一种焊接定位装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工领域，尤其涉及一种焊接定位装置。


背景技术：

2.一种水下航行用的曲锥形壳体为回转结构，该回转壳体内部设有多件不同的异形安装座；各安装座结构均为：一侧与壳体内侧双曲面贴合，另一侧制有多个通孔，这些通孔与另一部件上的多个螺纹孔位置均须对应，通过螺钉连接的方式将多个安装座与部件连接成为整体。为满足部件的装配要求，对安装座的焊接位置精度要求极高。
3.现有的技术中首先考虑采用先焊接安装座再制安装座上通孔的方法，由于要满足机加后各孔的精度要求，加工轴需跨过的长度为1200mm，所用的加工轴需要够粗，但机加轴直径大了以后，安装座上的通孔的方向垂直于壳体轴线方向，机加轴和壳体内圆会干涉，导致无法制孔。
4.因焊后无法机加制孔，则只能先在安装座零件状态下制孔，再用焊接方式保证安装座位置的高精度要求；一般采用先划线的方式确定各个安装座的位置，再将各安装座分别预焊到划线定位的相应位置，最后采用角焊接的形式焊接各安装座；该方案存在以下风险： 1)由于手工划线误差大，且壳体内表面为双曲面，划线只能采用测量弧长的方式定位，且壳体通过卷焊形式成型，内表面会发生局部变形的问题，则采用量弧长的方式无法精确确定各个安装座的位置；2)同时焊接各安装座时采用角焊缝的形式，会输入大量的热量，焊接过程中安装座极易发生角度方向的变形，这些影响因素导致无法满足焊后安装座通孔的精确位置要求，进而无法满足部件的装配需求。


技术实现要素：

5.为解决上述如何精确定位各个安装座的位置，并保证安装座上的多个通孔与装配部件上的螺纹孔能够对应的问题，本实用新型提供了一种焊接定位装置。
6.一种焊接定位装置，包括：第一支撑立板，第二支撑立板，第三支撑立板，第四支撑立板以及盖板共同围合成一面开口的长方体，盖板与开口一面相对；第二支撑立板的开口端与第一安装座的一端固连，用于将第一安装座的另一端装配到待焊接工件的内部的第一预定位置；第四支撑立板的开口端与第二安装座的一端固连，用于将第二安装座的另一端装配到待焊接工件的内部的第二预定位置；盖板与第二支撑立板连接处延伸有第一突出部，第一突出部的自由端与第三安装座的一端固连，用于将第三安装座的另一端装配到待焊接工件的内部的第三预定位置；盖板与第四支撑立板连接处延伸有第二突出部，第二突出部的自由端与第四安装座的一端固连，用于将第四安装座的另一端装配到待焊接工件的内部的第四预定位置。
7.进一步可选的，第一支撑立板的长度大于第三支撑立板的长度，用于当焊接定位装置装配到待焊接工件的内部时，第一支撑立板支撑于待焊接工件的大开口一端，第三支撑立板支撑于待焊接工件的小开口一端。
8.进一步可选的，第二支撑立板的开口端呈阶梯型，自第一支撑立板方向到第三支撑立板方向，第二支撑立板的长度阶梯状减小；第四支撑立板的开口端呈阶梯型，自第一支撑立板方向到第三支撑立板方向，第四支撑立板的长度阶梯状减小。
9.进一步可选的，第二支撑立板的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第一安装座，中部阶梯固连两个第一安装座；第四支撑立板的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第二安装座，中部阶梯固连两个第二安装座。
10.进一步可选的，第一突出部的自由端呈阶梯型，自第一支撑立板方向到第三支撑立板方向，第一突出部的长度阶梯状减小；第二突出部的自由端呈阶梯型，自第一支撑立板方向到第三支撑立板方向，第二突出部的长度阶梯状减小。
11.进一步可选的，第一突出部的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第三安装座，中部阶梯固连两个第三安装座；第二突出部的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第四安装座，中部阶梯固连两个第四安装座。
12.进一步可选的，盖板与第二支撑立板互相垂直，盖板与第二支撑立板形成的直角处固连有第一加强筋，第一加强筋一面与盖板固连，一面与第二支撑立板固连；盖板与第四支撑立板互相垂直，盖板与第四支撑立板形成的直角处固连有第二加强筋，第二加强筋一面与盖板固连，一面与第四支撑立板固连。
