CN113400046A - 一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法，用于电熔管道弯头压装工具制备过程中的定位，包括以下步骤：依据现有制备工具和方法制备出所述的电熔弯头压装架压装工具，并对电熔弯头压装架待镗削的夹环进行加固；以实物电熔弯头先行在镗床上进行安装定位；调整镗杆轴线、工艺角铁和调平的实物电熔弯头的一个孔同轴；获取镗杆的移动数值；通过工艺角铁和垫片调平加固后的夹环；按移动数值水平移动镗杆并进行镗削；依据以上步骤加工余下的夹环孔。在使用本发明所述的定位方法加工压装工具与待压装的实物电熔弯头两者形位误差具有完全的匹配性，进而保证了使用基于本方法制造的压装工具，将电熔管件压装在电熔管道上具有高的精度。

Description

一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法

技术领域

本发明涉及电熔管道夹具领域，具体涉及一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法，依据实际待装配的管道的具体情形制造匹配管道的压装工具，并基于此方法实现精准定位加工，最大限度地保证满足装配时管道与管件所需的过盈配合要求，又能够使得装配方法简单易行、降低劳动强度、节省工时、安全。

背景技术

工业用钢骨架聚乙烯塑料复合管道、管件，是由连续缠绕焊接成型的网状钢筋骨架与高密度聚乙烯同步挤出、一次成型的新型双面防腐压力管道，和以薄钢板冲孔后焊接成型的形状不一的钢筒为增强骨架与聚乙烯注塑复合制成的管件，其包括电熔套筒(直接管件)、各种角度弯头、三通管件、变径管件等。工业钢骨架塑料复合管的输送介质，以种类繁多的化工液体、卤水和以水为载体的固液混合物为主，输送其他液态腐蚀性介质应满足聚乙烯塑料的耐腐蚀特性，管道对介质的耐受性范围可由生产厂家提供。

生活中的无骨架PE/pp管道与工业中的电熔管道相像，但生活中的PE管道安装方式和工业用的电熔管道的安装方式是有很大的不同：生活中的PE管道安装方式是用加热工具分别加热熔化管道和其相配管件的配合面，之后乘热迅速插装在一起，使得它们之间形成焊接，但这种焊接方式中，焊缝处是在不断降温的情况下插装到一起，如此即使焊缝软化的两配合面处于过盈配合的状态，但依据将有很多材料被侧向挤向一端而不是不发生大的移动以留在配合面，不会形成那种冷态插装时在结合处产生很大压力的情形。这种热态插装在焊缝处材料产生的压力很小，焊缝是在低压力下冷却固化的，这种压力对消除缺陷的作用非常有限，焊缝质量自然不好，尤其是插装时两配合件的同轴度误差较大时，固化过程中两配合件将发生径向相对移动，将严重影响焊接质量，其防漏效果自然不太好，只是有压装工艺简单的优点。

该现有工艺一般只适用于4公斤/平方厘米以下的自来水管道，而工业用的钢骨架塑料复合电熔管道，一般需承受输送介质的额定压力为16公斤/平方厘米，工业用的钢骨架塑料复合电熔管道及其管件(因以下文字中大量提到这类管道及与其配套的管件，为了简单明了，在以下说明书文件中，对它们简称管道、弯头、三通管件、直接管、变径，即与通常简称比较，进一步省略了“电熔”两个字，本领域的技术人员面对以下简称，不至于误解，但在本专利权利要求书中还是使用本领域通用名称，如电熔弯头、电熔管道等等，也即“电熔管道”和“管道”同含义)的额定压力较高。因为工业介质输送时，它本身对管路的要求是额定压力要达到16公斤/平方厘米不泄漏，它与民用自来水的4公斤额定压力，相差很大，并且在工业用管中，一般很多是大型管道，其阀门的流通面积，很多情况下要大于民用自来水管件的流通面积，而在这种大流通面积的情况下，用阀门对介质进行节流或开启，且操作频率大大高于民用水管的操作频率，其输送的介质密度也可能远大于水，故介质的惯性就更大，很容易重复产生“水锤现象”，即产生“水锤现象”的可能性要高于自来水管道，而“水锤现象”会产生破坏力惊人的流体压力，导致输送这样介质的管件与管子的焊缝处将承受很大的压力，而焊缝处在焊接时塑料的成型条件大多远不如注塑时的成型条件。

这样为保证焊接质量，压装工艺就显得尤为重要。也因此，工业管道的防渗漏要求要远远高于民用自来水管道。这就是工业用管道的额定压力设计值要成倍高于自来水管的额定压力的道理。

在此要求下，民用管道的热熔装配方式，与工业管道的电熔装配方式就完全不同了：一个焊接面的焊接时压力很小，一个焊接面的焊接时压力很大，从而得到焊接面材料的密实度完全不一样。但这样的道理，设计者是清楚的，而在具体的施工中，很多的施工人员未必清楚这一道理，而为了装配方便快捷，或者是抢工期，他们就会用打磨管道口圆柱表面的方式，人为地减小过盈配合的过盈量，而这又是隐避工程，无法事后检测到(人为地造成水锺现象来检验安装质量，对管路是有害的，不宜使用，而非此方式，又检查不了安装质量)。而这种行为产生的后果是，焊接面没有在足够的压力下进行焊接，从而造成焊接面的材料密实度不够，而达不到防泄漏的要求。

