本發(fā)明涉及一種薄壁半球形焊接組合件加工工裝及加工方法，尤其涉及一種四等分拼裝半球形薄壁件的加工工裝設(shè)計(jì)，屬于機(jī)械加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

后錐筒是一種新型接管的新類型零部件，其結(jié)構(gòu)為半球形薄壁焊接組合件，又或者稱為“碗型”，且不屬于整體焊接件，而是由4等份分別獨(dú)立焊接完成后，經(jīng)機(jī)械加工，最后拼裝成為一個(gè)整體半球形。

其特點(diǎn)是：整個(gè)碗型壁板厚只有3mm厚，除了拼裝的哈負(fù)板加工成品后是6mm厚外，其它板厚成品后也只有3mm厚；且整個(gè)“碗”是由4等份拼裝而成，其焊接和機(jī)械加工難度大，1/4圓尺寸無法準(zhǔn)確控制，需要借助工裝來完成。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供薄壁半球形焊接組合件加工工裝及加工方法，此加工方法能夠適應(yīng)此類薄壁半球形焊接組合件加工，而且保證加工精度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：薄壁半球形焊接組合件，它采用四個(gè)均分的分塊拼裝而成，每個(gè)所述分塊都包括環(huán)形平底，所述環(huán)形平底的頂部為錐形壁，所述錐形壁的頂部為豎直壁，在豎直壁的頂部設(shè)置有裙邊，在環(huán)形平底的內(nèi)環(huán)底部設(shè)置有定位環(huán)，在每個(gè)分塊的兩側(cè)端面焊接固定有哈負(fù)板，在哈負(fù)板上等間距加工有多個(gè)裝配孔；四個(gè)所述分塊兩兩之間通過哈負(fù)板固定相連。

所述分塊的板材都采用薄壁板材料制成。

薄壁半球形焊接組合件所有板件的厚度為3mm。

用于所述薄壁半球形焊接組合件加工的工裝，它包括1/4扇形板，所述1/4扇形板上加工有1/4環(huán)形定位槽，所述1/4環(huán)形定位槽與薄壁半球形焊接組合件分塊的定位環(huán)相配合，并對分塊進(jìn)行底部和側(cè)面定位，所述1/4扇形板上加工有中心螺紋孔。

還包括整圓板，所述整圓板上加工有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與拼裝組合成整個(gè)薄壁半球形焊接組合件之后的定位環(huán)相配合。

所述整圓板和薄壁半球形焊接組合件的環(huán)形平底之間設(shè)置有工藝板，所述工藝板通過點(diǎn)焊固定在環(huán)形平底的底部，并保持和環(huán)形平底同圓形。

采用工裝對薄壁半球形焊接組合件的加工方法，它包括以下步驟：

step1：準(zhǔn)備毛坯件；所述毛坯件為1/4分塊；

step2：立車，加工裝夾基準(zhǔn)；將step1中的1/4分塊毛坯件，倒扣之后組裝，并以大端端面的裙邊為基準(zhǔn)，統(tǒng)一車削用于焊接工藝板的底部基準(zhǔn)面；

step3：采用數(shù)控鏜銑床加工用于裝配的哈負(fù)板；

step4：鉗工將4個(gè)step3中的1/4分塊進(jìn)行拼裝；

step5：將step4中的拼裝組合件進(jìn)行立車，進(jìn)而加工成成品。

所述step3中的詳細(xì)步驟為：將step2中的1/4分塊底部基準(zhǔn)面上焊接1/4工藝板作為底部端面基準(zhǔn)，并將1/4分塊與1/4扇形板通過工藝板進(jìn)行端面定位配合，同時(shí)通過1/4分塊的定位環(huán)與1/4環(huán)形定位槽進(jìn)行同心度定位，通過1/4扇形板的端面進(jìn)行90°角度面控制尺寸，采用數(shù)控鏜銑床加工1/4分塊的哈負(fù)板的裝配端面以及裝配孔。

所述step4中的詳細(xì)步驟為：以整圓板和工藝板為輔助工裝，將4塊1/4分塊通過環(huán)形槽進(jìn)行同心度定位，并以工藝板進(jìn)行端面定位之后，用螺栓和螺母將4等份1/4分塊拼裝成整體，所述螺栓和螺母分別安裝在相鄰，兩兩哈負(fù)板上的裝配孔上。

