CN112894247A - 一种用于薄壁圆筒件焊接的工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，属于机械加工领域，工装，包括外胎、内涨胎、底座和压紧组件；内涨胎包括环形推板(6)、传动块(7)、压螺(8)、推锥(9)、推块(11)、螺纹杆(16)；传动块(7)带动压螺旋转，压螺(8)在螺纹杆(16)上旋转下行带动推锥(9)下行，推动推块(1)径向向外运动；带动环形推板(6)压紧零件，将需要焊接的薄壁圆筒件插入外胎和内涨胎的缝隙中，待焊接的焊缝留在外胎与内涨胎的开口处，本发明薄壁圆筒件焊接工装，结构简单，制造成本低，易于操作，保证了焊接时零件的形状，减少焊接时发生的形变；可根据不同尺寸的圆筒件，更换内外胎，满足各种尺寸规格的圆筒件薄壁件焊接。

Description

一种用于薄壁圆筒件焊接的工装

技术领域

本发明涉及一种薄壁圆筒件焊接的工装，属于机械加工领域。

背景技术

薄壁圆筒件广泛应用于船舶、航空、航天、兵器等领域，其焊缝成型质量与焊接 一致性直接影响到产品的工作性能，为提高其质量及一致性问题，通常会设计工装保 证其外形尺寸，传统的焊接工装一般根据其外形尺寸加工，不具有可调节性，一旦外 形尺寸稍作改变只能重新设计工装，因此一种具有可调节性、可互换性的焊接工装就 显得更具优势，能够达到提高加工质量，提升经济性的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决薄壁圆筒件焊接时，零件受热易变形，成品尺寸难以保证、焊接一致性差等问题，而提供的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，包括 外胎(4)、内涨胎(1)、底座(3)和压紧组件(2)；内涨胎(1)用于待焊接圆筒件的内壁定位， 包括环形推板(6)、传动块(7)、压螺(8)、推锥(9)、第一弹簧、第二弹簧、推块(11)、盖块(14)、托板(15)、螺纹杆(16)；传动块(7)端部的螺纹段与压螺(8)一端螺纹连接，压 螺(8)中心开有螺纹孔可绕螺纹杆(16)一端的螺纹旋转，推锥(9)为四棱锥形，且轴向两端 为平面，中间带有通孔，螺纹杆穿过推锥(9)的通孔，推锥(9)与压螺(8)的另一端面接触； 四个推块(11)十字分布，四棱锥的四个面分别与一个推块配合；第一弹簧一端连接在推锥(9)的上，另一端连接在推块(11)上；第二弹簧一端连接在推锥(9)上，另一端连盖块(14)；盖块(14)与托板(15)为十字形结构，两者组合后十字的四段截面分别为“凸”字型结构，“凸”字型结构与一个推块(1)配合，推块在其上进行垂直于螺纹杆(16)轴向的径向滑动；四个环形推板分别与各个推块连接；托板(15)与螺纹杆(16)固定，螺纹杆(16)另一端与底座右侧连接；传动块(7)带动压螺旋转，压螺(8)在螺纹杆(16)上旋转下行带动推锥(9)下行， 推动推块(1)径向向外运动；(带动环形推板(6)压紧零件)外胎(4)用于待焊接圆筒件的外 壁定位，开有轴向长槽的筒形零件，其右端有用于和底座连接的螺纹孔；位于螺纹杆(16)的外周；底座(3)的右侧用于连接内涨胎、外胎；下侧有用于支撑外胎的环形垫块，底座(3)为压紧组件导向，底座(3)上具有安装座(25)、导杆(26)；安装座(25)固定导杆(26)两端， 导杆(26)轴向两侧通过螺母(22)固定；导杆(26)穿过导向块(18)下端的轴向孔；压紧组 件(2)压紧待焊接圆筒件的焊缝处，包括导向块(18)、调节螺栓(20)、压块(21)，压块(21) 为橡胶与调节螺栓(20)的底端粘接，根据不同零件调节螺栓(20)的高度使压块(21)与待焊 接圆筒件压紧，压紧组件(2)能够沿底座上的导杆做轴向运动及绕导杆做旋转运动。

