CN1814398A - 弯管内壁自动堆焊变位夹具 - Google Patents

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一种弯管内壁自动堆焊变位夹具，该变位夹具固定于回转变位机的转盘上，特征是：一框架，具有二垂直立柱和由二垂直立柱延伸的水平墙板；一装卡板，该装卡板设于所述框架的二垂直立柱上，该装卡板的安装中心与弯管被焊截面圆的中心线重合；一弯管变位夹具，该弯管夹具具有弯管夹持装置和一设于弯管弯曲中心的转轴，该转轴枢设于所述框架的水平墙板上，且该转轴连接驱动电机。本发明以简单的变位夹具使装卡在该变位夹具上的被焊弯头，在回转变位机带动旋转的同时，绕弯管的弯曲中心旋转，使堆焊处的弯管内壁垂直截面形状均为圆形，从而实现沿弯管内壁的圆周堆焊或轴向堆焊。

Description

弯管内壁自动堆焊变位夹具
技术领域
本发明涉及一种焊接变位夹具，特别是一种用于弯管内壁自动堆焊的弯管内壁自动堆焊变位夹具。
背景技术
为解决现有采用柔性臂弯管内壁自动堆焊所存在的电气控制复杂，设备成本高，柔性臂，结构复杂，价格昂贵的问题。所述的柔性臂弯管内壁自动堆焊是指被焊管固定不动，采用柔性臂，该柔性臂端部固设一旋转焊枪，旋转焊枪藉由柔性臂沿弯曲管的中心弧线运动实现弯管的管内堆焊。在申请号为：03206256.7的发明专利申请中公开了一种[直、弯两用管内壁自动堆焊设备]，该装置由卡盘和连接并驱动卡盘的卡盘驱动装置所组成的工件卡床，通过卡盘摆动式往复转动来实现弯管内壁堆焊，工件按设定程序绕卡盘轴线转动或摆动式转动，在整个堆焊过程中，焊枪处于向下平焊位置。克服了现有柔性臂所存在的上述不足，具有控制方便易行，设备简单，成本低，质量好的优点。但是为解决非圆截面的摆动焊接，必须要有大范围的弧长自动调节装置；由于沿焊枪运动(直线)方向的不同截面处的弯管内壁截面形状不同，所焊弯管的内径及弯曲半径也不同，精确设计相应堆焊速度的计算机程序是一项十分繁杂的工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种用于弯管内壁自动堆焊的弯管内壁自动堆焊变位夹具，内壁堆焊的弯头装卡在该变位夹具上，在回转变位机带动旋转的同时，可绕弯管的弯曲中心旋转，使堆焊处的弯管内壁截面形状均为圆形，从而实现沿弯管内壁的圆周堆焊或轴向堆焊。
本发明所提供的弯管内壁自动堆焊变位夹具是由如下技术方案来实现的。
一种弯管内壁自动堆焊变位夹具，该夹具固定于回转变位机的转盘上，其特征是：
一框架，具有二垂直立柱和由二垂直立柱延伸的水平墙板；
一装卡板，该装卡板设于所述框架的二垂直立柱上，该装卡板的安装中心与弯管被焊截面圆的中心线重合；
一弯管变位夹具，该弯管变位夹具具有弯管夹持装置和一设于弯管弯曲中心的转轴，该转轴枢设于所述框架的水平墙板上，且该转轴连接驱动电机。
除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板的两侧设有滑块，框架的二垂直立柱内侧设有滑槽，该装卡板以其两侧的滑块滑设于框架的二垂直立柱内侧的滑槽内；于框架的二垂直立柱的顶端设有横梁，该横梁上设有螺母，一丝杠通过该螺母连接该装卡板。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板上设有多个与回转变位机花盘固定的安装孔，或其中心设有夹把。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该弯管变位夹具的弯管夹持装置为中心定位卡具，其中包括外中心定位卡具的三爪卡盘、V型夹和内中心定位卡具的内三爪卡盘，所述中心定位卡具的中心到转轴之间的距离可调。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：所述的弯管夹持装置为二彼此约成一定夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具；该主中心定位卡具的两侧设有滑块，并以该滑块滑设于与转轴固定的转板上的二滑轨内，并通过丝杠螺母与转板连接；该辅助中心定位卡具是V型夹，其两端设有滑块，滑块的端部设有螺柱，该V型夹以其两端的滑块滑设于与转轴固定的二导柱的滑槽中，并用螺母固定。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板的两侧设有滑块，底部设有螺母，框架的二垂直立柱内侧设有滑槽，该装卡板以其两侧的滑块滑设于框架的二垂直立柱内侧的滑槽内；于框架的二垂直立柱的底端设有横梁，一丝杠通过装卡板底部的螺母连接该横梁，且于丝杠上设有伞齿轮；
