一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，包括：調(diào)整機(jī)構(gòu)、上下相對設(shè)置的上支架和下支架、第一壓板、第二壓板、定心塊和螺桿；上支架和下支架均包括夾頭、支板和立柱；調(diào)整機(jī)構(gòu)包括頂桿和頂板；夾頭連接至支板中部，立柱連接至支板兩端；第一壓板連接至上支架的立柱；第二壓板連接至下支架的立柱；定心塊穿過上支架的支板部分設(shè)置在上支架的夾頭內(nèi)且分別與支板和夾頭連接；螺桿與第一壓板連接；頂桿的一端與第二壓板連接；頂板連接至頂桿的另一端。本實(shí)用新型的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具具有定位精度高且有效控制焊接變形，減少貯箱殼體變形的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及金屬連接領(lǐng)域，具體地，涉及一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]球形貯箱殼體自動氬弧焊接是焊接【技術(shù)領(lǐng)域】中的重要難題，主要原因是焊接定位、變形難以控制。在焊接過程中必須使用焊接夾具增加貯箱的整體剛性，并準(zhǔn)確定位焊縫，保證貯箱的焊接精度。焊接夾具本身必須有足夠的剛度和精度，也必須有一定的調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)位置的精確調(diào)整。一般情況下，焊接夾具采用不同于貯箱本體的金屬材料，自身重量較大，對于貯箱這類薄壁殼體件，自身形狀精度不容易保證，如果再承受夾具的重量，變形將更難以控制，常規(guī)焊接夾具無法滿足定位精度和變形最小化的要求，從而導(dǎo)致變形誤差從裝配到焊接逐步的放大化。
[0003]目前球形貯箱外徑不小于Φ 300mm，連接環(huán)壁厚為2.0?7.0mm，貯箱上下殼體主體壁厚為1.5?4.5mm，對這種殼體尺寸的貯箱如果采用常規(guī)焊接夾具，由于貯箱本身剛度小，殼體存在變形，在焊接工裝的裝夾作用下，會把變形量進(jìn)一步放大，不但無法進(jìn)行定位裝配，焊接后會導(dǎo)致局部變形而使產(chǎn)品報(bào)廢。所以，設(shè)計(jì)一種專用的焊接夾具，能避開自身重量和加工精度的影響，就可以實(shí)現(xiàn)裝配定位的精確化，焊接變形的可控化。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其能夠滿足球形貯箱裝夾定位及自動氬弧焊接要求。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，包括:調(diào)整機(jī)構(gòu)、上下相對設(shè)置的上支架和下支架、第一壓板、第二壓板、定心塊和螺桿；上支架和下支架均包括夾頭、支板和立柱；調(diào)整機(jī)構(gòu)包括頂桿和頂板；夾頭連接至支板中部，立柱連接至支板兩端；第一壓板連接至上支架的立柱；第二壓板連接至下支架的立柱；定心塊穿過上支架的支板部分設(shè)置在上支架的夾頭內(nèi)且分別與支板和夾頭連接；螺桿與第一壓板連接；頂桿的一端與第二壓板連接；頂板連接至頂桿的另一端。
[0006]優(yōu)選地，還包括多個(gè)螺栓，夾頭與支板、夾頭與支板及定心塊、支板與立柱、立柱與第一壓板、以及立柱與第二壓板之間均通過螺栓連接。
[0007]優(yōu)選地，第一壓板和第二壓板均為具有內(nèi)楔形面的壓板。
[0008]優(yōu)選地，第一壓板的內(nèi)楔形面的角度為3°?20°。
[0009]優(yōu)選地，第二壓板的內(nèi)楔形面的角度為5°?25°。
[0010]優(yōu)選地，第一壓板和第二壓板上均設(shè)置有螺紋孔，螺桿和頂桿上均設(shè)置有螺紋，螺桿與第一壓板螺紋連接，頂桿和第二壓板螺紋連接。
[0011]優(yōu)選地，定心塊的直徑為Φ45?Φ 120mm。
[0012]優(yōu)選地，螺桿的長度為50?130mm，調(diào)節(jié)范圍為O?30mm，調(diào)節(jié)精度為0.1?1mm。[0013]優(yōu)選地，頂板具有內(nèi)楔形面，頂板的內(nèi)楔形面的角度為3°?15°。
[0014]優(yōu)選地，頂桿長度為100?250mm，調(diào)節(jié)范圍為O?120mm，調(diào)節(jié)精度為0.1?10mm。
[0015]優(yōu)選地，螺桿與球形貯箱上殼體的過渡段位置對應(yīng)，頂板與球形貯箱下殼體的過渡段對應(yīng)。
