一種薄壁圓筒夾具與修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機的制作方法

本實用新型涉及機械領域，尤其涉及一種薄壁圓筒夾具與修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機。

背景技術：

現如今對于薄壁圓筒焊接，一般是用三爪夾盤、四爪夾盤夾緊或者滾輪滾壓進行直接裝夾，裝夾完成后在進行焊接，這樣不僅耗費工時，而且在對接焊縫時容易變形，進而導致焊錯焊縫，同時對于焊接的焊縫質量也很難把握，導致了焊接的圓筒的同軸度差。并且在工作時，工作臺的實際工作尺寸不能進行改變，使得焊接薄壁圓筒的局限性比較大，而本技術方可以把要焊接的筒體的進行夾持，使得焊縫同軸心對接，同時內外裝夾使得對接的焊縫不會變形。然后采用機頭架和機尾架進行變位，因為尾架可沿地面導軌移動，所以能夠適用于不同規格長度的薄壁筒體進行焊接，使得實用性的性能大大提高。

相關的現有技術公開了一種焊接夾具，其授權公告號為CN 203696354 U的申請文件，其中第一調整組件通過旋緊第一螺母，第一螺母推動第一調整套，第一連桿帶動第一定位板向外運動，第一定位板撐緊第一薄壁圓筒的內壁，使第一薄壁圓筒定位。同時，第二調整組件通過與第一調整組件相同的方式使第二薄壁圓筒定位。由于第一螺紋柱和第二螺紋柱為同軸設置，從而保證了第一薄壁圓筒和第二薄壁圓筒同軸對接，保證了焊縫表面貼合的準確性。焊接完畢后，第一螺母和第二螺母分別反向旋轉，即旋松第一螺母和第二螺母，第一連桿帶動第一定位板回縮，第二連桿帶動第二定位板回縮。因此解決了背景技術中裝夾薄壁圓筒的同軸度的問題。對于裝夾不同直徑或厚度的薄壁圓筒工件，在裝夾相同的直徑和厚度的薄壁圓筒的條件相同，只要調整第一螺母和第二螺母，進而使得第一調整組件和第二調整組件的支撐直徑不同就可以達到支撐不同直徑或厚度的薄壁圓筒工件的目的。

而相對的通過調整位于基板上的第一調整組件和第二調整組件，并不能解決存在裂縫的薄壁圓筒工件的裝夾，并保證其裂縫不會因為裝夾發生變形的問題。因為裝夾時，第一調整組件和第二調整組件只能在報壁圓筒內向外支撐，而對于有裂縫的薄壁圓筒的工件，只向外支撐時，在裂縫處的受力將不均勻，從而會使得裂縫發生不同程度的變形，從而降低了焊縫的質量。現有技術公開中，支撐件的第一螺紋柱和第二螺紋柱上裝配第一調整組件和第二調整組件，在通過旋轉螺母使得第一調整組件和第二調整組件進行裝夾支撐，但是只能限定與夾具本身的范圍內的裝夾，也就是對兩個薄壁圓筒之間的焊接，而對于多個的薄壁圓筒焊接時，公開了的一種焊接夾具并不能解決，因為在夾具與夾具之間的同軸度問題就無法對其進行解決。

技術實現要素：

本技術方案提供一種薄壁圓筒夾具，解決焊接的圓筒同軸度差、圓筒對接的焊縫易變形和多個薄壁圓筒工件焊接時同軸度差的問題。

本實用新型是這樣實現的：一種薄壁圓筒夾具，包括支撐環、中心桿、驅動桿、固定塊和外箍環，所述中心桿的一端設置有圓錐頭，所述驅動桿套接在中心桿上，所述固定塊的中心位置設置有活動空腔，所述活動空腔的側壁以圓周整列的方式設置有四個通孔，所述每個通孔中都套接在支撐環的中部；

所述外箍環用于在支撐環的支撐處箍緊薄壁圓筒類型的工件。

進一步地，所述中心桿的一端設置有錐形頭，錐形頭位于活動空腔內，支撐環的尾端面頂在錐形頭的側面。

進一步地，所述支撐環的頭部端面設置有U型槽。

進一步地，所述支撐環的尾端為圓臺結構。

進一步地，所述固定塊包括底端板、中心板和尾端板，所述底端板、中心板和尾端板依次連接設置，所述固定塊連接成為長方體形狀的固定塊，活動空腔設置于底端板和中心板的中心位置，通孔位于底端板和中心板的連接位置，所述尾端板中心設置有連接孔，所述連接孔與中心桿套接。