所述的弯管夹持装置为二彼此约成一定夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具；该主中心定位卡具的两侧设有滑块，并以该滑块滑设于与转轴固定的转板上的二滑轨内，并通过丝杠螺母与转板连接；该辅助中心定位卡具是V型夹，其两端设有滑块，滑块的端部设有螺柱，该V型夹以其两端的滑块滑设于与转轴固定的二导柱的滑槽中，并用螺母固定，所述的丝杠上设有伞齿轮；
所述的主中心定位卡具的丝杠上的伞齿轮与所述的装卡板的丝杠上的伞齿轮相啮合。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该枢设于所述框架的水平墙板上的该转轴是通过蜗轮蜗杆连接驱动电机，其中，该蜗杆与该驱动电机的轴固接，该蜗轮与该转轴的轴端固接。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该固接于该转轴轴端的蜗轮呈扇形，其中心角为60°。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该枢设于所述框架的水平墙板上的该转轴是通过变速齿轮组连接驱动电机，其中，主动轮与该驱动电机的轴固接，该从动轮与该转轴的轴端固接。
所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该固接于该转轴轴端的从动轮呈扇形，其中心角为60°。
本发明的优点在于：
本发明所提供的用于弯管内壁自动堆焊的弯管内壁自动堆焊变位夹具，以简单的夹具使装卡在该夹具上的被焊弯头，在回转变位机带动旋转的同时，绕弯管的弯曲中心旋转，使堆焊处的弯管内壁垂直截面形状相同，从而实现沿弯管内壁的圆周堆焊或轴向堆焊，极大的降低了设备成本。
为对本发明的结构特征及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附图详细说明如下：
附图说明
图1是本发明的立体分解图。
图2是本发明的立体图。
图3是本发明的另一实施例的剖面图。
图4是本发明的使用状态图。
具体实施方式
本发明的技术构思是设计一种堆焊变位夹具以简化弯管堆焊设备的复杂度，所提供的弯管内壁自动堆焊变位夹具是固定于回转变位机的转盘上，被焊弯头装卡在该变位夹具上，在回转变位机转盘带动变位夹具绕被焊管中心旋转的同时变位夹具自身还可绕弯管的弯曲中心旋转，从而实现沿弯管内壁的圆周堆焊或轴向堆焊，使堆焊处弯管内壁截面形状均为圆形。该变位夹具令被堆焊弯管的管口即始焊管口处于回转变位机转盘中心轴线垂直的平面上，即可开始在该管口进行堆焊，当管口内圈堆焊完毕后，夹具绕该弯管的弯曲中心旋转一角度，使紧靠前一堆焊层的截面处于变位机转盘中心轴线垂直的平面上，进行该截面的内圆堆焊。如此一直进行到弯管的中心截面，再掉头装卡，重复前述过程使整个弯管管内全部堆焊完毕。本发明以低成本夹具简化设备复杂度实现弯管内壁自动堆焊。
该弯管内壁自动堆焊变位夹具的结构如图1、2所示，其主要包括：
一框架1，具有二垂直立柱11和由二垂直立柱11的下端向水平方向延伸的水平墙板12；
一装卡板2，该装卡板2设于所述框架1的二垂直立柱11上，该装卡板2的中心与弯管被焊截面圆的中心线重合；该装卡板2是用于与回转变位机的转盘(如花盘或卡盘)固定，在回转变位机的带动下整个夹具绕装卡板2的中心旋转，安装于夹具上的被焊弯管则绕被焊截面圆的中心线旋转，从而实现弯管内圆形截面堆焊。
一弯管夹具4，该弯管夹具4具有用于固定被焊弯头的弯管夹持装置和一转轴41，该转轴41枢设于所述框架1的水平墙板12上，该转轴41的轴心与被焊弯管的弯曲中心重合，且该转轴连接驱动电机7，在驱动电机7的带动下可绕弯管的弯曲中心旋转，使堆焊工作在内圆环面上进行
以下是对本发明的具体实施例的详细描述。
实施例一
