一种屏蔽环与嵌件焊接用定位工装的制作方法

本发明涉及一种屏蔽环与嵌件焊接用定位工装。

背景技术：

申请公布号为cn108320869a的中国发明专利申请文件中公开了一种直流盆式绝缘子，该盆式绝缘子包括屏蔽环和设置在屏蔽环外侧的镶块（也就是嵌件），屏蔽环设置在环氧氧化铝复合件内，并通过嵌件与外侧的法兰连接。其中屏蔽环的轴向截面为圆形，径向截面为圆环形，圆环形的轴向截面的各个圆形面的中心连线形成一个截面中心圆，该截面中心圆的中心所在位置处于屏蔽环的轴线上；嵌件有多个，绕屏蔽环的轴向间隔布置，且嵌件为柱状，嵌件的轴线沿屏蔽环的径向延伸布置，且嵌件的内端与屏蔽环焊接固定，外端开设有用于与对应的法兰孔连接的连接孔。在实际的连接过程中，需要对屏蔽环和嵌件分别进行定位，并将嵌件的内端部与屏蔽环的外周面抵靠，且为了保证连接的可靠性，嵌件的轴线需要位于截面中心圆所在平面上，且嵌件轴线与屏蔽环的轴线相交，然后通过相对定位位置和相对定位角度的布置使屏蔽环和嵌件保持相对固定，然后焊接连接在一起。

而为了能够保证屏蔽环与嵌件焊接时的相对定位，现有技术中存在常用的焊接定位工装能够应用于对屏蔽环和嵌件的定位焊接过程中，如在申请公布号为cn108067796a的中国发明专利申请文件中公开了一种高压电位固定板的焊接工装，该焊接工装应用于对高压电位固定板与端子焊接时的定位，其中高压电位固定板为圆筒结构，端子为块状结构，端子有多个，各自焊接在固定板的外周面相应位置处上；焊接工装包括圆环形的工装本体，工装本体包括内环和外环，外环高于内环，外环的内径等于固定板的外径，外环和内环之间的环形间隔形成用于定位容纳固定板的定位槽，同时在外环上对应端子的焊接位置处还设有用于容纳端子的凹槽，在焊接定位时，先将固定板放置在定位槽内，再将各单独的端子放在凹槽内，从而实现固定板与端子之间的相对定位。

但是在将上述的焊接工装应用于屏蔽环与嵌件的焊接定位过程中时，由于屏蔽环的截面为圆形，在对屏蔽环进行定位的过程中，定位槽与屏蔽环之间的定位为线接触定位，这就导致屏蔽环在定位过程中会发生周向跳动偏移，定位会不准确，进而导致嵌件的轴线与屏蔽环的截面中心圆无法精确对准，导致后期的焊接过程中各个嵌件的焊接定位精度不一致，焊接成型的产品成品率较低，生产效率下降。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于屏蔽环和嵌件相对定位的屏蔽环与嵌件焊接用定位工装，以保证屏蔽环与嵌件之间具有较高的相对定位精度。

为实现上述目的，本发明的屏蔽环与嵌件焊接用定位工装的技术方案是：

屏蔽环与嵌件焊接用定位工装包括具有中心轴线的支撑座和用于定位嵌件的嵌件定位座，定位工装具有设定的与中心轴线垂直的基准平面，支撑座上设有用于放置屏蔽环的定位槽，定位槽为环形定位槽或者是呈环形布置的多段弧形定位槽，定位槽具有用于将屏蔽环的截面中心圆沿轴向和径向定位至设定位置的定位槽壁和供屏蔽环装入定位槽中的槽口，在设定位置处的屏蔽环的截面中心圆与中心轴线垂直，截面中心圆的圆心位于中心轴线上，且截面中心圆与基准平面有设定的距离；支撑座上绕中心轴线的周向方向间隔均布有两个以上的用于将屏蔽环压紧在定位槽中的压板组件，所述压板组件包括压板，压板具有用于与屏蔽环接触的压触面，所述压触面与定位槽的槽口在中心轴线的延伸方向上相对设置；压板组件还包括压紧机构、挡止定位件，挡止定位件具有与压板在中心轴线的轴向上挡止配合以将压板的压触面定位至与基准平面有设定距离的挡止定位结构，所述压紧机构用于对屏蔽环施加朝向定位槽的压紧力，以屏蔽环与压板的压触位置为支点，压紧机构、挡止定位件分别对压板施加方向相反的压紧扭矩、阻挡扭矩。

