CN110193696B - 管体零件的加工工装及加工方法 - Google Patents

管体零件的加工工装及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管体零件的加工工装及加工方法，属于机械加工领域。将第一定位单元中的定位块的一端安装至第一管体上垫块的凹槽内，再将第一定位单元中的半环形板连接在第一管体上，半环形板的定位缺口套在定位块的另一端上，确定第一定位单元中的半环形板与第一管体的相对位置。第一管体上的凹槽、第一定位单元中的定位块以及半环形板的位置得到相对固定。第二定位单元安装方式相似，第一管体上的凹槽与第二管体上的凹槽位置正对，再通过第一定位单元的半环形板与第二定位单元的半环形板之间的加工空间对第一管体与第二管体进行加工，得到位置精度较高的管体零件，保证管体零件的质量。

Description

管体零件的加工工装及加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种管体零件的加工工装及加工方法。
背景技术
当前有一种管体零件，其结构包括第一管体与第二管体，第一管体与第二管体结构相同，第一管体与第二管体上的相同位置上均设置有两个垫块，每个垫块上均设置有一个凹槽，每个凹槽的长度方向平行管体的长度方向。在实际连接时，需要保证第一管体上的凹槽与第二管体上的凹槽的位置对应，再将第一管体与第二管体同轴焊接。但实际连接时，可能会存在第一管体与第二管体虽然连接，但第一管体上的凹槽与第二管体上的凹槽出现错位的情况，影响最后得到的管体零件的质量。
发明内容
本发明实施例提供了一种管体零件的加工工装及加工方法，可保证管体零件的质量。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种管体零件的加工工装，所述加工工装适用于一种管体零件，所述管体零件包括第一管体、第二管体与四个垫块，所述第一管体与所述第二管体上分别设置有两个所述垫块，每个所述垫块上均设置有凹槽，
所述第一定位单元的结构与所述第二定位单元的结构相同，所述第一定位单元包括定位块与两个半环形板，所述半环形板的内壁上设置有定位缺口，所述定位块的一端设置在所述定位缺口内，所述定位块的另一端设置在所述第一管体上的凹槽内，所述两个半环形板可拆卸连接，
所述第二定位单元的定位块的一端设置在所述第二管体上的凹槽内，所述第一定位单元的半环形板与所述第二定位单元的半环形板分别同轴设置在所述第一管体与所述第二管体上，
在垂直所述第一管体的轴线的横截面上，所述第一定位单元的定位块的投影与所述第二定位单元的定位块的投影重合，所述定位连接件用于连接所述第一定位单元的半环形板与所述第二定位单元的半环形板，所述第一定位单元的半环形板与所述第二定位单元的半环形板之间形成加工空间。
可选地，所述第一定位单元的定位块包括定位凸起与主体，所述定位凸起与所述主体相固定，所述定位凸起设置在所述第一管体上的凹槽内，所述主体包括贴合面，所述贴合面与所述第一管体的外壁之间的距离为零。
可选地，第一管体上的凹槽包括相互平行的两个侧壁，在垂直所述侧壁的方向上，所述定位凸起与所述侧壁之间存在调整距离。
可选地，所述调整距离为0.2～0.4mm。
可选地，所述定位连接件为螺栓。
可选地，所述第一定位单元还包括连接板，每个所述第一定位单元的半环形板的两端均设置有所述连接板，所述连接板的板面垂直所述第一定位单元的半环形板的板面，所述第一定位单元的两个半环形板之间通过所述连接板上的固定螺栓连接。
可选地，所述第一定位单元的半环形板的板面与所述第二定位单元的半环形板的板面之间的距离为8～10cm。
本发明实施例提供了一种管体零件的加工方法，所述加工方法包括：
提供如前所述的加工工装与所述管体零件的第一管体、第二管体与四个垫块，所述第一管体与所述第二管体上分别设置有两个所述垫块，每个所述垫块上均设置有凹槽；
在所述第一管体与所述第二管体之间加工出坡口；
使用所述加工工装固定所述第一管体与第二管体，使所述第一管体与所述第二管体间隔固定，并且所述第一管体上的垫块的凹槽与所述第二管体上的垫块的凹槽相对应；
调整所述第一管体与所述第二管体之间的装配间隙；
焊接所述第一管体与所述第二管体之间的坡口。
可选地，所述装配间隙为0～2mm.