本實用新型具有如下優點：區別于現有的夾具裝夾費時，對接焊縫容易變形，焊縫質量較差，焊接圓筒的同軸度差，且焊接的實際工作尺寸不能改變，有較大的局限性，本技術方案通過三抓卡盤、頂件和夾具的配合，使得焊接的圓筒的同軸度較高，對接焊縫不會變形，使得焊縫質量高，同時機尾架可以沿地面導軌移動，使得能夠適用于不同規格長度的薄壁筒體進行焊接，大大提高了實用性能。

本技術方案還提供一種修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機，解決焊接的圓筒同軸度差和圓筒對接的焊縫易變形的問題。

本實用新型是這樣實現的：一種修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機，包括薄壁圓筒夾具和頭尾架變位機；

薄壁圓筒夾具包括支撐環、中心桿、驅動桿、固定塊和外箍環，所述驅動桿套接在中心桿上，所述固定塊的中心位置設置有活動空腔，所述活動空腔的側壁以圓周整列的方式設置有四個通孔，所述每個通孔中都套接在支撐環的中部；

所述外箍環用于在支撐環的支撐處箍緊薄壁圓筒類型的工件；

所述頭尾架變位機包括機頭架、機尾架、托架和導軌，所述機頭架設置有三爪卡盤，所述機尾架設置有頂件，機尾架設置在導軌上，所述托架設置在導軌上，托架位于機頭架和機尾架之間。

進一步地，所述頂件還設置有氣缸，所述氣缸設置在機尾架上。

進一步地，所述托架的底面設置有滾輪，所述滾輪的凹槽與導軌相適配。

進一步地，還包括激光器、機架和控制器，所述激光器設置在機架上，所述機架設置有移動導軌，所述機架位于頭尾架變位機的一側，所述移動導軌和導軌平行設置，所述激光器與控制器電連接。

本實用新型具有如下優點：區別于現有的薄壁圓筒夾具裝夾費時，對接焊縫容易變形，焊縫質量較差，焊接圓筒的同軸度差，且焊接的實際工作尺寸不能改變，有較大的局限性，本技術方案通過三抓卡盤、頂件和夾具的配合，使得焊接的圓筒的同軸度較高，對接焊縫不會變形，使得焊縫質量高，同時機尾架可以沿地面導軌移動，使得能夠適用于不同規格長度的薄壁筒體進行焊接，大大提高了實用性能。

附圖說明

圖1為本實用新型薄壁圓筒夾具的正視圖；

圖2為本實用新型薄壁圓筒夾具的側視圖；

圖3為本實用新型薄壁圓筒夾具的支撐環示意圖；

圖4為本實用新型薄壁圓筒夾具的外箍環側視圖；

圖5為本實用新型薄壁圓筒夾具的外箍環正視圖；

圖6為本實用新型薄壁圓筒夾具的中心桿示意圖；

圖7為本實用新型修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機的示意圖；

圖8為本實用新型修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機的托架滾輪示意圖。

附圖標記說明：

10、薄壁圓筒夾具；

11、支撐環；

12、中心桿；

13、驅動桿；

14、固定塊；

15、外箍環；

20、頭尾架變位機；

21、機頭架；

22、機尾架；

23、托架；

24、導軌；

30、激光器；

31、機架；

32、控制器；

110、支撐環的中部；

113、支撐環的尾端面；

114、支撐環的頭部；

115、U型槽；

116、圓臺結構；

121、錐形頭；

141、活動空腔；

211、三爪卡盤；

221、頂件；

231、滾輪；

311、移動導軌；

1411、活動空腔的側壁；

1412、通孔；

2211、氣缸；

2311、滾輪的凹槽。

具體實施方式

為詳細說明本實用新型的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

實施例一、

請參閱圖1、圖2以及圖3，本實用新型提供一種薄壁圓筒夾具，包括支撐環11、中心桿12、驅動桿13、固定塊14和外箍環15，所述驅動桿套接在中心桿上，所述固定塊的中心位置設置有活動空腔141，所述活動空腔的側壁1411以圓周整列的方式設置有四個通孔1412，所述每個通孔中都套接在支撐環的中部110；

