一種帶葉片空心圓臺焊接工裝夾具的制作方法

本發明涉及一種焊接夾具，特別涉及一種帶葉片空心圓臺焊接工裝夾具。

背景技術：

焊接技術是機械制造工業中的關鍵技術，其廣泛應用于能源工程、海洋工程、航空航天工程、石油化工工程等領域。在焊接生產中，裝配和焊接是兩道重要的生產工序，焊接設備和焊接工裝夾具是焊接工業生產的重要組成部分。焊接設備以標準設備為主，已形成規模；而焊接工裝夾具則根據被焊工件的結構形式和焊接工藝，具有不同的特點。

圖1至圖3是一種帶葉片空心圓臺工件，它由四個如圖4至圖6所示的帶葉片的四分之一圓臺零件組裝焊接而成，焊接時，要保證相鄰兩個帶葉片的四分之一圓臺零件上的葉片之間結合緊密，分布均勻、對稱，并保證圓臺兩端面直徑的尺寸精度，滿足圖樣及整體裝配要求，因此需要專門的焊接工裝夾具，而目前還沒有針對該工件的焊接工裝夾具。

技術實現要素：

本發明為了解決目前缺少針對帶葉片空心圓臺工件的焊接工裝夾具的問題，提供一種帶葉片空心圓臺焊接工裝夾具。

本發明為了解決上述技術問題采取的技術方案是：帶葉片空心圓臺包括空心圓臺殼體和四個葉片，四個葉片沿空心圓臺殼體的周向均布設置，葉片的上端面與空心圓臺殼體的小端底面位于同一平面，葉片的下端面位于空心圓臺殼體的大端底面上方，帶葉片空心圓臺由四個帶葉片的四分之一圓臺零件組裝焊接而成，每個帶葉片的四分之一圓臺零件包括四分之一圓臺殼體和兩個二分之一葉片，兩個帶葉片的四分之一圓臺零件上的相鄰兩個二分之一葉片互相焊接，帶葉片空心圓臺焊接工裝夾具包括上夾具體組件、下夾具體組件和心軸組件；

上夾具體組件包括上部定位體、四個第一頂桿和四個上部夾緊塊，上部定位體為敞口向下的圓桶，上部定位體的頂面上設有第一中心孔，上部定位體的下端側壁上沿周向均布設有四個縱向開口，上部定位體的內部設有定位環，定位環與上部定位體的頂面同軸固接為一體，定位環的內徑由上至下相等，定位環的外徑由上至下逐漸減小，空心圓臺殼體的小端內表面與定位環的外表面接觸，四個葉片分別由四個縱向開口穿出上部定位體，上部定位體的下端側壁上沿周向均布設有四個第一螺紋孔，第一螺紋孔的軸向與上部定位體的軸向垂直，第一螺紋孔與縱向開口錯開設置，每個第一螺紋孔內設有一個第一頂桿且二者螺紋配合，每個第一頂桿的前端各與一個上部夾緊塊轉動連接并可推動上部夾緊塊向前移動，上部夾緊塊的前端面為弧形面，上部夾緊塊的前端面配合貼靠在空心圓臺殼體的小端外側面上；

下夾具體組件包括夾具底座、四個支架、四個第二頂桿、四個底部夾緊塊和四個底部定位塊，夾具底座為水平設置的圓盤形底座，夾具底座與上部定位體同軸，夾具底座上設有第二中心孔，夾具底座的底面設有與之同軸設置的第一凹槽，四個支架和四個底部定位塊分別垂直固接在夾具底座的上表面并沿夾具底座的周向均布設置，支架和底部定位塊錯開設置，四個葉片的底面分別由四個底部定位塊支撐，支架上設有第二螺紋孔，第二螺紋孔的軸線與夾具底座平行，每個第二螺紋孔內設有一個第二頂桿且二者螺紋配合，每個第二頂桿的前端各與一個底部夾緊塊轉動連接并可推動底部夾緊塊向前移動，底部夾緊塊的前端面為弧形面，底部夾緊塊的前端面配合貼靠在空心圓臺殼體的大端外側面上；

