CN111702407B - 薄壁筒类零件组焊支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种薄壁筒类零件组焊支撑装置。本发明利用现有零件结构，提供一种新型薄壁筒类零件组焊支撑装置，实现薄壁筒类零件组合焊接的快速支撑和散热，避免去除支撑装置时的损坏，降低生产成本和储存空间。本发明中，设计了三组角度精准的楔形活动垫块，解决了拆装时受力变形问题及芯轴退出难题，实现了薄壁筒体件高精度焊接。本发明中采用了锥形定位环与垫块锥面相结合调节径向间隙，有效补偿各工件的加工误差，保证了定位精度。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种薄壁筒类零件组焊支撑装置。
背景技术
薄壁筒类零件的组合焊接在焊接领域是难度最大的，主要是考虑焊接变形的影响，焊接时必须制作简易支撑装置，这种支撑装置受焊接热传递和薄壁筒类零件结构的影响，焊后支撑装置拆卸都比较困难，常常需要破坏支撑装置进行拆除。那么这种方式既费时费力，又浪费大，所以利用现有零件结构设计一种薄壁筒类零件组焊支撑装置，实现薄壁筒类零件组焊后支撑装置的快速拆卸和重复使用，显得尤为重要。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：薄壁筒类零件在组合焊接时，如何解决焊接支撑装置焊接后拆卸难、无法重复使用的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种薄壁筒类零件组焊支撑装置，所述装置包括：芯轴3；所述芯轴3是一个阶梯轴类零件，其上设有若干用于安装定位环的定位圆柱面，并在两端设有用于装夹螺母的螺纹；所述若干定位圆柱面中，包含一个端面定位圆柱面及多个中间定位圆柱面；
所述定位环组包含若干定位环，该若干定位环用于一一对应套设在所述芯轴3的若干定位圆柱面上；所述若干定位环中，其中包含一个端面定位环以及多个中间定位环；该端面定位环对应端面定位圆柱面；多个中间定位环一一对应多个中间定位圆柱面；
所述垫块组包含若干垫块，每个所述垫块为由分体式活动块组合而成的圆环块，该若干垫块用于一一对应套设在所述多个中间定位环上；
所述弹性紧固环组包含若干对弹性紧固环，每对弹性紧固环用于套设在一个所述垫块上，用于将该垫块捆扎在中间定位环上；
由此，由一对弹性紧固环、一个垫块以及所对应的一个中间定位环，整体形成一套支撑组件，设置在芯轴3上的某一中间定位圆柱面上，从而对套设在该中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行支撑；
从而若干定位环、若干垫块、若干对弹性紧固环所构成的若干套支撑组件，对套设在不同中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行多点支撑；
同时由所述端面定位环对套设在端面定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行端面单点支撑。
其中，所述装置还包括：第一螺母1a、第二螺母1b；
所述第一螺母1a、第二螺母1b分别与所述芯轴3两端的螺纹相匹配，用于在薄壁筒类零件套设在芯轴3上，并受所述若干套支撑组件支撑的情况下，所述第一螺母1a、第二螺母1b从两端对薄壁筒类零件进行轴向紧固。
其中，所述芯轴3上设有四处定位圆柱面，分为端面定位圆柱面及第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面；
所述定位环组包含四个定位环，分为端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8；
所述垫块组包含三个垫块，分为第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9；
所述弹性紧固环组包含三对弹性紧固环，分为第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12；
所述端面定位环2用于与端面定位圆柱面相匹配，对薄壁筒类零件的一端进行支撑，同时对薄壁筒类零件的的该端端面进行定位；