因此，有很必要改变现有的捶击或者用两个葫芦拉的装配方式，管道和管件通过捶击或装上手拉葫芦把管道和管件装配起来后，再用专用焊机通过管件上的预埋加热器件进行特种焊接。这种装配方式原始落后，特别是在空间受限或管道不与地面平行的情况下，装配则更加困难，现有技术下的操作人员往往改变管道的配合过盈量，即人为在要装配的管子表面打磨得更深一些，使得配合更松一些，以利于装配，但这样的配合达不到管道防漏要求；且使得装配过程中产生偏斜，即装配力的较大偏载，在偏载力的作用下，大概率会发生两配合表面某处拉研出沟槽，而这种拉研沟槽产生的空隙较圆柱度误差所产生的空隙大得多，大大地加大了空隙，使得焊接后焊缝材料产生更大的空穴，而严重影响到焊接质量。

说到这，还有一种情况更加要求高：天燃气复合电熔管路(HDPE+骨架)的防漏泄要求。若因这种管道的焊接质量出问题，其产生的后果是不可接受的。

因此，为匹配压装工艺的改变，需提供新的压装工具，但实际压装的管件存在制造误差，为保证压装精度，所述压装工具需依据实际管件进行制造，基于此，本发明提供了一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法，确保了制造过程中的定位精度，保证了压装工具与实际管件的匹配度，进而确保了压装精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术下电熔管道因重量大且往往高空作业而装配困难，若减少电熔管道与管件装配过盈量后，则达不到防漏要求；而要保证装配过盈量，就要用到本发明的压装工具；而该压装工具的制造精度要靠以实物电熔弯头、工艺角铁在镗床上定出加工基准后，再在该基准上安装弯头压装工具的毛坯件，并分两次进行两个夹环孔的镗削，才能制造出与实物电熔弯头形状相吻合的电熔弯头压装工具。即本发明解决了电熔弯头压装工具加工时如何确定加工基准的问题。

以下文字中大量提到电熔管道及与其配套的管件，为了简单明了，在以下说明书文件中，对它们简称管道、弯头，即与通常简称比较，进一步省略了“电熔”两个字，本领域的技术人员面对以下简称，不至于误解，但在本专利权利要求书中还是使用本领域通用名称，如电熔弯头、电熔管道等等，也即“电熔管道”和“管道”在以下文字中含义相同。

本发明是一种用于制造管道压装工具时的工件定位方法，用于管道压装工具制备过程中的定位，所述压装工具为弯头压装架，包括两形状镜相一致的夹持架板，所述的两弯头压装架通过蝶形螺栓固定连接，弯头压装架的边缘设置有半圆形弧板，上下的两半圆形弧板相对形成了下半圆夹环、上半圆夹环两半圆夹环，弯头管件的两端分别被下半圆夹环、上半圆夹环两半圆夹环所夹持固定；夹持架板上还设置有压装支撑板，压装支撑板上设置有支撑板螺孔；依据常识，弯头压装架400与实物弯头在相配处的形状、位置、尺寸上相契合，才能在正常装夹后，有效减少产生附加的装夹应力，这样才能有效控制压装力量，以减少出现偏载程度，压装才能顺利进行。所述压装工具特别是弯头压装架400的制造中，经机加工后弯头压装架400各部位的位置、形状，怎样才能与实物弯头位置、形状保持吻合而形成最佳匹配深刻影响着装配精度。

由于实物弯头与理想弯头是存在误差的——形位公差、尺寸公差较大，但同一模具生产出的弯头件产品之间误差值与误差方位是基本一致的，弯头压装架400是要保持与实物弯头的误差一致，而不是与理论图纸相一致，不然两者的形状、尺寸契合程度就必然差。而契合不好时，在装夹工具后，工具会因在契合不好的情形下，产生夹紧附加应力。对单薄的装夹工具来说，这一附加应力的影响是不容忽视的，它将使得压装产生足够大的偏载，从而影响装配，反之，两者形状上契合好了，就能减小压装时产生的偏载力，并使得压装既能顺利进行，不会造成的塑料的配合面出现拉研的问题，还能提高装配效率。

因为弯头是一个带有增强骨质材料的塑料件，它是由注塑模具生产出来的，在它生产过程中，脱模之后它会发生一定的变形量，当然，这种变形量在模具设计的时候就予以了考虑，但是由于它是含加强骨架的塑料件的收缩问题，收缩受到钢骨架的限制，而强大的收缩力又引起钢骨架产生难以估计的变形，因而它的收缩量以及收缩方向是非常难以预先准确估计的。尤其是这些管件，在塑料制品中都属于实心厚壁零件，且又受其内部的增强钢骨架影响。这类管件在注塑成型后，冷却脱模过程中及脱模后，必然产生较大变形，其所能达到的形位公差范围，较同样大小、形状的机加工钢件产品要大得多，例如管件中的弯头，作为壁厚为实心的塑料件，它们的壁厚算是很厚的，在塑料产品中是属于少见的厚壁件，一般的塑料件除了中空的塑料件，绝少有如此厚的壁厚，常规的塑料模具设计不会涉及到这样厚的塑料件。厚壁带给产品很多缺陷，单靠模具设计是无法解决的，而致命的是这类管道又是承受额定 16KG/CM²较高压力，并且时常可能要承受“水锤”的恶劣工艺况作用，导致对它的力学要求很高。并且这类模具常常尺寸很大，一付模具的价值较高，试错的成本难是难以承受的，而即使管件有较大的形状、位置误差，也对管道的使用影响非常有限。它的模具设计中考虑影响产品变形的因素非常多，并难以有一个确切的理论设计依据。这样按某些设计规程设计、制造出来的模具，用其生产出这类产品，产品的形位误差，比如以理想90度的偏差值，不仅会出现较大的偏差，而且每个产品之间也有一定的误差，当然，这一误差在管道的使用过程中是几乎没有影响的，但是在采用本发明工具进行管道安装的过程中，若是压装工具与实物管件的配合过程中存在较大的误差，必然产生压装工具装夹附加应力，而这一应力必然影起压装过程中的压装力的偏载，从而影响管道的装配质量。而压装过程中的偏载装配力的出现，在偏载较大时，很可能造成管件安装过程中在接头的承插部位出现拉研沟槽，而拉研沟槽中必然会存在有空气的进入，并且这些空气在焊接过程中将会造成局部的材料不密实，从而严重影响焊接质量。

