CN220698515U - 一种用于焊接铸锭的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于焊接铸锭的工装夹具，属于铸锭熔炼技术领域，包括支架，多对支撑杆沿竖直方向等间距水平设置在支架上，多个滚轮分别设置在每一对的两个支撑杆相互靠近的一侧，滚轮与支撑杆转动连接，多组套管，每一组的多个套管等间距水平设置在每层所述焊接平台上，套管与滚轮抵接，铸锭固定在套管的内部且与其同轴，相邻铸锭的端部相互抵接，驱动机构设置在支架上，用于实现带动套管旋转；本实用新型通过支架上的支撑杆、滚轮、套管以及驱动机构配合使用，能够实现将多个短铸锭进行装夹固定组成多根长铸锭，利用驱动机构带动长铸锭旋转，使用电子束焊机对多个长铸锭进行焊接，在保证长铸锭焊接效果的同时，能够有效提高铸锭的焊接效率。

Description

一种用于焊接铸锭的工装夹具

技术领域

本实用新型属于铸锭熔炼技术领域，具体涉及一种用于焊接铸锭的工装夹具。

背景技术

铸锭是将金属原料按照各种产品化学成分和内部质量的要求配制成各种合金并铸出适宜于压力加工的尺寸、形状和质量要求的各种合金铸锭，以便进行压力加工。为了提高铸锭内部成分的均匀性，需要对铸锭进行二次熔炼。在对铸锭二次熔炼时，铸锭放入真空熔炼炉中对其夹持固定后进行熔炼。为了提高铸锭的熔炼效率，需要将多根短铸锭连接成一根长铸锭进行夹持，然后再进行熔炼能够有效提高生产效率。

在将多根短铸锭连接成一长根铸锭时，采用人工焊接的方式进行连接。操作人员在焊接两个短铸锭时，一般使用点焊的方式围绕两个短铸锭连接面的圆周进行焊接。然而两个短铸锭在焊接过程中，焊接位置容易出现氧化的情况，导致短铸锭焊接的效果较差。

目前，铸锭二次熔炼技术中，大多采用将短铸锭放入真空环境中，使用焊接设备对短铸锭进行焊接，能够有效避免焊接位置发生氧化，提高短铸锭的焊接效果。然而每根长铸锭在真空环境进行焊接时，每次都需要进行抽真空、冷却等过程，导致短铸锭的焊接效率较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于焊接铸锭的工装夹具，能够实现将多个短铸锭进行装夹固定组成多根长铸锭进行焊接，在保证长铸锭焊接效果的同时，能够有效提高铸锭的焊接效率。

本实用新型的技术方案是：一种用于焊接铸锭的工装夹具，工装夹具置于真空环境中，包括支架，多对支撑杆沿竖直方向等间距水平设置在支架上，支撑杆相互平行，支撑杆的两端与支架连接构成多层焊接平台，多个滚轮分别设置在每一对的两个支撑杆相互靠近的一侧，滚轮与支撑杆转动连接，滚轮的中轴线与支撑杆相互平行，多组套管，每一组的多个套管等间距水平设置在每层焊接平台上，每一对的两个支撑杆之间的多个套管同轴，套管与滚轮抵接，铸锭固定在套管的内部且与其同轴，铸锭的两端延伸出套管，相邻铸锭的端部相互抵接，驱动机构设置在支架上，驱动机构的输出端与套管连接，用于实现带动套管旋转。

优选的，驱动机构包括多个从动齿轮，从动齿轮套装固定在位于每一组的多个套管中间的一个套管上，上下相邻套管上的从动齿轮啮合连接，位于支架顶部一侧的支撑杆上设有电机以及传动机构，电机的输出轴通过传动机构与从动齿轮连接。

优选的，传动机构包括支撑板，支撑板竖直固设置在位于支架顶部一侧的支撑杆上，电机固定在支撑板远离从动齿轮的一侧，支撑板的另一侧水平设有转轴，转轴与支撑板转动连接，转轴上套装固定有从动链轮，电机的输出轴上套装固定有主动链轮，主动链轮通过传动链与从动链轮连接，转轴上套装固定有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合连接。

优选的，每一对的两个支撑杆的两端外侧水平设有B柱，支撑杆与B柱连接，B柱与支架连接，B柱远离支撑杆的一侧中间竖直设有挡板，挡板与B柱固定连接，挡板上水平穿设有顶紧轴，顶紧轴与挡板连接，顶紧轴靠近套管的一端设有铸锭端盖，铸锭端盖与套管同轴，铸锭端盖的外侧与顶紧轴连接，靠近支撑杆两端的铸锭的端部伸入铸锭端盖中且与其抵接。