13.上述技术方案具有如下有益效果：通过设置了安装在待焊接工件内部的焊接定位装置，将多个安装座装配到待焊接工件内部的预定位置，保证各个安装座之间的相对位置，提高了安装座焊接的精度。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是现有技术中的待焊接工件与安装座焊接后的结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例提供的焊接定位装置的结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例提供的焊接定位装置与安装座装配结构示意图；
18.图4是本实用新型实施例提供的焊接定位装置另一视角下的结构示意图；
19.图5是本实用新型实施例提供的焊接定位装置与待焊接工件装配后的结构示意图。
20.附图标记：1
‑
第一支撑立板2
‑
第二支撑立板3
‑
第三支撑立板4
‑
第四支撑立板5
‑
盖板6
‑
第一突出部7
‑
第二突出部8
‑
第一加强筋9
‑
第二加强筋10
‑
螺钉孔11
‑
第一安装座 12
‑
第二安装座13
‑
第三安装座14
‑
第四安装座15
‑
待焊接工件
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.如图1所示，待焊接工件15为一曲锥形壳体，两端开口，一端的开口直径大于另一端的开口直径，壳体内部焊接有多个安装座，多个安装座一端与壳体内部贴合，另一端开设有螺钉孔用于与另一部件连接。在焊接多个安装座的过程中，容易出现焊接位置不精确导致的装配精度差，以及焊接过程中安装座变形的问题。
23.为解决上述问题，本实用新型实施例提供了一种焊接定位装置，如图2、图3所示，该装置包括：第一支撑立板1，第二支撑立板2，第三支撑立板3，第四支撑立板4以及盖板5共同围合成一面开口的长方体，盖板5与开口一面相对；第二支撑立板2的开口端与第一安装座11的一端固连，用于将第一安装座11的另一端装配到待焊接工件15的内部的第一预定位置；第四支撑立板4的开口端与第二安装座12的一端固连，用于将第二安装座12的另一端装配到待焊接工件15的内部的第二预定位置；盖板5与第二支撑立板2 连接处延伸有第一突出部6，第一突出部6的自由端与第三安装座13的一端固连，用于将第三安装座13的另一端装配到待焊接工件15的内部的第三预定位置；盖板5与第四支撑立板4连接处延伸有第二突出部，第二突出部7的自由端与第四安装座14的一端固连，用于将第四安装座14的另一端装配到待焊接工件15的内部的第四预定位置。
24.设置四个支撑立板以及一个盖板5保证焊接定位装置整体的稳定性，该装置的一面开口，开口一面放置在待焊接工件15内部的底部曲面上，当该装置装配到位时，第一支撑立板1，第二支撑立板2，第三支撑立板3以及第四支撑立板4的长度均满足所固连的安装座装配于对应预定安装位置的要求，该装置与待焊接工件15装配完成后的结构如图5 所示。将安装座焊接到对应预定安装位置后，将安装座从焊接定位装置上拆除，实现安装座的准确定位
25.作为一种优选的实施方式，第二支撑立板2的开口端开设有与第一安装座11一端的通孔相对应的螺钉孔10，用于固定第一安装座11；第四支撑立板4的开口端开设有与第二安装座12一端的通孔相对应的螺钉孔10，用于固定第二安装座12；第一突出部6的自由端开设有与第三安装座13一端的通孔相对应的螺钉孔10，用于固定第三安装座13；第二突出部7的自由端开设有与第四安装座14一端的通孔相对应的螺钉孔10，用于固定第四安装座14。使用螺钉连接的方式，便于固定以及拆卸对应的安装座。其中开设的螺钉孔10 为ф11通孔，螺钉型号为m10
×
35。
26.出于减轻焊接定位装置的重量考虑，盖板5、第一支撑立板1以及第三支撑立板3中部镂空。
27.采用了将多个安装座的多个定位基准线统一转移到焊接定位结构上的方式，保证焊接定位装置装配到位即标志多个安装座装配到位，且在安装座焊接时不拆除焊接定位装置，防止安装座变形。
28.在上述实施例的基础上进一步优化，第一支撑立板1的长度大于第三支撑立板3的长度，用于当焊接定位装置装配到待焊接工件15的内部时，第一支撑立板1支撑于待焊接工件15的大开口一端，第三支撑立板3支撑于待焊接工件15的小开口一端。
29.当装配该焊接定位装置时，第一支撑立板1的中心基准线与待焊接工件15的内部的中心基准线对齐，第三支撑立板3的中心基准线与待焊接工件15的内部的中心基准线对齐。当焊接定位结构的中心基准线与待焊接工件15的内部的中心基准线对齐后，即准确定
