CN220312241U - 工装支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工装支撑结构，用于对长直型箱型梁钢进行工装支撑，箱型梁钢包括底板、两侧板以及顶板，工装支撑结构包括：工作台，用于作为箱型梁钢的底板的支撑；内撑机构，用于穿设于箱型梁钢内以由箱型梁钢内侧对箱型梁钢进行支撑；内撑机构包括驱动组件、行走组件以及摇臂组件，驱动组件用于驱动摇臂组件伸出动作以撑紧箱型梁钢的内壁或用于驱动摇臂组件缩回动作以取消对箱型梁钢的内壁撑紧，行走组件用于在箱型梁钢焊接完成且摇臂组件缩回后使内撑机构移出箱型梁钢；横向夹具，安装于工作台上，用于装夹于箱型梁钢的两侧；纵向夹具，安装于工作台上，用于由箱型梁钢的顶面将箱型梁钢压紧固定于工作台上。可对长直型箱型梁钢快速定位。

Description

工装支撑结构

技术领域

本实用新型涉及焊接定位技术领域，特别地，涉及一种工装支撑结构。

背景技术

当前工程机械行业中，钢结构产品应用领域越来越广泛，应用环境越来越恶劣，产品尺寸越来越大，产品强度、质量要求越来越高。箱型梁结构具有承载力大、抗变形能力强、抗震性能好、结构稳定的特点，在产品、设备设计过程中作为重要支护、承载结构被广泛应用。该结构制作具有以下特点：1)4条3m以上20mm以上钢板搭接组成，2)内侧不允许布置工艺支撑，3)4条棱满焊；

上述结构的箱型梁钢焊后成型具有以下难点：1)单板长直型，定位铆装难度高，速度慢；2)无支撑，焊接量大，焊接变形无法控制易造成工件左右侧板凹、凸成型情况，成型尺寸精度差、工件质量无法满足设计要求。图1为一种典型长直型箱型梁钢结构，最大外形尺寸约4000mm×220mm×220mm，内开档尺寸180mm×180mm，由底板1、侧板2、侧板3、顶板4组成，施焊位置为四条。

目前，对上述长直型箱型梁钢结构焊接时通常采用：

(1)优先划线定位焊接板1、2、3，此时可在板2、3之间设置多组工艺支撑结构控制开档，焊接完成后割除工艺支撑并打磨，最后焊接板4，这种方法焊接后工件板2、3开档偏差较小，但板4位置度偏差大，且工件内应力大，工件韧性差，且工艺支撑打磨后表面粗糙度交叉，只适用于内开档要求低的长直型工件；

(2)采用工装撑住端部开档，铆固点焊端部四条边，再断续交叉焊接其余位置，该方法铆装定位精度差，且只适用于较短箱型梁钢结构，工件较长时，无法保证中间段成型尺寸，焊接变形不可控，成型尺寸精度差。

因此，如何保证长直型箱型梁整体直线度、保证焊后成型尺寸、保证焊后成型精度，减小铆焊定位难度是目前长直型箱型梁结构应用的重要难题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种工装支撑结构，以解决现有焊接定位方式下长直型箱型梁钢焊接成型尺寸精度低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种工装支撑结构，用于对长直型箱型梁钢进行工装支撑，箱型梁钢包括底板、两侧板以及顶板，所述工装支撑结构包括：

工作台，用于作为箱型梁钢的底板的支撑；

内撑机构，用于穿设于箱型梁钢内以由箱型梁钢内侧对箱型梁钢进行支撑；所述内撑机构包括驱动组件、行走组件以及摇臂组件，驱动组件用于驱动摇臂组件伸出动作以撑紧所述箱型梁钢的内壁或用于驱动摇臂组件缩回动作以取消对所述箱型梁钢的内壁撑紧，行走组件用于在所述箱型梁钢焊接完成且所述摇臂组件缩回后使所述内撑机构移出所述箱型梁钢；