如果按理论上正90度弯头的形状、尺寸数据，在镗床上去装夹找正待加工的弯头压装架400，并进行加工(假设工件刚度足够，能够进行切削加工)，其加工出来的弯头压装架400 必然不能与实物90度弯头300很好地契合，因为实物弯头本身与理论上正90度弯头的形状、尺寸的误差较大，而选择的加工基准(定位基准和镗杆轴线相对工件的基准)就是错误的，或说存在较大误差，那当然不可能加工出与实物弯头能很好契合的弯头压装架400，夸大一点讲或出现“牛头不对马嘴”的情况，而要得到或者测量出实物弯头实际的形状、位置、尺寸数据，又是件比较困难的事。加上要按照这些形状、位置、尺寸数据，去逐次在镗床上装夹找正弯头压装架400毛坯进行加工，都是一件比较困难的事，不仅费力费时，而且这其中每个环节都很可能出现较大误差，并且在加工的过程中又难以进行形、位测量，以验证加工的正确性，当更换了不同型号的弯头后，又得重新来一遍，并且加工过程中形状、位置、难以测量，造成加工依据不清楚，加工难以进行下去，因此加工难免出现较大差错，且加工效率低下。

为解决上述问题，优选地采取实物弯头在镗上找正后，撤下弯头而弯头定位角铁不动，及镗杆轴线位置作为原始加工基准再经换算后得到所需基准，其特征在于包括以下步骤：

依据现有制备设备和本发明的方法制备出所述的压装工具；

以实物弯头先行在镗床上进行安装定位，弯头压装架加工时的找正过程是以实物弯头先行在镗床上进行安装定位，通过实物弯头一个基准端面靠在工艺角铁上定位，调组合平垫高低，垫平实物弯头，找正镗杆轴与实物弯头找正环面同轴，撤除实物弯头，以实物弯头留下的两个弯头孔的位置作为基准来定位弯头压装架的加工基准；

通过工艺角铁和垫片调平夹环，所述工艺角铁与实物弯头相对应，该工艺角铁上设置有用于工具机加工时定位的机台定位圆台，机台定位圆台上还设置有用于实物弯头一端定位的实物弯头端定位圆台，实物弯头端定位圆台与实物弯头孔呈较松的过盈配合，把弯头件插装到工艺角铁上，并在镗床的工作台上通过调平垫，垫平弯头，通过不等厚度的垫片组合把焊锡块中的夹环调平；

调整镗杆轴线、工艺角铁和调平的实物弯头的一个孔同轴，加工找正时，把镗杆轴线与组合在一起的工艺角铁和调平的实物弯头的一个孔调整到同轴状态，用压板分别压紧工艺角铁和弯头，并先保持镗杆和工艺角铁这第一基准不变；

根据实物电熔弯头与电熔弯头压装架(400)毛坯件两端长度的不同数值，计算得到工作平台的移动数值，在撤去实物电熔弯头替换上电熔弯头压装架(400)毛坯件后，毛坯件的一个孔以机台定位圆台(302)为基准，机台定位圆台(302)与实物电熔弯头端定位圆台(303) 是达到同轴基准标准，只要对照电熔弯头压装架(400)毛坯的理论尺寸与实物电熔弯头的实际尺寸，可计算出实际加工时，工作平台需要在已经定位的基础上再水平移动的数值；

照计算数值水平移工作平台，而镗杆的上、下位置不移动，并压紧弯头压装架(400)毛坯，然后可对弯头压装架(400)毛坯的一个夹环孔进行镗削加工；

基于环形隔垫环加工另一个孔，当前孔加工完毕后，拆下已经加工完一头的弯头压装架，调头以同样方式装夹，需要强调的是，这时要在机台定位圆台处加入合适厚度尺寸的环形隔垫环，才能使得已经加工完毕的弯头压装架孔与台阶相配，加工弯头压装架另一头的孔，加工完毕，弯头压装架便制作完毕。

还要指出：工艺角铁圆台与定位圆台是同轴的，因此它能够把实物电熔弯头一个孔定位后所得到的基准，转移到电熔弯头压装架毛坯上来，并与找正后的镗杆协同，最终确定电熔弯头压装架毛坯的加工基准。

