一种气箱焊接用夹紧工装的制作方法

本发明涉及一种气箱焊接用夹紧工装。

背景技术：

环网柜开关是一种高压开关设备，一般包括壳体、设于壳体内的气箱和设于气箱内的断路器；气箱一般包括上侧板、下侧板、左侧板、右侧板、前盖板和后封板，气箱内的母线通过安装在气箱上的出线套管穿出气箱，出线套管安装在前盖板上，前盖板上设有供出线套管穿过的套管穿孔，出线套管密封穿装在套管穿孔内；在气箱的左侧板和右侧板的外侧一般还设置有加强槽钢，加强槽钢上设有工艺孔。

气箱在制造时一般会先将上侧板、下侧板、左侧板、右侧板和前盖板焊接固定在一起形成一个后侧开口的箱型结构，然后待气箱内的断路器、母线等安装后再将后封板焊接在箱型结构的后侧开口处。

目前，气箱的成型焊接通常是先通过点焊形成后侧开口的箱型结构，然后将箱型结构吊装在焊接设备上对所有焊缝进行满焊，焊接设备上设有用于夹装箱型结构的夹紧工装，夹紧工装包括左固定件和右固定件，通过左固定件和右固定件实现箱型结构的夹紧固定。

气箱在焊接设备上焊接时，设于前盖板上的套管穿孔很容易发生翘曲变形，而套管穿孔一旦发生变形，出线套管在穿装在套管穿孔内时会出现密封不严的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种气箱焊接用夹紧工装，用于解决现有技术中气箱在焊接时前盖板上的套管穿孔易变形的问题。

本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装采用如下技术方案：

该气箱焊接用夹紧工装包括：

底座；

左固定件和右固定件，安装在底座上，分别用于固定气箱上相对的两个侧板，左固定件与右固定件间隔布置以在两者之间形成用于容纳气箱的容纳间隔，左固定件和右固定件上均设有用于固定气箱的锁定结构；

固形块，安装在底座上，具有撑紧段，撑紧段前小后大，撑紧段用于自后向前插入气箱前盖板上的套管穿孔内并撑紧套管穿孔的后侧孔口。

本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的有益效果是：该夹紧工装中设置固形块，固形块上设置撑紧段，撑紧段在气箱被左固定件和右固定件锁定时，能够撑紧气箱前盖板上的套管穿孔的后侧孔口，这样一来，在气箱焊接过程中可以约束套管穿孔的孔沿，防止套管穿孔发生较大的翘曲变形，进而在后续安装出线套管时可以保证套管穿孔处的密封性。

进一步的，固形块沿前后方向活动安装在底座上。这样设置，在气箱被左固定件和右固定件锁定之前，固形块可以向后缩回，避免固形块影响气箱的定位。

进一步的，底座上设有直线动作机构，直线动作机构可输出在前后方向上的直线动作，固形块安装在直线动作机构的动作端上。这样设置，便于固形块的控制。

进一步的，固形块设有两个以上，用于对应气箱上不同的套管穿孔，各固形块安装在同一个直线动作机构的动作端上。这样设置，可以减少直线动作机构的数量，降低工装的结构复杂性，同时也能够降低成本。

进一步的，固形块为弹性固形块。这样设置，可以防止固形块损伤前盖板上套管穿孔的孔沿处的结构，同时弹性固形块也可以通过自身的变形而使得其撑紧套管穿孔的孔口的效果更好。

进一步的，固形块上的撑紧段呈圆台状，撑紧段的轴线沿前后方向延伸。这样设置，撑紧段可以全面覆盖前盖板上套管穿孔的孔口，最大程度的减小套管穿孔的孔口变形的几率和变形程度。

进一步的，左固定件和右固定件中至少一个沿左右方向位置可调的安装在底座上，以调整左固定件和右固定件之间的间隔距离，固形块在左右方向上相对底座和两个固定件的位置均可调。这样设置，使得该工装能够适应于左右方向上尺寸不同的气箱，提高了该工装的通用性。

进一步的，底座上设有用于安装固形块的安装座，底座上还设有导轨，相对底座位置可调的固定件和安装座导向滑动安装在导轨上，气箱焊接用夹紧工装还包括在相对底座位置可调的固定件和安装座各自滑动到设定位置时将其锁定在底座上的锁紧结构。底座上设置导轨，便于固形块和固定件的位置调整，而安装座和固定件使用同一导轨，可以简化工装的结构，降低制造难度。

