位置，因中心线不能直观显示，所以将中心线尺寸反映在工装外形尺寸上，例如中心线与静叶底边之间的相对距离为208.611。又因为静叶是圆周均布，所以内量板5和外量板6的两刻线10之间的相对位置尺寸为弧度分布。由于每两片静叶之间的夹角为12°24'50"，因此将内量板5前后的刻线10的夹角设定为12°24'50"，将外量板6前后的刻线10的夹角设定为12°24'50"。并且，将内量板5前端的刻线10与前端的定位槽孔9之间的间距设定为24.991mm,将外量板6前端的刻线10与前端的定位槽孔9之间的间距设定为24.991mm。

在拼焊定位静叶时，先将内量板5和外量板6收到工装内侧，以防工装在机壳内推动过程中出现磕碰而被损坏，然后放下脚轮轮刹，在工装上放置静叶，抬起脚轮轮刹，将工装推进机壳内，前进到合适位置，取出内量板5和外量板6，小范围挪动工装，当内量板5和外量板6上的刻线10分别与机壳上的划线对齐时，就说明此时工装已移动到静叶的预定焊接位置，点焊静叶与机壳，将静叶焊接在机壳上，即可保证静叶在机壳内焊接位置的精确性。

一片静叶在机壳内点焊完成后，用吊钩从前挡板3的吊装孔12吊起前挡板3，然后推动工装将工装退出静叶轮廓范围，再在机壳上安装前挡板3，把下一片静叶装配在工装上，重复上述步骤在机壳内焊接下一片静叶，直至完成全部静叶的拼焊工序。

本发明提供的一种大型静叶拼焊定位工装，按照上述静叶在机壳内的拼焊定位方法，可使飞机风洞实验用压缩机的6段机壳、每段机壳的29片静叶都能在机壳内精准定位、轻松拼焊，保证了每片静叶在机壳上焊接位置的精确性，不但提高了拼焊定位效率，而且也减轻人工劳动强度，大大的提高了静叶拼焊工作效率。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：包括支撑横板、左右支撑竖板、前挡板、后挡板、内量板及外量板，所述支撑横板的底部设置四个脚轮，所述左右支撑竖板分别垂直固定在所述支撑横板的左右两侧，所述前挡板垂直于支撑竖板且可拆卸连接在支撑竖板前部，所述后挡板垂直于支撑竖板且固定连接在支撑竖板后部，所述前挡板与后挡板之间的距离与静叶倾斜时的宽度相匹配，以保证静叶在机壳上的焊接角度，所述左右支撑竖板的端面上分别设置有一对定位螺孔，所述内量板和外量板的前部分别设置有一对平行且垂直于量板长度方向的定位槽孔，所述定位槽孔的间距与所述定位螺孔间距匹配，所述内量板和外量板通过定位槽孔由螺钉分别固定在左右支撑竖板上且可以螺钉为轴通过定位槽孔在支撑竖板上向内和向外水平移动，所述内量板的外侧成向内凹陷的弧线形且弧形线尺寸等于静叶根圆半径，所述外量板的外侧成向外凸起的弧线形且弧形线尺寸等于静叶顶圆半径，所述内量板和外量板的前后分别设置有以机壳中心为圆心形成夹角的刻线，所述内量板前后刻线分别对应相邻两静叶的中心线且两刻线的夹角等于相邻两静叶中心线之间的夹角，所述外量板前后刻线分别对应相邻两静叶的中心线且两刻线的夹角等于相邻两静叶中心线之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述内量板上的前后刻线以机壳中心为圆心形成的夹角为12°24'50"，所述外量板上的前后刻线以机壳中心为圆心形成的夹角为12°24'50"。

3.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述内量板前端的刻线与前端的定位槽孔的间距为24.991mm,所述外量板前端的刻线与前端的定位槽孔的间距为24.991mm。

4.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述前挡板与后挡板的间距为322.736mm。

5.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述左右支撑竖板的前端上部分别设置有宽度与前挡板厚度相匹配的定位槽，所述前挡板插在所述支撑竖板的定位槽内。

6.根据权利要求5所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述前挡板顶部设置有吊装孔，所述后挡板中部设置有腰子孔。

7.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述左右支撑竖板的后部内壁分别设置有宽度与后挡板厚度相匹配的定位卡槽，所述后挡板卡在支撑竖板内壁的定位卡槽内并与左右支撑竖板及支撑横板焊接。

8.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述后挡板的背部两侧分别设置有加强筋板。

9.根据权利要求1所述的大型静叶拼焊定位工装，其特征在于：所述脚轮为带刹的万向轮。

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