一种适用于焊接加工的装夹工装的制作方法

1.本实用新型涉及装夹工装领域，具体涉及一种适用于焊接加工的装夹工装。


背景技术：

2.在数控机床、磨床以及起重机等机械设备制造或维修过程中，需要对一些长度较长或者外形较大的工件如履带形起重机钢板长槽形组合梁、机床底座等进行焊接，由于此类工件长度较长或者外形尺寸较大并由多块长钢板组合，因此在焊接前首先将这些钢板先固定好，再进行焊接，目前常用的固定方式是通过一些辅助夹具进行固定，这些辅助夹具只能对钢板进行简单的固定，稳固性差，在焊接时需要工人花费较多时间，并且劳动强度大，工作效率低，焊接时容易变形，角度等参数得不到保障，更不利于大规模生产，特别是在需要对此类工件在使用过程中维修时，在工作环境下，场地、设施、人员等各方面都比较有限有情况下，传统的方法尤其显得比较费力，甚至无法操作，国内已有此类专用工装的研究，如中国专利号为zl201921351754.6的一种桥式起重机主梁的焊接工装，包括架体、滑轨；所述架体设置在所述滑轨上；所述架体上设有夹具、吊轨；所述夹具包括用于夹持固定主梁侧板和顶板的夹杆、用于压紧所述夹杆的压紧杆；压紧杆一端固定在架体上，另一端与夹杆接触；夹杆可移动的设置在吊轨上，该结构设计合理、结构简单，通过竖直夹杆固定挤压，有效的保证了主梁腹板和顶板的垂直度，在焊接槽内固定好腹板和顶板并初步焊接后，直接滑动焊接工装，移动至下一焊接位置，有效的节省人力，减少焊接时间，提高焊接的完整性，降低焊接中腹板滑动造成焊接失误的风险,提高工作效率，但该结构需要依托滑轨和焊接槽，不仅增加了工装复杂性，并且在很大场地受限的场合无法使用，具有很大的应用局限性，因此需要开发一种结构简单、适用性强、制造、使用成本低的装夹工装，对工件进行可靠固定，防止变形，确保能快速、高效、安全地完成焊接、开孔、固定等工序。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型目的是提供一种结构简单、适用性强、制造、使用成本低、防止变形、效率高并且安全可靠的适用于焊接加工的装夹工装。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
5.一种适用于焊接加工的装夹工装，包括装夹基座、安装于装夹基座上的外压紧机构和内支撑机构；所述装夹基座包括基板、两个限位槽和两对安装孔，所述两个限位槽设置于基板上沿基板长度方向的左右两侧，所述两个限位槽为相互独立并贯穿基板厚度方向的长方体槽，所述两对安装孔分别包括一个外端安装孔和一个内端安装孔，两对安装孔的外端安装孔分别贯通内设于基板的左右最外端至距该外端最近的限位槽的槽壁之间，两对安装孔的内端安装孔分别对应设置于与外端安装孔相对的限位槽的另一槽壁上，同一对安装孔的外端安装孔和内端安装孔同轴设置；所述外压紧机构设有两个，两个所述外压紧机构的结构一致，两个所述外压紧机构分别安装于两个限位槽中，每个所述外压紧机构包括安装于安装孔中的中段设有外螺纹的转动轴和设置于基板下方并与转动轴中段外螺纹通过
螺旋配合的外压紧架，两个外压紧机构的转动轴的两端分别通过轴承安装于两对安装孔的外端安装孔和内端安装孔中；所述内支撑机构设有两对，两对所述内支撑机构分别设置于两个外压紧机构的内侧，每对所述内支撑机构包括两个结构一致并分别固定于基板前后两端的定位组件和两端分别固定于位于基板下方的两个定位组件上的侧板锁紧组件，每个所述定位组件包括上压紧块、下压紧块、将上、下压紧块固定于基板上的第一螺栓和上半段设有外螺纹的定位杆，所述侧板锁紧组件由两个结构一致的锁紧夹板组成，两个锁紧夹板的两端分别通过两对锁紧螺栓锁紧夹住定位杆而固定于两个定位杆上。
6.作为优选，所述基板为长方体钢板，所述两个限位槽与所述两对安装孔均关于基板长边中心线对称，所述两对安装孔均沿基板宽边对称轴开设。
7.进一步地，所述转动轴中段设有的外螺纹的两端与限位槽的与转动轴轴向垂直的两个槽壁平齐，所述转动轴安装于外端安装孔中的一端向外伸出基板并安装有摇柄。
