專利名稱：用于薄壁零件的焊接夾具的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于焊接夾具，特別涉及一種用于兩個大型薄壁零件的端面對接氬弧焊的焊接夾具。
背景技術(shù)：
氬弧焊是一種使用氬氣作保護介質(zhì)的電弧焊接方法，在氬弧焊接過程中，必須連續(xù)將氬氣通入焊接位置以保護焊縫，保證焊接質(zhì)量。據(jù)了解，現(xiàn)有氬弧焊無專用夾具，通常采用裝配定位焊接方式以及氣動方式進行焊接。裝配定位焊接方式存在的缺點是定位不準確，造成焊接精度不高；氣動方式焊接存在的缺點是傳動力量小，不能校正被焊接零件輪廓度，因而也不能滿足生產(chǎn)要求。大型薄壁零件壁薄、直徑較大(壁厚一般1. 5 3mm，直徑大于800mm)，故容易變形，即使在自由狀態(tài)下，圓環(huán)形零件的橢圓度很大(通常為5 IOmm)，無專用的焊接夾具更是難以保證焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于薄壁零件的焊接夾具，以保證焊接質(zhì)量，并提高焊接工效和降低勞動強度。本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具，包括底座、支板、壓板、心軸、定位塊、壓塊、 定位軸、楔塊、傳力螺母、扳手、主動件、從動件、第一鑲塊、第二鑲塊和導向件；所述底座為圓臺形，所述支板為圓形板，所述壓板上設置有與被焊接零件內(nèi)型面形狀和尺寸相匹配的定位凸臺，底座通過連接軸與支板連接，壓板在安裝上被焊接零件后通過連接銷與支板連接，實現(xiàn)被焊接零件的固定，連接后的底座、支板和壓板上設置的定位凸臺同中心線；所述心軸固定在底座的中心孔內(nèi)，所述定位塊為設置有定位止口的弧形塊，其數(shù)量至少為四個， 各定位塊安裝在以底座的中心為圓心、以被焊接零件的定位面半徑為半徑的底座同一圓周上，所述壓塊的數(shù)量與定位塊的數(shù)量相同，各壓塊在安裝上被焊接零件后分別對應一個定位塊安裝，實現(xiàn)被焊接零件的固定；所述定位軸的一端固定在支板的中心孔內(nèi)，其另一端設置有螺紋段，所述楔塊的外形為圓錐臺，內(nèi)孔與定位軸為動配合，安裝在定位軸上，所述傳力螺母安裝在定位軸的螺紋段并與楔塊連接，所述扳手的套筒內(nèi)腔與傳力螺母外形相匹配，套裝在傳力螺母上；所述主動件至少為三個，所述從動件的數(shù)量與主動件相同，所述導向件的數(shù)量為主動件與從動件數(shù)量的總和，各主動件和從動件沿支板的圓周相間放置在支板上，各導向件分別對應一個主動件或從動件固定在支板上，各主動件的傳力桿分別插裝在與其對應的導向件的導向孔中，各從動件的導向桿分別插裝在與其對應的導向件的導向孔中；所述第一鑲塊的數(shù)量與主動件的數(shù)量相同，一個主動件上安裝一個第一鑲塊，所述第二鑲塊的數(shù)量與從動件的數(shù)量相同，一個從動件上安裝一個第二鑲塊，各第一鑲塊和第二鑲塊上均設置有氣嘴插孔和與氣嘴插孔相通的出氣孔。
本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具，其主動件和從動件優(yōu)選以下結(jié)構(gòu)形式所述主動件包括施力板、傳力桿和復位彈簧，施力板為六面體，施力板頂面和施力板底面為相互平行的平面，施力板前面為垂直于施力板頂面和施力板底面的平面，施力板后面為與被焊接零件內(nèi)型面相匹配的型面，施力板左側(cè)面和施力板右側(cè)面為斜面且對稱于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿設置在施力板的前面中心部位處，其軸線平行于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿的長度以能保持與楔塊的接觸為限，復位彈簧安裝在與施力板連接的螺釘上。