进一步的，气箱焊接用夹紧工装上还包括用于支撑气箱的左侧板和右侧板的支撑座，支撑座上设有供左侧板和右侧板的后部插入的限位通槽，限位通槽沿上下方向延伸。这样设置，可以防止左侧板和右侧板的后部在焊接过程中发生较大变形，进而导致气箱的后侧开口发生较大变形，避免后续工序中后封板无法正常安装。

进一步的，左固定件上设有与气箱左侧板的加强槽钢上的工艺孔同轴对应的穿孔，右固定件上设有与气箱右侧板的加强槽钢上的工艺孔同轴对应的穿孔，锁定结构包括快速夹钳，快速夹钳对应各穿孔安装在左固定件和右固定件相背的一侧，快速夹钳的固定杆依次穿过对应固定件上的穿孔和气箱的加强槽钢上的工艺孔而实现将气箱固定在底座上。这样设置，锁定结构的形式较为简单，易实现，且快速夹钳能够固定在左、右固定件上，能够快速的将快速夹钳中的固定杆穿入气箱的加强槽钢上的工艺孔内，可以提高气箱固定的速度；同时，相比于用单独的定位轴插装在固定件上的穿孔和对应气箱上的工艺孔内的方案，不会出现定位轴丢失的情况。

附图说明

图1是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例中的气箱的结构示意图；

图2是图1中气箱的俯视图；

图3是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例的使用状态图；

图4是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例的结构示意图；

图5是图4中结构的俯视图；

图6是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例中左滑座、右滑座和安装座与底座的配合示意图；

图7是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例中安装座、第二支撑座、第三支撑座及快速夹钳的结构示意图；

图8是本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例中固形块的结构示意图。

图中：1-横梁，2-导轨，3-定位块，4-左滑座，5-左固定板，6-固定柱，7-右滑座，8-右固定板，9-扶持气缸，10-快速夹钳，11-安装座，12-支撑柱，13-l形板，14-驱动气缸，15-固形块，16-第一支撑座，17-第二支撑座，18-第三支撑座，19-撑紧段，20-连接段，21-气箱，22-左侧板，23-右侧板，24-前盖板，25-上侧板，26-下侧板，27-套管穿孔，28-加强槽钢，29-工艺孔，30-第二导向面，31-第三导向面，32-第二限位面，33-第三限位面，34-支撑块，35-连接板，36-垂直板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明所提供的气箱焊接用夹紧工装的实施例：

如图1和图2所示，本实施例中使用该工装的气箱21整体呈l形，包括左侧板22、右侧板23、前盖板24、后封板、上侧板25和下侧板26，其中后封板在使用该工装时并未装配，前盖板24包括两块，两块前盖板24沿前后方向具有一个落差，两块前盖板24之间通过垂直板36连接，垂直板36垂直于两块前盖板24，垂直板36与上侧板25相对且平行；在左侧板22和右侧板23上各设有两条沿前后方向延伸的加强槽钢28，左侧板22和右侧板23上的加强槽钢28一一对应且在左右方向上相对布置，在每条加强槽钢28上各设有两个工艺孔29，两个工艺孔29沿前后方向间隔布置；在前盖板24上设有三个供出线套管（图中未示出）穿装的套管穿孔27，三个套管穿孔27沿左右方向排成一排并间隔布置。

如图3-图7所示，该工装包括底座，底座包括两个横梁1，横梁1为方管结构，两个横梁1平行间隔布置，在两个横梁1相背的侧面上各固定安装有一个沿横梁1的长度方向延伸的导轨2。