有益效果：与现有技术相比，在使用本发明所述的定位方法加工压装工具与待压装的实物弯头两者形位误差具有完全的匹配性，进而保证了使用基于本方法制造的压装工具，将管件压装在管道上具有压装工具与管件配合有高的精度，使得压装时压装偏载力由于这一高的配合精度而很小，偏载小有利于压装顺利进行，避免配合面出现拉研伤痕，而有拉研伤痕必然在装配后有空气存留在焊缝中。使得管道与管件的装配过盈量能够按照保证焊接质量的前提下来设计，及焊缝处焊接时有足够的焊缝成型压力。而再也不会因使用过度打磨管道口的办法，来减小管道与管件的装配力，使得出现装配过盈量不足，造成焊缝焊接压力小于正常值，及打磨面圆柱度误差过大造成焊缝中夹入空气的问题，并严重影响焊接质量。

附图说明

图1：本发明的定位方法步骤图；

图2：实物弯头在镗床上定位工艺的结构示意图；

图3：弯头压装工具的结构示意图；

图4：铸锡加固弯头压装工具中两配对圆环的示意图；

图5：在镗床上利用已定位工艺角铁装夹已加固一端的弯头压装工具的示意图；

图中：

300-实物90度弯头；301-工艺角铁；302-机台定位圆台；303-实物弯头端定位圆台；304- 实物弯头基准端面；305-调平垫；306-实物弯头原有沟槽；307-实物弯头找正环面；308-电阻加热插头；400-弯头压装架；501-下半圆夹环；502-上半圆夹环；503-夹持架板；601-无盖浇铸箱；602-四氟密封管压板；603-四氟密封管；700-焊锡块。

具体实施方式

在此之前，为加深对本发明的理解，本实施例先对现有技术中安装管道的方式进行进一步阐述：采用将待连接的管道，插入管件的承接口中进行初步插装连接，然后通过接通管件上的电插头，通电加热使得承接口处管件内表面、管道的外表面，即两相接触表面附近的塑料熔化、之后断电、冷却，进而焊接在一起完成焊接。

需要补充说明的是：正如本领域技术人员所公知的，注塑机生产时，熔融的塑料是在相当高的压力下开始在模具这种密闭容器中冷却并从产品表面向产品内部逐渐固化，在这一过程中，注射筒中的熔融塑料在浇口未固化时，一直对因降温固化而收缩的塑料产品中，还未固化的塑料部分进行高压力补充塑料，直到产品完全固化为止，这期间浇口处不断有高压熔融塑料流过，且一般浇口处流通面积相对要小，塑料在此产生强烈挤压而造成塑料、浇口处温度升高现象，因此浇口处虽然流通面积小，但并不会早于产品其它部位先固化，这样它就能够持续为产品补充塑料，从而使得产品内部材质密实。

这就是高质量注塑产品是如何生产出来的机理，而且即便有如此好的成型工艺，注塑产品的厚度都是要被严格限制的，一般控制在5毫米以内，这样才能有效提高产品的密实度。而管道与管件的焊接过程，虽然与注塑机生产产品时情形不同，但是在焊接的过程中，焊缝处同样是因过盈配合产生的压力，对熔融塑料进行有压力作用下逐渐固化，这与注塑机生产时是相似的，也会出现自动补缩的现象，同样需要有效提高产品的密实度。

设计这样一种利用过盈配合产生的压力来使得焊缝密实，是管道焊接的技术核心，而条件是必需有足够的过盈量，来保证焊接时焊缝处产生足够的压力。管道和管件的现有初步连接的装配方式为捶击，或装上手拉葫芦把管道和管件牵引装配到一起，初步连接后，再用专用焊机，通过管件上的预埋电阻式加热器进行特种焊接。

现有技术下的这种装配方式原始落后，特别是在空间受限(如在地沟内、设备、建筑物旁边进行安装等)，或管道不与地面平行的空中走向情况下，这种方式进行装配则更加困难，该工艺弊端突出；当遭遇空间受限情况而需要通过艰苦努力才能装配成功时，现有技术中的操作人员往往用改变管道的配合过盈量，即人为在要装配的管子表面打磨得更深一些(原本打磨目的只是为了去除氧化层，从而提高焊缝质量，并非是为了装配方便。)，使得配合更松一些，以减小装配阻力，降低装配难度，但这样的配合基本达不到设计过盈配合值，超越过盈量下限而达不到设计过盈配合值，就不能在装配表面产生足够的过盈配合应力，即产生足够的焊接压力，使得焊接时焊缝处由过盈配合提供的压力过小。

再有，手工过量打磨必然造成打磨面的圆柱度误差过大，即出现非常明显的坑坑洼洼，配合后两配合件的塑料变形时，出现波浪式形状大小是有限度的，不能够完全“填平”这些“坑”，必然在有“坑”的部位存有空气，而这些空气在低压力焊接时难以排出；又因为管道和管件的焊接过程，是一种两者接合面塑料获取热量，而熔化后焊接的过程，要成型密实的焊缝就必须满足焊缝处有足够的压力和适合的温度两个条件，当装配过盈量足够大时，在加热的焊缝处塑料软化、熔融，在这一过程中，由于管道和管件的壁厚方向存在较大的温度梯度——加热速度较快及热塑性塑料导热性差特性使然，离开加热区的塑料软化程度按壁厚方向迅速减小，加热时由过盈配合及塑料的热胀冷缩现象，为焊缝处提供足够的压力，反之当装配过盈量不足时，提供的过盈配合压力就小，焊缝处的成型压力就过小，就不会产生足够的焊缝成型压力。熔融的塑料在低压下固化，并且配合表面由于过量打磨，必然存在较多凹坑，装配后，凹坑中的空气被封在焊缝区域中，它直接形成焊缝中小空气穴，低下的成型压力无法使其排出。