心軸組件包括心軸、下部定位體、彈簧墊圈、蝶形螺母和螺母，心軸包括由上至下依次同軸設置的第一螺紋段、光軸段、第二螺紋段和第三螺紋段，光軸段的直徑大于第一中心孔的直徑，第二螺紋段的公稱直徑大于第二中心孔的直徑，心軸位于上部定位體和夾具底座之間，第一螺紋段穿過第一中心孔后通過彈簧墊圈和蝶形螺母與上部定位體連接，光軸段的上端側面與定位環的內側面接觸，第三螺紋段穿過第二中心孔進入第一凹槽后通過螺母與夾具底座連接，下部定位體為圓臺結構，下部定位體上設有中心螺紋孔，第二螺紋段與中心螺紋孔螺紋配合，下部定位體的側面與空心圓臺殼體的大端內表面接觸。

本發明的有益效果是：

1、本發明通過定位環定位帶葉片空心圓臺的小端內徑，通過上部夾緊塊夾緊帶葉片空心圓臺的小端外側面，從而保證小端直徑尺寸精度，再通過下部定位體定位帶葉片空心圓臺的大端內徑，通過底部夾緊塊夾緊帶葉片空心圓臺的大端外側面，從而保證大端直徑尺寸精度，再利用縱向開口和底部定位塊對四個葉片進行定位，最終保證了四個帶葉片的四分之一圓臺零件組裝后，相鄰兩個二分之一葉片之間結合緊密，分布均勻、對稱，滿足圖樣及整體裝配要求，組裝后即可對葉片進行焊接，焊接過程中帶葉片空心圓臺穩定，保證了焊接質量；

2、本發明可實現對四個帶葉片的四分之一圓臺零件的快速、精確組裝，組裝過程操作方便，大大提高了生產效率。

附圖說明

圖1是帶葉片空心圓臺的主視圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4是帶葉片的四分之一圓臺零件的主視圖；

圖5是圖4的左視圖；

圖6是圖4的俯視圖；

圖7是本發明的主視圖；

圖8是圖7的俯視圖；

圖9是上部定位體的主視圖；

圖10是下夾具體組件和心軸組件的連接關系示意圖；

圖11是心軸組件的主視圖；

圖12是第一頂桿或第二頂桿的主視圖；

圖13是圖12的俯視圖；

圖14是第一銷軸或第二銷軸的主視圖；

圖15是上部夾緊塊或底部夾緊塊的主視圖；

圖16是圖15的俯視圖；

圖17是支架的主視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：結合圖1至圖17說明本實施方式，本實施方式的一種帶葉片空心圓臺焊接工裝夾具，帶葉片空心圓臺1包括空心圓臺殼體2和四個葉片3，四個葉片3沿空心圓臺殼體2的周向均布設置，葉片3的上端面與空心圓臺殼體2的小端底面位于同一平面，葉片3的下端面位于空心圓臺殼體2的大端底面上方，帶葉片空心圓臺1由四個帶葉片的四分之一圓臺零件1-1組裝焊接而成，每個帶葉片的四分之一圓臺零件1-1包括四分之一圓臺殼體2-1和兩個二分之一葉片3-1，兩個帶葉片的四分之一圓臺零件1-1上的相鄰兩個二分之一葉片3-1互相焊接，夾具包括上夾具體組件、下夾具體組件和心軸組件；

上夾具體組件包括上部定位體4、四個第一頂桿11和四個上部夾緊塊9，上部定位體4為敞口向下的圓桶，上部定位體4的頂面上設有第一中心孔4-4，上部定位體4的下端側壁上沿周向均布設有四個縱向開口4-2，上部定位體4的內部設有定位環4-1，定位環4-1與上部定位體4的頂面同軸固接為一體，定位環4-1的內徑由上至下相等，定位環4-1的外徑由上至下逐漸減小，空心圓臺殼體2的小端內表面與定位環4-1的外表面接觸，四個葉片3分別由四個縱向開口4-2穿出上部定位體4，上部定位體4的下端側壁上沿周向均布設有四個第一螺紋孔4-3，第一螺紋孔4-3的軸向與上部定位體4的軸向垂直，第一螺紋孔4-3與縱向開口4-2錯開設置，每個第一螺紋孔4-3內設有一個第一頂桿11且二者螺紋配合，每個第一頂桿11的前端各與一個上部夾緊塊9轉動連接并可推動上部夾緊塊9向前移動，上部夾緊塊9的前端面9-1為弧形面，上部夾緊塊9的前端面9-1配合貼靠在空心圓臺殼體2的小端外側面上；