所述第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8分别与第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面一一对应配合，其外侧均设置有安装用的外锥面；
所述第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9均由六块活动块组合而成，其内孔锥面与第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8的外锥面配合，其外圆柱面与薄壁筒类零件配合；
所述第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12为耐高温的弹性介质，分别一一对应安装在第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9上，起到捆扎作用。
其中，所述端面定位环2形状为通过台阶部变径的圆环体，其径向尺寸较小的圆环体嵌入薄壁筒类零件与芯轴3端面定位圆柱面之间，其径向尺寸较大的圆环体外径大于薄壁筒类零件端部轴孔尺寸，用于从端面对薄壁筒类零件进行限位、夹紧。
其中，所述第一螺母1a的外径尺寸大于端面定位环2径向尺寸较大的圆环体的轴孔尺寸。
其中，所述第二螺母1b的外径尺寸大于所在端的薄壁筒类零件端面轴孔尺寸。
其中，所述第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12为耐高温的弹性介质。
其中，焊接前，将端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8、第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9、第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12及薄壁筒类零件组合在一起，调整好相对位置，用两端的第一螺母1a、第二螺母1b把紧；
焊接完成后，去掉右端的第二螺母1b，向左轻敲芯轴3，当第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9就会散开，薄壁筒类零件与组焊支撑装置就会脱开，实现组焊支撑装置从薄壁筒类零件上的无损伤快速拆除。
其中，焊接前，端面定位环2装入芯轴3，用第一螺母1a紧固，将后筒13装在端面定位环2上，再将第一中间定位环4、第一垫块5用第一弹性紧固环10捆扎好后，装入芯轴3与后筒13中间，再依次将第二中间定位环6、第二垫块7、第二弹性紧固环11、第三中间定位环8、第三垫块9、第三弹性紧固环12依次装入芯轴3上；
再将中筒14、前筒15、筒盖16依次装入；
最后调整中筒14、前筒15、筒盖16的位置，用第一螺母1a、第二螺母1b紧固，完成焊接前焊接零件的装配。
其中，焊接完成后，拧下两端第一螺母1a、第二螺母1b，向左轻敲芯轴3，芯轴3向左窜动，端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8随之移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9就会散开，将可以接组焊支撑装置从组焊件内部抽出，保证支撑装置从组焊零件上的无损伤快速拆除。
(三)有益效果
为了解决薄壁筒类零件在组合焊接时，焊接支撑装置焊接后拆卸难、无法重复使用的问题。本发明利用现有零件结构，提供一种新型薄壁筒类零件组焊支撑装置，实现薄壁筒类零件组合焊接的快速支撑和散热，避免去除支撑装置时的损坏，降低生产成本和储存空间。
本发明的整体技术效果体现在以下几个方面。
(1)本发明中，设计了三组角度精准的楔形活动垫块，解决了拆装时受力变形问题及芯轴退出难题，实现了薄壁筒体件高精度焊接。
(2)本发明中采用了锥形定位环与垫块锥面相结合调节径向间隙，有效补偿各工件的加工误差，保证了定位精度。
(3)本发明中设计了多组垫块，利用其上六块花瓣式的设计结构，有效的保证了拆卸过程中，垫块与组焊零件的快速脱离。
(4)本发明中设计了防高温的弹性紧固环，利用其能够伸缩的弹性，将六块花瓣式组成的垫块进行捆扎，保证支撑装置在安装过程中的稳定性。