可选地，所述坡口为V型坡口。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：实际需要加工管体零件时，可将第一定位单元中的定位块的一端安装至第一管体上垫块的凹槽内，再将第一定位单元中的半环形板连接在第一管体上，半环形板的定位缺口套在定位块的另一端上，确定第一定位单元中的半环形板与第一管体的相对位置。第一定位单元中的两个半环形板相互连接，将第一定位单元固定在第一管体上，第一管体上的凹槽、第一定位单元中的定位块以及半环形板的位置得到相对固定。第二定位单元采用同样的连接方式连接在第二管体上，第二管体上的凹槽、第二定位单元中的定位块以及半环形板的位置得到相对固定，此时通过定位连接件将第一定位单元的半环形板与第二定位单元的半环形板连接，定位连接件保证第一定位单元的半环形板与第二定位单元的半环形板的相对位置的准确，第一管体上的凹槽与第二管体上的凹槽依次通过定位块、半环形板及定位连接件进行固定，第一管体上的凹槽与第二管体上的凹槽位置正对，再通过第一定位单元的半环形板与第二定位单元的半环形板之间的加工空间对第一管体与第二管体进行加工，得到位置精度较高的管体零件，保证管体零件的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，
图1是本发明实施例提供的一种管体零件的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的管体零件的加工工装的使用状态示意图；
图3是本发明实施例提供的第一定位单元的定位块与凹槽的俯视图；
图4是本发明实施例提供的第一定位单元的半环形板的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的第一定位单元的两个半环形板的连接示意图；
图6是本发明实施例提供的一种管体零件的加工方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步的详细描述。
为便于理解本发明，此处先对本发明所应用的管体零件的结构进行介绍，图1是本发明实施例提供的一种管体零件的结构示意图。如图1所示，该管体零件10包括第一管体101、第二管体102与四个垫块103，第一管体101与第二管体102上分别设置有两个垫块103，每个垫块103上均设置有凹槽1031。第一管体101与第二管体102的结构相同，此处以第一管体101的结构为代表进行说明，第一管体101上的两个垫块103对称设置在第一管体101上，两个垫块103的对称面为第一管体101沿长度方向的对称面。需要连接第一管体101与第二管体102，并保证连接后的第一管体101的凹槽1031的中心线与第二管体102上的凹槽1031的中心线重合。
图2是本发明实施例提供的管体零件的加工工装的使用状态示意图，如图2所示，加工工装包括第一定位单元1、第二定位单元2与定位连接件3。
第一定位单元1与第二定位单元2的结构相同，第一定位单元1包括定位块11与两个半环形板12，为便于理解，下文及附图中，第一定位单元1中的定位块与半环形板标记为定位块11与半环形板12，第二定位单元中的定位块与半环形板标记为定位块21与半环形板22。以第一定位单元1举例，半环形板12的内壁上设置有定位缺口121，定位块11的一端设置在定位缺口121内，第一定位单元1的定位块11的另一端设置在第一管体101上的凹槽1031内，第二定位单元2的定位块21的另一端设置在第二管体102上的凹槽1031内，第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22分别同轴设置在第一管体101与第二管体102上，两个半环形板12可拆卸连接。
在垂直第一管体101的轴线的横截面上，第一定位单元1的定位块11的投影与第二定位单元2的定位块的投影重合，定位连接件3用于连接第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22，第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22之间形成加工空间a。
