一种薄壁多槽盖板焊接定位工装的制作方法

1.本发明涉及薄壁零件加工的技术领域，尤其涉及一种薄壁多槽盖板焊接定位工装。


背景技术：

2.在军工、航天航空领域中，经常遇到一些薄壁圆筒类零件，壁厚介于0.5～2mm之间，直径与壁厚比达到50～100，甚至更大，而且有较高的形位公差要求。在加工过程中，薄壁产品的变形经常发生，且难以控制。影响薄壁零件加工精度的主要因素有:
3.①
受力因素：由于工件壁薄，在外力的作用下很容易产生局部变形，尤其是在工件壁厚误差较大或夹紧力分布不均时，变形将更加明显；
4.②
焊接时热因素：焊接过程中，产生的热量也会引起工件变形，且变形因切削参数、刀具及工件材料的不同而难以掌控；
5.③
振动因素：切削工件时，作用在工件上的切削力尤其是径向切削力，容易产生振动，
6.这种振动对薄壁工件表现的就更为明显，从而导致工件的变形，影响工件的加工精度。


技术实现要素：

7.本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种薄壁多槽盖板焊接定位工装，能够对薄壁零件的内壁进行稳定支撑。
8.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种薄壁多槽盖板焊接定位工装，包括支撑壁、小端面盖板，大端面盖板、拉杆和涨紧支撑板；所述支撑壁的外壁与所述薄壁零件的内壁相配；所述小端面盖板与被定位零件小端内圆相配合的外止口装入所述支撑壁支撑的薄壁多槽零件较小端的内圆，盖住小端面，做轴向定位及焊接盖板时的内腔冷却水密封；所述大端面盖板以与被定位零件大端内圆相配合的外止口装入所述支撑壁支撑的薄壁多槽零件较大端的内圆，盖住大端面，做轴向定位及焊接盖板时的内腔冷却水密封；并且所述小端面盖板和所述大端面盖板的外端面均安装焊接滚筒；所述拉杆固定在所述小端面盖板的内端面上，所述涨紧支撑板固定地套装在所述拉杆上，并且所述涨紧支撑板的四周以与支撑壁相同锥度的外圆锥面抵住所述支撑壁的内壁。
9.本发明的有益效果是：通过拉杆和涨紧支撑板对支撑壁进行径向涨开定位，再通过两个盖板的定位外止口装入所述支撑壁支撑的薄壁多槽零件两端的内圆做轴向定位和焊接时的内腔冷却水密封，能够对薄壁零件的内壁进行稳定支撑和焊接时的内腔冷却水有效密封。
10.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
11.进一步，所述支撑壁由沿周向排列的至少两个支撑板组成。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：支撑板可以径向移动，可以通过涨紧支撑板
将支撑板压紧在薄壁零件内壁，并且在拆卸时通过支撑板向内缩，便于拆卸。
13.进一步，包括至少两个所述涨紧支撑板，所述涨紧支撑板沿所述拉杆的轴向依次设置。
14.进一步，所述拉杆上螺纹连接有与所述涨紧支撑板一一对应的锁紧螺母，所述锁紧螺母分别抵住对应的所述涨紧支撑板远离所述小端面盖板的端面上。
15.进一步，所述支撑壁的外壁上设置有螺旋状的冷却槽，两个端面上分别设置有连通所述冷却槽的进水孔；所述小端面盖板和所述大端面盖板上均设置有与同一端的支撑壁上所述进水孔一一对应的管螺纹孔，所述管螺纹孔分别连通对应的所述进水孔。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：通过在冷却槽内通入冷却水，可以保证焊接时支撑壁与所支撑的薄壁多槽零件之间有冷却水充分冷却，防止零件变形，保证焊接质量。
17.进一步，所述大端面盖板与所述支撑壁支撑的薄壁多槽零件之间、所述小端面盖板与所述支撑壁支撑的薄壁多槽零件之间均设置有密封垫圈。
18.进一步，所述小端面盖板和所述大端面盖板通过拉紧螺栓、套设在所述拉紧螺栓上的拉紧螺母相连；所述拉紧螺栓穿过所述小端面盖板、所述涨紧支撑板和所述大端面盖板。
19.进一步，所述涨紧支撑板的端面上开设有减重槽。
附图说明
20.图1为本发明一种薄壁多槽盖板焊接定位工装的结构示意图；
21.图2为本发明薄壁多槽盖板焊接定位工装的支撑壁的结构示意图；
22.图3为本发明薄壁多槽盖板焊接定位工装的小端面盖板的结构示意图；
23.图4为本发明薄壁多槽盖板焊接定位工装的大端面盖板的结构示意图；
24.图5为本发明薄壁多槽盖板焊接定位工装的涨紧支撑板的结构示意图。
25.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
26.1、支撑壁，11、冷却槽，12、进水孔，2、小端面盖板，21、小端面管螺纹孔，22、小端面固定孔，23、小端面安装孔，24、小端面顶针孔，25、拉杆安装孔，3、大端面盖板，31、大端面管螺纹孔，32、大端面固定孔，33、大端面安装孔，34、大端面顶针孔，4、焊接滚筒，5、拉杆，6、涨紧支撑板，61、中央孔，62、减重槽，63、减重孔，7、锁紧螺母，8、拉紧螺栓，9、密封垫圈。