这些因素当然使得焊缝难以结成密实状态，从而达不到管道防漏要求，并且现有技术装配初步连接后，是人为通过目测调整摆正、或垫平管道位置，其位置偏差较大，并因此而在装配处产生附加错位应力。当焊缝通电加热时，在焊缝的两边，即管道和管件壁厚度方向上，存在较大的温度梯度，而这较大的温度梯度造成，管道和管件壁厚度方向上塑料的硬度也存在较大的硬度梯度，而在错位应力的作用下，管道和管件壁厚中硬的塑料还正常传递着错位应力，而原来焊缝处未加热时，焊缝处硬的塑料承受着这种错位应力，没有什么影响，但是焊缝加热熔融时，情况发生了很大的变化——熔融塑料对错位应力阻挡力急剧下降，这样错位应力在熔融的焊缝的环形断面处，必然造成压力有很大的不均匀，并产生位移，从而严重影响焊缝质量；所留有的错位应力，一方面，可能使得管道与管件在焊接区域内造成同轴度误差，产生焊缝处压力不均匀现象，并有少量位移发生，这当然地直接影响部分焊缝密实度，只是程度因错位应力大小不同罢了；另一方面，现有技术中直接使用捶击、或手拉葫芦进行管道与管件的初装配时，常导致装配困难，尤其是在装配空间常常受限时，及人为进行管道口过量打磨因素，使得初装配过盈量不足，焊接时焊缝不能形成足够的压力，并因此严重影响焊缝质量。

因此，需要对现有的装配方式进行改变，本实施例提供了螺旋压装工艺，采用依据实物管件进行加工制备的压装工具进行压装。以下为详细的阐述：

所采用的管道压装工艺，包括以下步骤：

对管道与管件插接部分的表面进行除氧化层打磨操作，并使得打磨深度尽量小，以保证打磨面圆柱度误差尽量小，圆柱度误差小使得装配后配合面无空气存在；

按管路走向需要分别选取与待装配管道和管件相匹配的压接盘、90度弯头压装架400和 45度弯头压装工具，将管道安装在弯头压装工具上；

驱动管道和管件以相对螺旋转动的方式相向动作，完成管道螺旋压装装配。

所使用的压装工具包括压接盘、弯头压装架(工具)，具体地：

所述压接盘由两完全一致的半盘体通过压装螺帽与贯穿的螺栓配合连接而成，并在中部形成有安装孔，待装配的管道或管件被夹持在此安装孔内，所述压接盘上设置有压装螺栓孔；

参考附图5，所述弯头压装架400包括两形状镜相一致的夹持架板503，所述的两弯头压装架400通过蝶形螺栓固定连接，弯头压装架400的边缘设置有半圆形弧板，上下的两半圆形弧板相对形成了下半圆夹环501、上半圆夹环502两半圆夹环，弯头管件的两端分别被下半圆夹环501、上半圆夹环502两半圆夹环所夹持固定；夹持架板504上还设置有压装支撑板401，压装支撑板401上设置有支撑板螺孔；

在装配时，依据管道和管件的具体情形选取压接盘和/或弯头压装架螺栓的数量，若采取两压接盘，两压接盘通过压装螺栓孔处所设置的压装螺杆与压装螺帽的配合连接固定；若采取压接盘和弯头压装架，所述压接盘的压装螺栓孔和弯头压装架的支撑板螺孔之间连接有压装螺杆，并通过压装螺杆与压装螺帽的配合连接固定。

本发明针对弯头压装架而言，具体阐述如下：

先说明的是，本发明必须考虑到压装工具的重量问题，特别是随着管道公称直径的增加，压接盘、弯头夹持架等的尺寸必然随之加大，要保持压接盘、弯头夹持架的刚度，其压装工具的厚度就要加大，这双方面的因素必将使得整体装置重量过大。然而危险的是，大管径管路相对小管径管路其水锤效应的危害更大，因此要求管道和管件的焊接质量更好，而这就要求在适量地增加过盈配合量的同时并保证配合面的圆柱度误差尽可能地小，以提供足够大的压力和减少焊缝处进入的空气(打磨后管道口的圆柱误差小则有利于装配时排气，焊缝处无空气夹入)，进而保证焊接时焊缝处熔融塑料的压力以及消除焊缝处存有的空气，最终保证焊接处焊后的塑料密实度。但过盈量的加大，也将必然影响到装配力，而装配力又必须得到接盘、弯头夹持架尤其是弯头夹持架(工具)的刚度支持，以此保证压装顺利进行，这样就产生了技术矛盾，形成障碍，即对弯头夹持架来说既要重量轻又要刚度大，本发明采用铆焊件制作已达到综合性能最佳的状态，而由于压装工具焊接件存在焊接变形，弯头夹持架的两个抱夹环的形位公差单靠焊接件的焊接精度无论如何是保证不了的，必需经过切削加工。

依据常识，弯头压装架400与实物弯头在相配处的形状、位置、尺寸上相契合，才能在正常装夹后，有效减少产生附加的装夹应力，这样才能有效控制压装力方向，以减少出现偏载程度，压装才能顺利进行。所述压装工具特别是弯头压装架400的制造中，经机加工后弯头压装架400各部位的位置、形状，怎样才能与实物弯头位置、形状保持吻合而形成最佳匹配，深刻影响着压装工具减少出现偏载程度。