[0016]本實(shí)用新型的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具有效利用了貯箱殼體焊接接口與連接環(huán)之間存在一定區(qū)域的過渡段，設(shè)計(jì)了一種特殊的夾具，這種夾具一方面通過定心塊確定貯箱殼體的徑向和軸向位置，另一方面通過頂桿擠壓頂板，實(shí)現(xiàn)了貯箱殼體徑向位置的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)頂桿和螺桿伸出的長度達(dá)到精確定位的目的。同時(shí)受壓的頂板作用在殼體較薄的區(qū)域，也增加了貯箱殼體的整體剛性，可以有效控制焊接變形。
[0017]本實(shí)用新型的夾具利用頂板內(nèi)楔形面保證夾具和貯箱殼體的緊密連接。通過調(diào)節(jié)頂桿使頂板壓緊貯箱殼體又不壓傷貯箱，與此同時(shí)也可以對焊接口圓度有一定程度的校正，這樣有效的提高了貯箱殼體焊接處的剛性，在整個(gè)焊接過程也可以保證焊接處的變形在一定限度內(nèi)。裝配完成后，采用自動氬弧焊接形式，進(jìn)一步減少貯箱殼體的變形。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具具有定位精度高且有效控制焊接變形，減少貯箱殼體變形的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯:
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為螺桿與上殼體的連接關(guān)系示意圖。
[0022]圖中:1為夾頭；2為支板；3為立柱；41為第一壓板；42為第二壓板；5為螺桿；6為頂板；7為頂桿；8為定心塊；9為螺栓；10為法蘭；11為上殼體；12為連接環(huán)；13為下殼體；14為過渡段。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0024]請參閱圖1，一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，包括:調(diào)整機(jī)構(gòu)、上下相對設(shè)置的上支架和下支架、第一壓板、第二壓板、定心塊和螺桿；上支架和下支架均包括夾頭、支板和4個(gè)立柱；調(diào)整機(jī)構(gòu)包括頂桿和頂板；夾頭連接至支板中部，立柱連接至支板兩端；第一壓板連接至上支架的立柱；第二壓板連接至下支架的立柱；定心塊穿過上支架的支板部分設(shè)置在上支架的夾頭內(nèi)且分別與支板和夾頭連接；螺桿與第一壓板連接；頂桿的一端與第二壓板連接；頂板連接至頂桿的另一端。
[0025]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括多個(gè)螺栓，夾頭與支板、夾頭與支板及定心塊、支板與立柱、立柱與第一壓板、以及立柱與第二壓板之間均通過螺栓連接。
[0026]進(jìn)一步地，第一壓板和第二壓板均為具有內(nèi)楔形面的壓板，第一壓板的內(nèi)楔形面的角度為3°?20°，第二壓板的內(nèi)楔形面的角度為5°?25°。
[0027]進(jìn)一步地，第一壓板和第二壓板上均設(shè)置有螺紋孔，螺桿和頂桿上均設(shè)置有螺紋，螺桿與第一壓板螺紋連接，頂桿和第二壓板螺紋連接。螺桿與球形貯箱上殼體的過渡段位置對應(yīng)，頂板與球形貯箱下殼體的過渡段對應(yīng)。
[0028]進(jìn)一步地，定心塊的直徑為Φ 45?Φ 120mm ;螺桿的長度為50?130mm，調(diào)節(jié)范圍為O?30mm,調(diào)節(jié)精度為0.1?1_。
[0029]進(jìn)一步地，頂板具有內(nèi)楔形面，頂板的內(nèi)楔形面的角度為3°?15° ;頂桿長度為100?250_，調(diào)節(jié)范圍為O?120mm，調(diào)節(jié)精度為0.1?10_。
[0030]具體地，如圖1所示，球形貯箱為鋁合金貯箱，外徑Φ 780mm,連接環(huán)12與上殼體11焊接處壁厚4.0mm,連接環(huán)12與下殼體13焊接處壁厚4.4mm,上、下殼體本體厚度3.2mm。采用自動氬弧焊接方式將貯箱上殼體11和下殼體13分別與連接環(huán)12兩端焊接。上殼體11的前端均有一段過渡段14,該過渡區(qū)壁厚由3.2mm圓滑過渡到4.0mm,下殼體13的前端均有一段過渡段14，該過渡區(qū)壁厚由3.2mm圓滑過渡到4.4_。
[0031]采用本實(shí)用新型的定位及變形控制夾具進(jìn)行定位時(shí)，定心塊8穿過支板2中部的孔，與上殼體11上端法蘭10孔小間隙配合定位；頂板6與下殼體13的過渡段14對應(yīng)，通過頂桿7作用緊緊貼合在下殼體13外表面；螺桿5與上殼體11的過渡段14對應(yīng)，與連接環(huán)12外沿突出端接觸，通過拉力或者壓力調(diào)整連接環(huán)12與上殼體11的相對位置。
[0032]具體地，本實(shí)施例的定心塊的直徑為75mm。
[0033]第一壓板41的內(nèi)楔形面環(huán)狀楔形面的傾斜角度可以示3°，12°或18°與上殼體11外形相吻合起到支撐固定上殼體11的作用，第二壓板42的內(nèi)楔形面環(huán)狀楔形面的傾斜角度可以示5° ,10°或20°與下殼體13外形相吻合起到支撐固定下殼體13的作用。
