本實用新型屬于工藝裝備制造領(lǐng)域,具體涉及管件焊接工藝裝備的制造。
背景技術(shù):
特種車輛排氣管路為法蘭盤連接的多段管件組成。如圖1所示:有兩段異形排氣管,一種為左排氣管總成1;另一種為右排氣管總成2。各種車輛的左/右排氣管總成形狀類似,尺寸略有不同。
左排氣管總成外形為不等高的U字形,兩端法蘭盤平行,手工畫線拼焊制作的簡易焊接工裝。如圖2、圖3、圖4所示:其結(jié)構(gòu)由底板3、法蘭盤4、筋板5和墊板6組成,上述零件通過焊接固定在一起。法蘭盤4垂直焊在底板3上,然后用筋板5將法蘭盤4與底板3焊接固定。該工裝還配有固定工裝與排氣管的普通螺栓螺母。
右排氣管總成形狀較為復雜,工裝焊接的制作通過產(chǎn)品樣件現(xiàn)場組合拼接工裝。如圖5、圖6、圖7所示:其結(jié)構(gòu)由底板3、法蘭盤4、筋板5和墊板6組成,工裝結(jié)構(gòu)形式及固定方式同左排氣管工裝。
背景技術(shù)的缺陷:
1、焊接工裝采用手工劃線或利用樣件組合拼接而成,尺寸精度差,制作粗糙、底板厚度只有5mm,焊接部位存在變形問題。依靠這樣的焊接工裝來定位生產(chǎn)出的排氣管質(zhì)量較難得到保證、批量尺寸一致性差,個別排氣管焊接后不同心、扭曲,造成裝配時組合困難,生產(chǎn)效率低,工人勞動強度大。
2、有三種法蘭盤安裝孔為腰形孔,用普通螺栓固定,螺栓在腰形孔內(nèi)竄動量大,配對的法蘭盤存在錯位的可能性,這樣焊出的排氣管法蘭盤角度就出現(xiàn)偏差,即使發(fā)現(xiàn)錯位,也要花費時間進行調(diào)整或返修。
3、一種車型需要兩套焊接工裝,不同車型就要有較多工裝,占用空間大、使用效率低,不易清潔、不易查找,保護不善容易出現(xiàn)變形。
4、焊接工裝上法蘭盤安裝孔距離底板只有13mm左右的距離,法蘭盤上還焊有固定筋板,距離安裝孔很近,這些都給安裝法蘭盤造成困難,工作效率低下。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種模塊化組合式專用焊接工裝,即模塊化組合式異形排氣管專用焊接工裝,利用模塊間的不同搭配,組合出多套焊接工裝,提高工裝的利用效率,減少工裝數(shù)量,增加車間寶貴空間用于其它增值活動,減少工裝維護費用;利用科學方法和精密設(shè)備設(shè)計制作精準的工裝,操作簡便的工裝,滿足排氣管的技術(shù)要求和批量尺寸的一致性,減輕操作者的勞動強度。
本實用新型的技術(shù)方案,一種模塊化組合式法排氣管專用焊接工裝,由底板、固定支承板組件、緊固裝置組成;在底板上加工多個定位孔;底板的定位孔為長方形孔,長方形孔的截面為階梯型,定位孔的位置及傾斜角度由排氣管的法蘭盤的位置和傾斜角度確定;固定支承板組件包括五種固定支承板,一種固定支撐板對應(yīng)連接一種法蘭盤;五種固定支承板插入底板中相應(yīng)的定位孔內(nèi);用其中三種固定支承板與底板的定位孔安裝組合出兩套左排氣管焊接工裝;用其中四種固定支承板與底板的定位孔安裝組合出兩套右排氣管焊接工裝,即用共用底板和五種固定支承板可組合出四套焊接工裝,一套左排氣管焊接工裝為排氣管左側(cè)的一段管路的連接口組合;一套右排氣管焊接工裝為排氣管右側(cè)的一段管路的連接口組合;固定支承板由支承板和擋塊組成,擋塊位于支承板的下部;擋塊與位于擋塊之下的支承板部分組合后與底板的定位孔的形狀一致,用于將固定支承板固定在定位孔中,固定后各個固定支撐板的圓心位于同一高度;緊固裝置包括螺栓和螺母;螺栓的中段部分,其截面為腰型即長方形和兩個半圓組成的形狀;固定支承板上的孔也為腰型;用緊固裝置固定支承板和排氣管法蘭盤。