横向夹具，安装于所述工作台上，用于装夹于所述箱型梁钢的两侧；

纵向夹具，安装于所述工作台上，用于由所述箱型梁钢的顶面将所述箱型梁钢压紧固定于所述工作台上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内撑机构包括箱体，所述摇臂组件包括联接轴、对称分布的铰接于所述联接轴的摆臂以及铰接于所述摆臂的自由端的顶销；所述箱体的任意两相对面均匀分布的对称设置有用于穿设所述顶销的通孔；所述驱动组件用于驱动所述联接轴水平方向远离所述顶销的移动以使所述摆臂摆动进而带动所述顶销缩回，所述驱动组件还用于驱动所述联接轴水平方向靠近所述顶销的移动以使所述摆臂摆动进而带动所述顶销顶出。

作为上述技术方案的进一步改进，所述内撑机构还包括用于安装于所述顶销的转换块，用于使所述摇臂组件的撑紧尺寸与对应的所述箱型梁钢的内壁尺寸匹配。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶销的连接端凸出形成有限位盘，用于在顶销用所述通孔伸出预设长度后抵接于所述箱体的内壁。

作为上述技术方案的进一步改进，所述驱动组件包括设置于所述箱体的端部的控制座、转动连接于所述控制座的控制轴以及与所述控制轴螺纹连接并穿设于所述箱体内的驱动轴，所述驱动轴上设置有限位件以限制所述驱动轴转动，所述驱动轴上开设有用于嵌设所述联接轴的缺口或者开设有用于穿设所述联接轴的限位孔；所述控制轴用于旋转以使所述驱动轴沿轴向移动进而带动所述联接轴移动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制轴的端部穿设有摇杆，所述摇杆用于施力以带动所述控制轴旋转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述控制座和/或所述控制轴的控制端设置有刻度线，用于标识所述摇臂组件的进给尺寸。

作为上述技术方案的进一步改进，所述横向夹具包括定位座、第一安装座以及螺纹连接于所述第一安装座的第一顶杆；所述定位座具有用于与所述箱型梁钢的侧面配合的定位面，所述第一顶杆的端部与所述定位面相对设置，用于由所述箱型梁钢的侧面将所述箱型梁钢压紧固定于所述定位座上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述纵向夹具包括第二安装座以及螺纹连接于所述第二安装座的第二顶杆，所述第二顶杆用于由所述箱型梁钢的顶面将所述箱型梁钢压紧固定于所述工作台上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述行走组件包括设置于所述内撑机构的底部的行走轮以及分别设置于所述内撑机构的两侧的侧向轮。

本实用新型具有以下有益效果：本工作支撑结构使用前，横向夹具、纵向夹具预安装于工作台上；使用时，将箱型梁钢的底板置于工作台面预设位置，内撑机构经行走组件移至底板上，将箱型梁钢的两侧板分别置于底板上的两侧并由横向夹具支撑或人工支撑，驱动组件驱动摇臂组件伸出以顶紧两侧的侧板，分别铆装点固底板与两侧板；放置底板于两侧板上并调正位置，纵向夹具由上至下的压紧顶板，采用合适的焊接工艺完成底板与侧板的焊接以及顶板与侧板的焊接，驱动组件驱动摇臂组件缩回，内撑机构通过行走组件由箱型梁钢内移出；本工作支撑结构可对长直型箱型梁钢快速定位，操作简单，无需进行多次装夹，其对箱型梁钢的内外同时进行有效支撑，防止焊接变形，有效解决了箱型梁组对焊接时工件焊接成型质量差、工件内档尺寸不可控，成型尺寸精度低的问题，大幅提高了长直型箱型梁铆焊效率，保证了工件成型质量和成型精度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是现有箱型梁钢结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例的驱动组件结构示意图；

图5是图4局部放大图；

图6是本实用新型优选实施例的摇臂组件结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例的行走组件使用状态参考图；

图8是本实用新型优选实施例的转换块结构示意图；

图9是本实用新型实施例一的底板放置示意图；

图10是本实用新型实施例一的驱动组件进给示意图；

图11是本实用新型实施例一的驱动组件进给后示意图；

图12是本实用新型实施例一的摇臂组件进给示意图；

图13是本实用新型实施例一的摇臂组件伸出示意图；

图14是本实用新型实施例一的侧板定位示意图；

图15是本实用新型实施例一的顶板定位示意图；

图16是本实用新型实施例一的摇臂组件缩回示意图；

图17是本实用新型优选实施例的安装转换块的顶销伸出状态示意图；

图18是本实用新型优选实施例的顶销收回状态行走组件安装增高块示意图；

1、工作台2、内撑机构21、箱体22、驱动组件221、控制轴222、控制座223、驱动轴224、限位件23、摇臂组件231、联接轴232、摆臂233、顶销24、行走轮25、侧向轮3、横向夹具31、定位座32、第一安装座33、第一顶杆4、纵向夹具41、第二安装座42、第二顶杆5、转换块61、底板62、侧板64、顶板7、摇杆