本实施例中，该工装在使用时，两个横梁1在上下方向上间隔布置。

如图3-图7所示，在底座上间隔布置有左固定件和右固定件，左固定件和右固定件在左右方向上间隔布置，以在两者之间形成一个容纳气箱21的容纳间隔；左固定件包括导向装配在底座的导轨2上的左滑座4，左滑座4呈u形，左滑座4包括两个在上下方向上平行的导向板和支撑板，支撑板固定在两导向板的前侧，两导向板相对的侧面上设有与两导轨2适配的滑槽，从而实现左滑座4能够在底座上导向滑动；左滑座4的支撑板前侧面上固定有两个沿上下方向间隔布置并沿前后方向延伸的固定柱6，在两个固定柱6的右侧面上共同固定有一个左固定板5。右固定件包括导向装配在底座的导轨2上的右滑座7，右滑座7呈u形，右滑座7包括两个在上下方向上平行的导向板和支撑板，支撑板固定在两导向板的前侧，两导向板相对的侧面上设有与两导轨2适配的滑槽，从而实现右滑座7能够在底座上导向滑动；右滑座7的支撑板前侧面上固定有两个沿上下方向间隔布置并沿前后方向延伸的固定柱6，两个固定柱6的左侧面上共同固定有一个右固定板8。

如图3-图7所示，底座上左固定件和右固定件之间安装有一个安装座11，安装座11呈u形，包括两个在上下方向上平行的安装导向板和固定在两个安装导向板前侧的安装支撑板，两安装导向板相对的侧面设有与导轨2适配的滑槽，从而实现安装座11能够在底座上沿导轨2导向滑动。

如图3-图7所示，在横梁1的前侧面上沿其长度方向间隔布置有三个定位块3，两横梁1上布置的定位块3一一对应且在上下方向上相对，定义横梁1上的三个定位块3自左而右依次为第一定位块、第二定位块和第三定位块；在左滑座4滑动到第一定位块上方时，左滑座4通过快速夹钳10固定在第一定位块上，快速夹钳10固定在左滑座4上，左滑座4的支撑板上设有供快速夹钳10的固定杆穿过的支撑板穿孔，第一定位块上对应支撑板穿孔设有定位块穿孔，快速夹钳10的固定杆伸入第一定位块的定位块穿孔内而实现左滑座4与第一定位块的锁定，快速夹钳10的固定杆退出第一定位块的定位块穿孔而解除左滑座4与第一定位块的锁定；在安装座11滑动到第二定位块上方时，同样通过快速夹钳10实现安装座11与第二定位块的锁定；在右滑座7滑动到第三定位块上方时，同样通过快速夹钳10实现右滑座7与第三定位块的锁定；快速夹钳10和对应的定位块3构成用于将左固定件、右固定件和安装座11锁定在底座上的锁紧结构。

如图4和图5所示，在左滑座4和右滑座7的支撑板上各设有两个第一支撑座16，各支撑板上的第一支撑座16沿上下方向间隔布置，且两支撑板上的第一支撑座16沿左右方向一一对应；在各第一支撑座16上均设有一条沿上下方向延伸的定位通槽，同一支撑板上的第一支撑座16的定位通槽在一条线上，合理设置同一横梁1上第一定位块和第三定位块的间距，使得左滑座4上第一支撑座16的定位通槽与右滑座7上第一支撑座16的定位通槽之间的距离等于气箱21的左侧板22和右侧板23的间隔距离，以使气箱21的左侧板22和右侧板23的后部能够插入对应第一支撑座16的定位通槽内，第一支撑座16上设置定位通槽，可以实现气箱21在左右方向上的定位。

如图4、图5和图7所示，在安装座11的安装支撑板前侧面上安装有两个第二支撑座17和一个第三支撑座18，两个第二支撑座17位于安装支撑板的下侧，第三支撑座18位于安装支撑板的上侧；第二支撑座17上设有朝上的第二导向面30，第三支撑座18上设有朝下的第三导向面31，第二导向面30和第三导向面31之间的间距略大于气箱21的上侧板25和下侧板26相背的侧面之间的间距，在将气箱21从前向后装入夹紧工装内时，第二导向面30和第三导向面31对气箱21进行导向，而在气箱21安装到位后，气箱21支撑在第二导向面30上；第二支撑座17上还设有朝前的第二限位面32，第三支撑座18上还设有朝前的第三限位面33，第二限位面32和第三限位面33用于与气箱21的上侧板25和下侧板26的后端面配合而防止气箱21向后移动过度。