本发明的有益效果是：相比于现有技术，本发明所涉及的屏蔽环与嵌件焊接用定位工装，通过在支撑座上设置中心轴线，以及将定位工装设计为具有设定的与中心轴线垂直的基准平面，同时在支撑座上设置定位槽使屏蔽环的轴线与中心轴线一致，且对应的屏蔽环的截面中心圆与设定的基准平面之间具有设定的距离，这样在焊接前设计设定的基准平面以及支撑座的中心轴线两个基准，然后在支撑座上根据这两个基准加工出的定位槽即可保证对屏蔽环的轴向和径向的定位，保证屏蔽环不会发生轴向和径向的跳动偏移，屏蔽环能够精准定位；同时设计环向均布的至少两个压板组件，屏蔽环放置在定位槽内后，可通过压板组件使屏蔽环的周向各个位置处均能够被压紧，保证了屏蔽环可靠而稳定的定位精度；进一步的，通过压板组件的压板将屏蔽环压紧，压紧机构以及挡止定位件对以屏蔽环的压触位置作为支点的压板施加方向相反的压紧扭矩、阻挡扭矩，挡止定位件能够使压板的压触面与中心轴线垂直，压紧机构能够将屏蔽环稳定的压设在定位槽内，最终保证压板能够沿中心轴线的方向压紧屏蔽环，压紧位置均布，压紧度更稳定，进一步的保证了屏蔽环的定位精度和定位可靠性，同时通过嵌件定位座的设置实现对嵌件相对于屏蔽环的相对定位位置，保证屏蔽环与嵌件具有较高的相对定位精度。

进一步的，为了使整体的结构紧凑，而且方便屏蔽环的装卸，所述压板组件的压紧机构和挡止定位件沿定位槽的径向方向由外向内布置于定位槽的径向内侧，压紧机构用于对压板施加朝向支撑座移动的压紧力以向压板施加压紧扭矩，挡止定位件用于对压板施加背向支撑座移动的支撑力以向压板施加阻挡扭矩。

进一步的，为了能够对焊接位置压紧的同时还能够满足较大的焊接空间，所述压板上用于与屏蔽环压触且对应嵌件焊接的位置处开设有用于避让焊接空间的避让槽。

进一步的，为了能够在屏蔽环取放时操作方便，所述避让槽为槽口朝向定位槽的径向外侧的t形通槽，t形通槽包括内侧的小径段槽和外侧的大径段槽，所述压紧机构包括穿装在压板的小径段槽中并与支撑座固定连接的压紧件，所述压板可沿背向避让槽的槽口朝向的方向移动而将压紧件从所述小径段槽移动至所述大径段槽中，压紧件处于大径槽段中时所述压板的压触面移动至定位槽的径向内侧以避让屏蔽环的取放路径。可以在取放屏蔽环时直接将压板相对压紧件向内移动即可，压紧件移动至大径槽段中时压板的压触面移动至定位槽的内侧，这样能够将屏蔽环沿定位槽的槽口方向取出。

进一步的，为了使装配结构简单方便，同时能够方便压板的装卸，所述压紧件为沿平行于中心轴线的方向固定穿装在支撑座和压板中的螺杆,压紧机构还包括旋拧在螺杆上并向压板施加朝向支撑座移动的作用力的压紧螺母，所述避让槽的大径槽段的宽度大于压紧螺母的径向尺寸。这样可以直接将压板从避让槽的大径槽段套装在螺杆上，不需要取下压紧螺母。