实际需要加工管体零件10时，可将第一定位单元1中的定位块11的一端安装至第一管体101上垫块103的凹槽1031内，再将第一定位单元1中的半环形板连接在第一管体101上，半环形板12的定位缺口121套在定位块11的另一端上，确定第一定位单元1中的半环形板12与第一管体101的相对位置。第一定位单元1中的两个半环形板12相互连接，将第一定位单元1固定在第一管体101上，第一管体101上的凹槽1031、第一定位单元1中的定位块11以及半环形板12的位置得到相对固定。第二定位单元2采用同样的连接方式连接在第二管体102上，第二管体102上的凹槽1031、第二定位单元2中的定位块21以及半环形板22的位置得到相对固定，此时通过定位连接件3将第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22连接，定位连接件3保证第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22的相对位置的准确，第一管体101上的凹槽1031与第二管体102上的凹槽1031依次通过定位块11、半环形板12及定位连接件3进行固定，第一管体101上的凹槽1031与第二管体102上的凹槽1031位置正对，再通过第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22之间的加工空间a对第一管体101与第二管体102进行加工，得到位置精度较高的管体零件10，保证管体零件10的质量。
可选地，第一定位单元1的定位块11包括定位凸起111与主体112，定位凸起111与主体112相固定，定位凸起111设置在第一管体101上的凹槽1031内，主体112包括贴合面112a，贴合面112a与第一管体101的外壁之间的距离为零。这种结构的定位块，可实现定位的同时，保证定位块被第一管体101稳定支撑，保证第一定位单元1的连接稳定。
需要说明的是，定位块11的贴合面112a可为圆柱面的一部分，并且该圆柱面的直径与第一管体101的外壁的直径D相同。
如图2所示，第一定位单元1的半环形板12的板面122与第二定位单元2的半环形板22的板面222之间的距离B可为8～10cm。此时第一定位单元1与第二定位单元2之间的连接稳定性不会受到影响，也方便第一管体101与第二管体102的加工。
图3是本发明实施例提供的第一定位单元的定位块与凹槽的俯视图，结合图2与图3，第一管体101上的凹槽1031包括相互平行的两个侧壁1031a，在垂直侧壁1031a的方向上，定位凸起111与侧壁1031a之间存在调整距离C。这种设置中，定位块11可在确定半环形板12与凹槽1031之间的相对位置的同时，使得定位块11在凹槽1031内的位置可轻微调整，这种调整不会对加工后的管体零件10的使用造成影响，可在保证管体零件10的使用质量的同时，方便管体零件10的安装调整。
如图3所示，调整距离C可为0.1～0.2mm，两侧距离对称，为整个间隙0.2-0.4mm的一半。此时得到的管体零件10的质量较好。
可选地，定位块的宽度E可为第一管体101的外壁直径D的0.08～0.1倍。此时定位块便于固定在第一管体101上，也不会占用较大空间。
示例性地，定位凸起111的宽度与主体112的宽度可相同，方便制作。
图4是本发明实施例提供的第一定位单元的半环形板的结构示意图，结合图1与图4，定位连接件3可为螺栓。相应地半环形板12上可设置对应的螺纹孔124，便于实现第一定位单元1的半环形板12与第二定位单元2的半环形板22的连接。
第二定位单元2的结构可与第一定位单元1的结构相同，第一定位单元1的半环形板12上的螺纹孔124可与第二定位单元2的半环形板22上的螺纹孔图中未示出一一对应。起到定位连接的作用。
如图4所示，定位缺口121可为对称结构，定位缺口121的对称面121a与第一定位单元1的半环形板12的对称面12a重合。这种设置方便定位安装。