如图3-图5所示，在左固定板5和右固定板8相对的侧面上各固定有一块连接板35，两连接板35上各固定有一个支撑块34，连接板35上设有两个沿左右方向间隔布置的螺栓孔，螺栓孔的轴线沿前后方向延伸，支撑块34上对应连接板35上的两个螺栓孔设有两个长度沿上下方向延伸的长孔，支撑块34通过螺栓固定在连接板35上，且可以调整其在上下方向的位置，支撑块34用于在气箱21装入夹紧工装内时从下方支撑气箱21的垂直板36。

如图3-图5所示，在左固定板5和右固定板8相背的侧面上各安装有三个快速夹钳10，左固定板5和右固定板8上对应各快速夹钳10设有供快速夹钳10的固定杆穿过的穿孔，左固定板5上的穿孔在气箱21装入夹紧工装后与气箱21左侧板22的加强槽钢28上的三个工艺孔29对应，右固定板8上的穿孔在气箱21装入夹紧工装后与气箱21右侧板23的加强槽钢28上的三个工艺孔29对应，对应的穿孔和工艺孔29同轴，这样一来，在气箱21装入夹紧工装后，可以通过快速夹钳10的固定杆插入加强槽钢28上的工艺孔29内，而实现气箱21在上下方向和前后方向上的定位，进而配合第一支撑座16上的定位通槽及第二支撑座17和第三支撑座18一起实现将气箱21固定在夹紧工装上；本实施例中，第一支撑座16和快速夹钳10一起构成左固定件和右固定件上用于固定气箱21的锁定结构。

如图3-图5所示，为了防止气箱21的左侧板22和右侧板23在焊接过程中向外鼓起变形，在左固定板5和右固定板8上各安装有三个扶持气缸9，左固定板5和右固定板8上对应每个扶持气缸9设有供扶持气缸9的活动杆穿过的通孔，在气箱21固定后，扶持气缸9的活动端伸出能够顶在对应的左侧板22或右侧板23上，从而可以在一定程度上防止左侧板22和右侧板23在焊接过程中向外鼓起变形。

如图3、图4、图5和图8所示，在安装座11上，对应气箱21前盖板24上的套管穿孔27设有一个前后延伸的支撑柱12，在支撑柱12上固定安装有一个倒置的l形板13，l形板13的一边固定在支撑柱12的侧面上，另一边悬伸，l形板13悬伸的一边的下侧固定有一个驱动气缸14，l形板13悬伸的一边上设有供驱动气缸14的活动杆穿过的过孔，活动杆能够穿过过孔而伸至l形板13的前侧，在驱动气缸14的活动杆的端部安装有一个平板，平板上安装有三个固形块15，固形块15为由橡胶制成的弹性固形块，固形块15包括与平板固定连接的连接段20和背向驱动气缸14的撑紧段19，撑紧段19呈圆台状，且撑紧段19前小后大，撑紧段19的轴线前后延伸；合理调整横梁1上第二定位块与第一定位块之间的间距，使得在将气箱21装在夹紧工装上时，三个固形块15的撑紧段19的轴线分别与气箱21前盖板24上的三个套管穿孔27的轴线共线；在将气箱21装入夹紧工装上时，驱动气缸14的活动杆收回，在气箱21固定在夹紧工装上后，驱动气缸14的活动杆伸出，并驱动固形块15朝前运动，合理设置驱动气缸14的活动杆的活动行程，固形块15的撑紧段19能够插入对应的套管穿孔27内并撑紧套管穿孔27的后侧孔口，固形块15撑紧套管穿孔27后，则在气箱21焊接过程中，可以防止套管穿孔27的孔沿发生翘曲变形；驱动气缸14构成用于驱动固形块15的直线动作机构。

本实施例中，定位块3通过螺栓固定在横梁1上，横梁1的上板和下板上设有对应的供螺栓穿过的螺栓孔，定义横梁1的上板和下板上的螺栓孔为一组螺栓孔对，横梁1上沿其长度方向设有多组螺栓孔对，以使定位块3可以固定在横梁1的不同位置，这样一来，可以选择将左滑座4和右滑座7固定在横梁1上的不同位置而调整左固定件和右固定件之间的间隔距离，进而使得该夹紧工装能够适用于不同尺寸的气箱21，同样的，安装座11也可以调整其在左右方向上的位置，以使固形块15能够对准气箱21前盖板24上的套管穿孔27。

