本发明涉及一种用于铝合金船体装配的卡马及其制作方法。
背景技术：
卡马是船体结构在工装胎架上进行装焊时必不可少的工装，以往钢质船舶在建造过程中一般使用钢扁条扭曲加工制成的简易卡马，此种卡马因为受力较小，需要数量较多且不易重复使用，耗材严重。但考虑到在工装胎架上的装焊质量，截止目前，此种卡马在钢质产品上一直在用。但是对于铝合金船体结构来说，铝合金板的厚度比较薄，易变形，铝合金船体分段的建造都是采用模板式胎架，并配合简易式卡马进行弹性固定，以达到防变形的目的。但这种简易式螺栓卡马在进行铝合金板装焊过程中有如下缺点：
1、铝合金的热膨胀系数大，材质本身比钢质材料更容易产生变形，当铝合金工件上胎进行焊接时，在加热和冷却过程中，由于部分热传导状况不同，温度场不均匀，致使部分的弹性模量、热膨胀系数等不同，工件表面会产生焊接残余应力，受热发生的变形大且难以控制。
2、简易卡马采用多次点焊，耗材太多，由于铝合金板在受热条件下变形程度各异，存在上凸和下凹的复杂变形趋势，为此导致固定贴胎用的简易卡马要时刻不间断的进行松紧调整，人工成本太大，耗时费力，操作不方便，施工困难而且精度低。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于铝合金船体装配的卡马，该卡马强度高且易控制变形，能够根据情况灵活进行松紧调节，整体装置结构简单，制造方便。
于此相应，为解决上述技术问题，本发明的另一个目的在于提供一种用于铝合金船体装配的卡马的制作方法，该制作方法的整个过程非常简单、方便，且制作的卡马的强度较高，能够通过灵活的松紧调节来控制变形，过程可靠。
基于此，本发明提出了一种用于铝合金船体装配的卡马，包括活动支架和码脚，所述活动支架包括定位支座、第一支件和至少两个第二支件，所述第一支件的下端竖直安装于所述定位支座上，所述第一支件的上端设有所述码脚，各所述第二支件分别水平连接于所述定位支座上，且各所述第二支件上分别安装有夹具。
可选的，至少有两个所述第二支件相对设于所述定位支座的两侧。
可选的，所述第一支件的下端穿设于所述定位支座，所述第一支件的上端设有连接球，所述码脚通过所述连接球与所述第一支件的上端相连接。
可选的，所述第一支件的下端设有外螺纹，所述定位支座设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔，所述第一支件的下端设置于所述内螺纹孔中。
进一步的，所述用于铝合金船体装配的卡马还包括手柄，所述第一支件的下端设有安装孔，所述手柄安装于所述安装孔中。
可选的，各所述第二支件上分别套设有套筒，所述夹具连接于所述套筒上。
可选的，所述夹具为固定钳，所述套筒上设有链板，所述固定钳通过所述链板与所述套筒活动连接。
进一步的，所述用于铝合金船体装配的卡马还包括限位板件，所述第二支件设有两个端部，所述第二支件的第一端部与所述定位支座固定连接，所述限位板件安装于所述第二支件的第二端部。
可选的，所述第一支件和所述第二支件均为支杆。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种涉及该用于铝合金船体装配的卡马的制作方法，包括如下步骤：
将所述第一支件的下端竖直安装于所述定位支座上；
将各所述第二支件分别水平连接于所述定位支座上；
将各所述夹具分别连接于所述第二支件上；
将所述码脚设置于所述第一支件的上端。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
本发明的用于铝合金船体装配的卡马包括活动支架和码脚，所述活动支架包括定位支座、第一支件和至少两个第二支件，所述第一支件的下端竖直安装于所述定位支座上，所述第一支件的上端设有所述码脚，各所述第二支件分别水平连接于所述定位支座上，且各所述第二支件上分别安装有夹具，与所述第一支件相垂直并固定连接于所述定位支座上的各第二支件上的夹具能够分别卡住铝合金带筋板翼板，并使得两个板件需要进行焊接的部位沿水平方向紧贴在一起，安装于定位支座上的所述第一支件能够用于调节连接在其上的码脚的高度位置，从而使得码脚能够顶住需要进行焊接的面板上的焊缝，便于进行焊接工作；焊接过程中码脚对焊缝的支撑与夹具相互配合能够有效的约束装配焊接过程中所产生的焊接残余应力，随着应力大小的变化，能够通过灵活对码脚进行松紧调节，改变码脚与焊缝之间的接触力，从而能够极大程度上控制焊接板件结构的受热变形，故能够更好的确保船体结构线型和美观质量。整个卡马装置的结构非常简单，便于生产和制造，成本较低，且该卡马适用范围比较广，能够被重复使用，从而极大地减少资源和材料的浪费。