8.作为优选，所述转动轴伸出基板的一端沿转动轴径向设置有摇柄安装孔，所述摇柄安装于摇柄安装孔中，所述摇柄为曲柄，曲柄的一端固定安装于摇柄安装孔中。
9.进一步地，所述外压紧架包括移动块和组合压板，所述移动块与限位槽的沿转动轴轴向的两个槽壁滑动配合，移动块上部沿转动轴轴向设有一螺纹通孔，所述螺纹通孔与转动轴中段设有的外螺纹螺旋配合，所述组合压板呈倒l形并通过焊接固定于移动块的下端，所述移动块的下端焊接固定于呈倒l形的组合压板的横边中间，两个所述外压紧机构的外压紧架的呈倒l形的组合压板的竖边外侧相向设置，且两个外压紧架可以相向移动使两个呈倒l形的组合压板的竖边相互接触，所述外压紧架沿基板宽边方向的最大长度小于每对内支撑机构的两个定位组件之间的间距。
10.进一步地，所述侧板锁紧组件的锁紧夹板与基板以及组合压板竖边平行设置，所述锁紧夹板与定位杆通过锁紧螺栓上设有的锁紧螺母和锁紧垫片固定，至少一个所述侧板锁紧组件设置于位于呈倒l形的组合压板的竖边上、下端对应的高度之间的定位杆上。
11.进一步地，所述上压紧块与所述下压紧块结构完全一致，所述上压紧块与下压紧块上分别对应设置有一组靠近上压紧块与下压紧块在长度方向的中间位置的内侧通孔和一组靠近上压紧块与下压紧块在长度方向的端部位置的外侧通孔，所述第一螺栓贴紧基板并自下而上依次穿过下压紧块和上压紧块的内侧通孔，并通过拧紧在上压紧块的内侧通孔上侧的第一螺母将下压紧块与上压紧块分别固定于基板的下表面和上表面，所述第一螺母与上压紧块之间设置有第一防松垫圈；所述定位杆上设有外螺纹的上半段依次穿过下压紧块与上压紧块的外侧通孔，所述定位杆在位于下压紧块与上压紧块的外侧通孔的上、下两侧分别各设有一个定位螺母将定位杆分别与下压紧块和上压紧块固定，所述定位螺母与上压紧块、下压紧块之间分别设置有定位防松垫圈。
12.进一步地，所述定位杆位于上压紧块、下压紧块之间的长度略长于基板的厚度，定位杆的下端低于组合压板的下端，设于所述定位杆上半段的外螺纹的公称直径大于所述第一螺栓的公称直径，设于所述定位杆上半段的外螺纹的长度大于所述第一螺栓的长度，所述第一螺栓为六角螺栓。
13.再进一步地，所述定位杆的下端还设置有底板锁紧组件，所述底板锁紧组件与侧板锁紧组件的结构完全一致。
14.又进一步地，所述装夹基座上还设置有安装架，所述安装架设置有两对，每对所述
安装架由两个支架组件和一个加固组件构成，所述支架组件与所述定位组件的结构完全一致，所述加固组件与所述侧板锁紧组件的结构完全一致，所述加固组件设置于支架组件的下端，所述安装架的下端比内支撑机构的下端略低，两对所述安装架的下端同高度设置，所述外压紧架沿基板宽边方向的最大长度小于每对安装架的两个支架组件之间的间距。
15.本实用新型的有益效果主要体现在以下方面：
16.(1)由于采用组合压板的竖边作为依靠面，竖面与水平方向是垂直的，同时锁紧夹板与组合压板的竖边平行，并且可以设置两个及两个以上，有效保证了主梁、底座等长槽形工件侧边与底边的垂直度，以及沿长度方向的一致性。
17.(2)由于采用通过在基板上螺旋调节移动块移动组合压板，通过预先固定内支撑机构位置，因此可以在任何场合、以任意角度或方向对工件进行装夹，甚至可以以倒置方式装夹工件，适用性很强。
18.(3)由于内支撑机构可以预先固定在基板上，在具体装夹时只需直接手摇摇柄就可以完成工件装夹，具高效、固定可靠等特点，同时操作便捷、安全。
19.(4)安装架的加固组件不仅能使装夹工装承受更大的重量，同时在特殊场合还可以起到轨道作用，扩大的工装的使用范围。
20.(5)本装夹工装结构简单，内支撑机构、安装架等结构的多个部件可以采用通用结构，降低了制造与使用成本，具有很强的实用性。
附图说明
21.图1为本实用新型一种适用于焊接加工的装夹工装的结构示意图；
22.图2为图1沿a-a的剖视图；
23.图3为图1的正视图；
24.图4为图3沿b-b的剖视图；
25.图5为图3中c处的结构示意图。