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1至图18，本实用新型的优选实施例提供了工装支撑结构，用于对长直型箱型梁钢进行工装支撑，箱型梁钢包括底板61、两侧板62以及顶板64，工装支撑结构包括：

工作台1，用于作为箱型梁钢的底板61的支撑；内撑机构2，用于穿设于箱型梁钢内以由箱型梁钢内侧对箱型梁钢进行支撑；

内撑机构2包括驱动组件22、行走组件以及摇臂组件23，驱动组件22用于驱动摇臂组件23伸出动作以撑紧箱型梁钢的内壁或用于驱动摇臂组件23缩回动作以取消对箱型梁钢的内壁撑紧，行走组件用于在箱型梁钢焊接完成且摇臂组件23缩回后使内撑机构2移出箱型梁钢；

横向夹具3，安装于工作台1上，用于装夹于箱型梁钢的两侧；

纵向夹具4，安装于工作台1上，用于由箱型梁钢的顶面将箱型梁钢压紧固定于工作台1上。

本实施例中，横向夹具3包括定位座31、第一安装座32以及螺纹连接于第一安装座32的第一顶杆33；定位座31具有用于与箱型梁钢的侧面配合的定位面，第一顶杆33的端部与定位面相对设置，用于由箱型梁钢的侧面将箱型梁钢压紧固定于定位座31上。

本实施例中，纵向夹具4包括第二安装座41以及螺纹连接于第二安装座41的第二顶杆42，第二顶杆42用于由箱型梁钢的顶面将箱型梁钢压紧固定于工作台1上。

本实施例中，行走组件包括设置于内撑机构2的底部的行走轮24以及分别设置于内撑机构2的两侧的侧向轮25，摇臂组件23缩回后，底部的行走轮24即与箱型梁钢的底板61接触，通过施力平移内撑机构2即可使其顺畅移出，侧向轮25对其起导向作用，并防止与箱型梁钢的内壁刮碰造成损伤。

本工装支撑结构的工作原理：

使用前，横向夹具3、纵向夹具4预安装于工作台1上；

使用时，将箱型梁钢的底板61置于工作台1面预设位置，内撑机构2经行走组件移至底板61上，将箱型梁钢的两侧板62分别置于底板61上的两侧并由横向夹具3支撑或人工支撑，驱动组件22驱动摇臂组件23伸出以顶紧两侧的侧板62，分别铆装点固底板61与两侧板62；放置底板61于两侧板62上并调正位置，纵向夹具4由上至下的压紧顶板64，采用合适的焊接工艺完成底板61与侧板62的焊接以及顶板64与侧板62的焊接，驱动组件22驱动摇臂组件23缩回，内撑机构2通过行走组件由箱型梁钢内移出；本工作支撑结构可对长直型箱型梁钢快速定位，操作简单，无需进行多次装夹，其对箱型梁钢的内外同时进行有效支撑，防止焊接变形，有效解决了箱型梁组对焊接时工件焊接成型质量差、工件内档尺寸不可控，成型尺寸精度低的问题，大幅提高了长直型箱型梁铆焊效率，保证了工件成型质量和成型精度。

本实施例中，内撑机构2包括箱体21，摇臂组件23包括联接轴231、对称分布的铰接于联接轴231的摆臂232以及铰接于摆臂232的自由端的顶销233；箱体21的任意两相对面均匀分布的对称设置有用于穿设顶销233的通孔；驱动组件22用于驱动联接轴231水平方向远离顶销233的移动以使摆臂232摆动进而带动顶销233缩回，驱动组件22还用于驱动联接轴231水平方向靠近顶销233的移动以使摆臂232摆动进而带动顶销233顶出；其中，本实施例于通孔内设置有滑套，以使顶销233移动更为顺畅；可以理解的是，箱体21的四面均设置有通孔，且相对两面的通孔为相对开设；内撑机构2可设置多组摇臂组件23，每一摇臂组件23的联接轴231上可设置多组对称分布设置的摆臂232，每组摆臂232的两摆臂232相对设置且长度相匹配，以对箱型梁钢的内部充分支撑；另外，顶销233的连接端凸出形成有限位盘，用于在顶销233用通孔伸出预设长度后抵接于箱体21的内壁；