優(yōu)選地,底板上的定位孔的數(shù)量為八個。
優(yōu)選地,固定支承板中的圓心距下端面尺寸為140mm。
與原來焊接工裝比較,本排氣管焊接專用工裝有如下效果:
1、本實用新型的焊接工裝舍棄了慣用的焊接式工裝,改為模塊化組合式。共用底板、五種固定支承板根據(jù)需要在底板上進行局部組合,可組合出四套焊接工裝,也充分體現(xiàn)了其優(yōu)點,大幅降低了焊接工裝的制作成本和制作周期。
2、采用長方階梯孔在底板上進行定位,易確定方向,便于加工和測量。
3、將各固定支承板上法蘭盤的圓心作為同一基準,可保證各管件中心水平,將排氣管法蘭盤內(nèi)外形、安裝孔及在水平/空間角度復制到固定支承板中,保證排氣管法蘭盤角度準確。
4、專用(腰形)螺栓可防止固定支承板與法蘭盤錯位。
5、本工裝為模塊化組合式工裝,原來四套工裝濃縮到一套中,大幅提高了底板和固定支承板的利用效率,緩解了閑置工裝占用車間寶貴空間的問題,減少了工裝數(shù)量,降低了工裝的制作成本和保管維護成本。
6、設(shè)計專用(腰形)螺栓,解決了法蘭盤錯位問題。
7、將各固定支承板中的圓心整體提高了20mm,固定支承板與排氣管法蘭盤安裝孔周圍沒有干涉,解決了法蘭盤安裝困難問題。
8、不焊接管件時可將固定支承板拆下,固定支承板及其附件與底板單獨存放,便于清潔和維護,另底板還可作為小平臺使用。
本工裝尺寸精準,包括空間尺寸/角度,焊接后的排氣管尺寸完全符合技術(shù)文件要求,批量尺寸一致性好,整體管路連接安裝順暢,新工裝投產(chǎn)使用后排氣管未出現(xiàn)一次質(zhì)量問題;本工裝結(jié)構(gòu)簡單、外觀整齊、美觀、使用和維護方便。
附圖說明
圖1:現(xiàn)有特種車輛排氣管路示意圖
圖2:左排氣管原焊接工裝圖主視圖
圖3:左排氣管原焊接工裝圖左視圖
圖4:左排氣管原焊接工裝圖俯視圖
圖5a:右排氣管原焊接工裝主視圖及包括排氣管路安裝示意圖;
圖5b:右排氣管原焊接工裝圖主視圖
圖6:右排氣管原焊接工裝圖剖視圖
圖7:右排氣管原焊接工裝圖俯視圖
圖8:新焊接工裝圖示意圖
圖9:固定支承板緊固件示意圖
圖10:第一種左排氣管工裝示意圖
圖11:第一種右排氣管工裝示意圖
圖12:第二種左排氣管工裝示意圖
圖13:第二種右排氣管工裝示意圖
圖14:底板主示圖
圖15:底板剖視圖
圖16:第一種固定支承板
圖17:第二種固定支承板
圖18:第三種固定支承板
圖19:第四種固定支承板
圖20:第五種固定支承板
圖21:固定支承板圖示
圖22:專用螺栓圖示
圖23:有凸臺的固定支撐板
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型進一步詳細地描述。
本實用新型是設(shè)計一組模塊化組合式法蘭盤連接方式的排氣管專用焊接工裝。如圖8、圖9所示:其結(jié)構(gòu)由底板7、固定支承板組件、緊固裝置構(gòu)成。