[0034]螺桿5采用擠壓方式頂在連接環(huán)的外延突出面，與上殼體11的過渡段14對應(yīng)，其長度在40?80mm，調(diào)節(jié)范圍5?10mm，調(diào)節(jié)精度為0.1mm。
[0035]頂板6的內(nèi)楔形面環(huán)狀楔形面的傾斜角度可以示3°，5°，12°或15°與下殼體13的過渡段14外表面完全吻合，通過調(diào)節(jié)若干個(gè)頂桿7，例如4個(gè)，6個(gè)，8個(gè)，使頂板6與下殼體13的過渡段14緊密貼合；，頂桿7的長度在120?200mm，調(diào)節(jié)范圍為20?60mm，調(diào)節(jié)精度為1mm。
[0036]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種特殊的夾具，它能滿足球形貯箱殼體裝配定位、精確調(diào)整要求，還能通過壓緊力在一定程度上對殼體自身的圓度進(jìn)行校正，同時(shí)又能在焊接過程中增加殼體局部剛度使焊縫處變形得到控制。從圖2可以看出，在貯箱殼體與連接環(huán)12之間有一定長度的過渡段14，連接環(huán)12外表面中部有一圈外沿突出面，夾具通過此過渡區(qū)域作為接觸面，通過調(diào)節(jié)螺栓5和頂桿7，實(shí)現(xiàn)了上、下殼體定位的精確調(diào)整。頂桿7對頂板6的擠壓在校正圓度的同時(shí)也控制了焊接過程中焊縫處的變形，從而可以進(jìn)行裝配和自動氬弧焊，不僅定位準(zhǔn)確也控制了整體焊接變形量。
[0037]以上對本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，包括:調(diào)整機(jī)構(gòu)、上下相對設(shè)置的上支架和下支架、第一壓板、第二壓板、定心塊和螺桿；所述上支架和下支架均包括夾頭、支板和立柱；所述調(diào)整機(jī)構(gòu)包括頂桿和頂板；所述夾頭連接至所述支板中部，所述立柱連接至所述支板兩端；所述第一壓板連接至所述上支架的立柱；所述第二壓板連接至所述下支架的立柱；所述定心塊穿過所述上支架的支板部分設(shè)置在所述上支架的夾頭內(nèi)且分別與所述支板和夾頭連接；所述螺桿與所述第一壓板連接；所述頂桿的一端與所述第二壓板連接；所述頂板連接至所述頂桿的另一端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，還包括多個(gè)螺栓，所述夾頭與支板之間、夾頭與支板及定心塊之間、支板與立柱之間、立柱與第一壓板之間、以及立柱與第二壓板之間均通過所述螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述第一壓板和第二壓板均為具有內(nèi)楔形面的壓板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述第一壓板的內(nèi)楔形面的角度為3°?20°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述第二壓板的內(nèi)楔形面的角度為5°?25°。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述第一壓板和第二壓板上均設(shè)置有螺紋孔，所述螺桿和頂桿上均設(shè)置有螺紋，所述螺桿與所述第一壓板螺紋連接，所述頂桿和第二壓板螺紋連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述定心塊的直徑為Φ45?Φ 120mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述螺桿的長度為50?130mm,調(diào)節(jié)范圍為O?30mm,調(diào)節(jié)精度為0.1?1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述頂板具有內(nèi)楔形面，所述頂板的內(nèi)楔形面的角度為3°?15°。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形貯箱殼體焊接定位及變形控制夾具，其特征在于，所述頂桿長度為100?250mm，調(diào)節(jié)范圍為O?120臟，調(diào)節(jié)精度為0.1?10mm。
【文檔編號】B23K37/04GK203610864SQ201320449361
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月25日
【發(fā)明者】韓洪武, 謝榮華, 王曉玲, 沈偉, 朱鵬程, 吳奇波, 劉俊杰, 謝屹, 施華, 孔方圓, 邱衛(wèi)東 申請人:上?？臻g推進(jìn)研究所