所述外箍環15用于在支撐環的支撐處箍緊薄壁圓筒類型的工件。

本技術方案通過薄壁圓筒夾具對需要焊接的薄壁圓桶類型的工件進行裝夾，進而對焊縫進行焊接。把夾具放置在薄壁圓桶類型的工件的內部，通過夾具的支撐環對需要支撐的位置進行裝夾，因為支撐環個數為多個，本技術方案優選支撐環的個數為四個，支撐環的頭部為圓弧狀結構，因此支撐環周向等距的設置形成一個圓形，每個支撐環之間有一定的縫隙。放置好支撐環后，驅動中心桿在驅動桿中移動，使得中心桿在活動空腔中移動，使得支撐環向外擴張或向內移動，請參閱圖3，因為支撐環由頭部的類圓環的結構，以及與頭部連接有一連桿和連桿尾部的圓錐頭的結構，圓錐頭由一段圓柱和一端圓臺組合而成的結構，圓柱的直徑與圓臺的直徑相同，圓柱的直徑大于連桿的直徑。因為支撐環的連桿位于固定塊的通孔中，所以支撐環的連桿在通孔中移動時，同時使得中心桿的圓錐頭在活動空腔內移動，因此使得支撐環的向外擴張，進而達到可以對薄壁圓筒類型的工件支撐的大小，使得工件得到支撐，進而對中心桿進行固定。請參閱圖4以及圖5，同時實用外箍環進行箍緊，使得對壁圓筒類型的工件完全的固定，進而使得薄壁圓筒類型的工件裝夾完成。通過內外裝夾，使得對工件進行焊接時不會發生偏移，在裝夾后使得在焊接時不會發生變形的情況，同時還可以保證其同軸度，裝夾固定后還能焊縫質量。

請參閱圖6，本技術方案所述中心桿的一端設置有錐形頭121，錐形頭位于活動空腔內，支撐環的尾端面113頂在錐形頭的周側。驅動中心桿在驅動桿中移動，使得中心桿的錐形頭在活動空腔中移動，使得頂在錐形頭的支撐環向外擴張或向內移動。因為支撐環的連桿位于固定塊的通孔中，所以此時支撐環的連桿在通孔中移動，進而通過調節中心桿和驅動桿，使得支撐環的直徑可以達到對薄壁圓筒類型的工件進行支撐。同時選用錐形頭可以更加方便調節支撐環的移動，還可以設計不同錐度的錐形頭，使得調節的幅度符合夾具加持松緊的要求，進而提高了實用性能。

本技術方案所述支撐環的頭部114端面設置有U型槽115。支撐環的頭部端面的中間設置有U型槽，通過U型槽可以接通保護氣，進而在焊接時保證焊縫質量。

本技術方案所述支撐環的尾端為圓臺結構116，所述圓臺的底面直徑大于連桿的直徑。圓臺結構的底面直徑大于連桿的直徑，并且圓臺端面頂在錐形頭的側面，使得支撐環通過錐形頭的移動而移動，為了便于支撐環的連桿在活動空腔的通孔中運動，在連桿上設置彈簧，使彈簧位于圓臺結構與活動空腔之間，使得在焊接過程中，四組支撐環可以保證圓筒漲緊的可靠性。

本技術方案所述固定塊包括底端板、中心板和尾端板，所述底端板、中心板和尾端板依次連接設置，所述固定塊連接成為長方體形狀的固定塊，活動空腔設置于底端板和中心板的中心位置，通孔位于底端板和中心板的連接位置，所述尾端板中心設置有連接孔，所述連接孔與中心桿套接。固定塊由三部分組成，組成的固定塊為長方體，底端板和中心板連接，以及在中心位置形成活動空腔，活動空腔也為長方體的活動空腔或圓柱體的活動空腔，由于支撐環有四個，因此在活動空腔中的通孔也有與之對應的通孔，通孔被底端板和中心板平均分為兩部分。在裝配時，支撐環的連桿被底端板的半通孔和中心板的另一半通孔裝夾，使得支撐環的連桿位于通孔中，而支撐環的連桿尾部則位于活動空腔內。頂端板與第一中心塊連接，并且頂端板與第一中心塊的連接面為活動空腔的底面，尾端板的中心的連接孔用于套接中心桿，使得中心桿可以在連接孔中移動，驅動桿的直徑大于連接孔的直徑，使得驅動桿不會移動到活動空腔中。固定塊由三塊組成連接，使得裝配簡單方便。

實施例二、

請參閱圖7，本實用新型提供一種修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機，包括薄壁圓筒夾具10和頭尾架變位機20；

薄壁圓筒夾具10包括支撐環11、中心桿12、驅動桿13、固定塊14和外箍環15，所述驅動桿套接在中心桿上，所述固定塊的中心位置設置有活動空腔141，所述活動空腔的側壁1411以圓周整列的方式設置有四個通孔1412，所述每個通孔中都套接在支撐環的中部110；

