CN113500339B - 一种长直型工件焊接工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种长直型工件焊接工装。包括支撑组件和支撑立柱；两个支撑组件相对设置，多个所述支撑立柱的两端分别与两个所述支撑组件形成可拆卸式连接，所述支撑组件与支撑立柱组合形成用于容纳工件的空间；一个所述支撑组件上设有夹紧机构一或夹紧机构二，另一个所述支撑组件上设有夹紧机构一或夹紧机构二；所述夹紧机构一和所述夹紧机构二均包括定位座和紧固组件；所述定位座与支撑组件连接，所述定位座上设有与工件匹配的定位槽；所述紧固组件与定位座活动连接，用以实现对工件的夹紧。本发明工装能保证工件焊接时的定位精度，使工件的直线度满足焊接要求。

Description

一种长直型工件焊接工装

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，具体涉及一种长直型工件焊接工装。

背景技术

由于长直型工件存在运输难度的的问题，因此长直型工件多采用厂内设计、制造，生产现场快速组配的形式。受现场工况制约，工件铆焊后无法返修整改，需保证中间框架与连接件之间的位置关系、直线度和一次焊后成型精度。特别在多段长直型工件组配时，单段工件焊接精度偏差的叠加会造成整体的直线度超出要求，影响组配后组件的刚度、稳定性和安全性。同时，受长直型工件结构形式的影响，当进行90°和180°翻身变位铆焊时，铆焊作业施焊困难，易影响工件的中间框架和连接件之间的定位精度；施焊过程中，焊接变形易造成焊后工件直线度和位置精准度偏离，严重影响工件质量。

因此，保证工件的中间框架与连接件整体对接精度、确保工件的直线度、减小施焊难度、保证施焊后的精准度达到使用要求、提高组配效率，是当前长直型工件生产的重要难题。

综上所述，急需一种长直型工件焊接工装以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种长直型工件焊接工装，以解决保证长直型工件直线度的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种长直型工件焊接工装，包括支撑组件和支撑立柱；两个支撑组件相对设置，多个所述支撑立柱的两端分别与两个所述支撑组件形成可拆卸式连接，所述支撑组件与支撑立柱组合形成用于容纳工件的空间；一个所述支撑组件上设有夹紧机构一或夹紧机构二，另一个所述支撑组件上设有夹紧机构一或夹紧机构二；所述夹紧机构一和所述夹紧机构二均包括定位座和紧固组件；所述定位座与支撑组件连接，所述定位座上设有与工件匹配的定位槽；所述紧固组件与定位座活动连接，用以实现对工件的夹紧。

优选的，所述夹紧机构一中，所述紧固组件包括第一夹块和第二夹块；所述第一夹块与第二夹块相对设置在所述定位槽的两侧；所述第一夹块与第二夹块均与定位座本体活动连接；所述紧固组件还包括紧固螺杆；所述第一夹块和第二夹块的底部分别设有与紧固螺杆配合的螺纹套筒一和螺纹套筒二；所述螺纹套筒一与所述螺纹套筒二的螺纹旋向相反。

优选的，所述第一夹块与第二夹块均与定位座本体铰接；所述第一夹块与螺纹套筒一铰接；所述第二夹块与螺纹套筒二铰接。

优选的，紧固组件还包括紧固螺钉；所述紧固螺钉与所述第一夹块螺纹连接，所述紧固螺钉远离螺栓头的一端靠近所述第二夹块。

优选的，所述第一夹块和第二夹块靠近所述定位槽的一侧均设有避让部。

优选的，所述定位槽为弧形凹槽。

优选的，所述夹紧机构二中，所述紧固组件为与定位座螺纹连接的螺栓组件。

优选的，所述定位槽为矩形凹槽。

优选的，所述支撑组件上设有与所述支撑立柱配合的定位销。

优选的，所述支撑组件为框架结构。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明中，通过设置支撑组件和支撑立柱，形成用于容纳工件的空间；一个支撑组件上设有夹紧机构一或夹紧机构二，另一个支撑组件上也设有夹紧机构一或夹紧机构二；夹紧机构一和夹紧机构二均包括定位座和紧固组件；定位座上设有与工件匹配的定位槽；所述紧固组件与定位座活动连接，用以实现对工件的夹紧，保证工件焊接时的定位精度，使工件的直线度满足焊接要求，使用本工装焊接的工件，其直线度小于L/2000mm(L代表工件长度)，且不大于10mm。