下夾具體組件包括夾具底座5、四個支架6、四個第二頂桿7、四個底部夾緊塊8和四個底部定位塊10，夾具底座5為水平設置的圓盤形底座，夾具底座5與上部定位體4同軸，夾具底座5上設有第二中心孔，夾具底座5的底面設有與之同軸設置的第一凹槽5-1，四個支架6和四個底部定位塊10分別垂直固接在夾具底座5的上表面并沿夾具底座5的周向均布設置，支架6和底部定位塊10錯開設置，四個葉片3的底面分別由四個底部定位塊10支撐，支架6上設有第二螺紋孔6-1，第二螺紋孔6-1的軸線與夾具底座5平行，每個第二螺紋孔6-1內設有一個第二頂桿7且二者螺紋配合，每個第二頂桿7的前端各與一個底部夾緊塊8轉動連接并可推動底部夾緊塊8向前移動，底部夾緊塊8的前端面8-1為弧形面，底部夾緊塊8的前端面8-1配合貼靠在空心圓臺殼體2的大端外側面上；

心軸組件包括心軸12、下部定位體13、彈簧墊圈14、蝶形螺母15和螺母16，心軸12包括由上至下依次同軸設置的第一螺紋段12-1、光軸段12-2、第二螺紋段12-3和第三螺紋段12-4，光軸段12-2的直徑大于第一中心孔4-4的直徑，第二螺紋段12-3的公稱直徑大于第二中心孔的直徑，心軸12位于上部定位體4和夾具底座5之間，第一螺紋段12-1穿過第一中心孔4-4后通過彈簧墊圈14和蝶形螺母15與上部定位體4連接，光軸段12-2的上端側面與定位環4-1的內側面接觸，第三螺紋段12-4穿過第二中心孔進入第一凹槽5-1后通過螺母16與夾具底座5連接，下部定位體13為圓臺結構，下部定位體13上設有中心螺紋孔，第二螺紋段12-3與中心螺紋孔螺紋配合，下部定位體13的側面與空心圓臺殼體2的大端內表面接觸。

具體實施方式二：結合圖12至圖16說明本實施方式，本實施方式的上夾具體組件還包括八個第一銷軸17，第一頂桿11的前端沿周向設有第一環形槽11-1，上部夾緊塊9的后端面水平設有第一盲孔9-2，第一盲孔9-2的兩側分別豎直設有一個與之連通的第一銷孔9-3，第一銷孔9-3的軸線與第一盲孔9-2的軸線垂直，第一頂桿11的前端插入第一盲孔9-2且二者間隙配合，第一環形槽11-1與兩側的第一銷孔9-3正對，每個第一銷孔9-3內插入有一個第一銷軸17。如此設計，轉動第一頂桿11，可使第一頂桿11的旋轉運動轉換成上部夾緊塊9的直線運動，實現上部夾緊塊9對空心圓臺殼體2的小端外側面的夾緊。其它組成及連接關系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結合圖12至圖16說明本實施方式，本實施方式的下夾具體組件還包括八個第二銷軸18，第二頂桿7的前端沿周向設有第二環形槽7-1，底部夾緊塊8的后端面水平設有第二盲孔8-2，第二盲孔8-2的兩側分別豎直設有一個與之連通的第二銷孔8-3，第二銷孔8-3的軸線與第二盲孔8-2的軸線垂直，第二頂桿7的前端插入第二盲孔8-2且二者間隙配合，第二環形槽7-1與兩側的第二銷孔8-3正對，每個第二銷孔8-3內插入有一個第二銷軸18。如此設計，轉動第二頂桿7，可使第二頂桿7的旋轉運動轉換成底部夾緊塊8的直線運動，實現底部夾緊塊8對空心圓臺殼體2的大端外側面的夾緊。其它組成及連接關系與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：結合圖7和圖8說明本實施方式，本實施方式的上夾具體組件還包括四個第一手柄19和四個第一蓋形螺母20，第一頂桿11的后端垂直設有第一通孔11-2，第一手柄19插入第一通孔11-2且二者間隙配合，第一手柄19的其中一端的尺寸大于第一通孔11-2，第一手柄19的另一端設有螺紋并與第一蓋形螺母20螺紋配合，第一蓋形螺母20的外接圓直徑大于第一通孔11-2的直徑。如此設計，便于轉動第一頂桿11。其它組成及連接關系與具體實施方式三相同。