所述外箍環15用于在支撐環的支撐處箍緊薄壁圓筒類型的工件；

所述頭尾架變位機20包括機頭架21、機尾架22、托架23和導軌24，所述機頭架設置有三爪卡盤211，所述機尾架設置有頂件221，機尾架設置在導軌上，所述托架設置在導軌上，托架位于機頭架和機尾架之間。

本技術方案通過薄壁圓筒夾具對需要焊接的薄壁圓桶類型的工件進行裝夾，進而對焊縫進行焊接。把夾具放置在薄壁圓桶類型的工件的內部，通過夾具的支撐環對需要支撐的位置進行裝夾，因為支撐環個數為多個，本技術方案優選支撐環的個數為四個，支撐環的頭部為圓弧狀結構，因此支撐環周向等距的設置形成一個圓形，每個支撐環之間有一定的縫隙。放置好支撐環后，驅動中心桿在驅動桿中移動，使得中心桿在活動空腔中移動，使得支撐環向外擴張或向內移動，請參閱圖3，因為支撐環由頭部的類圓環的結構，以及與頭部連接有一連桿和連桿尾部的圓錐頭的結構，圓錐頭由一段圓柱和一端圓臺組合而成的結構，圓柱的直徑與圓臺的直徑相同，圓柱的直徑大于連桿的直徑。因為支撐環的連桿位于固定塊的通孔中，所以支撐環的連桿在通孔中移動時，同時使得中心桿的圓錐頭在活動空腔內移動，因此使得支撐環的向外擴張，進而達到可以對薄壁圓筒類型的工件支撐的大小，使得工件得到支撐，進而對中心桿進行固定。請參閱圖4以及圖5，同時實用外箍環進行箍緊，使得對壁圓筒類型的工件完全的固定，進而使得薄壁圓筒類型的工件裝夾完成。通過內外裝夾，使得對工件進行焊接時不會發生偏移，在裝夾后使得在焊接時不會發生變形的情況，同時還可以保證其同軸度，裝夾固定后還能焊縫質量。

同時薄壁圓筒類型的工件通過頭尾架變位機進行裝夾，將薄壁圓筒類型的工件的一端通過三爪卡盤固定在機頭架上，在根據薄壁圓筒類型的工件長度對機尾架在導軌上的位置進行調整，而導軌可以直接設置在達到平面度要求的地面上，或者設置在平面度達到要求的平面中，使得薄壁圓筒類型的工件另一端固定在機尾架的頂件上，同時在薄壁圓筒類型的工件的中部有托架進行支撐，同時托架的位置也可以在導軌上調整，使得薄壁圓筒類型的工件的同軸度得以保證，在薄壁圓筒類型的工件內部放置夾具進行裝夾，使得薄壁圓筒類型的工件精確的固定在頭尾架變位機上，在焊接環形焊縫時，三爪卡盤通過交流伺服電機驅動，使得薄壁圓筒類型的工件隨著三爪卡盤旋轉，同時能夠完美的配合修復薄壁圓筒裂縫的激光熔覆機在任意轉動角度的完成焊接動作，由于裝夾的工件的同軸度較高，使得在焊接時焊縫質量高。因為機尾架可沿導軌移動，而夾持薄壁圓筒類型的工件長度在兩米到四米之間，所以能夠適用于兩米到四米之間規格長度的薄壁筒體進行焊接，因此本技術方案的實用性能的以大大的提高。

本技術方案所述頂件221還設置有氣缸2211，所述氣缸設置在機尾架上。進而可以通過氣缸為頂件提供直線上的動力，使得在固定上提供所需的力，使得被焊接的工件不易發生偏移的情況，進而提高了焊接的質量。

請參閱圖8，本技術方案所述托架的底面設置有滾輪231，所述滾輪的凹槽2311與導軌相適配。當導軌為倒V字型時，滾輪凹槽為V字型。當導軌為倒U字型時，滾輪的凹槽為U字型，這樣使得滾輪和導軌轉配更緊湊，同時也減少了滾輪和導軌之間的摩擦阻力。

本技術方案還包括激光器30、機架31和控制器32，所述激光器設置在機架上，所述機架設置有移動導軌311，所述機架位于頭尾架變位機的一側，所述移動導軌和導軌平行設置，所述激光器與控制器電連接。在頭尾架變位機的一側設置有激光器，而激光器可以設置在機械手上，使得焊接時更加便利，同時機架可以在移動導軌上移動，因此可以在一次裝夾中焊接多個焊縫，通過控制器控制激光焊接，使得焊接的焊縫質量較好，且不會發生焊錯的情況。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利保護范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。