进一步的，为了方便支撑调节，同时保证挡止定位件相对于压紧机构的反向扭矩的设置，所述挡止定位件包括限位杆，限位杆的一端朝向压板伸出并顶推在压板上而构成所述挡止定位结构，另一端与支撑座螺纹连接以调节限位杆的伸出高度，所述压板的面向支撑座的一侧板面上设有沿定位槽的径向方向延伸的导向长槽，所述挡止定位结构顶设在导向长槽内以引导压板相对所述压紧件沿定位槽的径向平移。能使压板沿径向动作，方便调整。

进一步的，为了方便加工，支撑座包括底板和设置在底板上的定位圈，所述定位槽为设置在定位圈的端面上的环形定位槽。

进一步的，为了保证嵌件与屏蔽环的良好接触，所述定位槽的径向外侧的槽壁上对应嵌件的焊接位置处设有供嵌件穿过以与屏蔽环接触的容纳槽。

进一步的，为了实现对嵌件的定位安装，嵌件定位座固定在支撑座上，嵌件定位座上设有与嵌件定位配合且用于将嵌件的轴线定位至屏蔽环的截面中心圆所在平面上的嵌件定位结构，嵌件定位结构为沿定位槽的径向方向延伸以使嵌件的轴线与所述中心轴线相交的定位直槽或定位直孔，所述嵌件定位座上还设有用于将嵌件固定在嵌件定位结构上的嵌件固定结构。

进一步的，为了方便嵌件焊接完成后整体工件的取放，嵌件定位结构为定位直槽，所述嵌件固定结构包括通过连接螺柱连接在嵌件定位座上的压钩，压钩具有用于压设在嵌件上以将嵌件压紧在定位直槽内的压紧端，所述连接螺柱上螺纹连接有与压钩配合的调节螺母，压钩与连接螺柱转动配合可使压紧端绕连接螺杆转动至避让嵌件的装卸路径的位置。

附图说明

图1为本发明的屏蔽环与嵌件焊接用定位工装的具体实施例的结构示意图；

图2为图1的k向剖视图；

图3为图2中的底板的俯视图；

图4为图2中的定位圈的俯视图；

图5为图4中的a向剖视图；

图6为图2中的压板的俯视图；

图7为图2中的v形块的结构示意图；

图8为图2中的挡板的结构示意图；

图9为图2中的压钩的结构示意图；

附图标记说明：1-底板；11-定位圈安装孔；12-双头螺杆安装螺纹孔；13-支承安装螺纹孔；14-v形块定位孔；15-定位圈定位孔；16-定位销钉；17-螺钉；2-屏蔽环；3-嵌件；4-定位圈；41-环形定位槽；42-容纳槽；43-螺钉安装孔；44-定位销孔；5-压板；51-避让槽；52-滑槽；53-导向长槽；6-调节支承；61-调节螺母；7-双头螺杆；71-压紧螺母；8-v形块；81-v形槽；82-定位孔；83-安装孔；85-压钩；86-弧形槽；87-双头螺柱；88-连接螺母；9-吊环螺钉；10-挡板；101-螺钉孔；102-螺纹孔；103-内六角螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的屏蔽环与嵌件焊接用定位工装的具体实施例，如图1所示，定位工装包括底板1，底板1为圆形板，具有沿上下方向延伸的中心轴线，本实施例中，设定底板1的上板面所在平面为基准平面，基准平面的设置是为了能够统一各个零部件的定位安装基准，保证基准的统一进而保证整体结构定位的精准度。

如图1、图2和图3所示，底板1的上板面上位于径向方向的中间位置处设有定位圈4，该定位圈4为圆环形，定位圈4上沿其周向布置有定位销孔44和螺钉安装孔43，具体的固定形式是通过在底板1上的径向对应位置处开设一圈定位圈安装孔11，同时在底板1的上板面的径向方向上对应定位圈4安装的位置处还设有一圈定位圈定位孔15，定位圈4通过定位销钉16从下至上穿装于定位圈定位孔15中实现定位，并通过螺钉17从下至上穿装至定位圈4中实现定位圈4与底板1的相对固定，这样能够使定位圈4与底板1同轴布置，即定位圈4的轴线与中心轴线一致，上述的底板1和定位圈4构成了支撑座。