进一步地，第一弹簧通过螺母(12)、螺栓(13)与推锥(9)和推块(11)分别连接。

进一步地，内涨胎(1)还包括把手，连接在传动块上。

进一步地，把手为长杆状零件中间开有方形孔，与传动块上的方形柱对接。

进一步地，压紧组件(2)还包括球形把手(19)，球形把手(19)与导向块(18)通过螺纹 连接，通过球形把手移动导向块。

进一步地，底座(3)还包括包括L型支座(23)，L型支座(23)下侧为环形垫块(24)；安装座(25)、导杆(26)位于L型支座(23)上。

进一步地，底座(3)右侧开有用于连接内涨胎和外胎的螺纹孔。

进一步地，外胎为硬质材料加工而成。

进一步地，内涨胎为硬质材料加工而成。

进一步地，底座为硬质材料加工而成。

有益效果：

安装零件前将内涨胎处于收缩状态，将需要焊接的薄壁圆筒件插入外胎和内涨胎的缝隙中，待焊接的焊缝留在外胎与内涨胎的开口处，旋转左侧把手扩张内涨胎 至待焊接件夹紧在内外涨胎之间，利用上方压紧组件将焊接件的两个待焊面压紧， 跟随焊枪移动的方向前进。焊接完成后，旋转左侧把手松弛涨胎，取出焊接件。

本发明薄壁圆筒件焊接工装，结构简单，制造成本低，易于操作，保证了焊接 时零件的形状，减少焊接时发生的形变；可根据不同尺寸的圆筒件，更换内外胎， 满足各种尺寸规格的圆筒件薄壁件焊接，具备一定的通用性。

本发明薄壁圆筒件焊接工装提高了焊接效率；在焊接的同时通过内涨胎与外胎间的压紧力对焊接件进行整形，提升了焊接精度。

附图说明

图1为本发明薄壁圆筒件焊接工装的结构主视图；

图2为图1的左视图；

图3为本发明薄壁圆筒件焊接工装的内涨胎结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为本发明薄壁圆筒件焊接工装的压紧组件结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图7为本发明薄壁圆筒件焊接工装的底座结构示意图；

图8为图7的左视图

图9为本发明薄壁圆筒件焊接工装的外胎结构示意图；

图10为图9的A-A向视图

本发明薄壁圆筒件焊接工装的紧固螺钉为国家标准螺钉；

图中，1-内涨胎；2-压紧组件；3-底座；4-外胎；5-把手；6-环形推板；7-传动 块；8-压螺；9-推锥；10-弹簧；11-推块；12-螺母；13-螺栓；14-盖块；15-托板； 16-螺纹杆；17-螺钉；18-导向块；19-球形把手；20-调节螺栓；21-压块；22-锁紧 螺母；23-L型支座；24-环形垫块；25-安装座；26-导杆；27-紧定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步描述。

本发明的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，包括外胎、内涨胎、底座和压紧组件；

外胎用于待焊接圆筒件的外壁定位，为硬质材料加工而成的开有长槽的环形零件，其右端有用于和底座连接的螺纹孔；

内涨胎用于待焊接圆筒件的内壁定位，为硬质材料加工而成的结构，其上包括螺纹杆、托板、推块、推锥、盖板、压螺、传动块、把手、环形推板、弹簧及螺钉等结 构；

底座用于连接薄壁圆筒件焊接工装的各个零件，为硬质材料加工而成的结构，右侧开有用于连接内涨胎和外胎的螺纹孔，下侧有用于支撑外胎的环形垫块，后侧有用 于压紧块滑动的导杆；