应用本发明完成的某火炮自动机身管护筒，经检测，同轴度0.08-0.1mm,精度、性能完全满足设计要求，一次交验合格率100％，得到了用户好评。创造了良好的社会效益，节创经济价值1.2万元。实践证明，该技术能够有效保证焊接装配精度，提高焊接效率，可广泛应用于军民领域薄壁筒类零件的精密组合焊接。
附图说明
图1、图2是本发明的结构组成示意图；
图3、图4是本发明的工作状态示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
为解决现有技术问题，本发明提供一种快速拆卸的薄壁筒类零件组焊支撑装置，所述装置包括：芯轴3；所述芯轴3是一个阶梯轴类零件，其上设有若干用于安装定位环的定位圆柱面，并在两端设有用于装夹螺母的螺纹；所述若干定位圆柱面中，包含一个端面定位圆柱面及多个中间定位圆柱面；
所述定位环组包含若干定位环，该若干定位环用于一一对应套设在所述芯轴3的若干定位圆柱面上；所述若干定位环中，其中包含一个端面定位环以及多个中间定位环；该端面定位环对应端面定位圆柱面；多个中间定位环一一对应多个中间定位圆柱面；
所述垫块组包含若干垫块，每个所述垫块为由分体式活动块组合而成的圆环块，该若干垫块用于一一对应套设在所述多个中间定位环上；
所述弹性紧固环组包含若干对弹性紧固环，每对弹性紧固环用于套设在一个所述垫块上，用于将该垫块捆扎在中间定位环上；
由此，由一对弹性紧固环、一个垫块以及所对应的一个中间定位环，整体形成一套支撑组件，设置在芯轴3上的某一中间定位圆柱面上，从而对套设在该中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行支撑；
从而若干定位环、若干垫块、若干对弹性紧固环所构成的若干套支撑组件，对套设在不同中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行多点支撑；
同时由所述端面定位环对套设在端面定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行端面单点支撑。
其中，所述装置还包括：第一螺母1a、第二螺母1b；
所述第一螺母1a、第二螺母1b分别与所述芯轴3两端的螺纹相匹配，用于在薄壁筒类零件套设在芯轴3上，并受所述若干套支撑组件支撑的情况下，所述第一螺母1a、第二螺母1b从两端对薄壁筒类零件进行轴向紧固。
其中，如图1、图2所示，所述芯轴3上设有四处定位圆柱面，分为端面定位圆柱面及第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面；
所述定位环组包含四个定位环，分为端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8；
所述垫块组包含三个垫块，分为第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9；
所述弹性紧固环组包含三对弹性紧固环，分为第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12；
所述端面定位环2用于与端面定位圆柱面相匹配，对薄壁筒类零件的一端进行支撑，同时对薄壁筒类零件的的该端端面进行定位；
所述第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8根据零件结构分别与第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面一一对应配合，其外侧均设置有安装用的外锥面；
所述第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9均由六块活动块组合而成，其内孔锥面与第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8的外锥面配合，其外圆柱面与薄壁筒类零件配合；
所述第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12为耐高温的弹性介质，分别一一对应安装在第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9上，起到捆扎作用。
其中，所述端面定位环2形状为通过台阶部变径的圆环体，其径向尺寸较小的圆环体嵌入薄壁筒类零件与芯轴3端面定位圆柱面之间，其径向尺寸较大的圆环体外径大于薄壁筒类零件端部轴孔尺寸，用于从端面对薄壁筒类零件进行限位、夹紧。