(2)本发明中，夹紧机构一中通过将定位槽设置为弧形凹槽，能够实现圆柱形连接件的自动找心，提升连接件与中间框架之间的装配精度。

(3)本发明中，夹紧机构一的紧固组件(即紧固组件一)包括第一夹块和第二夹块；两个夹块设置在定位槽的两侧；第一夹块与第二夹块均与定位座本体活动连接；紧固组件一还包括紧固螺杆；第一夹块和第二夹块的底部分别设有与紧固螺杆配合的螺纹套筒一和螺纹套筒二；螺纹套筒一与所述螺纹套筒二的螺纹旋向相反；通过旋转紧固螺杆，使螺纹套筒一与螺纹套筒二发生相对运动，使二者靠近或远离，从而带动第一夹块与第二夹块靠近或远离，实现对工件的夹紧。

(4)本发明中，夹紧机构一的紧固组件(即紧固组件一)还包括紧固螺钉；紧固螺钉与第一夹块螺纹连接，紧固螺钉远离螺栓头的一端靠近第二夹块，通过调节紧固螺钉与第一夹块的螺纹连接位置进一步对中间框架进行夹紧，保证连接件与中间框架的相对位置在焊接前后不变，从而减少焊接变形，使长直型工件满足直线度要求。

(5)本发明中，第一夹块和第二夹块靠近定位槽的一侧均设有避让部，避免两夹块对连接件造成挤压。

(6)本发明中，支撑组件为框架结构，可吊装支撑组件实现工装和工件的整体翻转，降低工件的施焊难度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例1中一种长直型工件焊接工装的结构示意图；

图2是本申请实施例1的一种长直型工件焊接工装与工件配合使用的示意图；

图3是本申请实施例1中的工件一的结构示意图；

图4是本申请实施例1中图2中夹紧机构一的结构示意图；

图5是本申请实施例1中图4的夹紧机构一的剖视图；

图6是本申请实施例2中的工件二的结构示意图；

图7是本申请实施例2中一种长直型工件焊接工装的结构示意图；

图8是本申请实施例2中图7中定位座二的结构示意图；

图9是本申请实施例2中一种长直型工件焊接工装的夹紧机构一与夹紧机构二的使用示意图；

其中，1、支撑组件，1a、支撑组件一，1b、支撑组件二，2、支撑立柱，3a、夹紧机构一，3b、夹紧机构二，3.1、定位座，3.1a、定位座一，3.1b、定位座二，3.1.1、定位槽，3.1.1a、定位槽一，3.1.1b、定位槽二，3.1.2a、间隔侧壁，3.1.2b、沉头螺纹孔，3.2、紧固组件，3.2a、紧固组件一，3.2b、紧固组件二，3.2.1、第一夹块，3.2.2、第二夹块，3.2.3、紧固螺杆，3.2.4、螺纹套筒一，3.2.5、螺纹套筒二，3.2.6、紧固螺钉，3.2.7、固定螺母，4、工件，4a、工件一，4b、工件二，4.1、中间框架，4.2a、连接件一，4.2b、连接件二。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1至图5，一种长直型工件焊接工装，本实施例应用于H型长直工件的铆焊工序。

一种长直型工件焊接工装，包括支撑组件1和支撑立柱2；两个支撑组件1相对设置，多个所述支撑立柱2对称设置在所述支撑组件1的两侧，所述支撑立柱2的两端分别与两个所述支撑组件1形成可拆卸式连接，所述支撑组件1上设有与所述支撑立柱2配合的定位销，用以保证支撑组件1和支撑立柱2之间的配合精度；所述支撑组件1与支撑立柱2组合形成用于容纳工件4的空间，一个所述支撑组件1上设有夹紧机构一3a或夹紧机构二3b，另一个所述支撑组件1上设有夹紧机构一3a或夹紧机构二3b；所述夹紧机构一3a和所述夹紧机构二3b均包括定位座3.1和紧固组件3.2；所述定位座3.1与支撑组件1连接，所述定位座3.1上设有与工件4匹配的定位槽3.1.1；所述紧固组件3.2与定位座3.1活动连接，用以实现对工件4的夹紧，保证工件4焊接时的定位精度，使工件4的直线度满足焊接要求。本实施例中，两个支撑组件1均沿长度方向设有多个夹紧机构一3a，如图1所示。

