一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置的制作方法

1.本发明涉及一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置。


背景技术：

2.在机械加工制造行业中，常有在薄壁回转体工件外部焊接小零件的结构设计，以安装某些重要零组件。为保证零组件安装在薄壁回转体上的装配精度，解决薄壁圆筒焊外部小零件易错位及变形的工艺技术问题是装备制造加工阶段很关键的一步。
3.在实际生产过程中，对于薄壁短圆筒（长度小于500mm）焊接外部小零件的工艺性难度较低，使用一般的工艺装置辅助加工即可保证相关的工艺参数，即焊后外部小零件错位与筒体变形在可控范围。但对于薄壁长筒体焊外部小零件，焊后外部小零件错位与筒体变形则很难达到相关工艺性指标。导致此种工艺性问题主要有以下几个方面原因：1）当工艺装置中用于薄壁长筒体的定位元件与筒体的配合关系为间隙配合时，产生系统定位误差；2）由于工艺装置重量受限，外部小零件定位元件刚性不足，导致外部小零件无法准确定位；3）当外部小零件压紧机构设计为手动压紧方式时，由于筒体受到的各个外部小零件压紧力先后顺序不同，且压紧力大小不可控，导致圆筒周向受力不均，筒体出现偏斜，致使外部零件发生错位；4）在薄壁圆筒上焊接外部小零件属于局部焊接，筒体焊接处受热产生变形。此外，由于薄壁圆筒本身结构限制，设计的焊接工艺装置重量偏大，在进行手动装夹和焊接时，工人操作劳动强度大，降低了焊接加工效率。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供一种既能保证外部小零件定位压紧后筒体受力均匀，又能极大降低工人操作劳动强度和操作复杂度，有效提高产品焊接效率的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置。
5.本发明解决上述问题的技术方案是：一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，包括外部小零件定位夹紧部件、筒体定位夹紧部件和底座部件，所述底座部件包括底座、轴承座、轴承和转动轴套，轴承座固定在底座上同时压紧轴承外圈，转动轴套外圆与轴承内圈过盈装配，待焊接薄壁长筒体外部设有外部小零件定位夹紧部件，待焊接薄壁长筒体内部设有筒体定位夹紧部件，外部小零件定位夹紧部件和筒体定位涨紧部件固定在转动轴套上。
6.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述外部小零件定位夹紧部件包括顶板、底板、连接杆、双轴压紧气缸和外部小零件定位块，顶板与底板之间通过若干连接杆连接固定；连接杆上设置双轴压紧气缸，双轴压紧气缸上固定设有外部小零件定位块，所述底板上设有用于控制双轴压紧气缸的双轴压紧气缸手动控制阀。
7.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述外部小零件定位夹紧部件还包括工件定位块和固定块，固定块放置于工件定位块上并通过第一螺钉一起固定于顶板上，销配装于工件定位块上。
8.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述筒体定位夹紧部件包括定位套、支承板、涨紧气缸，所述支承板固定安装在底板中部，待焊接薄壁长筒体下端面紧贴于支承板上表面，所述定位套竖直固定在支承板上，定位套内中间竖直设置拉杆；定位套外圈从下至上依次装设第二内隔套、第一内锥套、第一内隔套和第二内锥套，并用内锥套压板进行压紧固定；第二内锥套外圈从下至上依次装设第二外隔套、第一外锥套、第一外隔套和第二外锥套，并用外锥套压板进行压紧固定，且所述第一内锥套的外锥面与第一外锥套的内锥面相配合；所述涨紧气缸通过涨紧气缸固定杆固定在支承板上，涨紧气缸转接头通过螺纹拧紧于涨紧气缸的活塞杆上，双头螺柱螺纹一端螺纹连接于拉杆下端，所述拉杆上端穿过内锥套压板与外锥套压板固定连接，双头螺柱另一端与涨紧气缸转接头连接；顶杆固定板穿过双头螺柱置于涨紧气缸转接头大头端面上，顶杆固定板上设置若干顶杆，顶杆下端固定于顶杆固定板上，顶杆上端穿过支承板与第二外隔套下端面相接触，所述底板上设有用于控制涨紧气缸的涨紧气缸手动控制阀。