由于实物弯头与理想弯头是存在误差的——形位公差、尺寸公差较大，但同一模具生产出的弯头件产品之间误差值与误差方位是基本一致的，弯头压装架400是要保持与实物弯头的误差一致，而不是与理论图纸相一致，不然两者的形状、尺寸契合程度就必然差。而契合不好时，在装夹工具后，工具会因在契合不好的情形下，产生夹紧附加应力。对单薄的装夹工具来说，这一附加应力的影响是不容忽视的，它将使得压装产生足够大的偏载，从而影响装配，反之，两者形状上契合好了，就能减小压装时产生的偏载力，并使得压装既能顺利进行，不会造成的塑料的配合面出现拉研的问题，还能提高装配效率。

因为弯头是一个带有增强骨质材料的塑料件，它是由注塑模具生产出来的，在它生产过程中，脱模之后它会发生一定的变形量，当然，这种变形量在模具设计的时候就予以了考虑，但是由于它是含加强骨架的塑料件的收缩问题，收缩受到钢骨架的限制，而强大的收缩力又引起钢骨架产生难以估计的变形，因而它的收缩量以及收缩方向是非常难以预先准确估计的。尤其是这些管件，在塑料制品中都属于实心厚壁零件，且又受其内部的增强钢骨架影响。这类管件在注塑成型后，冷却脱模过程中及脱模后，必然产生较大变形，其所能达到的形位公差范围，较同样大小、形状的机加工钢件产品要大得多，例如管件中的弯头，作为壁厚为实心的塑料件，它们的壁厚算是很厚的，在塑料产品中是属于少见的厚壁件，一般的塑料件除了中空的塑料件，绝少有如此厚的壁厚，常规的塑料模具设计不会涉及到这样厚的塑料件。厚壁带给产品很多缺陷，单靠模具设计是无法解决的，而致命的是这类管道又是承受额定 16KG/CM²较高压力，并且时常可能要承受“水锤”的恶劣工艺况作用，导致对它的力学要求很高。并且这类模具常常尺寸很大，一付模具的价值较高，试错的成本难是难以承受的，而即使管件有较大的形状、位置误差，也对管道的使用影响非常有限。它的模具设计中考虑影响产品变形的因素非常多，并难以有一个确切的理论设计依据。这样按某些设计规程设计、制造出来的模具，用其生产出这类产品，产品的形位误差，比如以理想90度的偏差值，不仅会出现较大的偏差，而且每个产品之间也有一定的误差，当然，这一误差在管道的使用过程中是几乎没有影响的，但是在采用本发明工具进行管道安装的过程中，若是压装工具与实物管件的配合过程中存在较大的误差，必然产生压装工具装夹附加应力，而这一应力必然影起压装过程中的压装力的偏载，及管道、管件的变形，从而影响管道的装配质量。而压装过程中的偏载装配力的出现，在偏载较大时，很可能造成管件安装过程中在接头的承插部位出现拉研沟槽，而拉研沟槽中必然会存在有空气的进入，并且这些空气在焊接过程中将会造成局部的材料不密实，从而严重影响焊接质量。

如果按理论上正90度弯头的形状、尺寸数据，在镗床上去装夹找正待加工的弯头压装架 400，并进行加工(假设工件刚度足够，能够进行切削加工)，其加工出来的弯头压装架400 必然不能与实物90度弯头300很好地契合，因为实物弯头本身与理论上正90度弯头的形状、尺寸的误差较大，而选择的加工基准(定位基准和镗杆轴线相对工件的基准)就是错误的，或说存在较大误差，那当然不可能加工出与实物弯头能很好契合的弯头压装架400，夸大一点讲或出现“牛头不对马嘴”的情况，而要得到或者测量出实物弯头实际的形状、位置、尺寸数据，又是件比较困难的事。加上要按照这些形状、位置、尺寸数据，去逐次在镗床上装夹找正弯头压装架400毛坯进行加工，都是一件比较困难的事，不仅费力费时，而且这其中每个环节都很可能出现较大误差，并且在加工的过程中又难以进行形、位测量，以验证加工的正确性，当更换了不同型号的弯头后，又得重新来一遍，并且加工过程中形状、位置、难以测量，造成加工依据不清楚，加工难以进行下去，因此加工难免出现较大差错，且加工效率低下。

为解决上述问题，本发明提供了用于弯头压装的制造方法，以下所述的压装工具进为针对弯管件的，采取实物弯头在镗上找正后，撤下弯头而弯头定位工艺角铁不动，及镗杆轴线位置作为原始加工基准再经换算后得到所需基准，具体方案如下：

依据现有制备设备和本发明的定位方法制备出所述的压装工具；

以实物弯头先行在镗床上进行安装定位，弯头压装架400加工时的找正过程是以实物弯头先行在镗床上进行安装定位，通过实物弯头一个基准端面靠在工艺角铁上定位，调组合平垫高低，垫平实物弯头，找正镗杆轴与实物弯头找正环面307同轴；

之后撤除实物弯头，以实物弯头留下的两个弯头孔的位置(工艺角铁301的台阶圆柱面和镗杆轴)作为基准来定位弯头压装架400的加工基准，该基准虽然可能与图纸上的理论基准有较大偏差，但这一误差是来自实物弯头，是弯头压装架400真正应该对标的加工基准，这是一种直接管“瞄准”的方式，省去了很多繁琐的、不必要的中间环节，当然使得其产生的结果更好；