图5是本发明实施例提供的第一定位单元的两个半环形板的连接示意图，如图5所示，第一定位单元1还包括连接板13，每个第一定位单元1的半环形板12的两端均设置有连接板13，连接板13的板面131垂直第一定位单元1的半环形板12的板面123，第一定位单元1的两个半环形板12之间通过连接板13上的固定螺栓14连接。这种连接方式较为稳定，可保证第一定位单元1的稳定使用，也方便拆装。
第二定位单元2的结构可与第一定位单元1的结构完全相同，本发明在此不做限制。
图6是本发明实施例提供的一种管体零件的加工方法流程图，如图6所示，该加工方法包括：
S101：提供如前所述的加工工装与管体零件的第一管体、第二管体与四个垫块，第一管体与第二管体上分别设置有两个垫块，每个垫块上均设置有凹槽。
S102：在第一管体与第二管体之间加工出坡口。
可选地，坡口可为V型坡口。此时焊接得到的第一管体与第二管体的连接较为紧密。
坡口角度可为60°～70°。此时可保证第一管体与第二管体之间的连接质量。
S103：使用加工工装固定第一管体与第二管体，使第一管体与第二管体间隔固定，并且第一管体上的垫块的凹槽与第二管体上的垫块的凹槽相对应。
S104：调整第一管体与第二管体之间的装配间隙。
第一管体与第二管体之间的装配间隙为第一管体靠近第二管体的一个端面与第二管体靠近第一管体的一个端面之间的距离。
可选地，装配间隙可为0～2mm。此时得到的第一管体与第二管体之间的连接较为稳定。
S105：焊接第一管体与第二管体之间的坡口。
步骤S105可包括：
先对第一管体与第二管体之间的坡口进行定位焊；
其中，可沿第一管体的周向对第一管体与第二管体之间的坡口进行多处定位焊，在第一管体与第二管体之间的坡口的坡底处形成多个焊道，多个焊道沿第一管体的轴向等距分布在第一管体与第二管体之间的坡口内。
使用定位焊初步焊接第一管体与第二管体，可减小第一管体与第二管体在后续焊接过程中可能出现的变形。
可选地，可采用标准为ZS60A/Φ4.0的焊条进行第一管体与第二管体之间的定位焊。
每个焊道的高度均可为3～6mm，每个焊道的长度可为20～30mm，两个相邻的焊道之间的最小距离可为150～200mm。此时第一管体与第二管体会产生的变形较小，也能够有效连接第一管体与第二管体。完成对第一管体与第二管体之间的坡口的定位焊之后，再将第一管体与第二管体之间的坡口焊满。
在进行定位焊之后，焊满第一管体与第二管体之间的坡口之前，可使用丙酮清理第一管体与第二管体之间的坡口及第一管体与第二管体，保证第一管体与第二管体之间的焊接质量。
需要说明的是，对第一管体与第二管体的焊接时，需要转动第一管体与第二管体来完成焊接。
实施时可将第一管体与第二管体放置在支撑架上，支撑架上设置有对应第一管体与第二管体的外壁直径的支撑半环，第一管体与与第二管体同轴放置在支撑半环内。
可选地，可采用多层多道焊对焊满第一管体与第二管体之间的坡口。
为便于理解，可在图1中标识出坡口4与坡口角度θ。
实际需要加工管体零件时，在第一管体与第二管体之间加工出坡口，再通过加工工装将第一管体与第二管体进行固定，使第一管体与第二管体之间形成加工空间，再调整第一管体与第二管体之间的装配间隙，对第一管体与第二管体进行焊接。使用加工工装固定第一管体与第二管体之后，再焊接第一管体与第二管体，能够有效保证第一管体与第二管体之间的连接稳定。并且加工工装中的定位连接件为螺栓时，也能够有效调整第一管体相对第二管体的位置，便于第一管体与第二管体之间的加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管体零件的加工工装，其特征在于，所述加工工装适用于一种管体零件(10)，所述管体零件(10)包括第一管体(101)、第二管体(102)与四个垫块(103)，所述第一管体(101)与所述第二管体(102)上分别设置有两个所述垫块(103)，每个所述垫块(103)上均设置有凹槽(1031)，
所述加工工装包括第一定位单元(1)、第二定位单元(2)与定位连接件(3)，所述第一定位单元(1)的结构与所述第二定位单元(2)的结构相同，