优选的，挡板的中间竖直设有开口槽，开口槽上卡接有工字型连接块且与其滑动连接，顶紧轴穿过工字型连接块且与其螺纹配合连接，顶紧轴与铸锭端盖通过球头机构活动连接。

优选的，B柱靠近支撑杆的一侧水平开设有方形槽，支撑杆的端部嵌入方形槽且与其滑动连接，B柱的两端穿设有第一螺纹紧固件且与其螺纹配合连接，第一螺纹紧固件的一端伸入方形槽中与支撑杆抵接，支撑杆远离第一螺纹紧固件的一侧水平固设有限位杆，限位杆远离支撑杆的一端与方形槽的内壁抵接。

优选的，支架包括四个C柱，四个C柱竖直对称设置在多对支撑杆的两端外侧，C柱与B柱固定连接，上下两个相邻的支撑杆之间水平设有D柱，D柱与支撑杆相互平行，D柱的两端与C柱固定连接。

优选的，每一对的两个支撑杆相互靠近的一侧水平设有多个支撑腿，支撑腿的一端与支撑杆固定连接，滚轮设置在支撑腿的另一端且与其转动连接，支撑杆远离支撑腿的一侧水平固设有拉手。

优选的，套管的两端沿其径向方向等间距环绕穿设有多个第二螺纹紧固件，第二螺纹紧固件与套管螺纹配合连接，第二螺纹紧固件与套管内部的铸锭抵接。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种用于焊接铸锭的工装夹具，通过支架上的支撑杆、滚轮、套管以及驱动机构配合使用，能够实现将多个短铸锭进行装夹固定组成多根长铸锭，利用驱动机构带动长铸锭旋转，使用电子束焊机对多个长铸锭进行焊接，在保证长铸锭焊接效果的同时，能够有效提高铸锭的焊接效率；本实用新型的工装夹具焊接效率高，效果好，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型的支撑杆结构示意图；

图4为本实用新型的滚轮示意图；

图5为本实用新型的B柱前侧示意图；

图6为本实用新型的B柱后侧示意图；

图7为本实用新型的C柱示意图；

图8为本实用新型的D柱示意图；

图9为本实用新型的拉手示意图；

图10为本实用新型的铸锭端盖前侧示意图；

图11为本实用新型的铸锭端盖后侧示意图；

图12为本实用新型的顶紧轴示意图；

图13为本实用新型的套管示意图；

图14为本实用新型的套管与铸锭安装示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于焊接铸锭的工装夹具，下面结合图1到图14的结构示意图，对本实用新型进行说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

铸锭是将金属原料按照各种产品化学成分和内部质量的要求配制成各种合金并铸出适宜于压力加工的尺寸、形状和质量要求的各种合金铸锭，以便进行压力加工。为了提高铸锭内部成分的均匀性，需要对铸锭进行二次熔炼。在对铸锭二次熔炼时，铸锭放入真空熔炼炉中对其夹持固定后进行熔炼。为了提高铸锭的熔炼效率，需要将多根短铸锭连接成一根长铸锭进行夹持，然后再进行熔炼能够有效提高生产效率。

在将多根短铸锭连接成一长根铸锭时，采用人工焊接的方式进行连接。操作人员在焊接两个短铸锭时，一般使用点焊的方式围绕两个短铸锭连接面的圆周进行焊接。然而两个短铸锭在焊接过程中，焊接位置容易出现氧化的情况，导致短铸锭焊接的效果较差。

目前，铸锭二次熔炼技术中，大多采用将短铸锭放入真空环境中，使用焊接设备对短铸锭进行焊接，能够有效避免焊接位置发生氧化，提高短铸锭的焊接效果。然而每根长铸锭在真空环境进行焊接时，每次都需要进行抽真空、冷却等过程，导致短铸锭的焊接效率较低。

基于上述问题，本实用新型实施例提供的一种用于焊接铸锭的工装夹具，通过支架上的支撑杆、滚轮、套管以及驱动机构配合使用，能够实现将多个短铸锭进行装夹固定组成多根长铸锭，利用驱动机构带动长铸锭旋转，使用电子束焊机对多个长铸锭进行焊接，在保证长铸锭焊接效果的同时，能够有效提高铸锭的焊接效率。