进一步的，至少有两个所述第二支件相对设于所述定位支座的两侧，便于安装在所述第二支件上的所述夹具能够沿所述第一支件的两侧进行布置，对需要进行焊接的板件进行夹持，便于完成对两块板件的焊缝的水平紧贴，从而能够可靠的进行焊接工作；所述第一支件的下端穿设于所述定位支座，所述第一支件的上端设有连接球，所述连接球通过嵌入的方式与所述码脚相连接，采用连接球连接所述码脚与所述第一支件，能够使得所述码脚在一定的角度范围内自由转动，能够灵活的配合夹具之间所形成的各种角度的焊缝，更加方便焊接工作的进行；所述第一支件的下端设有外螺纹，所述定位支座设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔，所述第一支件的下端设置于所述内螺纹孔中，能够通过螺纹相互配合的方式，使得所述第一支件进行伸缩，从而控制所述码脚的高度；所述用于铝合金船体装配的卡马还包括手柄，所述第一支件的下端设有安装孔，所述手柄安装于所述安装孔中，通过所述手柄来控制调整所述第一支件的旋转和伸缩，施力更加方便；各所述第二支件上分别套设有套筒，所述夹具连接于所述套筒上，所述套筒能够在所述第二支件上做往复运动，从而能够带动夹具进行运动，两侧第二支件上的套筒的相互运动能够满足不同的板件宽度，也能够将不同规格的板件通过夹持使焊缝相对，使得整个卡马装置的适用范围更加广泛；所述夹具为固定钳，所述套筒上设有链板，所述固定钳通过所述链板与所述套筒活动连接，固定钳通过所述链板与所述套筒活动连接，链板能够在所述套筒上实现转动，从而带动所述固定钳进行旋转，使得固定钳能够夹持板件进行角度的变化；所述用于铝合金船体装配的卡马还包括限位板件，所述第二支件设有两个端部，所述第二支件的第一端部与所述定位支座固定连接，所述限位板件安装于所述第二支件的第二端部，能够有效的对套筒进行位置的限定，避免出现所述套筒滑出所述第二支件的现象，所述套筒连接有所述固定钳，若从所述第二支件上滑落，容易造成危险。
本发明所述的用于铝合金船体装配的卡马涉及一种关于该卡马的制作方法，包括以下步骤：先将所述第一支件的下端竖直安装于所述定位支座上；再将各所述第二支件分别水平连接于所述定位支座上；然后将各所述夹具分别连接于所述第二支件上；最后将所述码脚设置于所述第一支件的上端，整个制作过程非常简单、方便，能够便于大规模的生产制造，成本较低，且制作的卡马的强度较高，能够通过灵活的松紧调节来控制变形，过程可靠。
附图说明
图1是本实施例所述用于铝合金船体装配的卡马的整体结构示意图。
附图标记说明：
1、活动支架，11、第一支件，111、安装孔，112、连接球，12、第二支件，121、套筒，122、链板，123、限位板件，13、定位支座，131、内螺纹孔，2、码脚，21、十字形凹槽，3、夹具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，本优选实施例所述的用于铝合金船体装配的卡马包括活动支架1和码脚2，所述活动支架1包括定位支座13、第一支件11和至少两个第二支件12，本实施例中，第二支件12的数量优选为两个，所述第一支件11的一端竖直安装于所述定位支座13上，所述第一支件11的另一端安装有所述码脚2，各所述第二支件12分别水平连接于所述定位支座13上，各所述第二支件12上分别安装有所述夹具3。