26.图1-5中，装夹基座1，基板11，限位槽12，安装孔13，外端安装孔131，内端安装孔132，安装架14，支架组件141，加固组件142，外压紧机构2，转动轴21，轴承211，摇柄安装孔212，摇柄213，外压紧架22，移动块221，螺纹通孔2211，组合压板222，内支撑机构3，定位组件31，上压紧块311，下压紧块312，第一螺栓313，第一螺母3131，第一防松垫圈3132，定位杆314，定位螺母3141，定位防松垫圈3142，内侧通孔315，外侧通孔316，侧板锁紧组件32，锁紧夹板321，锁紧螺栓322，锁紧螺母323，锁紧垫片324，底板锁紧组件33。
具体实施方式
27.以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。
28.在本实施例中，需要理解的是，术语“中间”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上方”、“背面”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.另，在本具体实施方式中如未特别说明部件之间的连接或固定方式，其连接或固
定方式均可为通过现有技术中常用的螺栓固定或钉销固定，或销轴连接等方式，因此，在本实施例中不再详述。
30.实施例
31.一种适用于焊接加工的装夹工装，如图1-5所示，包括装夹基座1、安装于装夹基座1上的外压紧机构2和内支撑机构3，所述装夹基座1包括基板11、两个限位槽12和两对安装孔13，为了制造、使用方便，基板11采用长方体钢板制作，所述两个限位槽12设置于基板11上沿基板长度方向的左右两侧，所述两个限位槽12为相互独立并贯穿基板厚度方向的长方体槽，为了制造方便以及美观，两个限位槽12在基板11上呈左右对称布置，也就是两个限位槽12关于基板11长边中心线对称，所述两对安装孔13分别包括一个外端安装孔131和一个内端安装孔132，两对安装孔13分别设置于基板11长边中心线两侧，两对安装孔13的两个外端安装孔131分别贯通内设于基板11的左右最外端至距该外端最近的限位槽12的槽壁之间，也就是一对安装孔13的外端安装孔131贯通内设于基板11的左最外端至距左最外端最近的限位槽12的槽壁之间，另一对安装孔13的外端安装孔131贯通内设于基板11的右最外端至距右最外端最近的限位槽12的槽壁之间，两对安装孔13的两个内端安装孔132分别对应设置于与外端安装孔131相对的限位槽12的另一槽壁上，同一对安装孔13的外端安装孔131和内端安装孔132同轴设置，两对安装孔13均沿基板11宽边对称轴开设，为了获得更好的固定效果，两对安装孔13关于基板11长边中心线对称。
32.所述外压紧机构2设有两个，两个外压紧机构2的结构一致，两个外压紧机构2分别安装于两个限位槽12中，每个外压紧机构2包括安装于安装孔13中的中段设有外螺纹的转动轴21和设置于基板11下方并与转动轴21中段设有的外螺纹通过螺旋配合的外压紧架22，转动轴21中段设有的外螺纹的两端与限位槽12的与转动轴21轴向垂直的两槽壁平齐，能确保外压紧架22的移动位置，两个外压紧机构2的转动轴21的两端分别通过轴承211安装于两对安装孔13的外端安装孔131和内端安装孔132中，所述转动轴21安装于外端安装孔131中的一端向外伸出基板11并安装有摇柄213，具体地，转动轴21伸出基板11的一端沿转动轴21径向设置有摇柄安装孔212，摇柄213安装于摇柄安装孔212中，所述摇柄213为曲柄，曲柄的一端固定安装于摇柄安装孔212中，所述外压紧架22包括移动块221和组合压板222，所述移动块221呈长方体，移动块221的上表面不超过基板11上表面，所述移动块221与限位槽12的沿转动轴21轴向的两个槽壁滑动配合，移动块221上部沿长度方向也就是沿转动轴21轴向设有一螺纹通孔2211，所述螺纹通孔2211与转动轴21中段设有的外螺纹螺旋配合，所述组合压板222呈倒l形，呈倒l形的组合压板222通过焊接固定于移动块221的下端，移动块221的下端焊接固定于呈倒l形的组合压板222的横边中间，两个外压紧机构2的外压紧架22的呈倒l形的组合压板222的竖边外侧相向设置，且两个外压紧架22可以相向移动使两个呈倒l形的组合压板222的竖边相互接触。