压紧组件用于压紧待焊接材料的焊缝处，包括导向块、球形把手、调节螺栓及压块，可沿底座上的导杆做水平运动及绕导杆的圆周运动；

连接螺钉用于外胎、内涨胎与底座的连接。

外胎为硬质材料加工而成的圆筒件，开有一条通槽，为焊枪和压紧块移动的通道，通过右侧螺纹与底座连接；

内涨胎为硬质材料加工而成，通过把手的旋转，调节涨胎的开合尺度；

底座为硬质材料加工而成，用于连接内涨胎、外胎及压紧组件；

压紧组件为硬质材料加工，底部与可沿底座上的滑杆滑动，用于压紧被焊接件；

连接螺钉为硬质材料加工，用于外胎、内涨胎与底座的刚性连接。

工作过程

将待焊接的环形板料塞入外胎与内涨胎的缝隙内，焊缝留在外胎与内涨胎的开口处，旋转左侧把手扩张内涨胎至待焊接件夹紧在内外涨胎之间，利用上方压紧组件将 焊接件的两个待焊面压紧，跟随焊枪移动的方向前进，进行焊接。

实施例

本发明的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，如图1、2所示，包括内涨胎1、压 紧组件2、底座3、外胎4；

如图3、4所示，内涨胎1用于焊接圆筒件的内壁定位，为硬质材料加工而成， 其上包括把手5、环形推板6、传动块7、压螺8、推锥9、弹簧10、推块11、螺母 12、螺栓13、盖块14、托板15、螺纹杆16、螺钉17，

把手5为长杆状零件中间开有方形孔，与传动块7上的方形柱对接，传动块7 底部带有螺纹杆与开有螺纹孔的压螺8连接，压螺8中心开有螺纹孔可绕螺纹杆16 上端的螺纹旋转，推锥9为带有为四面为锥形(四棱锥结构，且上下端为平面，即锥 形四棱台)中间带有通孔的零件，可在压螺8的旋转下通过锥面将轴向方向运动变为 4个推块11的径向运动，环形推板6通过螺钉17与推块11连接，与推块11同步运 动。

四个推块11十字布局，四棱锥的四个面分别与一个推块配合，盖块14与托板 15为十字形结构，通过螺钉连接，十字的四段分别与一个推块1配合，推块在其上 进行滑动，盖块14与托板15连接形成截面“凸”字型，该结构与推块1配合，“凸” 字型空间供推块11进行径向移动。

4个弹簧10通过螺母12和螺栓13将推锥9和推块11连接(图中处于推锥运动 到最下端时，弹簧处于拉紧状态)，另4个弹簧20放置在推锥9和盖块14的圆形槽 中(处于压紧状态)，弹簧10一端连接在推锥9上，另一端连接在推块11上，弹簧 20一端连接在推锥9上，另一端连盖块14。四块环形推板6组成环形。

托板15通过螺钉与螺纹杆16连接，整个内涨胎1通过螺纹杆16下端带有的螺 纹连接到与底座右侧的螺纹孔连接。

如图5、6所示，压紧组件2用于圆筒件焊接处定位，为硬质材料及软质橡胶组 合而成，其上包括导向块18、球形把手19、调节螺栓20、压块21，压块21为橡胶 制品通过胶水与调节螺栓20的底端粘接，可根据不同零件调节螺栓20的高度使压块 21与工件压紧，球形把手19与导向块18通过螺纹连接，可通过把手19移动导向块18，根据焊接位置调整压紧装置至合适位置，并对其施加压紧力；

如图7、8所示，底座3用于固定、连接内涨胎、外胎，并为压紧组件起导向作 用，为硬质材料加工而成，其上包括L型支座23、环形垫块24、安装座25、导杆26、 紧定螺钉27，环形垫块24通过底部螺纹孔与L型支座23通过紧定螺钉27连接，安 装座25通过紧定螺钉27固定导杆26周向位置，轴向位置通过两侧的螺母22固定；