基于上述结构，在使用该用于铝合金船体装配的卡马进行工作时，采用设置于第二支件12上的夹具3将所需要进行焊接的板件进行夹持，如：铝合金带筋板翼板，并使夹具3夹持的相邻的两块板件沿水平方向紧贴在一起，此时，连接于第一支件11上的码脚2进行位置的调节后，顶住需要焊接的板件上的焊缝，为需要进行焊接的地方提供一定的支撑力，由工作人员进行焊接，在焊接过程中，码脚2能够根据焊缝处应力的大小或板件的变形情况随时进行伸缩，从而使得松紧度能够得到有效的调节，灵活地约束板件焊接过程中结构中的残余应力，极大程度上控制板件的受热变形，并且能够采用焊接完成的板件确保船体结构的线型和美观质量。定位支座13能够有效的对第一支件11和第二支件12进行固定连接，使得码脚2和夹具3之间的相互配合工作更加可靠，该卡马装置的整体结构非常简单，便于生产和制造，成本较低，且该卡马适用范围比较广，能够被重复利用，从而能够极大地减少资源和材料的浪费。
其中，第一支件11设有两个端部，第一支件11的第一端部穿设于定位支座13中，且所述第一支件11的第一端部设有外螺纹，定位支座13上设有与所述外螺纹相配合的内螺纹孔131，第一支件11的第一端部设置于内螺纹孔131中，且第一支件11的第一端部设有安装孔111，该安装孔111内设置有手柄，第一支件11的第二端部设有连接球112，码脚2通过所述连接球112与第一支件11的第二端部相连接，第一支件11的第一端部的外螺纹与内螺纹孔131相互配合，使得第一支件11能够相对于所述定位支座13进行伸缩，从而有利于带动码脚2进行灵活的伸缩运动，使其能够在焊接前对焊缝进行定位支撑，也能够在焊接过程中根据应力的变化进行相应的松紧调节，以确保焊接质量，还能够在焊接完成后，向下运动离开板件结构，方便对板件进行拆卸，以便于进行下一次的工作；在第一支架11的第一端部处安装手柄，能够方便工作人员对第一支件11进行施力，从而方便对第一支件11的伸缩进行快速的控制，方便对码脚2的高度进行调节；所述第一支件11的第一端部处的连接球112通过嵌入的方式与码脚2进行连接，能够使得码脚2在一定的角度范围内自由的转动，从而该码脚2能够为各个方向上的焊缝提供支撑力，从而使得该卡马装置所能够适用的范围更加广泛；另外，所述码脚2上开设有十字形凹槽21，该十字形凹槽21能够使得焊接过程中码脚2对焊缝的支撑更加可靠与准确，也能够方便码脚2在根据连接球进行角度变化时，十字形凹槽21转动过程中也能够灵活的与焊缝进行配合。在此需要说明的是，在本实施例中，所述定位支座13采用的是定位轴套，直接在所述定位轴套内开设内螺纹孔131，并将该定位轴套与第一支件11进行套设，与第一支件11相垂直的第二支件12则直接固定连接于所述定位轴套的侧壁上即可，加工十分简单，但在其他实施例中，定位支座13的类型并不受此实施例的限制，当可按照实际的需要，选择合适的类型即可。
另外，本实施例中的两个第二支件12为分设于定位支座13的彼此相对的两侧上的，且各第二支件12上套设有套筒121，所述夹具3可以是固定钳，也可以是其他类型的夹具，只要能够实现对板件进行可靠的夹持即可，套筒121上设有链板122，夹具3通过链板122与套筒121活动连接，在此，夹具3与链板122为固定连接，其固定连接的连接方式可以是螺纹连接，也可以是通过焊接的方式进行连接；设置于所述第二支件12上的套筒121能够沿所述第二支件12的长度方向来回滑动，从而带动设置于套筒121上的夹具3来回运动，套筒121在第二支件12上的往复运动能够便于对两侧所夹持的板件之间的水平紧贴起到有利的作用，即能够适用于各种宽度的板件，对不同宽度的板件之间的焊接非常便于调节，从而能够有效的扩大该卡马装置的适用范围；套筒121上所安装的链板122能够带动夹具3依照需要夹持的板件的形状进行相应的旋转，使得相互紧贴的两块板件之间的焊缝能够得到码脚2的支撑。第二支件12设有两个端部，其第一端部与定位支座13固定连接，此处该固定连接的方式可以是焊接，也可以是其他连接形式；第二支件12的第二端部处安装有限位板件123，该限位板件123能够在卡马进行工作时有效的控制所述套筒121进行往复运动时的行程，避免套筒121在带动夹具3进行滑动时从第二支件12上滑脱的现象，由于套筒与链板和夹具相连接，能够有效的防止工作人员出现被砸伤的危险。