33.所述内支撑机构3设有两对，两对内支撑机构3分别设置于两个外压紧机构2的内侧，每对内支撑机构3包括两个结构一致并分别固定于基板11前后两端的定位组件31和两端分别固定于位于基板11下方的两个定位组件31上的侧板锁紧组件32，每个定位组件31包括上压紧块311、下压紧块312、将上、下压紧块固定于基板11上的第一螺栓313和上半段设有外螺纹的定位杆314，侧板锁紧组件32由两个结构一致的锁紧夹板321组成，所述锁紧夹板为两端各设有两个通孔的平板条，两个锁紧夹板321的两端分别通过两对锁紧螺栓322锁
紧夹住定位杆314而固定于两个定位杆314上，具体地，为了便于制造和使用，上压紧块311与下压紧块312结构完全一致，所述上压紧块311与下压紧块312均为长条块，上压紧块311与下压紧块312上分别对应设置有一组靠近上压紧块311与下压紧块312在长度方向的中间位置的内侧通孔315和一组靠近上压紧块311与下压紧块312在长度方向的端部位置的外侧通孔316，所述第一螺栓313贴紧基板11并自下而上依次穿过下压紧块312和上压紧块311的内侧通孔315，并通过拧紧在上压紧块311的内侧通孔315上侧的第一螺母3131将下压紧块312与上压紧块311分别固定于基板11的下表面和上表面，第一螺母3131与上压紧块311之间设置有第一防松垫圈3132，所述定位杆314上设有外螺纹的上半段依次穿过下压紧块312与上压紧块311的外侧通孔316，所述定位杆314在位于下压紧块312与上压紧块311的外侧通孔316的上、下两侧分别各设有一个定位螺母3141，将定位杆314分别与下压紧块312和上压紧块311固定，即定位杆314位于下压紧块312外侧通孔316的上、下两侧各设有一个定位螺母3141，定位杆314位于上压紧块311外侧通孔316的上、下两侧也各设有一个定位螺母3141，并且定位螺母3141与上压紧块311、下压紧块312之间分别设置有定位防松垫圈3142，所述定位杆314位于上压紧块311、下压紧块312之间的长度略长于基板11的厚度，定位杆314的下端低于组合压板222的下端，设于定位杆314上半段的外螺纹的公称直径大于第一螺栓313的公称直径，设于定位杆314上半段的外螺纹的长度大于第一螺栓313的长度，第一螺栓313为六角螺栓。
34.为了能保证工件侧板的角度，侧板锁紧组件32的锁紧夹板321与基板11以及组合压板222竖边平行设置，锁紧夹板321与定位杆314通过锁紧螺栓322上设有的锁紧螺母323和锁紧垫片324固定；为了能对工件侧板有效固定，至少一个所述侧板锁紧组件32设置于位于呈倒l形的组合压板222的竖边上、下端对应的高度之间的定位杆314上，当要固定的侧板高度较大时，可以在定位杆314上在组合压板222竖边的上、下端对应的高度之间设置两个以上侧板锁紧组件32；所述定位杆314的下端还设置有底板锁紧组件33，所述底板锁紧组件33与侧板锁紧组件32的结构完全一致，当工件带有需要固定的底板时，可以调整底板锁紧组件33在定位杆314上的位置，使底板锁紧组件33处于正好能固定住工件底板的位置。
35.所述装夹基座1上还设置有安装架14，所述安装架14设置有两对，每对安装架14由两个支架组件141和一个加固组件142构成，所述支架组件141与定位组件31的结构完全一致，所述加固组件142与侧板锁紧组件32的结构完全一致，所述加固组件142设置于支架组件141的下端，当然加固组件142也可以根据装夹工装应用场合的需要设置多个或不设；所述安装架14的下端比内支撑机构3的下端略低，两对安装架14的下端同高度设置。
36.为了确保外压紧架22的组合压板222在基板11下方能左右移动，外压紧架22沿基板宽边方向的最大长度也就是组合压板222沿与转动轴21轴向垂直方向的最大长度小于每对内支撑机构3的两个定位组件31之间的间距；外压紧架22沿基板宽边方向的最大长度也就是组合压板222沿与转动轴21轴向垂直方向的最大长度也小于每对安装架14的两个支架组件141之间的间距。