在得到弯头压装架400加工找正基准的过程中，无需测量实物弯头的外形位置、尺寸误差，加工过程中也无需进行位置测量，其方法是：

把另外专门制作的与每一种实物弯头型号相对应的专用工艺角铁301，该工艺角铁301 上设有设置有用于工具机加工时定位的机台定位圆台302，机台定位圆台302上还设置有用于实物弯头一端定位的实物弯头端定位圆台303，实物弯头端定位圆台303与实物弯头孔呈较松的过盈配合，把弯头件插装到工艺角铁301上的圆台(303)中，并在镗床的工作台上通过调平垫305，垫平弯头，具体地，通过不等厚度的垫片305组合把焊锡块中的夹环调平；

加工找正时，把镗杆轴线与组合在一起的工艺角铁和调平的实物弯头的一个孔调整到同轴状态，用压板分别压紧工艺角铁和弯头，并先保持镗杆和工艺角铁这第一基准不变；

撤去实物弯头，替换上弯头压装架400毛坯件，毛坯件的一个孔以机台定位圆台302为基准机台定位圆台302的台阶尺寸是以铆焊件的毛坯孔尺寸相配设计的，而机台定位圆台302 与实物弯头端定位圆台303是有意设计、加工所达到同轴的基准标准，这样，只要对照弯头压装架400毛坯的理论尺寸与实物弯头的实际尺寸，根据实物电熔弯头与电熔弯头压装架 (400)毛坯件两端长度的不同数值，计算得到工作平台的移动数值，在撤去实物电熔弯头替换上电熔弯头压装架(400)毛坯件后，毛坯件的一个孔以机台定位圆台(302)为基准，机台定位圆台(302)与实物电熔弯头端定位圆台(303)是达到同轴基准标准，只要对照电熔弯头压装架(400)毛坯的理论尺寸与实物电熔弯头的实际尺寸，可计算出实际加工时，工作平台需要在已经定位的基础上再水平移动的数值；

照计算数值水平移工作平台，而镗杆的上、下位置不移动，并压紧弯头压装架(400)毛坯，然后可对弯头压装架(400)毛坯的一个夹环孔进行镗削加工；

当前孔加工完毕后，拆下已经加工完一头的弯头压装架400，熔化掉焊锡加固块700，并用上述方法，在待加工夹环上浇铸焊锡加固块700，之后调头以同样方式装夹。需要强调的是，这时要在机台定位圆台302处加入合适厚度尺寸的环形隔垫环，才能使得已经加工完毕的弯头压装架400孔与302台阶相配，弯头压装架400，加工另一头的孔，加工完毕，弯头压装架400便制作完毕。

需要说明的是，由于弯头压装架400的环形抱箍也即夹环是用相对较薄的钢质材料制成，它是焊接件，焊接件就必然会出现焊接后的变形，若不消除这种装夹工具在焊接后的变形影响，将无法保证压装工具的形位公差合乎技术要求，在使用过程中必然造成有害的装夹应力。因此抱箍孔必须留有机加工余量，并在焊接后，对抱箍进行机加工，以满足技术要求，而对单薄的刚度很差的压装工具的环形抱箍内孔进行切削加工，是件很困难的事。

为此本发明采取对压装工具铆焊件毛坯进行局部焊锡加固的方式，使得压装工具铆焊件毛坯中的等待切削加工的环形圈外缘与焊锡熔为一体，用相对较厚的焊锡来加强待加工环形圈材料的刚度。选择焊锡来加固是因为，焊锡的熔点很低(锡的熔点比焊锡要高得多。)，焊锡熔化的温度多在180度左右，低于四氟的工作温度(250度左右)，且焊锡凝固后与四氟材料结合不了，很好脱模，浇铸成形后为附图5的焊锡块700状态，焊锡块使得夹环有足够镗削工艺所需的工件刚度；经本方法制成的弯头夹持架400既有尺寸、形位精度，重量又轻，从而满足现场压装技术要求。

具体的加固工艺如下：

对弯头夹持架400的待镗削的夹环内衬有四氟密封管603，四氟密封管603一侧面与夹环的侧面共面，另一侧面高出夹环侧面，将内衬有四氟密封管603的夹环放置在无盖浇铸箱 601内，四氟密封管603在高出夹环侧面的同时不低于无盖浇铸箱601的高度；

在四氟密封管603上放置并压装有四氟密封管压板602，向无盖浇铸箱601内灌入焊锡液，直至焊锡液淹没夹环，四氟密封管压板602向下压制四氟密封管603使得焊锡液进不了 501孔夹环内；

静止冷却直至焊锡液固化，拆除四氟密封管压板602、无盖浇铸箱601，得到固化在夹环上的焊锡块700，带有焊锡块700的弯头夹持架400放置在镗床上对夹环进行镗削，得到目标精度下的夹环；

镗削完成后，加温熔化焊锡块700，之后另一待镗削的夹环以同样的方式制备新的新焊锡块700，并进行镗削。

进一步地，为了防止四氟浇铸箱体在浇筑时发生胀模(箱板受液体焊锡压力而变形)，需要采取相应措施加固，以防止出现胀模，具体的加固措施为常见手段，本实施例不做阐述。

45度弯头压装工具的定位、加工方法，与上述90度弯头压装工具的定位、加工方法大同小异，本领域技术人员基于上述例子容易想到45度弯头压装工具的定位、加工方法，本实施内容中不做具体阐述。