如图1、4、13所示，一种用于焊接铸锭的工装夹具，工装夹具置于真空环境中，包括支架1，多对支撑杆2沿竖直方向等间距水平设置在支架1上，支撑杆2相互平行，支撑杆2的两端与支架1连接构成多层焊接平台，多个滚轮3分别设置在每一对的两个支撑杆2相互靠近的一侧，滚轮3与支撑杆2转动连接，滚轮3的中轴线与支撑杆2相互平行，多组套管4，每一组的多个套管4等间距水平设置在每层焊接平台上，每一对的两个支撑杆2之间的多个套管4同轴，套管4与滚轮3抵接，铸锭固定在套管4的内部且与其同轴，铸锭的两端延伸出套管4，相邻铸锭的端部相互抵接，驱动机构设置在支架1上，驱动机构的输出端与套管4连接，用于实现带动套管4旋转。

在实际生产应用过程中，装夹固定构成的多个长铸锭需要旋转与电子束焊机进行焊接，每个长铸锭依次焊接则会降低焊接效率。

为此，本实施例中提出一种改进方式，驱动机构包括多个从动齿轮21，从动齿轮21套装固定在位于每一组的多个套管4中间的一个套管4上，从动齿轮21通过焊接的方式固定在套管4上，主要负责传动扭矩，每一层中间的套管4上都有一个从动齿轮21，上下相邻套管4上的从动齿轮21啮合连接，位于支架1顶部一侧的支撑杆2上设有电机22以及传动机构，电机22的输出轴通过传动机构与从动齿轮21连接，通过从动齿轮可以利用电机同时带动多个长铸锭外侧的套管旋转，提高铸锭的焊接效率。

本实施例中，优选的，传动机构包括支撑板31，支撑板31竖直固设置在位于支架1顶部一侧的支撑杆2上，电机22固定在支撑板31远离从动齿轮21的一侧，支撑板31的另一侧水平设有转轴，转轴与支撑板31转动连接，转轴上套装固定有从动链轮，电机22的输出轴上套装固定有主动链轮32，主动链轮32通过传动链与从动链轮连接，转轴上套装固定有主动齿轮33，主动齿轮33与从动齿轮21啮合连接。

在实际生产应用过程中，装夹固定相邻的铸锭之间需要紧密贴合，才能够保证焊接质量。

为此，本实施例中提出一种改进方式，如图6、10、11、12所示，优选的，每一对的两个支撑杆2的两端外侧水平设有B柱41，支撑杆2与B柱41连接，B柱41与支架1连接，B柱41远离支撑杆2的一侧中间竖直设有挡板42，挡板42与B柱41固定连接，挡板42上水平穿设有顶紧轴43，顶紧轴43与挡板42连接，顶紧轴43靠近套管4的一端设有铸锭端盖44，铸锭端盖44与套管4同轴，铸锭端盖44的外侧与顶紧轴43连接，靠近支撑杆2两端的铸锭的端部伸入铸锭端盖44中且与其抵接。

优选的，本实施例中，挡板42的中间竖直设有开口槽51，开口槽51上卡接有工字型连接块且与其滑动连接，顶紧轴43穿过工字型连接块且与其螺纹配合连接，顶紧轴43与铸锭端盖44通过球头机构活动连接，利用开口槽上的工字型连接块，能够实现在对不同直径的铸锭装夹固定时，顶紧轴与铸锭能够进行同轴。

具体安装方式为：挡板42的两端有两个通孔，通过螺栓连接的方式固定在B柱41的背面，两者紧密贴合，当铸锭的直径发生变化时，顶紧轴43通过工字型连接块可沿开口槽上下移动，实现在圆心位置的顶紧，铸锭端盖44的正面上有圆形深槽，紧扣在铸锭的端面，顶紧轴43的头部可以随意转动，且呈球形，铸锭端盖44的反面为一球形凹坑，两个接触时可以最大程度减小摩擦力。

如图2、5所示，优选的，B柱41靠近支撑杆2的一侧水平开设有方形槽61，支撑杆2的端部嵌入方形槽61且与其滑动连接，B柱41的两端穿设有第一螺纹紧固件62且与其螺纹配合连接，第一螺纹紧固件62的一端伸入方形槽61中与支撑杆2抵接，支撑杆2远离第一螺纹紧固件62的一侧水平固设有限位杆63，限位杆63远离支撑杆2的一端与方形槽61的内壁抵接。

在实际应用中，支撑杆2在方形槽61内的前后移动，向前移动过程中限位杆63接触到方形槽61的壁面时，支撑杆2就停止移动；B柱410的侧面伸进去一个第一螺纹紧固件62，顶在支撑杆2的正面，防止A柱向后移动。

如图7、8所示，优选的，支架1包括四个C柱71，所述C柱17为方形管，主要起支撑作用，承受整个工装的重量四个C柱71竖直对称设置在多对支撑杆2的两端外侧，C柱71与B柱41固定连接B柱10通过焊接的方式固定在C柱上，上下两个相邻的支撑杆2之间水平设有D柱72，D柱72与支撑杆2相互平行，D柱72的两端与C柱71固定连接，D柱18为矩形管，主要起连接作用。