本实施例中，内撑机构2还包括用于安装于顶销233的转换块5，用于使摇臂组件23的撑紧尺寸与对应的箱型梁钢的内部尺寸匹配，使用范围广；其中，转换块5采用销轴孔型式定位，保证焊接成型精度，采用螺栓通过紧固孔与顶销233联接；需要说明的是，行走组件同步增加增高块，以在焊接完成后，顶销233回退时使行走轮24露出与箱型梁钢接触；其中，调节范围不宜过大，防止转换块5过长会造成工装支撑刚性减弱，焊接变形控制能力减小。

本实施例中，驱动组件22包括设置于箱体21的端部的控制座222、转动连接于控制座222的控制轴221以及与控制轴221螺纹连接并穿设于箱体21内的驱动轴223，驱动轴223上设置有限位件224以限制驱动轴223转动，驱动轴223上开设有用于嵌设联接轴231的缺口或者开设有用于穿设联接轴231的限位孔；控制轴221用于旋转以使驱动轴223沿轴向移动进而带动联接轴231移动；当控制轴221旋转时，与控制轴221螺纹连接的驱动轴223则在螺纹作用下远离或靠近控制轴221，本实施例中，控制轴221向第一旋向旋转，驱动轴223远离控制轴221方向移动，带动联接轴231水平方向接近顶销233的移动，使摆臂232摆动、顶销233由通孔伸出至抵接箱型梁钢的内壁；同理，控制轴221向第二旋向旋转，驱动轴223靠近控制轴221方向移动，带动联接轴231水平方向远离顶销233的移动，使摆臂232摆动、顶销233由通孔缩回；

本实施例中，控制座222和/或控制轴221的控制端设置有刻度线，用于标识摇臂组件23的进给尺寸，保证尺寸精度。

可以理解的是，控制轴221的端部穿设有摇杆7，摇杆7用于施力以带动控制轴221旋转，便于施力，同理，第一顶杆33的端部、第二顶杆42的端部也可设置摇杆7以便施力。

实施例一

本实施例采用上述工装支撑结构对箱型梁钢进行焊接定位，如图9所示，将采用定位销在平台上定位长直型箱型梁钢结构底板61，将工装通过行走组件推至底板61上居中摆放，预安装定位座31、横向央具3、纵向夹具4，将纵向夹具4的第二顶杆42移动至一侧避免干涉；

将箱型梁的一侧板62放置在底板61上，靠住定位座31，将另一侧板62放在底板61上，靠住第以顶杆，工人可适当扶持；如图10所示，此时旋转控制轴221的摇杆7控制驱动轴223进给，顶销233伸出，旋转横向夹具3的第一顶杆33以侧向顶紧，分别铆装点固底板61与两侧板62；

如图15所示，放置顶板64并调正，旋转纵向夹具4的第二顶杆42，拧紧螺栓以压紧顶板64，若顶板64与两侧板62无法贴合，即零件加工存在误差，焊接时需堆焊填充，保证成型尺寸；若顶板64与侧板62贴合完好，未接触到顶销233，则需打磨侧板62，保证顶板64与顶销233贴合完好；

如图16所示，采用合适的焊接工艺参数及焊接方法完成工件铆焊，回旋控制轴221的摇杆7，缩回顶销233，外露行走组件，工人轻松取出内撑工装。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工装支撑结构，用于对长直型箱型梁钢进行工装支撑，箱型梁钢包括底板(61)、两侧板(62)以及顶板(64)，其特征在于，所述工装支撑结构包括：