单个工件4的长度多大于10m，结构简单，承载力大，抗震能力强，支护距离长，且可根据施工要求灵活选用；典型长直型框架式钢结构工件4包括中间框架4.1和位于中间框架4.1两侧的连接件，连接件用于与相邻工件组配形成钢结构连接，进而实现超大空间的直线型支护；连接件的直线度是需主要控制的加工精度；H型钢作为中间框架4.1，按照国家标准来料，对产品精度影响较小。

本实施例中，长直型工件焊接工装用于对工件一4a进行夹紧。工件一4a的结构如图3所示，H型中间框架4.1的两侧连接四个连接件一4.2a，中间框架4.1与连接件一4.2a的连接处需进行铆焊。工件一4a的连接件一4.2a用于与其他工件或结构件配合，因此在焊接时，需保证连接件一4.2a的直线度。多个夹紧机构一3a对称分布在所述支撑组件1的两侧，通过一个支撑组件1上的两排夹紧机构一3a实现对H型中间框架4.1同一侧的两个连接件一4.2a的固定；采用夹紧机构一3a对工件一4a进行夹紧；夹紧机构一3a的定位槽一3.1.1a的形状与连接件一4.2a相匹配，即定位槽一3.1.1a为弧形凹槽；将连接件一4.2a放入定位槽一3.1.1a内，能实现连接件一4.2a的圆心与弧形凹槽的圆心的对位，即通过连接件一4.2a与弧形凹槽贴合实现连接件一4.2a的自动找心。

本实施例中，夹紧机构一3a的紧固组件3.2为紧固组件一3.2a，所述紧固组件一3.2a包括第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2；所述第一夹块3.2.1与第二夹块3.2.2相对设置在所述定位槽一3.1.1a的两侧；所述第一夹块3.2.1与第二夹块3.2.2均与定位座一3.1a本体活动连接；所述紧固组件一3.2a还包括紧固螺杆3.2.3；所述第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2的底部分别设有与紧固螺杆3.2.3配合的螺纹套筒一3.2.4和螺纹套筒二3.2.5；所述螺纹套筒一3.2.4与所述螺纹套筒二3.2.5的螺纹旋向相反；通过旋转紧固螺杆3.2.3，使螺纹套筒一3.2.4与螺纹套筒二3.2.5发生相对运动，使二者靠近或远离，从而带动第一夹块3.2.1与第二夹块3.2.2靠近或远离，实现对工件一4a的夹紧。

第一夹块3.2.1、第二夹块3.2.2与定位座一3.1a之间的活动连接可以为滑动连接(即定位座一3.1a上设有供第一夹块3.2.1、第二夹块3.2.2滑动的滑轨，第一夹块3.2.1的底部与螺纹套筒一3.2.4固定连接，第二夹块3.2.2的底部与螺纹套筒二3.2.5固定连接，通过旋转紧固螺杆3.2.3，使螺纹套筒一3.2.4与螺纹套筒二3.2.5发生相对运动，使二者靠近或远离，从而带动第一夹块3.2.1与第二夹块3.2.2滑动，实现两夹块靠近或远离，最终实现对工件一4a的夹紧)，也可以是铰接。本实施例中，所述第一夹块3.2.1与第二夹块3.2.2均与定位座一3.1a本体铰接；所述第一夹块3.2.1与螺纹套筒一3.2.4铰接；所述第二夹块3.2.2与螺纹套筒二3.2.5铰接，如图4至图5所示。