如图3、9所示，优选的，每一对的两个支撑杆2相互靠近的一侧水平设有多个支撑腿81，支撑腿81的一端与支撑杆2固定连接，滚轮3设置在支撑腿81的另一端且与其转动连接滚轮支撑6固定在支撑腿3的通孔上，支撑杆2远离支撑腿81的一侧水平固设有拉手82，工人可以通过拉手82实现支撑杆2在方形槽61内的前后移动。

如图14所示，优选的，套管4的两端沿其径向方向等间距环绕穿设有多个第二螺纹紧固件91，第二螺纹紧固件91与套管4螺纹配合连接，第二螺纹紧固件91与套管4内部的铸锭抵接，套管4上焊接有螺母，第二螺纹紧固件91穿过螺母与其螺纹配合连接，同时第二螺纹紧固件91上固设有把手，旋拧把手带动第二螺纹紧固件91旋转，使得第二螺纹紧固件91抵接铸锭，实现铸锭与套管4的同心。

装夹阶段：在装夹之前，确保所有的支撑杆2都在方形槽61的外侧，首次使用时，先将一根短铸锭穿进套管4里面，拧动套管4圆周上的4个第二螺纹紧固件91，使得铸锭与套管4同心，然后让两个工人师傅同时在工装的两边手推拉手82，使工装两侧的支撑杆2相向移动，当限位杆63触碰到方形槽61的壁面时，支撑杆2停止前进(推的是最底层支撑杆2)，拧紧第一螺纹紧固件62，防止支撑杆2向后滑动，接下来利用起吊装置将已经定心好的铸锭-套管4吊起，沿着工装最中间的间隙下落，将铸锭-套管4放置在最底层支撑杆2的滚轮支撑上，当最底层的三个铸锭-套管全部放置好后，给两端的铸锭套上铸锭端盖44，并上下调节工字型连接块的位置后拧紧顶紧轴43，以上述同样的方式推动中间层的支撑杆2，放置好中间层的铸锭-套管4，顶紧后装夹最高层的铸锭-套管4，最后确保主动齿轮33与从动齿轮21啮合。

焊接阶段：将电子束焊机放置在真空熔炼炉的内部，再将上述装满铸锭-套管的工装吊运到电子束焊机的工作台上，然后给电机22进行接线，调整电机22的转速，使其转速为0.5r/mim，调试好后进行封炉、抽真空、焊接，本实用新型的铸锭焊接工装，利用现有的电子束焊机，一次可以实现9根短铸锭的快速焊接，从而提高生产效率，且该工装设计支持多种直径的铸锭焊接，应用范围较广，相比于原来的炉内焊接，在焊接工装的帮助下，铸锭的焊接效率得到大幅提升；另外，本实用新型的工装夹具也可以对不同直径的铸锭进行焊接，使用范围较广，铸锭焊接之前的装夹以及焊接完成之后的拆卸都很方便，可以减轻工人的劳动强度。

拆卸阶段：首先松开最高层铸锭两侧的顶紧轴43，取下相应的铸锭端盖44，利用起吊装置吊走最高层焊接好的铸锭及套管4，然后拧出最高层B柱41两端的第一螺纹紧固件62，向两侧将支撑杆2通过拉手82拉出来。紧接着取下中间层的顶紧轴43及铸锭端盖44，利用起吊装置向上吊走中间层焊接好的整根铸锭及套管，然后向两侧将支撑杆2拉出来，取出最底层焊接好的铸锭及套管。

将焊接好的铸锭和套管放置在地面上，开始从套管4内取出整根铸锭，拆卸第二螺纹紧固件91的时候，只需拧出任意两个相邻的螺栓，其余的第二螺纹紧固件91不动，便可将铸锭取出，下次再装铸锭的时候，直接拧上刚拆下来的两个第二螺纹紧固件91即可，不用再定心，而且拧第二螺纹紧固件91的数量减半，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。

以上公开的仅为本实用新型的较佳的具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于焊接铸锭的工装夹具，所述工装夹具置于真空环境中，包括：支架(1)，其特征在于，还包括：

多对支撑杆(2)，沿竖直方向等间距水平设置在所述支架(1)上，所述支撑杆(2)相互平行，所述支撑杆(2)的两端与所述支架(1)连接构成多层焊接平台；

多个滚轮(3)，分别设置在每一对的两个所述支撑杆(2)相互靠近的一侧，所述滚轮(3)与所述支撑杆(2)转动连接，所述滚轮(3)的中轴线与所述支撑杆(2)相互平行；