如图4和图5所示，定位圈4的上端面上设有环形定位槽41，环形定位槽41用于放置屏蔽环2，环形定位槽41具有用于将屏蔽环2的截面中心圆沿轴向和径向均定位至设定位置的定位槽壁、以及供屏蔽环2装入环形定位槽41中的槽口。其中屏蔽环2的轴向截面为圆形，径向截面为圆环形，其轴向截面的各个圆形面的中心连线形成上述的截面中心圆，将截面中心圆的轴向和径向均定位的意思就是说在将屏蔽环2放置在环形定位槽41中后，此时屏蔽环2的截面中心圆处于设定的位置处，此时环形定位槽41能够保证在此位置处的截面中心圆与中心轴线相互垂直，且截面中心圆的中心位于中心轴线上，截面中心圆与底板1的上板面之间相互平行，并且有设定的距离。因此定位圈4上的环形定位槽41的设置既保证了屏蔽环2的轴线与中心轴线一致，又保证了截面中心圆与底板1的上板面相互平行，从而实现对屏蔽环2的精准定位。

如图1和图2所示，同时为了实现对屏蔽环2的压紧，在本实施例中，底板1上绕中心轴线的周向方向上间隔均布有多个压板组件，压板组件包括压板5、压紧机构和挡止定位件，其中压板5为平板结构，在本实施例中，压板5通过压紧机构和挡止定位件被限制在定位圈4的内侧，其外端向外悬伸至屏蔽环2的上方，压板5的下板面构成用于与屏蔽环2接触施压的压触面，压触面上外端边沿处与屏蔽环2压触配合的位置构成压触部。

具体的装配形式是压紧机构包括螺纹连接在底板1的双头螺杆安装螺纹孔12上的双头螺杆7，双头螺杆7位于定位圈4的内侧且轴线上下延伸，双头螺杆7的上端穿过压板5后伸出于压板5的上板面上方，压紧机构还包括旋拧在双头螺杆7的上端部上的压紧螺母71，双头螺杆7构成了穿装在压板中并与支撑座固定连接的压紧件，而在其他实施例中，压紧件也可以穿装螺钉。实际操作时通过压紧螺母71与双头螺杆7之间的相对旋紧配合而将压板5压紧在屏蔽环2上、或相对拧松配合而解除对屏蔽环2的压紧，结构比较简单，当然，在其他实施例中，双头螺杆也可以设置为一端紧固在底板上，另一端具有螺纹段的单向螺杆，也可以采用螺栓等结构。

进一步的，底板1上位于定位圈4的内侧还设有支承安装螺纹孔13，支承安装螺纹孔13布置在底板1上位于双头螺杆7的内侧位置处，挡止定位件则包括调节支承6，该调节支承6能够对压板5进行上下方向的限位而构成限位杆，调节支承6的下端具有外螺纹，调节支承6通过螺纹连接在底板1上，在本实施例中，该调节支承6的上端部沿上下方向抵顶在压板5的下部，用于对压板5支撑限位而构成挡止定位结构。上述的压触部位于底板1的外边缘位置处，双头螺杆7穿装在压板5的中间位置，而调节支承6则抵顶压板5的内边缘位置处，这样设置的形式能够满足以压板5上的压触部为支点，调节支承6对压板5向下挡止限位，双头螺杆7对压板5向下压紧固定，从而实现调节支承6和双头螺杆7分别对压板5施加反向扭矩。

当然，在本实施例中，为了保证屏蔽环2的受压力的方向与垂直于截面中心圆所在平面，在本实施例中，调节支承6的外周面中间位置且位于底板1的上板面上还旋拧有调节螺母61，通过旋拧调节螺母61能够将调节支承6相对于底板1的上下伸出长度，进而能够调整调节支承6的上端部伸出位置，而通过调节支承6的调节能够微调整压板5的内边缘位置相对于其外边缘位置处的高度，最终保证压板5的下板面与底板1的上板面相互平行。这样能够实现屏蔽环2的定位压紧。