工作台(1)，用于作为箱型梁钢的底板(61)的支撑；

内撑机构(2)，用于穿设于箱型梁钢内以由箱型梁钢内侧对箱型梁钢进行支撑；所述内撑机构(2)包括驱动组件(22)、行走组件以及摇臂组件(23)，驱动组件(22)用于驱动摇臂组件(23)伸出动作以撑紧所述箱型梁钢的内壁或用于驱动摇臂组件(23)缩回动作以取消对所述箱型梁钢的内壁撑紧，行走组件用于在所述箱型梁钢焊接完成且所述摇臂组件(23)缩回后使所述内撑机构(2)移出所述箱型梁钢；

横向夹具(3)，安装于所述工作台(1)上，用于装夹于所述箱型梁钢的两侧；

纵向夹具(4)，安装于所述工作台(1)上，用于由所述箱型梁钢的顶面将所述箱型梁钢压紧固定于所述工作台(1)上。

2.根据权利要求1所述的工装支撑结构，其特征在于，所述内撑机构(2)包括箱体(21)，所述摇臂组件(23)包括联接轴(231)、对称分布的铰接于所述联接轴(231)的摆臂(232)以及铰接于所述摆臂(232)的自由端的顶销(233)；所述箱体(21)的任意两相对面均匀分布的对称设置有用于穿设所述顶销(233)的通孔；所述驱动组件(22)用于驱动所述联接轴(231)水平方向远离所述顶销(233)的移动以使所述摆臂(232)摆动进而带动所述顶销(233)缩回，所述驱动组件(22)还用于驱动所述联接轴(231)水平方向靠近所述顶销(233)的移动以使所述摆臂(232)摆动进而带动所述顶销(233)顶出。

3.根据权利要求2所述的工装支撑结构，其特征在于，所述内撑机构(2)还包括用于安装于所述顶销(233)的转换块(5)，用于使所述摇臂组件(23)的撑紧尺寸与对应的所述箱型梁钢的内壁尺寸匹配。

4.根据权利要求2所述的工装支撑结构，其特征在于，所述顶销(233)的连接端凸出形成有限位盘，用于在顶销(233)用所述通孔伸出预设长度后抵接于所述箱体(21)的内壁。

5.根据权利要求2所述的工装支撑结构，其特征在于，所述驱动组件(22)包括设置于所述箱体(21)的端部的控制座(222)、转动连接于所述控制座(222)的控制轴(221)以及与所述控制轴(221)螺纹连接并穿设于所述箱体(21)内的驱动轴(223)，所述驱动轴(223)上设置有限位件(224)以限制所述驱动轴(223)转动，所述驱动轴(223)上开设有用于嵌设所述联接轴(231)的缺口或者开设有用于穿设所述联接轴(231)的限位孔；所述控制轴(221)用于旋转以使所述驱动轴(223)沿轴向移动进而带动所述联接轴(231)移动。

6.根据权利要求5所述的工装支撑结构，其特征在于，所述控制轴(221)的端部穿设有摇杆(7)，所述摇杆(7)用于施力以带动所述控制轴(221)旋转。

7.根据权利要求5所述的工装支撑结构，其特征在于，所述控制座(222)和/或所述控制轴(221)的控制端设置有刻度线，用于标识所述摇臂组件(23)的进给尺寸。

8.根据权利要求1-7任一项所述的工装支撑结构，其特征在于，所述横向夹具(3)包括定位座(31)、第一安装座(32)以及螺纹连接于所述第一安装座(32)的第一顶杆(33)；所述定位座(31)具有用于与所述箱型梁钢的侧面配合的定位面，所述第一顶杆(33)的端部与所述定位面相对设置，用于由所述箱型梁钢的侧面将所述箱型梁钢压紧固定于所述定位座(31)上。

9.根据权利要求1-7任一项所述的工装支撑结构，其特征在于，所述纵向夹具(4)包括第二安装座(41)以及螺纹连接于所述第二安装座(41)的第二顶杆(42)，所述第二顶杆(42)用于由所述箱型梁钢的顶面将所述箱型梁钢压紧固定于所述工作台(1)上。

10.根据权利要求1-7任一项所述的工装支撑结构，其特征在于，所述行走组件包括设置于所述内撑机构(2)的底部的行走轮(24)以及分别设置于所述内撑机构(2)的两侧的侧向轮(25)。