图1、2所示是本发明的弯管内壁自动堆焊变位夹具的一种具体实施例，其中：该装卡板2的两侧凸设有滑块21，框架1的二垂直立柱11内侧设有滑槽111，该装卡板2以其两侧的滑块21滑设于框架1的二垂直立柱11内侧的滑槽111内；于框架1的二垂直立柱11的顶端还设有横梁13，该横梁13上设有螺母131，一丝杠3通过该横梁13上的螺母131连接该装卡板2，转动丝杠3即可调节装卡板2的中心高度以适应不同直径和高度的弯管，使被焊弯管的被焊截面圆的中心线与装卡板2的装卡中心重合。
所述的装卡板2为一平板，当变位机的转盘为花盘时，该装卡板2上设有多个与变位机花盘固定的安装孔22；若变位机的转盘为卡盘时，则该装卡板2的中心设有一用于被变位机卡盘卡持的夹把15(见图4)。
所述的弯管夹具的弯管夹持装置为中心定位卡具，其中包括外中心定位卡具的三爪卡盘、V型夹和内中心定位卡具的内三爪卡盘，所述中心定位卡具的中心到转轴之间的距离可调以适应不同管径和高度的弯管，使其中心与装卡板2的装卡中心重合。
在图1、2的具体实施例中，为保证装卡弯头稳固，所述的弯管夹持装置为二彼此约成60°夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具43和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具44；该主中心定位卡具43是内三爪卡盘，并于其两侧设有滑块431，该滑块431滑设于与转轴41固定的转板8上的二滑轨46内，并通过丝杠47和螺母48与转轴41连接，通过旋转丝杠47即可调节主中心定位卡具43到转轴41的距离使转轴41的轴线与被焊弯管的弯曲中心重合；该辅助中心定位卡具44是V型夹，其两端设有滑块441，滑块441的端部设有螺柱442，该V型夹以其两端的滑块441滑设于与转轴41固定的二导柱49的滑槽45中，并用螺母将其与二导柱49固定。
该枢设于所述框架1的水平墙板12上的该转轴41是通过蜗轮5和蜗杆6连接驱动电机7，其中，该蜗杆6与该驱动电机7的轴相固接，该蜗轮5与该转轴的轴端固接。该固接于该转轴41轴端的蜗轮5呈扇形，其中心角为60°。
该枢设于所述框架的水平墙板上的该转轴41还可以是通过变速齿轮组连接驱动电机，其中，主动轮与该驱动电机的轴相固接，该从动轮与该转轴的轴端固接。该固接于该转轴41轴端的从动轮呈扇形，其中心角为60°。
实施例二
图3所示是本发明的另一实施例。其中：
该装卡板2的两侧凸设有滑块21，框架1的二垂直立柱11内侧设有滑槽111，该装卡板2以其两侧的滑块21滑设于框架1的二垂直立柱11内侧的滑槽111内；于框架1的二垂直立柱11的底端设有底梁14，该底梁14上设有螺母141，一调节装卡板2位置的丝杠142通过该螺母141连接该装卡板2，且于丝杠142上设有伞齿轮143；转动丝杠142即可调节装卡板2的中心高度以适应不同直径和高度的弯管，使被焊弯管的被焊截面圆的中心线与装卡板2的装卡中心重合；
所述的弯管夹持装置为二彼此约成60°夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具43和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具44；该主中心定位卡具43是内三爪卡盘，并于其两侧设有滑块431，该滑块431滑设于与转轴41固定的转板上的二滑轨46内，并通过调节主中心定位卡具位置的丝杠432螺母433与转板连接，其中该丝杠432是枢设于转板两端，而螺母433是固定于主中心定位卡具43的底部；该辅助中心定位卡具是V型夹，其两端设有滑块441，滑块441的端部设有螺柱442，该V型夹以其两端的滑块441滑设于与转轴41固定的二导柱49的滑槽45中，并用螺母将其与二导柱49固定。所述的调节主中心定位卡具位置的丝杠432上设有伞齿轮434；
初始位置，令主中心定位卡具43的转板处于垂直装卡板2的位置，此时，丝杠432上的伞齿轮434将与丝杠142上的伞齿轮啮合，通过旋转丝杠142即可在调节装卡板2的中心高度的同时，调节主中心定位卡具43到转轴41的距离，使转轴41的轴线与被焊弯管的弯曲中心重合。当焊接过程中，旋转主中心定位卡具，则二伞齿轮脱离啮合。