所述step5中的詳細(xì)步驟為：

step5-1：車拼裝組合件的大端端面和外圓；將step4中拼裝組合件整體定位裝夾在整圓板上，并以工藝板為端面基準(zhǔn)，以環(huán)形槽為同心度定位基準(zhǔn)，對大端端面的裙邊進(jìn)行車削加工，再對裙邊的外圓進(jìn)行車削；

step5-2：車拼裝組合件的小端端面和內(nèi)、外圓；將step5-1的加工好的拼裝組合件，整體倒扣裝夾，并以已經(jīng)加工好的大端端面的裙邊為基準(zhǔn)，車削小端定位環(huán)的端面，再對定位環(huán)的內(nèi)、外圓進(jìn)行車削。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、通過采用上述的工裝以及加工方法，能夠薄壁半球形焊接組合件進(jìn)行組裝和焊接，此工裝制作簡單，裝夾便捷，加工過程穩(wěn)定，尺寸得到精確控制，完工產(chǎn)品通過質(zhì)量認(rèn)證。

2、通過所述的1/4扇形板作為輔助工裝，用來定位角度方向尺寸；1/4環(huán)形定位槽大小按照小端內(nèi)孔毛坯尺寸設(shè)計(jì)，用來控制直徑方向尺寸，此工裝用作焊接時(shí)定位參考和裝配哈負(fù)板端面加工時(shí)定位加工基準(zhǔn)。

3、通過所述的整圓板用作1/4分塊拼裝成整圓時(shí)的小端內(nèi)孔檢查和立車加工時(shí)裝夾使用。

4、通過設(shè)置工藝板，是因?yàn)檎麄€(gè)分塊的主體部分都是由3mm厚的板材直接焊接而成，不允許加工；根據(jù)零件這種特點(diǎn)，需要另外增加一塊工藝板，點(diǎn)焊即可，經(jīng)加工后用來作為后續(xù)加工的裝夾基準(zhǔn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1為薄壁半球形焊接組合件的1/4分塊第一視角三維圖。

圖2為薄壁半球形焊接組合件的1/4分塊第二視角三維圖。

圖3為1/4扇形板三維圖。

圖4為1/4扇形板和1/4分塊裝配定位之后的第一視角三維圖。

圖5為1/4扇形板和1/4分塊裝配定位之后的第二視角三維圖。

圖6為整圓板三維圖。

圖7為四個(gè)1/4分塊組合之后的三維圖。

圖8為四個(gè)1/4分塊組合之后與工藝板焊接之后的第一視角三維圖。

圖9為四個(gè)1/4分塊組合之后與工藝板焊接之后的第二視角三維圖。

圖10為四個(gè)1/4分塊組合之后與工藝板焊接之后的第三視角三維圖。

圖11為四個(gè)1/4分塊組合之后整圓板裝配之后的第一視角三維圖。

圖12為四個(gè)1/4分塊組合之后整圓板裝配之后的第二視角三維圖。

圖13為加工過程中step1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為加工過程中step2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為加工過程中step3的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為加工過程中step4的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為加工過程中step5-1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖18為加工過程中step5-2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：裙邊1、豎直壁2、哈負(fù)板3、裝配孔4、錐形壁5、環(huán)形平底6、定位環(huán)7、1/4扇形板8、1/4環(huán)形定位槽9、中心螺紋孔10、工藝板11、整圓板12、底部基準(zhǔn)面13。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例1：

如圖1-12，薄壁半球形焊接組合件，它采用四個(gè)均分的分塊拼裝而成，每個(gè)所述分塊都包括環(huán)形平底6，所述環(huán)形平底6的頂部為錐形壁5，所述錐形壁5的頂部為豎直壁2，在豎直壁2的頂部設(shè)置有裙邊1，在環(huán)形平底6的內(nèi)環(huán)底部設(shè)置有定位環(huán)7，在每個(gè)分塊的兩側(cè)端面焊接固定有哈負(fù)板3，在哈負(fù)板3上等間距加工有多個(gè)裝配孔4；四個(gè)所述分塊兩兩之間通過哈負(fù)板3固定相連。