另外说明，实物弯头结构上原本有实物弯头原有沟槽306及电阻加热插头308。

在使用本发明所述的定位方法加工压装工具与待压装的实物弯头具有完全的匹配性，进而保证了使用基于本方法制造的压装工具，将管件压装在管道上压装力偏载很小，使得电熔管道与管件的装配过盈量能够按照保证焊接质量的前提下来设计，从而获得焊缝处焊接时有足够的焊缝成型压力，而再也不会因在空间受限时，用减小过盈配合量即使用过度打磨的方法来减小装配力，使得出现装配过盈量不足及打磨面圆柱度误差过大的问题，并严重影响焊接质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (3)

1.一种用于制造电熔管道压装工具的工件定位方法，用于电熔管道压装工具制备过程中的定位，所述压装工具为电熔弯头压装架(400)，包括两形状镜像一致的夹持架板(503)，所述的两夹持架板(503)通过蝶形螺栓固定连接，电熔弯头压装架(400)的边缘设置有半圆形弧板，上、下两半圆形弧板相对形成了下半圆夹环(501)、上半圆夹环(502)两半圆夹环，电熔弯头的两端分别被下半圆夹环(501)、上半圆夹环(502)两半圆夹环所夹持固定；夹持架板(504)上还设置有压装支撑板(401)，压装支撑板(401)上设置有支撑板螺孔；其特征在于包括以下步骤：

用以下方法建立了电熔弯头压装工具加工时所需确定的加工基准；并对电熔弯头压装架待镗削的夹环进行加固；

以实物电熔弯头先行在镗床上进行安装定位，电熔弯头压装架(400)加工时的找正过程是以实物电熔弯头先行在镗床上进行安装定位，通过实物电熔弯头一个基准端面靠在工艺角铁上、并且实物电熔弯头的一个孔插装在工艺角铁圆台(303)中定位，调组合平垫高低，垫平实物电熔弯头，找正镗杆轴与实物电熔弯头找正环面(307)同轴，撤除实物电熔弯头，以实物电熔弯头留下的两个电熔弯头孔的位置作为基准来定位电熔弯头压装架的加工基准；

通过工艺角铁和垫片调平夹环，所述工艺角铁与实物电熔弯头相对应，该工艺角铁(301)上设置有用于工具机加工时定位的机台定位圆台(302)，机台定位圆台(302)上还设置有用于实物电熔弯头一端定位的实物电熔弯头端定位圆台(303)，实物电熔弯头端定位圆台(303)与实物电熔弯头孔呈较松的过盈配合，把待电熔弯头压装架(400)插装到工艺角铁(301)上，并在镗床的工作台上通过调整不等厚平垫(305)，垫平电熔弯头压装架(400)，即通过不等厚度的垫片(305)组合把焊锡块中的夹环调平；

根据实物电熔弯头与电熔弯头压装架(400)毛坯件两端长度的不同数值，计算得到工作平台的移动数值，在撤去实物电熔弯头替换上电熔弯头压装架(400)毛坯件后，毛坯件的一个孔以机台定位圆台(302)为基准，机台定位圆台(302)与实物电熔弯头端定位圆台(303)是达到同轴基准标准，只要对照电熔弯头压装架(400)毛坯的理论尺寸与实物电熔弯头的实际尺寸，可计算出实际加工时，工作平台需要在已经定位的基础上再水平移动的数值；

照计算数值水平移工作平台，而镗杆的上、下位置不移动，并压紧弯头压装架(400)毛坯，然后可对弯头压装架(400)毛坯的一个夹环孔进行镗削加工；

依据以上步骤加工余下的弯头压装架(400)上的夹环孔，当前孔加工完毕后拆下已经加工完一头的弯头压装架(400)，调头以同样方式装夹，在机台定位圆台(302)处加入合适厚度尺寸的环形隔垫环使得已经加工完毕的弯头压装架(400)孔与定位圆台(302)台阶相配，加工弯头压装架(400)余下的夹环孔，加工完毕，弯头压装架(400)便制作完毕。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于所述的对弯头压装架待镗削的夹环进行加固包括以下步骤：

对弯头夹持架(400)的待镗削的夹环内，插入四氟密封管(603)，四氟密封管(603)一侧面与夹环的侧面共面，另一侧面高出夹环侧面，将内衬有四氟密封管(603)的夹环放置在无盖浇铸箱(601)内，四氟密封管(603)在高出夹环侧面的同时不低于无盖浇铸箱(601)的高度；

在四氟密封管(603)上放置并压装有四氟密封管压板(602)，向无盖浇铸箱(601)内铸入锡液，直至锡液淹没夹环，四氟密封管压板(602)向下压制四氟密封管(603)使得锡液进不了夹环(501)孔内；

静止冷却直至锡液固化，拆除四氟密封管压板(602)、无盖浇铸箱(601)，得到附图7所示的固化在夹环上的焊锡块(700)，带有焊锡块(700)的弯头夹持架(400)放置在镗床上对夹环进行镗削，得到目标精度下的夹环；

镗削完成后，加温熔化焊锡块(700)，之后在另一待镗削的夹环上，以同样的方式制备新的新焊锡块(700)，并对夹环进行镗削，焊锡块的作用是提高工件刚度，并有利于加工中定位、找正工件及装夹工件。

3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：

所述工艺角铁圆台(303)与定位圆台(302)是同轴的，因此它能够把实物电熔弯头一个孔定位后所得到的基准，转移到电熔弯头压装架(400)毛坯上来，并与找正后的镗杆协同，最终确定电熔弯头压装架(400)毛坯的加工基准。

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