如图9、10所示外胎4用于圆筒件外壁定位，为硬质材料加工而成，通过底部四 个螺纹孔利用螺钉与底座连接。

工作过程

将内涨胎调至松弛状态，将待焊工件安装至内涨胎与外胎之间，将焊缝留在外胎的开槽处，旋转把手将内涨胎涨紧，将待焊工件牢牢地压紧在内涨胎与外胎中，手握 球形把手移动压紧装置到待焊工件的焊缝起始处，转动调节螺栓使压块能够压紧焊 缝，开始焊接，压紧装置随着焊缝成型的方向逐步移动，待整个零件焊接结束，工件 冷却后，将内涨胎调至松弛状态，将焊好的工件撤出工装，至此，焊接工装完成。

Claims (10)

1.一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，包括外胎(4)、内涨胎(1)、底座(3)和压紧组件(2)；

内涨胎(1)用于待焊接圆筒件的内壁定位，包括环形推板(6)、传动块(7)、压螺(8)、推锥(9)、第一弹簧、第二弹簧、推块(11)、盖块(14)、托板(15)、螺纹杆(16)；传动块(7)端部的螺纹段与压螺(8)一端螺纹连接，压螺(8)中心开有螺纹孔可绕螺纹杆(16)一端的螺纹旋转，推锥(9)为四棱锥形，且轴向两端为平面，中间带有通孔，螺纹杆穿过推锥(9)的通孔，推锥(9)与压螺(8)的另一端面接触；四个推块(11)十字分布，四棱锥的四个面分别与一个推块配合；第一弹簧一端连接在推锥(9)的上，另一端连接在推块(11)上；第二弹簧一端连接在推锥(9)上，另一端连盖块(14)；盖块(14)与托板(15)为十字形结构，两者组合后十字的四段截面分别为“凸”字型结构，“凸”字型结构与一个推块(1)配合，推块在其上进行垂直于螺纹杆(16)轴向的径向滑动；四个环形推板分别与各个推块连接；托板(15)与螺纹杆(16)固定，螺纹杆(16)另一端与底座右侧连接；传动块(7)带动压螺旋转，压螺(8)在螺纹杆(16)上旋转下行带动推锥(9)下行，推动推块(1)径向向外运动；

外胎(4)用于待焊接圆筒件的外壁定位，开有轴向长槽的筒形零件，其右端有用于和底座连接的螺纹孔；位于螺纹杆(16)的外周；

底座(3)的右侧用于连接内涨胎、外胎；下侧有用于支撑外胎的环形垫块，底座(3)为压紧组件导向，底座(3)上具有安装座(25)、导杆(26)；安装座(25)固定导杆(26)两端，导杆(26)轴向两侧通过螺母(22)固定；导杆(26)穿过导向块(18)下端的轴向孔；

压紧组件(2)压紧待焊接圆筒件的焊缝处，包括导向块(18)、调节螺栓(20)、压块(21)，压块(21)为橡胶与调节螺栓(20)的底端粘接，根据不同零件调节螺栓(20)的高度使压块(21)与待焊接圆筒件压紧，压紧组件(2)能够沿底座上的导杆做轴向运动及绕导杆做旋转运动。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，第一弹簧通过螺母(12)、螺栓(13)与推锥(9)和推块(11)分别连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，内涨胎(1)还包括把手，连接在传动块上。

4.根据权利要求3所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，把手为长杆状零件中间开有方形孔，与传动块上的方形柱对接。

5.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，压紧组件(2)还包括球形把手(19)，球形把手(19)与导向块(18)通过螺纹连接，通过球形把手移动导向块。

6.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，底座(3)还包括包括L型支座(23)，L型支座(23)下侧为环形垫块(24)；安装座(25)、导杆(26)位于L型支座(23)上。

7.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，底座(3)右侧开有用于连接内涨胎和外胎的螺纹孔。

8.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，外胎为硬质材料加工而成。

9.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，内涨胎为硬质材料加工而成。

10.根据权利要求1所述的一种用于薄壁圆筒件焊接的工装，其特征在于，底座为硬质材料加工而成。

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