也可通過在第一頂桿11的后端固定手輪的方式代替第一手柄19和第一蓋形螺母20，通過轉動手輪實現第一頂桿11的轉動。

具體實施方式五：結合圖7和圖8說明本實施方式，本實施方式的下夾具體組件還包括四個第二手柄21和四個第二蓋形螺母22，第二頂桿7的后端垂直設有第二通孔7-2，第二手柄21插入第二通孔7-2且二者間隙配合，第二手柄21的其中一端的尺寸大于第二通孔7-2，第二手柄21的另一端設有螺紋并與第二蓋形螺母22螺紋配合，第二蓋形螺母22的外接圓直徑大于第二通孔7-2的直徑。如此設計，便于轉動第二頂桿7。其它組成及連接關系與具體實施方式一、二或四相同。

也可通過在第二頂桿7的后端固定手輪的方式代替第二手柄21和第二蓋形螺母22，通過轉動手輪實現第二頂桿7的轉動。

具體實施方式六：結合圖11說明本實施方式，本實施方式的下部定位體13的底面上沿周向均布設有四個第二凹槽13-1，下部定位體13的側面均布設有四個第三通孔13-2，第三通孔13-2的軸線與下部定位體13的軸線垂直，四個第三通孔13-2與四個第二凹槽13-1一一連通。取四個直徑小于或等于第三通孔13-2的圓桿，分別插入第三通孔13-2，推動圓桿使下部定位體13沿心軸12上下移動，使下部定位體13的側面與空心圓臺殼體2的大端內表面接觸，從而保證大端尺寸精度。其它組成及連接關系與具體實施方式五相同。

具體實施方式七：結合圖9說明本實施方式，本實施方式的位于每個縱向開口4-2上方的上部定位體4側壁上各設有一個圓孔4-5，圓孔4-5與相應的縱向開口4-2連通。如此設計，便于通過圓孔4-5觀察空心圓臺殼體2的小端與定位環的接觸情況。其它組成及連接關系與具體實施方式一、二、四或六相同。

工作原理：

結合圖1和圖2說明，將本焊接工裝夾具固定在工作臺上，松開蝶形螺母15，將上夾具體組件從心軸12上卸下，將四個帶葉片的四分之一圓臺零件1-1依次預裝在下夾具體組件上，葉片3放置在底部定位塊10上，轉動第二頂桿7，預緊底部夾緊塊8；利用蝶形螺母15和彈簧墊圈14將上夾具體組件裝配到心軸12上，使四個葉片3分別從四個縱向開口4-2中穿出，轉動第一頂桿11，預緊上部夾緊塊9；根據空心圓臺殼體2的小端與定位環4-1之間的間隙調整蝶形螺母15，使空心圓臺殼體2的小端內表面與定位環4-1的外表面接觸，保證小端尺寸精度，再轉動下部定位體13，使下部定位體13的側面與空心圓臺殼體2的大端內表面接觸，保證大端尺寸精度，保證相鄰兩個二分之一葉片3-1結合緊密，邊緣對齊，繼續轉動第一頂桿11，使上部夾緊塊9頂緊空心圓臺殼體2的小端外側面，轉動第二頂桿7，使底部夾緊塊8頂緊空心圓臺殼體2的大端外側面，然后即可進行焊接，實現工件的組焊。