37.本实用新型所述的一种适用于焊接加工的装夹工装的使用方法：先调节两对安装架14的高度，即通过调整支架组件141相对于基板11的相对高度，使组合压板222的高度能匹配工件的高度，再将两对安装架14分别固定于基板11的左右两端，然后根据要固定的工件的尺寸，将两对内支撑机构3的上压紧块311、下压紧块312分别移动到基板11前后两端的
指定位置，并根据工件尺寸确定定位杆314相对于上压紧块311与下压紧块312的位置、高度以及需要采用的侧板锁紧组件32的数量，然后将定位杆314自下而上依次穿过下压紧块312、上压紧块311的外侧通孔316，并在穿过下压紧块312、上压紧块311的外侧通孔316时，在下压紧块312、上压紧块311的外侧通孔316的上、下两侧的定位杆314上分别用定位螺母3141和定位防松垫圈3142将定位杆314与下压紧块312、上压紧块311分别固定牢固，同时应确保定位杆314位于下压紧块312与上压紧块311之间的长度应略大于基板11的厚度，然后将第一螺栓313自下而上分别穿过下压紧块312、上压紧块311的内侧通孔315，并在上压紧块311的内侧通孔315上侧的第一螺栓上用第一螺母3131和第一防松垫圈3132将下压紧块312与上压紧块311固定于基板11上，再将侧板锁紧组件32的两个锁紧夹板321的两端分别通过两对锁紧螺栓322锁紧夹住定位杆314而固定于两个定位杆314上的相应位置，在用锁紧螺栓322固定时，用锁紧螺母323和锁紧垫片324将锁紧夹板321固定，使锁紧夹板321能对侧板进行有效支撑，当工件有底板需要固定时，调整底板锁紧组件33在定位杆314上的位置，使底板锁紧组件33处于正好能固定住工件底板的位置，转动转动轴21的摇柄213，使两个外压紧架22的移动块221向内侧移动、靠近，移动块221在转动轴21的螺旋运动下带动组合压板222向内侧靠拢，直到将侧板等工件压紧于锁紧夹板321上，使两个外压紧机构2与各自邻近的外支撑机构3完成对两侧侧板等工件的装夹与固定，至此，完成了工件各部分的预固定，然后就可以完成焊接等加工工序了。
38.当工件沿板材长度方向较长时，可以沿工件长度方向每隔一段距离设置一个该装夹工装，同时该装夹工装对于需要焊接加强板的工件也特别适用，只需要在需要焊接加强板的位置布置该装夹工装即可。
39.由于采用组合压板222的竖边作为依靠面，竖面与水平方向是垂直的，同时锁紧夹板321与组合压板222的竖边平行，并且可以设置两个及两个以上，有效保证了主梁、底座等长槽形工件侧边与底边的垂直度，以及沿长度方向的一致性。
40.工件加工完成后，反向转动转动轴21，使两个外压紧架22离开工件侧板，再松开内支撑机构3上的锁紧螺母323、定位螺母3141和第一螺母3131，拆下内支撑机构3，即完成了本次工作。
41.本实用新型技术效果主要体现在以下方面：
42.(1)由于采用组合压板的竖边作为依靠面，竖面与水平方向是垂直的，同时锁紧夹板与组合压板的竖边平行，并且可以设置两个及两个以上，有效保证了主梁、底座等长槽形工件侧边与底边的垂直度，以及沿长度方向的一致性。
43.(2)由于采用通过在基板上螺旋调节移动块移动组合压板，通过预先固定内支撑机构位置，因此可以在任何场合、以任意角度或方向对工件进行装夹，甚至可以以倒置方式装夹工件，适用性很强。
44.(3)由于内支撑机构可以预先固定在基板上，在具体装夹时只需直接手摇摇柄就可以完成工件装夹，具高效、固定可靠等特点，同时操作便捷、安全。
45.(4)安装架的加固组件不仅能使装夹工装承受更大的重量，同时在特殊场合还可以起到轨道作用，扩大的工装的使用范围。
46.(5)本装夹工装结构简单，内支撑机构、安装架等结构的多个部件可以采用通用结构，降低了制造与使用成本，具有很强的实用性。
47.当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。