需要说明的是，在本实施例中，所述第一支件11和所述第二支件12均采用的至支杆结构，但在其他实施例中，第一支件11与第二支件12的结构并不受本实施例的限制，当可按照实际的需要选择合适的结构类型。
为了详细说明获得该用于铝合金船体装配的卡马的制作方法，参见图1，具体如以下实施例所述：
实施例一
(s1)将各第二支件12的第一端部先焊接在定位支座13的彼此相对的两侧；
(s2)将第一支件11与定位支座13上的内螺纹孔131通过手动旋转的方式进行组装，组装完毕后，再将手柄安装至第一支件11的第一端部的安装孔111中；
(s3)将套筒121套设与第二支件12上后，再将限位板件123焊接在第二支件12的第二端部处；
(s4)先将夹具3与链板122相连接后，再将所述链板122通过螺母安装在套筒121上(或先将链板122通过螺母安装在套筒121上，再将夹具3与链板122相连接)；
(s5)将码脚2嵌入第一支件11的第二端部的连接球112内。
实施例二
(s1)第二支件12采用长度170mm、厚度30mm、宽度30mm长方体铸钢件表面抛光处理；
(s2)定位支座13采用边长为50mm正方体铸钢件，其内径为15mm，且其内部加工m30×3.5的牙形螺纹；
(s3)第二支件12与定位支座13直接采用焊接方式连接，焊脚尺寸为5mm，且第二支件12的轴线与定位支座13的横向轴线在需处于同一平面内；
(s4)第一支件11采用的是长度为400mm，半径r＝15mm的圆柱体铸钢件，且第一支件11的第一端部设有外径螺纹为m30×3.5牙形螺纹；
(s5)第一支件11的第一端部与定位支座13上的内螺纹孔相配合进行安装后，在所述安装孔111中手动插入手柄，此处手柄选用的是长度为60mm，半径r＝5mm的圆柱体铸钢件杆件；
(s6)套筒121结构为上部是长度为60mm，宽度30mm，高度30mm的长方体铸钢件，将中间切割出40mm×30mm×30mm的钢材，下部是边长为50mm×50mm×30mm的长方体铸钢件，中间切割出32mm×32mm×30mm的钢材，通过双面焊方式将上部构件与下部构件进行连接，将套筒121套设于所述第二支件12上；
(s7)限位板件123采用40mm×40mm×10mm的长方体铸钢件，将限位板件123通过单面焊的方式与第二支件12的第二端部进行连接；
(s8)夹具3选用固定钳，固定钳包括主固定钳和副固定钳，固定钳和链板122通过浇筑的方式铸造，且主固定钳和副固定钳通过螺母与链板122相连接；
(s9)码脚2采用上部是半径r＝30mm，厚度d＝10mm的圆柱形塑料面板，下部是长度25mm，半径r＝10mm，厚度为2mm的圆管，码脚2与设置于第一支件11的连接球112以嵌入的方式进行连接。
本发明的用于铝合金船体装配的卡马包括活动支架和码脚，所述活动支架包括定位支座、第一支件和至少两个第二支件，所述第一支件的下端竖直安装于所述定位支座上，所述第一支件的上端设有所述码脚，各所述第二支件分别水平连接于所述定位支座上，且各所述第二支件上分别安装有夹具，与所述第一支件相垂直并固定连接于所述定位支座上的各第二支件上的夹具能够分别卡住铝合金带筋板翼板，并使得两个板件需要进行焊接的部位沿水平方向紧贴在一起，安装于定位支座上的所述第一支件能够用于调节连接在其上的码脚的高度位置，从而使得码脚能够顶住需要进行焊接的面板上的焊缝，便于进行焊接工作；焊接过程中码脚对焊缝的支撑与夹具相互配合能够有效的约束装配焊接过程中所产生的焊接残余应力，随着应力大小的变化，能够通过灵活对码脚进行松紧调节，改变码脚与焊缝之间的接触力，从而能够极大程度上控制焊接板件结构的受热变形，故能够更好的确保船体结构线型和美观质量。整个卡马装置的结构非常简单，便于生产和制造，成本较低，且该卡马适用范围比较广，能够被重复使用，从而极大地减少资源和材料的浪费。本发明的用于铝合金船体装配的卡马涉及一种制作方法，该制作方法的整个过程非常简单、方便，且制作的卡马的强度较高，能够通过灵活的松紧调节来控制变形，过程可靠。
应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。