本实施例中，定位座一3.1a的两侧设有用于容纳第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2的腔体，第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2均与定位座一3.1a铰接，两夹块能绕铰接点进行转动；第一夹块3.2.1与螺纹套筒一3.2.4铰接；所述第二夹块3.2.2与螺纹套筒二3.2.5铰接；参见图5，紧固螺杆3.2.3插入定位座一3.1a两腔体的间隔侧壁3.1.2a设置，紧固螺杆3.2.3上设有与螺纹套筒一3.2.4和螺纹套筒二3.2.5配合的螺纹；需夹紧工件一4a的中间框架4.1时，正向旋转紧固螺杆3.2.3，螺纹套筒一3.2.4和螺纹套筒二3.2.5分别向紧固螺杆3.2.3的两端运动，随着螺纹套筒一3.2.4和螺纹套筒二3.2.5之间距离的扩大，第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2旋转，两夹块之间实现靠近，从而夹紧工件一4a的中间框架4.1；需松开中间框架4.1时反向旋转紧固螺杆3.2.3，使螺纹套筒一3.2.4和螺纹套筒二3.2.5均朝向紧固螺杆3.2.3的中部运动即可。紧固螺杆3.2.3的左端设有固定螺母3.2.7，防止螺纹套筒二3.2.5从紧固螺杆3.2.3的左端旋出。由于两夹块旋转会带动紧固螺杆3.2.3在竖直方向运动，因此，紧固螺杆3.2.3与定位座一3.1a本体为间隙配合，以满足紧固螺杆3.2.3在竖直方向的运动量。

夹紧机构一3a的紧固组件一3.2a还包括紧固螺钉3.2.6；所述紧固螺钉3.2.6与所述第一夹块3.2.1螺纹连接，紧固螺钉3.2.6远离螺栓头的一端靠近所述第二夹块3.2.2，用于通过调节紧固螺钉3.2.6与第一夹块3.2.1之间的螺纹连接位置进一步对中间框架4.1进行夹紧，保证连接件一4.2a与中间框架4.1的相对位置在焊接前后不变，从而减少焊接变形，使长直型工件满足直线度要求。

所述第一夹块3.2.1和第二夹块3.2.2靠近所述定位槽一3.1.1a的一侧均设有避让部，避免两夹块对连接件一4.2a造成挤压。

本实施例中，所述支撑组件1为框架结构，完成工件一4a底部的焊接后，可吊装支撑组件1实现工装和工件一4a的整体翻转，使工件一4a的顶部位于下方，便于进行工件一4a顶部连接件二4.2a与中间框架4.1的焊接。

上述的一种长直型工件焊接工装的使用方法如下：将两个支撑组件1放置于地面上，将四个连接件一4.2a放入两个支撑组件1的四排夹紧机构一3a中，将两排支撑立柱2先与其中一个支撑组件1(即支撑组件一1a)连接，再将中间框架4.1放置在支撑组件一1a上的两个连接件一4.2a上，通过支撑组件一1a的两排夹紧机构一3a夹紧中间框架4.1，使中间框架4.1的底部与支撑组件一1a上的连接件一4.2a紧密接触；再将另一个支撑组件1(即支撑组件二1b)倒扣在支撑立柱2上(倒扣前调节支撑组件二1b上的夹紧机构一3a，使两夹块之间的间隙小于连接件一4.2a的直径，避免倒扣时连接件一4.2a从夹紧机构一3a中掉出)，使中间框架4.1的顶部与支撑组件二1b上的两个连接件一4.2a紧密接触，通过螺栓和定位销将支撑组件二1b与支撑立柱2进行连接；调节支撑组件二1b上的夹紧机构一3a，对中间框架4.1的顶部进行夹紧；此时，工装已完全锁紧工件一4a，通过90°、180°翻转工装可快速完成中间框架4.1与连接件一4.2a所有连接位置的铆焊。

通过本申请的工装完成了连接件一4.2a和中间框架4.1的对接定位、固定，保证了工件一4a整体的直线度，保证了连接件一4.2a焊接后直线度小于L/2000mm(L代表工件长度)，且不大于10mm。

实施例2：

参见图6至图9，一种长直型工件焊接工装，本实施例应用于H型长直工件的铆焊工序。

本实施例与实施例1的区别在于长直型工件焊接工装用于对如图6所示的工件二4b进行夹紧。工件二4b包括中间框架4.1、连接件一4.2a和连接件二4.2b，中间框架4.1的一侧连接两个连接件一4.2a，中间框架4.1的另一侧连接两个连接件二4.2b，通过将其中一个工件二4b的连接件二4.2b滑动插入另一个工件二4b的连接件一4.2a中，可以实现相邻两个工件二4b的连接，因此在焊接时，需保证连接件一4.2a和连接件二4.2b的直线度。