其中，所述第一螺母1a的外径尺寸大于端面定位环2径向尺寸较大的圆环体的轴孔尺寸。
其中，所述第二螺母1b的外径尺寸大于所在端的薄壁筒类零件端面轴孔尺寸。
其中，所述第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12为耐高温的弹性介质。
其中，焊接前，将端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8、第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9、第一弹性紧固环10、第二弹性紧固环11、第三弹性紧固环12及薄壁筒类零件组合在一起，调整好相对位置，用两端的第一螺母1a、第二螺母1b把紧；
焊接完成后，去掉右端的第二螺母1b，向左轻敲芯轴3，当第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9就会散开，薄壁筒类零件与组焊支撑装置就会脱开，实现组焊支撑装置从薄壁筒类零件上的无损伤快速拆除。
其中，如图3、图4所示，焊接前，端面定位环2装入芯轴3，用第一螺母1a紧固，将后筒13装在端面定位环2上，再将第一中间定位环4、第一垫块5用第一弹性紧固环10捆扎好后，装入芯轴3与后筒13中间，再依次将第二中间定位环6、第二垫块7、第二弹性紧固环11、第三中间定位环8、第三垫块9、第三弹性紧固环12依次装入芯轴3上；
再将中筒14、前筒15、筒盖16依次装入；
最后调整中筒14、前筒15、筒盖16的位置，用第一螺母1a、第二螺母1b紧固，完成焊接前焊接零件的装配。
其中，焊接完成后，拧下两端第一螺母1a、第二螺母1b，向左轻敲芯轴3，芯轴3向左窜动，端面定位环2、第一中间定位环4、第二中间定位环6、第三中间定位环8随之移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的第一垫块5、第二垫块7、第三垫块9就会散开，将可以接组焊支撑装置从组焊件内部抽出，保证支撑装置从组焊零件上的无损伤快速拆除。
实施例1
本发明提供的薄壁筒类零件组焊支撑装置，该支撑装置包括螺母、端面定位环、芯轴、第二定位环、第一垫块、第二垫块、第三定位环、第四定位环、第三垫块、第一弹性紧固环、第二弹性紧固环、第三弹性紧固环。所述芯轴是阶梯轴类零件，其上设有紧固螺纹和安装用的定位台阶面。定位环是一种中间定位零件，有多组，安装在芯轴的定位圆柱面上，外侧有安装锥面。垫块是一种专用支撑零件，有多组，每组垫块是由六块活块组合而成，内孔锥面与定位环外锥面配合，外圆柱面与零件配合。弹性紧固环是一种弹性介质，有多组，每组两个安装在垫块上，起到捆扎的作用。螺母是一种紧固零件，起到夹紧的作用。焊接前，将定位环、垫块、弹性紧固环及薄壁筒类零件组合在一起，调整好相对位置，用螺母把紧。焊接完成后，去掉固定螺母，向左轻敲芯轴，当定位环移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的垫块就会散开，零件与焊接支撑装置就会脱开，实现支撑装置从组焊零件上的无损伤快速拆除。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种薄壁筒类零件组焊支撑装置，其特征在于，所述装置包括：芯轴（3）；所述芯轴（3）是一个阶梯轴类零件，其上设有若干用于安装定位环的定位圆柱面，并在两端设有用于装夹螺母的螺纹；若干定位圆柱面中，包含一个端面定位圆柱面及多个中间定位圆柱面；
定位环组包含若干定位环，该若干定位环用于一一对应套设在所述芯轴（3）的若干定位圆柱面上；所述若干定位环中，其中包含一个端面定位环以及多个中间定位环；该端面定位环对应端面定位圆柱面；多个中间定位环一一对应多个中间定位圆柱面；
垫块组包含若干垫块，每个所述垫块为由分体式活动块组合而成的圆环块，该若干垫块用于一一对应套设在所述多个中间定位环上；
弹性紧固环组包含若干对弹性紧固环，每对弹性紧固环用于套设在一个所述垫块上，用于将该垫块捆扎在中间定位环上；
由此，由一对弹性紧固环、一个垫块以及所对应的一个中间定位环，整体形成一套支撑组件，设置在芯轴（3）上的某一中间定位圆柱面上，从而对套设在该中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行支撑；