同时在本实施例中，如图2和图6所示，为了方便焊接操作，上述的压板5的外边沿上用于与屏蔽环2压触且对应嵌件的焊接位置处设有避让结构，该避让结构为上下延伸的避让槽51，避让槽51的槽口朝向外侧，该避让槽51能够避让焊接空间，方便焊接操作，当然在其他实施例中，避让结构也可以为上下延伸的避让孔。

进一步的，在本实施例中，压板5上的避让槽51位t形槽结构，包括外侧的大径槽段和内侧的小径槽段，其中小径槽段构成了供双头螺杆7穿装的滑槽52，该滑槽52在压板5固定在底板1上时，双头螺杆7穿装在滑槽52内，这样设置能够通过双头螺杆7和压紧螺母71将压板5紧固，在压紧螺母71松脱时，压板5能沿滑槽52的延伸方向移动至避让槽51的大径槽段中，这样设置能够将压板5的压触部与屏蔽环2分离，压触面移动至环形定位槽41的内侧，方便直接取放屏蔽环2。本实施例中的滑槽52的结构形式也比较方便装配压板5，避让槽51的大径槽段的宽度要大于压紧螺母71的径向尺寸，这样可以不需要拆下压紧螺母71就可以将压板5通过避让槽51的大径槽段套设在双头螺杆上。与此同时，为了能够方便引导，在本实施例中，压板5的下板面的内边缘位置处朝向双头螺杆7和避让槽51的方向延伸有导向长槽53，上述的调节支承6的上端部导向装配在导向长槽53内，并与导向长槽53的槽底壁抵顶配合实现挡止限位，同时在双头螺杆7松脱时，由于导向长槽53与调节支承6导向配合，可以引导压板5相对双头螺杆7沿环形定位槽41的径向平移。这样在将焊接之前，可以将压板5沿环形定位槽41的径向向内移动，将环形定位槽41的槽口方向的空间完全裸露出来，直接将屏蔽环2放置在其中，在焊接完成之后，可以以同样的方式将屏蔽环2取出。

由此，通过定位圈4以及压板组件的设置，将屏蔽环2定位装夹在环形定位槽41内。

而对于嵌件3的定位来说，如图1、图2和图7所示，在本实施例中，底板1上还固定有嵌件定位座，嵌件定位座有多个，绕定位圈4的周向间隔均布，为了实现对嵌件3的精准定位，嵌件定位座为固定在底板1上的v形块8，v形块8上的v形槽81沿环形定位槽41的径向方向延伸，嵌件3放置在v形槽81内，v形槽81即为定位直槽，其他实施例中也可以为u形槽、c形槽的结构，v形槽81的设置能够将嵌件3的轴线定位至与屏蔽环2的截面中心圆所在平面，这样设置能够实现通过底板1上的中心轴线的基准使嵌件3沿屏蔽环2径向对准屏蔽环2，通过底板1的上板面的基准平面使嵌件3的轴线处于屏蔽环2的截面中心圆所在平面上。这样就能够实现对嵌件3和屏蔽环2的相对定位。

如图2、图7、图8和图9所示，上述的v形块8的两侧槽壁具开设有定位孔82和安装孔83，对应的在底板1上位于径向边沿位置处设有相应的v形块定位孔14，装配时通过定位销和内六角螺钉将v形块8穿装固定在底板1上。同时，为了能够将嵌件3压紧固定在v形块8上，v形块8的对应底板1的径向外侧壁上连接有挡板10，该挡板10通过内六角螺钉103穿装在挡板10的侧壁上的螺钉孔101内，而固定在v形块8上并挡设在v形槽81的外端槽口处，能够限制嵌件3的轴向窜动，同时挡板10的上端面上开设有向下延伸的螺纹孔102，对应的在螺纹孔102中旋拧有上下延伸的双头螺柱87，双头螺柱87上套设有压钩85，并在压钩85的上方旋拧有连接螺母88，连接螺母88相对双头螺柱87向下旋拧移动的过程中顶压压钩85，使压钩85压设在嵌件3的外周面上，进而实现嵌件3的夹紧，压钩85的下端面上与嵌件3配合的部分为与嵌件3的外周面适配的向上凹陷的弧形槽86。同时在本实施例中，压钩85处于v形块8的上方，在实际的使用过程中，能够将连接螺母88旋松后，将压钩85绕双头螺柱87的轴线转动到一定的位置，使压钩85避让v形槽81上的嵌件3的装卸位置，这样能够方便嵌件3的取放。