所述從動件件包括受力板、導向桿和復位彈簧，受力板為六面體，受力板頂面和受力板底面為相互平行的平面，受力板前面為垂直于受力板頂面和受力板底面的平面，受力板后面為與被焊接零件內(nèi)型面相匹配的型面，受力板左側(cè)面為與主動件的施力板右側(cè)面相匹配的斜面，受力板右側(cè)面為與主動件的施力板左側(cè)面相匹配的斜面，導向桿設置在受力板的前面中心部位處，其軸線平行于受力板頂面和受力板底面的中心線，復位彈簧安裝在與受力板連接的螺釘上。本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具，其傳力螺母、楔塊、主動件、從動件構(gòu)成傳力機構(gòu)和被焊接零件的定位機構(gòu)。將扳手套在傳力螺母上，順時針擰轉(zhuǎn)扳手的施力手柄，傳力螺母沿定位軸軸向運動并推動楔塊沿定位軸軸向運動，楔塊推動四個主動件沿支板的徑向運動并遠離支板中心，主動件帶動從動件同步沿支板的徑向運動并遠離支板中心，從而從內(nèi)部漲緊兩個被焊接零件的焊接端；焊接完成后，將扳手套在傳力螺母上并逆時針擰轉(zhuǎn)扳手的施力手柄，傳力螺母沿定位軸軸向反向運動，拖動楔塊沿定位軸軸向反向運動，主動件在復位彈簧的作用下向著支板中心徑向運動，從動件在復位彈簧的作用下隨主動件向著支板中心徑向運動，脫離被焊接零件。本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具，用于連接支板與壓板的連接銷為兩根，一根為圓柱銷，另一根為菱形銷，兩連接銷之間的夾角為180°。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明所述焊接夾具的結(jié)構(gòu)不僅能保證兩個大型薄壁零件焊接前的調(diào)整與準確定位，而且操作方便，省力，因而能保證焊接質(zhì)量，提高焊接工效和降低勞動強度。2、由傳力螺母、楔塊、主動件、從動件構(gòu)成的傳力機構(gòu)和被焊接零件的定位機構(gòu)不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且與扳手配合能十分方便的實現(xiàn)被焊接零件焊接前和焊接時的端口處定位及將焊接后的零件從夾具上取下。3、定位塊和壓塊的形狀、結(jié)構(gòu)和安裝方式不僅能提高本發(fā)明所述焊接夾具的通用性，而且能節(jié)省材料費用，降低制作成本。4、由于安裝在主動件、從動件上的第一鑲塊和第二鑲塊上均設置有氣嘴插孔和與氣嘴插孔相通的出氣孔，因而能保證氬氣通暢連續(xù)、不泄漏，使焊縫始終處于氬氣保護下， 獲得焊接質(zhì)量好的被焊接零件。5、由于連接支板與壓板的連接銷一根為圓柱銷，另一根為菱形銷，因而能防止被焊接件軸向竄動，有利于提高焊接質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具的一種結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是主動件的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3的俯視圖；圖5是圖4的B-B剖視圖；圖6是從動件的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖6的俯視圖；圖8是圖7的C-C剖視圖。圖中，1-定位塊，2-從動件，3-扳手，4-支板，5-主動件，6_氣嘴，7_輸氣管，8_圓柱銷，9-壓板，10-開口墊圈，11-楔塊，12-傳力螺母，13-定位軸，14-連接軸，15-導向件， 16-被焊接零件(16-1 第一被焊接零件、16-2 第二被焊接零件)，17-菱形銷，18-第一鑲塊，19-第二鑲塊，20-壓塊，21-底座，22-心軸，23-施力板(23_1 施力板頂面、23_2 施力板底面、23-3 施力板后面、23-4 施力板前面、23-5 施力板左側(cè)面、23_6 施力板右側(cè)面)， 24-傳力桿，25-受力板(W-1 受力板頂面、25-2 受力板底面、25_3 受力板后面、25_4 受力板前面、25-5 受力板左側(cè)面、25-6 受力板右側(cè)面導向桿，27-復位彈簧。