上述实施例中，设于左固定件和右固定件上的锁定结构由设于左固定板和右固定板上的快速夹钳，以及设于左滑座和右滑座上的第一支撑座构成。在其他实施例中，快速夹钳也可以被定位轴代替，在气箱安装到位后，使用定位轴依次穿过固定板上的穿孔和气箱上的工艺孔，同样可以使用；锁定结构也可以为其他结构形式，如可以为设置在左滑座和右滑座上的机械手，机械手设置有多个，在将气箱安装到位后，部分机械手将气箱压紧在安装座上，部分机械手承托住气箱的下侧板，部分机械手按压气箱的上侧板，共同将气箱固定在安装座上。

上述实施例中，气箱安装在夹紧工装上时，其左侧板对应夹紧工装的左固定件，其右侧板对应夹紧工装的右固定件。在其他实施例中，也可以在气箱安装在夹紧工装上时，其上侧板对应夹紧工装的左固定件，其下侧板对应夹紧工装的右固定件，或者其左侧板对应夹紧工装的右固定件，其右侧板对应夹紧工装的左固定件，或者其上侧板对应夹紧工装的右固定件，其下侧板对应夹紧工装的左固定件，均可以使用，当然，对应的固形块的布置也需要改变，需保证各固形块对应前盖板上的各个套管穿孔。

上述实施例中，夹紧工装在使用时，两横梁上下间隔布置。在其他实施例中，两个横梁也可以位于同一个水平面内，并在水平方向上间隔布置，同样可以使用。

上述实施例中，三个固形块通过一个平板安装在同一个驱动气缸的动作端上，并由驱动气缸驱动三个固形块前后移动，驱动气缸构成直线动作机构。在其他实施例中，驱动气缸也可以用其他结构代替，如液压缸、电机配套丝杠螺母机构、电推杆等；三个固形块也可以分别由三个驱动气缸驱动，同样可以使用；固形块也可以直接固定在支撑柱上，在气箱由前向后装入夹紧工装上时，固形块的撑紧段直接伸入套管穿孔内并撑紧套管穿孔的后侧孔口，同样可以使用；固形块也可以其他方式活动安装在支撑柱上，如在支撑柱上设置一个平板，平板上设置三个前后延伸的螺纹孔，三个螺纹孔内均装有一个螺柱，三个固形块分别固定在三个螺柱的前端，这样设置，可以通过螺柱在螺纹孔内的旋转而实现三个固形块相对于底座的前后活动。

上述实施例中，固形块为由橡胶制成的弹性固形块。在其他实施例中，固形块也可以为其他弹性材料，如tpe热塑性弹性体材料等；固形块也可以为刚性固形块，同样可以使用。

上述实施例中，固形块的撑紧段呈圆台状。在其他实施例中，撑紧段也可以为其他形状，如可以为棱锥结构，或者可以为组合结构，组合结构可以包括一个中心轴，中心轴四周设置多个斜杆，各斜杆沿着中心轴自前向后、径向向外倾斜，多个斜杆的斜度相同，多个斜杆绕中心轴的轴线均布，使用时，斜杆与套管穿孔的孔口接触，同样可以使用。

上述实施例中，左滑座和右滑座均位置可调的安装在横梁上，横梁上设置有供左滑座和右滑座导向滑动的导轨，左滑座上和右滑座上设有快速夹钳，并通过与固定在横梁上的定位块一起实现将左滑座和右滑座锁定在横梁上。在其他实施例中，左滑座和右滑座也可以仅一个位置可调，或者两者位置均不可调；横梁上也可以不设置导轨，左滑座和右滑座使用时直接搬至对应的定位块处，同样可以使用；快速夹钳也可以被定位轴代替，定位轴依次插入支撑板穿孔和定位块穿孔内而实现左滑座和右滑座的锁定，同样可以使用。

上述实施例中，左滑座和右滑座上设有支撑座，支撑座上设有上下延伸的定位通槽，气箱通过左侧板和右侧板插入定位通槽内而实现气箱的左右定位。在其他实时例中，气箱也可以通过其他方式实现左右定位，如可以在左滑座和右滑座上各设置一个限位块，在左滑座和右滑座固定在横梁上后，两限位块之间的间距与气箱的左侧板和右侧板相背的侧面之间的间距相同，则通过将气箱插入两限位块之间同样可以实现气箱的左右定位。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。