位了各个安装座，在连接有焊接定位结构的状态下对多个安装座进行角焊接，完成多个安装座在待焊接工件15上的固定，如图5所示。
30.采用将多个安装座的定位基准线“由多化一”的方案，将多个安装座的定位基准线转移到焊接结构上，直观易操作，且保证多个安装座的相对位置，实现各个安装座的准确、稳定的固定。
31.此外，参见图2本实用新型实施例还公开了第二支撑立板2的开口端呈阶梯型，自第一支撑立板1方向到第三支撑立板3方向，第二支撑立板2的长度阶梯状减小；第四支撑立板4的开口端呈阶梯型，自第一支撑立板1方向到第三支撑立板3方向，第四支撑立板 4的长度阶梯状减小。
32.由于待焊接工件15为曲锥形壳体，自第一支撑立板1到第三支撑立板3的方向，待焊接工件15的直径逐渐减小，为适应待焊接工件15的形状，该焊接定位装置的第二支撑立板2以及第三支撑立板3呈阶梯型，保证将各个安装座装配到位。
33.作为一种优选的实施方式，第二支撑立板2的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第一安装座11，中部阶梯固连两个第一安装座11；第四支撑立板4的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第二安装座12，中部阶梯固连两个第二安装座12。
34.此外，参见图2本实用新型实施例还公开了第一突出部6的自由端呈阶梯型，自第一支撑立板1方向到第三支撑立板3方向，第一突出部6的长度阶梯状减小；第二突出部7 的自由端呈阶梯型，自第一支撑立板1方向到第三支撑立板3方向，第二突出部7的长度阶梯状减小。
35.由于待焊接工件15为曲锥形壳体，自第一支撑立板1到第三支撑立板3的方向，待焊接工件15的直径逐渐减小，为适应待焊接工件15的形状，该焊接定位装置的第一突出部6以及第二突出部7呈阶梯型，保证将各个安装座装配到位。
36.作为一种优选的实施方式，第一突出部6的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第三安装座13，中部阶梯固连两个第三安装座13；第二突出部7的自由端包括三级阶梯，两侧阶梯各固连一个第四安装座14，中部阶梯固连两个第四安装座14。
37.此外，参见图4，本实用新型实施例还公开了盖板5与第二支撑立板2互相垂直，盖板5与第二支撑立板2形成的直角处固连有第一加强筋8，第一加强筋8一面与盖板5固连，一面与第二支撑立板2固连；盖板5与第四支撑立板4互相垂直，盖板5与第四支撑立板4形成的直角处固连有第二加强筋9，第二加强筋9一面与盖板5固连，一面与第四支撑立板4固连。
38.盖板5与第二支撑立板2相互垂直处，焊接定位装置的内侧与外侧均有第一加强筋8，第一加强筋8可以设置多个，且均匀分布，在本实施例中外侧设有3个第一加强筋8，内侧设有5个第一加强筋8。第一加强筋8的形状可任意选取，优选的，第一加强筋8为三角形。
39.第一加强筋8的设置可增强盖板5与第二支撑立板2的垂直度。
40.盖板5与第四支撑立板4相互垂直处，焊接定位装置的内侧与外侧均有第二加强筋9，第二加强筋9可以设置多个，且均匀分布，在本实施例中外侧设有3个第二加强筋9，内侧设有5个第二加强筋9。第二加强筋9的形状可任意选取，优选的，第二加强筋9为三角形。
41.第二加强筋9的设置可增强盖板5与第四支撑立板4的垂直度。
42.该焊接定位装置的工作过程如下：
43.(1)通过机加方式在待焊接工件的内部依据部件装配位置找正，划长度轴向通长
基准线，作为各个安装座的安装基准线；
44.(2)再将16件安装座与该焊接结构装置采用螺钉装配方式连接成整体，将各安装座的定位基准“由多化一”，且将个安装座的位置基准转移到焊接结构装置上，直观且易操作；
45.(3)将焊接结构装置上的中心基准线与壳体内表面的基准线对齐，准确定位后预焊各个安装座，在连接焊接结构装置的状态下对多个安装座进行角焊接；
46.(4)焊后同样在各安装座也焊接结构装置连接的状态下对焊缝去应力，待应力完全消除后拆卸焊接结构装置，保证安装座位置焊后不再发生变形。
47.上述技术方案具有如下有益效果：解决多个安装座多次定位，累计误差大导致装配精度差的问题，同时避免了安装座焊接过程中发生变形的难题，实现多个安装座高精度定位要求的焊接，满足整体部件的装配要求。
48.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。