9.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，多个双轴压紧气缸分为两组固定在连接杆上，每个连接杆上一上一下设置两个双轴压紧气缸。
10.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述第二外隔套、第一外锥套、第一外隔套和第二外锥套的外侧面均与待焊接薄壁长筒体内壁相接触。
11.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述底座部件还包括支撑脚，若干个支撑脚通过螺纹拧紧于底座下端面上。
12.上述薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，所述底板上设有气压调节阀。
13.本发明的有益效果在于：1、本发明可用于薄壁长筒体进行外部小零件焊接，装置结构设计刚性强度大，并使用涨紧方式对薄壁长筒进行定位夹紧，能有效解决焊后筒体局部变形与外部小零件错位超差的工艺难题。
14.2、本发明中工件定位夹紧部件与底座可回转的结构设计方法，避免了操作者焊完一处外部零件后整体转动工艺装置，节省了搬动工艺装置时间，提高了产品焊接效率，同时极大降低了操作者的劳动强度。
15.3、本发明实现了薄壁长筒体外部小零件焊接半自动化，操作者放入工件后，扣动相应控制阀即可完成对筒体和外部小零件的定位夹紧，操作简便，省时省力。
附图说明
16.图1为本发明的立体图。
17.图2为本发明的主视图。
18.图3为本发明的俯视图。
19.图4为图2中ⅰ部位的局部放大图。
20.图5为图2中ⅱ部位的局部放大图。
实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
22.如图1-图5所示，一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，包括外部小零件定位夹紧部件、筒体定位夹紧部件和底座部件，所述底座部件包括底座14、轴承座13、轴承36、转动轴套35和支撑脚16，轴承座13固定在底座14上同时压紧轴承36外圈，转动轴套35外圆与轴承36内圈过盈装配，4个支撑脚16通过螺纹拧紧于底座14下端面上。待焊接薄壁长筒体41外部设有外部小零件定位夹紧部件，待焊接薄壁长筒体41内部设有筒体定位夹紧部件，外部小零件定位夹紧部件和筒体定位涨紧部件通过第五螺钉33固定在转动轴套35上。所述底座部件作用在于支撑外部小零件定位夹紧部件和筒体定位夹紧部件，通过使用轴承36实现以上两个部件可自由转动，操作者焊接完上下一组外部零件后转动上述支撑外部小零件定位夹紧部件和筒体定位夹紧部件即可进行下一组外部零件焊接，如此操作者可在一个站位完成所有外部小零件的焊接，进而降低操作者劳动强度。
23.所述外部小零件定位夹紧部件包括顶板5、底板12、连接杆10、双轴压紧气缸9、外部小零件定位块8、工件定位块3和固定块4，顶板5与底板12之间通过6根连接杆10连接固定；12个双轴压紧气缸9分为两组固定在连接杆10上，每个连接杆10上一上一下设置两个双轴压紧气缸9，每个双轴压紧气缸9上均固定设有一个外部小零件定位块8，固定块4放置于工件定位块3上并通过第一螺钉1一起固定于顶板5上，销2配装于工件定位块3上。固定块4设计有导向槽，工件定位块3穿过导向槽可进行左右定向伸缩，两个销2作用在于限制定位块左右伸缩距离，防止工件定位块3从固定块4定位槽中脱离，工件定位块3右端铣有定位凹槽，工件定位块3向右伸出时扣入工件的定位凸台中，如此限制筒体轴向转动。所述底板12上设有用于控制双轴压紧气缸9的双轴压紧气缸手动控制阀19。所述外部小零件定位夹紧部件作用在于通过使用双轴压紧气缸9将外部小零件顶紧在待焊接薄壁长筒体41外圆面上。