所述第一定位单元(1)包括定位块(11)与两个半环形板(12)，所述半环形板(12)的内壁上设置有定位缺口(121)，所述定位块(11)的一端设置在所述定位缺口(121)内，所述定位块(11)的另一端设置在所述第一管体(101)上的凹槽(1031)内，所述两个半环形板(12)可拆卸连接，
所述第二定位单元(2)的定位块(21)的一端设置在所述第二管体(102)上的凹槽(1031)内，所述第一定位单元(1)的半环形板(12)与所述第二定位单元(2)的半环形板(22)分别同轴设置在所述第一管体(101)与所述第二管体(102)上，
在垂直所述第一管体(101)的轴线的横截面上，所述第一定位单元(1)的定位块的投影与所述第二定位单元(2)的定位块的投影重合，所述定位连接件(3)用于连接所述第一定位单元(1)的半环形板(12)与所述第二定位单元(2)的半环形板(22)，所述第一定位单元(1)的半环形板(12)与所述第二定位单元(2)的半环形板(22)之间形成加工空间(a)。
2.根据权利要求1所述的管体零件的加工工装，其特征在于，所述第一定位单元(1)的定位块(11)包括定位凸起(111)与主体(112)，所述定位凸起(111)与所述主体(112)相固定，所述定位凸起(111)设置在所述第一管体(101)上的凹槽(1031)内，所述主体(112)包括贴合面(112a)，所述贴合面(112a)与所述第一管体(101)的外壁之间的距离为零。
3.根据权利要求2所述的管体零件的加工工装，其特征在于，第一管体(101)上的凹槽(1031)包括相互平行的两个侧壁(1031a)，在垂直所述侧壁(1031a)的方向上，所述定位凸起(111)与所述侧壁(1031a)之间存在调整距离(C)。
4.根据权利要求3所述的管体零件的加工工装，其特征在于，所述调整距离(C)为0.2～0.4mm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的管体零件的加工工装，其特征在于，所述定位连接件(3)为螺栓。
6.根据权利要求5所述的管体零件的加工工装，其特征在于，所述第一定位单元(1)还包括连接板(13)，每个所述第一定位单元(1)的半环形板(12)的两端均设置有所述连接板(13)，所述连接板(13)的板面(131)垂直所述第一定位单元(1)的半环形板(12)的板面(123)，所述第一定位单元(1)的两个半环形板(12)之间通过所述连接板(13)上的固定螺栓(14)连接。
7.根据权利要求1～4任一项所述的管体零件的加工工装，其特征在于，所述第一定位单元(1)的半环形板(12)的板面(123)与所述第二定位单元(2)的半环形板(22)的板面(222)之间的距离(B)为8～10cm。
8.一种管体零件的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括：
提供如权利要求1所述的加工工装与所述管体零件(10)的第一管体(101)、第二管体(102)与四个垫块(103)，所述第一管体(101)与所述第二管体(102)上分别设置有两个所述垫块(103)，每个所述垫块(103)上均设置有凹槽(1031)；
在所述第一管体(101)与所述第二管体(102)之间加工出坡口；
使用所述加工工装固定所述第一管体(101)与第二管体(102)，使所述第一管体(101)与所述第二管体(102)间隔固定，并且所述第一管体(101)上的垫块(103)的凹槽(1031)与所述第二管体(102)上的垫块(103)的凹槽(1031)相对应；
调整所述第一管体(101)与所述第二管体(102)之间的装配间隙；
焊接所述第一管体(101)与所述第二管体(102)之间的坡口。
9.根据权利要求8所述的管体零件的加工方法，其特征在于，所述装配间隙为0～2mm。
10.根据权利要求8所述的管体零件的加工方法，其特征在于，所述坡口为V型坡口。
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