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述用于薄壁零件的焊接夾具的結(jié)構(gòu)和使用作進一步說明。本實施例中，用于薄壁零件的焊接夾具的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括底座21、支板 4、壓板9、心軸22、定位塊1、壓塊20、定位軸13、楔塊11、傳力螺母12、扳手3、主動件5、從動件2、第一鑲塊18、第二鑲塊19和導向件15。所述底座21為圓臺形，所述支板4為圓形板，所述壓板9上設置有與被焊接零件內(nèi)型面尺寸相匹配的圓形定位凸臺，底座21通過四根連接軸14與支板4連接，四根連接軸分布在同一圓周上，相互之間的夾角為90° ；壓板9在安裝上被焊接零件后通過兩根連接銷與支板4連接，實現(xiàn)被焊接零件的固定，其中一根連接銷為圓柱銷8，另一根連接銷為菱形銷17，兩連接銷之間的夾角為180°。所述心軸22固定在底座的中心孔內(nèi)，用于連接自動氬弧焊機；所述定位塊1為十二個，各定位塊的形狀、構(gòu)造相同，均為設置有定位止口的弧形塊(見圖1、圖2)，各定位塊安裝在以底座的中心為圓心、以被焊接零件的定位面半徑為半徑的底座同一圓周上，且相互之間的間距相同；所述壓塊20的數(shù)量與定位塊1的數(shù)量相同，各壓塊均為矩形塊，各壓塊在安裝上被焊接零件后分別對應一個定位塊安裝，實現(xiàn)被焊接零件的固定。所述定位軸13的一端固定在支板4的中心孔內(nèi)，其另一端設置有螺紋段；所述楔塊11的外形為圓錐臺，內(nèi)孔與定位軸為動配合，安裝在定位軸13上；所述傳力螺母12為六角螺母，安裝在定位軸13的螺紋段并與楔塊11連接；所述扳手3的一端設置有套筒，另一端設置有施力手柄，套筒內(nèi)腔與傳力螺母外形12相匹配，套裝在傳力螺母上。所述主動件5為四個，所述從動件2的數(shù)量與主動件相同，所述導向件15的數(shù)量為主動件與從動件數(shù)量的總和。各主動件的形狀、構(gòu)造相同，如圖3、圖4、圖5所示，均包括施力板23、傳力桿M和復位彈簧27，施力板為六面體，施力板頂面23-1和施力板底面23-2 為相互平行的平面，施力板前面23-4為垂直于施力板頂面和施力板底面的平面，施力板后面23-3為與被焊接件內(nèi)型面相匹配的圓弧面，施力板左側(cè)面23-5和施力板右側(cè)面23-6為斜面且對稱于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿M為階梯矩形截面桿，設置在施力板的前面中心部位處，其軸線平行于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿的長度以能保持與楔塊11的接觸為限，復位彈簧27安裝在與施力板連接的螺釘上。各從動件的形狀、構(gòu)造相同，如圖6、圖7、圖8所示，包括受力板25、導向桿沈和復位彈簧27，受力板為六面體，受力板頂面25-1和受力板底面25-2為相互平行的平面，受力板前面25-4為垂直于受力板頂面和受力板底面的平面，受力板后面25-3為與被焊接件內(nèi)型面相匹配的圓弧面， 受力板左側(cè)面25-5為與主動件的施力板右側(cè)面23-6相匹配的斜面，受力板右側(cè)面25-6為與主動件5的施力板左側(cè)面23-5相匹配的斜面，導向桿沈為矩形截面桿，設置在受力板的前面中心部位處，其軸線平行于受力板頂面和受力板底面的中心線，復位彈簧27安裝在與受力板連接的螺釘上。各導向件的結(jié)構(gòu)相同，均為支座式結(jié)構(gòu)，其上設置有與傳力桿M或?qū)驐U沈匹配的導向孔。