具体实施方式
27.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
28.如图1所示，一种薄壁多槽盖板焊接定位工装，用于支撑薄壁零件，包括支撑壁1、小端面盖板2、大端面盖板3、拉杆5和涨紧支撑板6。其中，支撑壁1呈圆台状，并且支撑壁1的外壁的锥度与待支撑的薄壁零件内壁相配，支撑壁1放置在薄壁零件内，用于直接支撑薄壁零件。并且支撑壁1由至少两个沿周向排列的支撑板组成，便于将支撑壁1放入薄壁零件内或从薄壁零件内取出。
29.小端面盖板2覆盖住支撑壁1所支撑的薄壁多槽零件较小的端面，大端面盖板3覆盖住支撑壁1所支撑的薄壁多槽零件较大的端面。并且如图3和图4所示，小端面盖板2上设
置有多个沿周向排列的小端面固定孔22，大端面盖板3上设置有多个沿周向排列的大端面固定孔32，拉紧螺栓8与小端面固定孔22、大端面固定孔32一一对应，并穿过对应的小端面固定孔22和大端面固定孔32。拉紧螺栓8的端部上还安装有拉紧螺母，通过拧紧拉紧螺母，拉紧螺栓8和拉紧螺母分别抵住小端面盖板2和大端面盖板3的外表面，使小端面盖板2和大端面盖板3夹紧支撑壁1，对支撑壁1轴向定位。
30.小端面盖板2上设置有多个沿周向排列的小端面安装孔23，用于在小端面盖板2的外端面上用螺钉安装焊接滚筒4。大端面盖板3上设置有多个沿周向排列的大端面安装孔33，用于在大端面盖板3的外端面上用螺钉安装焊接滚筒4。通过两侧的焊接滚筒4转动带动支撑壁1和薄壁零件转动，从而调整薄壁零件的焊接位置。小端面盖板2的外端面中心处还设置有小端面顶针孔24，大端面盖板3的外端面中心处还设置有大端面顶针孔34，可在加工阶段做顶针孔顶着加工。
31.小端面盖板2的内壁中心还设置有拉杆安装孔25，拉杆5的一端螺纹安装在拉杆安装孔25内。本实施例中包括两个涨紧支撑板6，涨紧支撑板6的中心处均设置有中央孔61，并且涨紧支撑板6分别通过中央孔61套设在拉杆5上。涨紧支撑板6的外圆锥度与支撑壁1的内壁锥度相配，并且拉杆5上还设置有与涨紧支撑板6一一对应的锁紧螺母7。锁紧螺母7分别抵住对应的涨紧支撑板6远离小端面盖板2的端面上，使涨紧支撑板6的外圆均抵住支撑壁1的内壁，对支撑壁1径向定位。并且涨紧支撑板6将支撑壁1压紧在薄壁零件的内壁上。
32.如图5所示，在保证强度的前提下，涨紧支撑板6的两个端面上均设置有减重槽62，用于减轻涨紧支撑板6的重量。并且涨紧支撑板6还开设有多个减重孔63，减重孔63不仅能减轻减轻涨紧支撑板6的重量，还能使拉紧螺栓8通过减重孔63穿过涨紧支撑板6。
33.如图2所示，支撑壁1的外壁上设置有螺旋状的冷却槽11，支撑壁1的两个端面上还各社自有多个周向排列的进水孔12，进水孔12均连通冷却槽11。如图3和图4所示，小端面盖板2上设置有多个沿周向排列的小端面管螺纹孔21，大端面盖板3上设置有多个沿周向排列的大端面管螺纹孔31。小端面管螺纹孔21、大端面管螺纹孔31分别与同一端的进水孔12一一对应，并且小端面管螺纹孔21、大端面管螺纹孔31分别连通对应的进水孔12。小端面盖板2和支撑壁1之间、大端面盖板3和支撑壁1之间均设置有密封垫圈9。小端面管螺纹孔21、大端面管螺纹孔31可连通冷却水管，使冷却水从一段的进水孔12进入，并从另一端的进水孔12流出，冷却水能快速、顺畅在支撑壁1外侧加工的冷却槽11中流动，在焊接时及时带走薄壁零件的热量。
34.使用本发明的薄壁多槽盖板焊接定位工装支撑薄壁零件的安装方法如下：
35.(1)先将支撑壁1装入薄壁零件内，装之前清除支撑壁1及薄壁零件支撑配合面的铁屑、油污等多余物。
36.(2)将小端面盖板2垫上密封垫圈9，装在支撑壁1支撑着的薄壁零件的较小的端面上。
37.(3)将拉杆5安装在小端面盖板2的拉杆安装孔25内，以拉杆5导向，依次装入涨紧支撑板6。每安装一个涨紧支撑板6后，检查涨紧支撑板6与支撑壁1的内壁周向间隙均匀，并拧上对应锁紧螺母7。
38.(4)将大端面盖板3垫上密封垫圈9，装在支撑壁1支撑着的薄壁零件的较大的端面上，穿拉紧螺栓8，并对称拧紧拉紧螺母。
39.(5)将两端的焊接滚筒4用螺钉紧固在小端面盖板2和大端面盖板3上，之后可通过两侧的焊接滚筒4转动带动支撑壁1和薄壁零件转动，从而调整薄壁零件的焊接位置。
40.本发明的薄壁多槽盖板焊接定位工装结构简单，制造成本低，安装操作简便，并且对操作者技能水平要求低，定位、支撑、冷却效果好。
41.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，诸如支撑壁外圆支撑薄壁零件的结构为圆柱形或带弧段或其他型线的结构，均应包含在本发明的保护范围之内。