从而若干定位环、若干垫块、若干对弹性紧固环所构成的若干套支撑组件，对套设在不同中间定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行多点支撑；
同时由所述端面定位环对套设在端面定位圆柱面处的薄壁筒类零件进行端面单点支撑；
所述芯轴（3）上设有四处定位圆柱面，分为端面定位圆柱面及第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面；
所述定位环组包含四个定位环，分为端面定位环（2）、第一中间定位环（4）、第二中间定位环（6）、第三中间定位环（8）；
所述垫块组包含三个垫块，分为第一垫块（5）、第二垫块（7）、第三垫块（9）；
所述弹性紧固环组包含三对弹性紧固环，分为第一弹性紧固环（10）、第二弹性紧固环（11）、第三弹性紧固环（12）；
所述端面定位环（2）用于与端面定位圆柱面相匹配，对薄壁筒类零件的一端进行支撑，同时对薄壁筒类零件的该端端面进行定位；
所述第一中间定位环（4）、第二中间定位环（6）、第三中间定位环（8）分别与第一中间定位圆柱面、第二中间定位圆柱面、第三中间定位圆柱面一一对应配合，其外侧均设置有安装用的外锥面；
所述第一垫块（5）、第二垫块（7）、第三垫块（9）均由六块活动块组合而成，其内孔锥面与第一中间定位环（4）、第二中间定位环（6）、第三中间定位环（8）的外锥面配合，其外圆柱面与薄壁筒类零件配合；
所述第一弹性紧固环（10）、第二弹性紧固环（11）、第三弹性紧固环（12）为耐高温的弹性介质，分别一一对应安装在第一垫块（5）、第二垫块（7）、第三垫块（9）上，起到捆扎作用；
所述端面定位环（2）形状为通过台阶部变径的圆环体，其径向尺寸较小的圆环体嵌入薄壁筒类零件与芯轴（3）端面定位圆柱面之间，其径向尺寸较大的圆环体外径大于薄壁筒类零件端部轴孔尺寸，用于从端面对薄壁筒类零件进行限位、夹紧；
焊接前，将端面定位环（2）、第一中间定位环（4）、第二中间定位环（6）、第三中间定位环（8）、第一垫块（5）、第二垫块（7）、第三垫块（9）、第一弹性紧固环（10）、第二弹性紧固环（11）、第三弹性紧固环（12）及薄壁筒类零件组合在一起，调整好相对位置，用两端的第一螺母（1a）、第二螺母（1b）把紧；
焊接完成后，去掉右端的第二螺母（1b），向左轻敲芯轴（3），当第一中间定位环（4）、第二中间定位环（6）、第三中间定位环（8）移动后，其上安装的由六瓣活动块组成的第一垫块（5）、第二垫块（7）、第三垫块（9）就会散开，薄壁筒类零件与组焊支撑装置就会脱开，实现组焊支撑装置从薄壁筒类零件上的无损伤快速拆除。
2.如权利要求1所述的薄壁筒类零件组焊支撑装置，其特征在于，所述装置还包括：第一螺母（1a）、第二螺母（1b）；
所述第一螺母（1a）、第二螺母（1b）分别与所述芯轴（3）两端的螺纹相匹配，用于在薄壁筒类零件套设在芯轴（3）上，并受所述若干套支撑组件支撑的情况下，所述第一螺母（1a）、第二螺母（1b）从两端对薄壁筒类零件进行轴向紧固。
3.如权利要求1所述的薄壁筒类零件组焊支撑装置，其特征在于，所述第一螺母（1a）的外径尺寸大于端面定位环（2）径向尺寸较大的圆环体的轴孔尺寸。
4.如权利要求1所述的薄壁筒类零件组焊支撑装置，其特征在于，所述第二螺母（1b）的外径尺寸大于所在端的薄壁筒类零件端面轴孔尺寸。
5.如权利要求1所述的薄壁筒类零件组焊支撑装置，其特征在于，焊接前，端面定位环（2）装入芯轴（3），用第一螺母（1a）紧固，将后筒（13）装在端面定位环（2）上，再将第一中间定位环（4）、第一垫块（5）用第一弹性紧固环（10）捆扎好后，装入芯轴（3）与后筒（13）中间，再依次将第二中间定位环（6）、第二垫块（7）、第二弹性紧固环（11）、第三中间定位环（8）、第三垫块（9）、第三弹性紧固环（12）依次装入芯轴（3）上；
再将中筒（14）、前筒（15）、筒盖（16）依次装入；
最后调整中筒（14）、前筒（15）、筒盖（16）的位置，用第一螺母（1a）、第二螺母（1b）紧固，完成焊接前焊接零件的装配。
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