緊固裝置包括螺栓9和螺母10。
底板上帶有長方形階梯孔,固定支承板組件插接在底板上,裝卸方便。
承板組件8包括五種固定支承板,一種固定支撐板對應(yīng)連接一種法蘭盤;五種固定支承板插入底板中相應(yīng)的定位孔內(nèi)。
從固定支承板組件中選擇其中三種支承板與底板配對可組合出兩套左排氣管焊接工裝,如圖10、圖12;選擇其中四種固定支承板與底板配對可組合出兩套右排氣管焊接工裝,圖 11、圖13所示,即一種底板和五種固定支承板可組合出四套焊接工裝。一套左排氣管焊接工裝為位于排氣管的左側(cè)的一段管路的連接口組合;一套右排氣管焊接工裝為排氣管右側(cè)的一段管路的連接口組合。
底板如圖14、圖15所示:選用尺寸為800×650×30平板作為共用底板,底板上加工八個長方形階梯孔,其中15×60為通孔,35×70孔高度為10,其位置(含角度)根據(jù)4組排氣管法蘭盤確定,以左上角長方孔作為基準孔。選擇長方形階梯孔一是因為它具有方向性,且容易加工,二是活動組件插入底板后兩者變成一個整體,強度增大。該底板厚度為30mm,比原來工裝底板增厚20mm,強度增強。
固定支承組件中設(shè)計有五種支承板,分別如圖16、圖17、圖18、圖19、圖20所示。固定支承板由支承板11和擋塊12構(gòu)成,如圖21所示。排氣管總成中各管件的圓心均在一個平面上,為保證各管件中心水平,支承板上半部分完全按排氣管法蘭盤設(shè)計,一種固定支承板對應(yīng)一種法蘭盤,外形、安裝孔及角度一一對應(yīng),以各固定支承板的圓心(或中心)為基準,距下端面尺寸H全部相同,均為140mm,這樣既能保證管件中心水平,又保證了管件法蘭盤的角度尺寸。擋塊寬度10mm、厚度5mm,焊接在支承板下部位,擋塊下端面距支承板底端面15mm。支承板厚度為15mm,比原法蘭盤增厚約5-9mm,具有足夠的強度和剛度,足以承受焊接管件的重量及焊接變形的反作用力。
緊固裝置配有成對的螺栓9、螺母18??紤]固定支承板組件中有三種安裝孔為腰形孔,所以螺栓設(shè)計為專用螺栓,如圖22所示。其中間部位也為腰形狀,尺寸與腰形孔相匹配,保證支承板與排氣管法蘭盤不存在錯位問題。腰型即長方形和兩個半圓組成的形狀。
焊接某種排氣管時,將底板放置在平整的平臺上,長方形階梯孔在上方;從固定支承板組件中選擇相應(yīng)的固定支承板,插接到底板上,將排氣管各端的法蘭盤與對應(yīng)的固定支承板通過腰形螺栓、螺母聯(lián)接固定,將排氣管插入法蘭盤當中保證管件與法蘭盤垂直,然后組合焊接。組合焊接后拆卸腰形螺栓、螺母,取下排氣管焊接總成。組合焊接另外一種排氣管時按上述步驟進行。
用共用底板和五種固定支承板可組合出四套焊接工裝,大幅提高了底板和固定支承板的利用效率,緩解了閑置工裝占用車間寶貴空間的問題,減少了工裝數(shù)量,降低了工裝的制作成本和保管維護成本。不焊接管件時可將活動組件拆下,底板還可以作為小平臺使用等諸多優(yōu)點。
固定支承板是以排氣管法蘭盤圓心為基準,將排氣管法蘭盤內(nèi)外形、安裝孔及在水平/ 空間角度復制到固定支承板。
圖23所示,固定支承板設(shè)計有凸臺,以此來保證管子的插入量。
專用(腰形)螺栓為仿形設(shè)計,是根據(jù)法蘭盤安裝孔的形狀進行針對設(shè)計。