24.所述筒体定位夹紧部件包括定位套27、支承板31、涨紧气缸15，所述支承板31固定安装在底板12中部，待焊接薄壁长筒体41下端面紧贴于支承板31上表面，所述定位套27通过第四螺钉30竖直固定在支承板31上，定位套27内中间竖直设置拉杆26；定位套27外圈从下至上依次装设第二内隔套29、第一内锥套25、第一内隔套28和第二内锥套，并用内锥套压板24进行压紧固定；第二内锥套外圈从下至上依次装设第二外隔套11、第一外锥套7、第一外隔套6和第二外锥套22，并用外锥套压板21通过第三螺钉23进行压紧固定，且所述第一内锥套25的外锥面与第一外锥套7的内锥面相配合，所述第二外隔套11、第一外锥套7、第一外隔套6和第二外锥套22的外侧面均与待焊接薄壁长筒体41内壁相接触；所述涨紧气缸15通过涨紧气缸固定杆39固定在支承板31上，涨紧气缸转接头40通过螺纹拧紧于涨紧气缸15的活塞杆上，双头螺柱38螺纹一端螺纹连接于拉杆26下端，所述拉杆26上端穿过内锥套压板24与外锥套压板21通过第二螺钉20固定连接，双头螺柱38另一端与涨紧气缸转接头40连接；顶杆固定板37穿过双头螺柱38置于涨紧气缸转接头40大头端面上，顶杆固定板37上通过第六螺钉34设置4根顶杆32，顶杆32下端固定于顶杆固定板37上，顶杆32上端穿过支承板31与第二外隔套11下端面相接触；所述底板12上设有用于控制涨紧气缸15的涨紧气缸手动控制阀17。所述底板12上设有气压调节阀18，用于调节双轴压紧气缸9和涨紧气缸15的气压，从而调节待焊接薄壁长筒体41的涨紧力和外部小零件的顶紧力。所述筒体定位夹紧部件作用在于通过涨紧气缸15的活塞杆的上下运动实现第一外锥套7和第二外锥套22向外涨开，从而涨紧待焊接薄壁长筒体41，实现待焊接薄壁长筒体41的定位夹紧。
25.本发明的工作过程为：1、气源引入至工艺装置上的气压调节阀18接口，将薄壁长筒体放入工艺装置中，保证薄壁长筒体下端面紧贴于支承板31表面；2、打开气压调节阀18开关，查看压力表指针显示位置，确定压缩空气引入，拧动气压调节阀18上的旋钮，将压力设置在给定数值；3、扣动左边的涨紧气缸手动控制阀17，涨紧气缸15的活塞杆向下运动，活塞杆的向下的力通过双头螺柱38、拉杆26和外锥套压板21传递至第二外锥套22，第二外锥套22受到向下力作用在锥面上往下滑动，由于第一内锥套25固定不动，第二外锥套22向外涨开，同理第一外锥套7受到向下的力往外涨开，如此实现了薄壁长筒体41涨紧固定；4、将薄壁长筒体各外部小零件装于相对应的外部小零件定位块8上，外部小零件定位块8上附的磁铁块将外部小零件吸紧，注意保证各外部小零件与外部小零件定位块8定位面贴紧；5、扣动右边的双轴压紧气缸手动控制阀19，双轴压紧气缸9的活塞杆推出，将各外部小零件压紧于薄壁长筒体41外圆上，如此外部小零件完成定位顶紧；6、开始对外部零件进行点焊，焊接完上下一组外部小零件后，转动工艺装置依次焊完薄壁长筒体其余各组外部小零件；7、点焊完成后，扣动双轴压紧气缸手动控制阀19，双轴压紧气缸9的活塞杆带着外部小零件定位块8回缩，然后扣动涨紧气缸手动控制阀17，涨紧气缸15的活塞杆向上运动，活塞杆向上的力通过顶杆固定板37传递给顶杆32，4根顶杆32将第二外隔套11顶起，第二外隔套11推动第一外锥套7沿锥面向上滑动，第一外锥套7内缩，同理第二外锥套22也向内回缩，薄壁长筒体41内壁受到的涨紧力被卸去，如此可卸下焊好的工件。

技术特征：