主動件5、從動件2和導向件的安裝方式各主動件5和從動件 2沿支板4的圓周相間放置在支板上，各導向件15分別對應一個主動件或從動件固定在支板上；各主動件的傳力桿M分別插裝在與其對應的導向件15的導向孔中，各主動件的復位彈簧安裝螺釘穿過與主動件對應的導向件安裝臺所設置的通孔與施力板連接，所述復位彈簧27位于其安裝螺釘?shù)念^部端面與導向件安裝臺之間；各從動件的導向桿沈分別插裝在與從動件對應的導向件15的導向孔中，各從動件的復位彈簧安裝螺釘穿過與其對應的導向件安裝臺所設置的通孔與受力板連接，所述復位彈簧27位于其安裝螺釘?shù)念^部端面與導向件安裝臺之間。所述第一鑲塊18的數(shù)量與主動件的數(shù)量相同，一個主動件上安裝一個第一鑲塊， 所述第二鑲塊19的數(shù)量與從動件的數(shù)量相同，一個從動件上安裝一個第二鑲塊，各第一鑲塊和第二鑲塊上均設置有氣嘴插孔和與氣嘴插孔相通的多個出氣孔。輸氣管7固連在支板上，與輸氣管連接的各氣嘴6分別插入各第一鑲塊18和第二鑲塊19的氣嘴插孔內(nèi)。本實施例中的焊接夾具可用于焊接壁厚為1. 5 3mm、直徑大于800mm的大型薄壁零件，使用方式如下1、將第一被焊接零件16-1的焊接端套裝在主動件5和從動件2所形成的圓環(huán)面上，將第一被焊接零件16-1的非焊接端緊貼定位塊1的定位止口，然后通過壓塊20預壓， 但不壓緊被焊接零件16-1的非焊接端法蘭(見圖1)；2、將第二被焊接零件16-2的焊接端套裝在主動件5和從動件2所形成的圓環(huán)面上并與第一被焊接零件16-1的焊接端貼合，然后將圓柱銷8和菱形銷17固定在支板上，并將壓板9套在圓柱銷8和菱形銷17上，使壓板9上設置的圓形定位凸臺(見圖1)與第二被焊接零件16-2的非焊接端相貼，繼后擰動圓柱銷8和菱形銷17配置的螺母，使壓板9輕壓在被焊接零件16-2上；3、將扳手3套在傳力螺母12上，順時針擰轉(zhuǎn)扳手的施力手柄，傳力螺母12沿定位軸13軸向運動并推動楔塊11沿定位軸13軸向運動，楔塊11推動四個主動件5沿支板的徑向運動并遠離支板中心，主動件5帶動從動件2同步沿支板的徑向運動并遠離支板中心， 從而從內(nèi)部漲緊第一被焊接零件16-1和第二被焊接零件16-2的焊接端，然后取下扳手3， 擰緊螺母將壓塊20壓緊，并壓緊壓板9，即可準備焊接；
4、焊接完成后，首先切斷氬氣的輸入，然后取下壓板9和移動壓塊20，將扳手3套在傳力螺母12上并逆時針擰轉(zhuǎn)扳手的施力手柄，傳力螺母12沿定位軸13軸向反向運動， 拖動楔塊11沿定位軸13軸向反向運動，主動件5在復位彈簧27的作用下向著支板中心徑向運動，從動件2在復位彈簧27的作用下隨主動件向著支板中心徑向運動，脫離被焊接零件，即可將焊接后的零件從夾具上取下。
權(quán)利要求
1.一種用于薄壁零件的焊接夾具，其特征在于包括底座(21)、支板、壓板(9)、心軸 (22)、定位塊(1)、壓塊(20)、定位軸(13)、楔塊(11)、傳力螺母(12)、扳手(3)、主動件(5)、 從動件⑵、第一鑲塊(18)、第二鑲塊(19)和導向件(15)；所述底座為圓臺形，所述支板(4)為圓形板，所述壓板(9)上設置有與被焊接零件內(nèi)型面形狀和尺寸相匹配的定位凸臺，底座通過連接軸(14)與支板(4)連接，壓板 (9)在安裝上被焊接零件后通過連接銷與支板(4)連接，實現(xiàn)被焊接零件的固定，連接后的底座、支板和壓板上設置的定位凸臺同中心線；所述心軸0 固定在底座的中心孔內(nèi)，所述定位塊(1)為設置有定位止口的弧形塊， 其數(shù)量至少為四個，各定位塊(1)安裝在以底座的中心為圓心、以被焊接零件的定位面半徑為半徑的底座同一圓周上，所述壓塊OO)的數(shù)量與定位塊(1)的數(shù)量相同，各壓塊在安裝上被焊接零件后分別對應一個定位塊安裝，實現(xiàn)被焊接零件的固定；所述定位軸(1 的一端固定在支板的中心孔內(nèi)，其另一端設置有螺紋段，所述楔塊(11)的外形為圓錐臺，內(nèi)孔與定位軸為動配合，安裝在定位軸(1 