多组套管(4)，每一组的多个所述套管(4)等间距水平设置在每层所述焊接平台上，每一对的两个所述支撑杆(2)之间的多个所述套管(4)同轴，所述套管(4)与所述滚轮(3)抵接，铸锭固定在所述套管(4)的内部且与其同轴，所述铸锭的两端延伸出所述套管(4)，相邻所述铸锭的端部相互抵接；

驱动机构，设置在所述支架(1)上，所述驱动机构的输出端与所述套管(4)连接，用于实现带动所述套管(4)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述驱动机构包括多个从动齿轮(21)，所述从动齿轮(21)套装固定在位于每一组的多个所述套管(4)中间的一个所述套管(4)上，上下相邻所述套管(4)上的所述从动齿轮(21)啮合连接，位于所述支架(1)顶部一侧的所述支撑杆(2)上设有电机(22)以及传动机构，所述电机(22)的输出轴通过传动机构与所述从动齿轮(21)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述传动机构包括支撑板(31)，所述支撑板(31)竖直固设置在位于所述支架(1)顶部一侧的所述支撑杆(2)上，所述电机(22)固定在所述支撑板(31)远离所述从动齿轮(21)的一侧，所述支撑板(31)的另一侧水平设有转轴，所述转轴与所述支撑板(31)转动连接，所述转轴上套装固定有从动链轮，所述电机(22)的输出轴上套装固定有主动链轮(32)，所述主动链轮(32)通过传动链与所述从动链轮连接，所述转轴上套装固定有主动齿轮(33)，所述主动齿轮(33)与所述从动齿轮(21)啮合连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，每一对的两个所述支撑杆(2)的两端外侧水平设有B柱(41)，所述支撑杆(2)与所述B柱(41)连接，所述B柱(41)与所述支架(1)连接，所述B柱(41)远离所述支撑杆(2)的一侧中间竖直设有挡板(42)，所述挡板(42)与所述B柱(41)固定连接，所述挡板(42)上水平穿设有顶紧轴(43)，所述顶紧轴(43)与所述挡板(42)连接，所述顶紧轴(43)靠近所述套管(4)的一端设有铸锭端盖(44)，所述铸锭端盖(44)与所述套管(4)同轴，所述铸锭端盖(44)的外侧与所述顶紧轴(43)连接，靠近所述支撑杆(2)两端的所述铸锭的端部伸入所述铸锭端盖(44)中且与其抵接。

5.根据权利要求4所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述挡板(42)的中间竖直设有开口槽(51)，所述开口槽(51)上卡接有工字型连接块且与其滑动连接，所述顶紧轴(43)穿过所述工字型连接块且与其螺纹配合连接，所述顶紧轴(43)与所述铸锭端盖(44)通过球头机构活动连接。

6.根据权利要求4所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述B柱(41)靠近所述支撑杆(2)的一侧水平开设有方形槽(61)，所述支撑杆(2)的端部嵌入所述方形槽(61)且与其滑动连接，所述B柱(41)的两端穿设有第一螺纹紧固件(62)且与其螺纹配合连接，所述第一螺纹紧固件(62)的一端伸入所述方形槽(61)中与所述支撑杆(2)抵接，所述支撑杆(2)远离所述第一螺纹紧固件(62)的一侧水平固设有限位杆(63)，所述限位杆(63)远离所述支撑杆(2)的一端与所述方形槽(61)的内壁抵接。

7.根据权利要求4所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述支架(1)包括四个C柱(71)，四个所述C柱(71)竖直对称设置在多对所述支撑杆(2)的两端外侧，所述C柱(71)与所述B柱(41)固定连接，上下两个相邻的所述支撑杆(2)之间水平设有D柱(72)，所述D柱(72)与所述支撑杆(2)相互平行，所述D柱(72)的两端与所述C柱(71)固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，每一对的两个所述支撑杆(2)相互靠近的一侧水平设有多个支撑腿(81)，所述支撑腿(81)的一端与所述支撑杆(2)固定连接，所述滚轮(3)设置在所述支撑腿(81)的另一端且与其转动连接，所述支撑杆(2)远离所述支撑腿(81)的一侧水平固设有拉手(82)。

9.根据权利要求1所述的一种用于焊接铸锭的工装夹具，其特征在于，所述套管(4)的两端沿其径向方向等间距环绕穿设有多个第二螺纹紧固件(91)，所述第二螺纹紧固件(91)与所述套管(4)螺纹配合连接，所述第二螺纹紧固件(91)与所述套管(4)内部的所述铸锭抵接。