1.一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，包括外部小零件定位夹紧部件、筒体定位夹紧部件和底座部件，其特征在于：所述底座部件包括底座、轴承座、轴承和转动轴套，轴承座固定在底座上同时压紧轴承外圈，转动轴套外圆与轴承内圈过盈装配，待焊接薄壁长筒体外部设有外部小零件定位夹紧部件，待焊接薄壁长筒体内部设有筒体定位涨紧部件，外部小零件定位夹紧部件和筒体定位涨紧部件固定在转动轴套上。2.根据权利要求1所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述外部小零件定位夹紧部件包括顶板、底板、连接杆、双轴压紧气缸和外部小零件定位块，顶板与底板之间通过若干连接杆连接固定；连接杆上设置双轴压紧气缸，双轴压紧气缸上固定设有外部小零件定位块，所述底板上设有用于控制双轴压紧气缸的双轴压紧气缸手动控制阀。3.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述外部小零件定位夹紧部件还包括工件定位块和固定块，固定块放置于工件定位块上并通过第一螺钉一起固定于顶板上，销配装于工件定位块上。4.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述筒体定位夹紧部件包括定位套、支承板、涨紧气缸，所述支承板固定安装在底板中部，待焊接薄壁长筒体下端面紧贴于支承板上表面，所述定位套竖直固定在支承板上，定位套内中间竖直设置拉杆；定位套外圈从下至上依次装设第二内隔套、第一内锥套、第一内隔套和第二内锥套，并用内锥套压板进行压紧固定；第二内锥套外圈从下至上依次装设第二外隔套、第一外锥套、第一外隔套和第二外锥套，并用外锥套压板进行压紧固定，且所述第一内锥套的外锥面与第一外锥套的内锥面相配合；所述涨紧气缸通过涨紧气缸固定杆固定在支承板上，涨紧气缸转接头通过螺纹拧紧于涨紧气缸的活塞杆上，双头螺柱螺纹一端螺纹连接于拉杆下端，所述拉杆上端穿过内锥套压板与外锥套压板固定连接，双头螺柱另一端与涨紧气缸转接头连接；顶杆固定板穿过双头螺柱置于涨紧气缸转接头大头端面上，顶杆固定板上设置若干顶杆，顶杆下端固定于顶杆固定板上，顶杆上端穿过支承板与第二外隔套下端面相接触，所述底板上设有用于控制涨紧气缸的涨紧气缸手动控制阀。5.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：多个双轴压紧气缸分为两组固定在连接杆上，每个连接杆上一上一下设置两个双轴压紧气缸。6.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述第二外隔套、第一外锥套、第一外隔套和第二外锥套的外侧面均与待焊接薄壁长筒体内壁相接触。7.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述底座部件还包括支撑脚，若干个支撑脚通过螺纹拧紧于底座下端面上。8.根据权利要求2所述的薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，其特征在于：所述底板上设有气压调节阀。

技术总结
本发明公开了一种薄壁长筒体外部小零件的半自动焊接工艺装置，包括外部小零件定位夹紧部件、筒体定位夹紧部件和底座部件，所述底座部件包括底座、轴承座、轴承和转动轴套，轴承座固定在底座上同时压紧轴承外圈，转动轴套外圆与轴承内圈过盈装配，待焊接薄壁长筒体外部设有外部小零件定位夹紧部件，待焊接薄壁长筒体内部设有筒体定位涨紧部件，外部小零件定位夹紧部件和筒体定位涨紧部件固定在转动轴套上。本发明可用于薄壁长筒体进行外部小零件焊接，装置结构设计刚性强度大，并使用涨紧方式对薄壁长筒进行定位夹紧，能有效解决焊后筒体局部变形与外部小零件错位超差的工艺难题。局部变形与外部小零件错位超差的工艺难题。局部变形与外部小零件错位超差的工艺难题。


技术研发人员：李文平 彭小彦 王敏辉
受保护的技术使用者：江南工业集团有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/1