本实施例在实施例1的基础上，将长直型工件焊接工装中支撑组件二1b的夹紧机构一3a替换为夹紧机构二3b，用于对连接件二4.2b进行夹紧，如图7和图9所示。

夹紧机构二3b的定位座二3.1b与紧固组件二3.2b通过螺纹连接，本实施例中，夹紧机构二3b的紧固组件3.2即紧固组件二3.2b为螺栓组件，螺栓组件包括螺栓和套设在螺栓上的垫片；定位座二3.1b上的定位槽二3.1.1b为与连接件二4.2b相匹配的矩形凹槽，如图8所示；将连接件二4.2b放入矩形凹槽后，通过调节紧固组件二3.2b(即螺栓组件)与定位座二3.1b的螺纹连接位置，将螺栓一端抵紧在连接件4.2b的侧壁上，压紧连接件二4.2b进行固定即可；定位座二3.2b上还设有用于与支撑组件1连接的沉头螺纹孔3.1.2b。

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 (8)

1.一种长直型工件焊接工装，其特征在于，包括支撑组件（1）和支撑立柱（2），所述支撑组件（1）为框架结构，用于通过吊装实现工装和工件的整体翻转；两个支撑组件（1）相对设置，所述支撑组件（1）上设有与所述支撑立柱（2）配合的定位销；多个所述支撑立柱（2）的两端分别与两个所述支撑组件（1）形成可拆卸式连接，所述支撑组件（1）与支撑立柱（2）组合形成用于容纳工件的空间；一个所述支撑组件（1）上设有夹紧机构一（3a）或夹紧机构二（3b），另一个所述支撑组件（1）上设有夹紧机构一（3a）或夹紧机构二（3b）；所述夹紧机构一（3a）和所述夹紧机构二（3b）均包括定位座（3.1）和紧固组件（3.2）；工件包括中间框架和位于中间框架两侧的连接件；所述定位座（3.1）与支撑组件（1）连接，所述定位座（3.1）上设有与连接件匹配的定位槽（3.1.1）；所述紧固组件（3.2）与定位座（3.1）活动连接，用以实现对中间框架的夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述夹紧机构一（3a）中，所述紧固组件（3.2）包括第一夹块（3.2.1）和第二夹块（3.2.2）；所述第一夹块（3.2.1）与第二夹块（3.2.2）相对设置在所述定位槽（3.1.1）的两侧；所述第一夹块（3.2.1）与第二夹块（3.2.2）均与定位座（3.1）本体活动连接；所述紧固组件（3.2）还包括紧固螺杆（3.2.3）；所述第一夹块（3.2.1）和第二夹块（3.2.2）的底部分别设有与紧固螺杆（3.2.3）配合的螺纹套筒一（3.2.4）和螺纹套筒二（3.2.5）；所述螺纹套筒一（3.2.4）与所述螺纹套筒二（3.2.5）的螺纹旋向相反。

3.根据权利要求2所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述第一夹块（3.2.1）与第二夹块（3.2.2）均与定位座（3.1）本体铰接；所述第一夹块（3.2.1）与螺纹套筒一（3.2.4）铰接；所述第二夹块（3.2.2）与螺纹套筒二（3.2.5）铰接。

4.根据权利要求2或3所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，紧固组件（3.2）还包括紧固螺钉（3.2.6）；所述紧固螺钉（3.2.6）与所述第一夹块（3.2.1）螺纹连接，所述紧固螺钉（3.2.6）远离螺栓头的一端靠近所述第二夹块（3.2.2）。

5.根据权利要求4所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述第一夹块（3.2.1）和第二夹块（3.2.2）靠近所述定位槽（3.1.1）的一侧均设有避让部。

6.根据权利要求5所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述定位槽（3.1.1）为弧形凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述夹紧机构二（3b）中，所述紧固组件（3.2）为与定位座（3.1）螺纹连接的螺栓组件。

8.根据权利要求7所述的一种长直型工件焊接工装，其特征在于，所述定位槽（3.1.1）为矩形凹槽。

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