而为了能够将嵌件3与屏蔽环2相互抵靠，在本实施例中，环形定位槽41的外侧槽壁上对应嵌件3的焊接位置处开设有沿径向延伸的容纳槽42，嵌件3可以穿过容纳槽42后与屏蔽环2的外侧壁抵靠。

在实际的使用过程中，底板1上加工定位圈定位孔15和v形块定位孔14，并加工支承安装螺纹孔13以及双头螺杆安装螺纹孔12，在底板1合适的位置安装两个吊环螺钉9方便底板1位置移动时的吊装，底板1可以根据不同型号的屏蔽环2与嵌件3加工不同的定位孔，可以满足多种型号的屏蔽环2与嵌件3的焊接定位需求，具有较强的通用性。

装配时，将定位圈4放置在底板1上，利用定位销钉16定位，螺钉17旋进底板1中，保证底板1的底部平整，屏蔽环2放置在定位圈4的环形定位槽41内，屏蔽环2与环形定位槽41的外形尺寸配合，将调节支承6与双头螺杆7旋至底板1上，压板5的外端压触在屏蔽环2上，内端压设在调节支承6上，通过调节螺母61使调节支承6的上端部顶起压板5，保证压板5的平整，调节压紧螺母71将压板5压紧，从而保证了屏蔽环2的定位与夹紧。

将v形块8放置在底板1上，利用定位销插入v形块定位孔14定位，内六角螺钉旋进底板1的相应螺纹孔中，把嵌件3放置在v形块8上，利用压钩85压在嵌件3的上面，调节双头螺柱87上的连接螺母88，压紧嵌件3的上端面，挡板10贴紧v形块8的端面，用内六角螺钉固定，从而限制嵌件3的窜动，实现嵌件3的定位与夹紧。

当焊接完成一个工件后，只需要松动连接螺母88和压紧螺母71，拉动压板5、旋转压钩85即可取出工件，操作简单，装夹方便，降低了劳动强度，提高生产效率。

在其他实施例中，环形定位槽的截面也可以为v形槽、u形槽等结构；定位圈与底板可以通过压铸等方式一体成型。

其他实施例中，压紧机构与挡止定位件可以分设在环形定位槽的径向相背两侧，此时压紧机构向下压紧、挡止定位件向下与压板挡止从而实现通过压触部为支点，二者对压板施加反向扭矩。

在其他实施例中，压板可以整体在避让嵌件的焊接位置处压触屏蔽环，也就是相邻两个压板之间具有嵌件的焊接位置。

在其他实施例中，挡止定位件也可以是限位板，具体的是在底板上设置上下延伸的长孔，限位板穿装在其中，通过在底板的中心位置设置通孔，通孔的侧壁上对应限位板的位置处设置紧钉钉，在将限位板调整到位后，通过紧钉钉将限位板锁紧。

在其他实施例中，压紧机构可以为设置在底板上的固定杆，固定杆上转动设有凸轮，凸轮的外轮廓压设在压板上，在凸轮转动的行程中实现对压板的压紧和旋送。

在其他实施例中，环形定位槽可以为呈环形布置的多段弧形定位槽。

在其他实施例中，可不设置容纳槽，嵌件直接容纳槽的槽壁上端面通过。

在其他实施例中，嵌件定位结构可以为定位直孔，通过外侧的紧钉钉实现嵌件的到位锁紧。