進(jìn)一步的，所述分塊的板材都采用薄壁板材料制成。

進(jìn)一步的，薄壁半球形焊接組合件所有板件的厚度為3mm。

實(shí)施例2：

進(jìn)一步的，用于所述薄壁半球形焊接組合件加工的工裝，它包括1/4扇形板8，所述1/4扇形板8上加工有1/4環(huán)形定位槽9，所述1/4環(huán)形定位槽9與薄壁半球形焊接組合件分塊的定位環(huán)7相配合，并對分塊進(jìn)行底部和側(cè)面定位，所述1/4扇形板8上加工有中心螺紋孔10。通過所述的1/4扇形板作為輔助工裝，用來定位角度方向尺寸；1/4環(huán)形定位槽9大小按照小端內(nèi)孔毛坯尺寸設(shè)計(jì)，用來控制直徑方向尺寸，此工裝用作焊接時(shí)定位參考和裝配哈負(fù)板端面加工時(shí)定位加工基準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，還包括整圓板12，所述整圓板12上加工有環(huán)形槽13，所述環(huán)形槽13與拼裝組合成整個(gè)薄壁半球形焊接組合件之后的定位環(huán)7相配合。整圓板用作1/4分塊拼裝成整圓時(shí)的小端內(nèi)孔檢查和立車加工時(shí)裝夾使用。

進(jìn)一步的，所述整圓板12和薄壁半球形焊接組合件的環(huán)形平底6之間設(shè)置有工藝板11，所述工藝板11通過點(diǎn)焊固定在環(huán)形平底6的底部，并保持和環(huán)形平底6同圓形。通過設(shè)置工藝板11，是因?yàn)檎麄€(gè)分塊的主體部分都是由3mm厚的板材直接焊接而成，不允許加工；根據(jù)零件這種特點(diǎn)，需要另外增加一塊工藝板11，點(diǎn)焊即可，經(jīng)加工后用來作為后續(xù)加工的裝夾基準(zhǔn)。

實(shí)施例3：

如圖13-18，采用工裝對薄壁半球形焊接組合件的加工方法，它包括以下步驟：

step1：準(zhǔn)備毛坯件；所述毛坯件為1/4分塊；

step2：立車，加工裝夾基準(zhǔn)；將step1中的1/4分塊毛坯件，倒扣之后組裝，并以大端端面的裙邊1為基準(zhǔn)，統(tǒng)一車削用于焊接工藝板11的底部基準(zhǔn)面13；

step3：采用數(shù)控鏜銑床加工用于裝配的哈負(fù)板3；

step4：鉗工將4個(gè)step3中的1/4分塊進(jìn)行拼裝；

step5：將step4中的拼裝組合件進(jìn)行立車，進(jìn)而加工成成品。

所述step3中的詳細(xì)步驟為：將step2中的1/4分塊底部基準(zhǔn)面13上焊接1/4工藝板11作為底部端面基準(zhǔn)，并將1/4分塊與1/4扇形板8通過工藝板11進(jìn)行端面定位配合，同時(shí)通過1/4分塊的定位環(huán)7與1/4環(huán)形定位槽9進(jìn)行同心度定位，通過1/4扇形板8的端面進(jìn)行90°角度面控制尺寸，采用數(shù)控鏜銑床加工1/4分塊的哈負(fù)板3的裝配端面以及裝配孔4。

所述step4中的詳細(xì)步驟為：以整圓板12和工藝板11為輔助工裝，將4塊1/4分塊通過環(huán)形槽13進(jìn)行同心度定位，并以工藝板11進(jìn)行端面定位之后，用螺栓和螺母將4等份1/4分塊拼裝成整體，所述螺栓和螺母分別安裝在相鄰，兩兩哈負(fù)板3上的裝配孔4上。

所述step5中的詳細(xì)步驟為：

step5-1：車拼裝組合件的大端端面和外圓；將step4中拼裝組合件整體定位裝夾在整圓板12上，并以工藝板11為端面基準(zhǔn)，以環(huán)形槽13為同心度定位基準(zhǔn)，對大端端面的裙邊1進(jìn)行車削加工，再對裙邊1的外圓進(jìn)行車削；

step5-2：車拼裝組合件的小端端面和內(nèi)、外圓；將step5-1的加工好的拼裝組合件，整體倒扣裝夾，并以已經(jīng)加工好的大端端面的裙邊1為基準(zhǔn)，車削小端定位環(huán)7的端面，再對定位環(huán)7的內(nèi)、外圓進(jìn)行車削。

通過上述的說明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。