上，所述傳力螺母 (12)安裝在定位軸(1 的螺紋段并與楔塊(11)連接，所述扳手(3)的套筒內(nèi)腔與傳力螺母外形(1 相匹配，套裝在傳力螺母上；所述主動件( 至少為三個，所述從動件( 的數(shù)量與主動件相同，所述導向件的數(shù)量為主動件與從動件數(shù)量的總和，各主動件和從動件沿支板的圓周相間放置在支板上， 各導向件(1 分別對應一個主動件或從動件固定在支板上，各主動件的傳力桿04)分別插裝在與其對應的導向件(15)的導向孔中，各從動件的導向桿06)分別插裝在與其對應的導向件(15)的導向孔中；所述第一鑲塊(18)的數(shù)量與主動件的數(shù)量相同，一個主動件上安裝一個第一鑲塊，所述第二鑲塊(19)的數(shù)量與從動件的數(shù)量相同，一個從動件上安裝一個第二鑲塊，各第一鑲塊和第二鑲塊上均設置有氣嘴插孔和與氣嘴插孔相通的出氣孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于薄壁零件的焊接夾具，其特征在于所述主動件( 包括施力板(23)、傳力桿04)和復位彈簧(27)，施力板為六面體，施力板頂面03-1)和施力板底面03- 為相互平行的平面，施力板前面03-4)為垂直于施力板頂面和施力板底面的平面，施力板后面為與被焊接零件內(nèi)型面相匹配的型面，施力板左側(cè)面03- 和施力板右側(cè)面03-6)為斜面且對稱于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿04)設置在施力板的前面中心部位處，其軸線平行于施力板頂面和施力板底面的中心線，傳力桿的長度以能保持與楔塊(11)的接觸為限，復位彈簧(XT)安裝在與施力板連接的螺釘上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于薄壁零件的焊接夾具，其特征在于所述從動件件( 包括受力板(25)、導向桿06)和復位彈簧(27)，受力板為六面體，受力板頂面05-1)和受力板底面05- 為相互平行的平面，受力板前面05-4)為垂直于受力板頂面和受力板底面的平面，受力板后面為與被焊接零件內(nèi)型面相匹配的型面，受力板左側(cè)面05- 為與主動件的施力板右側(cè)面03-6)相匹配的斜面，受力板右側(cè)面05-6)為與主動件(5)的施力板左側(cè)面03- 相匹配的斜面，導向桿06)設置在受力板的前面中心部位處，其軸線平行于受力板頂面和受力板底面的中心線，復位彈簧(XT)安裝在與受力板連接的螺釘上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述用于薄壁零件的焊接夾具，其特征在于連接支板(4)與壓板(9)的連接銷為兩根，一根為圓柱銷(8)，另一根為菱形銷(17)，兩連接銷之間的夾角為180°。
全文摘要
一種用于薄壁零件的焊接夾具，其底座通過連接軸與支板連接，壓板用于被焊接零件的固定；心軸固定在底座的中心孔內(nèi)，定位塊至少為四個，各定位塊安裝在底座的同一圓周上，壓塊的數(shù)量與定位塊的數(shù)量相同，用于被焊接零件的固定；定位軸的一端固定在支板的中心孔內(nèi)，楔塊安裝在定位軸上，傳力螺母安裝在定位軸的螺紋段并與楔塊連接；主動件至少為三個，從動件的數(shù)量與主動件相同，導向件的數(shù)量為主動件與從動件數(shù)量的總和，各主動件和從動件沿支板的圓周相間放置在支板上，各導向件分別對應一個主動件或從動件固定在支板上；一個主動件安裝一個第一鑲塊，一個從動件安裝一個第二鑲塊，各鑲塊上均設置有氣嘴插孔和與氣嘴插孔相通的出氣孔。
文檔編號B23K9/16GK102248269SQ20111020597
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者喬惠芳, 劉建, 周海峰, 姜寶華, 楊莉玫, 羅仁俊, 陳棟權(quán) 申請人:成都發(fā)動機(集團)有限公司