该枢设于所述框架1的水平墙板12上的该转轴41是通过蜗轮5和蜗杆6连接驱动电机7，其中，该蜗杆6与该驱动电机7的轴相固接，该蜗轮5与该转轴的轴端圆接。该固接于该转轴41轴端的蜗轮5呈扇形，其中心角为60°。
以上所述仅是本发明具体实施例，凡是熟悉此项技艺人士极易据此而做出各种修饰或变更，因此，凡种种不脱离本发明权利要求精神所作的等效替换，均应包括于本专利保护范围中。

Claims (10)

1、一种弯管内壁自动堆焊变位夹具，该夹具固定于变位机的转盘上，其特征是：
一框架，具有二垂直立柱和由二垂直立柱延伸的水平墙板；
一装卡板，该装卡板设于所述框架的二垂直立柱上，该装卡板的安装中心与弯管被焊截面圆的中心线重合；
一弯管夹具，该弯管夹具具有弯管夹持装置和一设于弯管弯曲中心的转轴，该转轴枢设于所述框架的水平墙板上，且该转轴连接驱动电机。
2、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板的两侧设有滑块，框架的二垂直立柱内侧设有滑槽，该装卡板以其两侧的滑块滑设于框架的二垂直立柱内侧的滑槽内；于框架的二垂直立柱的顶端设有横梁，该横梁上设有螺母，一丝杠通过该螺母连接该装卡板。
3、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板上设有多个与变位机花盘固定的安装孔，或其中心设有夹把。
4、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该弯管夹具的弯管夹持装置为中心定位卡具，其中包括外中心定位卡具的三爪卡盘、V型夹和内中心定位卡具的内三爪卡盘，所述中心定位卡具的中心到转轴之间的距离可调。
5、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：所述的弯管夹持装置为二彼此约成60°夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具；该主中心定位卡具的两侧设有滑块，并以该滑块滑设于与转轴固定的转板上的二滑轨内，并通过丝杠螺母与转板连接；该辅助中心定位卡具是V型夹，其两端设有滑块，滑块的端部设有螺柱，该V型夹以其两端的滑块滑设于与转轴固定的二导柱的滑槽中，并用螺母固定。
6、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该装卡板的两侧设有滑块，底部设有螺母，框架的二垂直立柱内侧设有滑槽，该装卡板以其两侧的滑块滑设于框架的二垂直立柱内侧的滑槽内；于框架的二垂直立柱的底端设有横梁，一丝杠通过装卡板底部的螺母连接该横梁，且于丝杠上设有伞齿轮；
所述的弯管夹持装置为二彼此互成一定夹角的中心定位卡具，其中包括卡固弯管一端管口的主中心定位卡具和支撑弯管另一端管口的辅助中心定位卡具；该主中心定位卡具的两侧设有滑块，并以该滑块滑设于与转轴固定的转板上的二滑轨内，并通过丝杠螺母与转板连接；该辅助中心定位卡具是V型夹，其两端设有滑块，滑块的端部设有螺柱，该V型夹以其两端的滑块滑设于与转轴固定的二导柱的滑槽中，并用螺母固定，所述的丝杠上设有伞齿轮；
所述的主中心定位卡具的丝杠上的伞齿轮与所述的装卡板的丝杠上的伞齿轮相啮合。
7、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该枢设于所述框架的水平墙板上的该转轴是通过蜗轮蜗杆连接驱动电机，其中，该蜗杆与该驱动电机的轴固接，该蜗轮与该转轴的轴端固接。
8、根据权利要求7所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该固接于该转轴轴端的蜗轮呈扇形，其中心角为60°。
9、根据权利要求1所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该枢设于所述框架的水平墙板上的该转轴是通过变速齿轮组连接驱动电机，其中，主动轮与该驱动电机的轴固接，该从动轮与该转轴的轴端固接。
10、根据权利要求9所述的弯管内壁自动堆焊变位夹具，其特征是：该固接于该转轴轴端的从动轮呈扇形，其中心角为60°。
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