专利名称：一种曲面异型舱体焊接工装的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焊接工装装置，具体涉及一种曲面异型舱体焊接工装。
背景技术：
曲面异型舱体一般由三个或者更多的曲面异型部件焊接形成。传统的技术中一般 讲这些曲面异型部件通过固定装置固定好，然后人工进行焊接。这种方式工作周期长，由 于焊工技术并不相同焊接质量也会不同，还耗费大量人力，工作效率非常低。随着科技的 进步，出现了真空电子束焊机，这种焊机包括一个巨大的工作平台，在平台的一端设有机械 手，在平台的上方设有焊枪。该装置工作时将需要焊接的部件放置在平台上，通过机械手抓 牢被焊接件，用焊枪对准焊接部位焊接，边焊接边通过机械手转动被焊接件，当被焊接件转 动360度时焊接过程完成。但是由于真空电子束焊机是通用的焊接设备，因此对于曲面异 型部件的焊接并不能很好的完成。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种可以利用真空电子束焊机对 曲面异型舱体焊接的焊接工装。本实用新型是这样实现的一种曲面异型舱体焊接工装，包括底座，在底座的一端 设有顶紧装置；还包括拉杆，在拉杆的前端设有前法兰组件，在拉杆的后端设有后法兰组 件，前法兰组件为平面板状结构，在前法兰组件的中心开有供拉杆穿过的预留孔，在前法兰 组件朝向后法兰组件侧面的边缘均勻布置若干个螺纹顶杆，螺纹顶杆用于夹紧被焊接件， 后法兰组件也为平面板状结构，在其中心开有供拉杆穿过的预留孔，在后法兰组件朝向前 法兰组件侧面的边缘均勻布置若干个螺纹顶杆，螺纹顶杆用于夹紧被焊接件，曲面异型舱 体焊接工装还包括若干个由焊缝内撑装置、前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环组成的焊接 卡环，焊缝内撑装置的截面为环形结构，在环形结构上均勻若干个朝向环形结构外侧的支 撑点，所述的前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环的结构也是截面为环形结构，在环形结构 上均勻若干个支撑点，只是该支撑点朝向环形结构内侧。如上所述的一种曲面异型舱体焊接工装，其中，在底座上表面均勻布置若干个支 撑装置，在每个支撑装置的顶面上设有支撑卡环，支撑卡环由两个半环组成，该两个半环组 成的支撑卡环为带有空腔的环形，其外径为圆形，内部的空腔的形状与被焊接件的外径相 适应，在支撑卡环的边缘设有沿支撑卡环外径一圈的凸起，在支撑装置的前后侧壁上均固 定连接限位装置，限位装置与所述的前支撑卡环上设置的凸起用于对前支撑卡环进行限 位，限位装置的截面呈“ 1，，型，它通过螺钉固定安装在支撑装置。如上所述的一种曲面异型舱体焊接工装，其中，所述的限位装置凸出的部分为压 紧头，压紧头是表面平滑的凸头或是滚轮。本实用新型的效果是通过拉杆和前后法兰组件将被焊接件固定形成一个整体， 通过焊缝内撑装置和前、后仿形焊接卡环将需要焊接的位置固定，并利用支撑装置支撑起
3被焊接件的重量，因此可以使被焊接件整体放置在真空电子束焊机上进行焊接，节省了人 力物力，提高了工作效率。
图1为本实用新型提供的曲面异型舱体焊接工装的主视图；图2为图1的俯视图；图3为前法兰组件的结构示意图；图4为后法兰组件的结构示意图；图5为焊缝内撑装置的结构示意图；图6为带有支撑卡环的支撑装置的结构示意图；图7为限位装置的结构示意图。图中1.底座、2.螺母、3.前法兰组件、4.螺纹顶杆、5.拉杆、6.支撑装置、7.前 支撑卡环、8.限位装置、9.前前仿形焊接卡环、10.焊缝内撑装置、11.前后仿形焊接卡环、 12.中支撑卡环、13.后前仿形焊接卡环、14.后后仿形焊接卡环、15.后支撑卡环、16.后法 兰组件、17.顶紧装置、18.压紧头。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种曲面异型舱体焊接工装，包括底座1，在底座1的一端设 有顶紧装置17，顶紧装置17采用的是通用的工业顶尖。在底座1上表面均勻布置若干个 支撑装置6，本例中支撑装置6的数量为3个，当然本领域的技术人员也可以根据实际情况 增加或减少支撑装置6的个数，当焊接件的重量很小时甚至可以取消支撑装置6。支撑装置 6的作用是当被焊接的焊接件重量很大，仅以及靠顶紧装置17不能支撑其重量时需要依靠 该若干个支撑装置6支撑焊接件的重量。如图6所示，支撑装置6的顶面为圆弧形且为光 滑表面。在每个支撑装置6的顶面上设有支撑卡环。图中的前支撑卡环7为最前端的支撑 卡环，它由两个半环组成，该两个半环组成的前支撑卡环7为带有空腔的环形，其外径为圆 形，内部的空腔的形状与被焊接件的外径相适应。在前支撑卡环7的边缘设有沿前支撑卡 环7外径一圈的凸起，在支撑装置6的前后侧壁上均固定连接限位装置8，限位装置8与所 述的前支撑卡环7上设置的凸起用于对前支撑卡环7进行限位。如图7所示，限位装置8的 截面呈“ ”型，它通过螺钉固定安装在支撑装置6。限位装置8凸出的部分为压紧头18， 压紧头18可以是表面平滑的凸头，也可以是滚轮。图中的中支撑卡环12和后支撑卡环15 的结构与前支撑卡环7的结构完全相同。本实用新型的曲面异型舱体焊接工装还包括拉杆 5，在拉杆5的前端设有前法兰组件3，在拉杆5的后端设有后法兰组件16。如图3所示，前 法兰组件3为平面板状结构，在前法兰组件3的中心开有供拉杆5穿过的预留孔，在前法兰 组件3朝向后法兰组件16侧面的边缘均勻布置若干个螺纹顶杆4，螺纹顶杆4用于夹紧被 焊接件。如图4所示，与前法兰组件3类似，后法兰组件16也为平面板状结构，在其中心开 有供拉杆5穿过的预留孔，在后法兰组件16朝向前法兰组件3侧面的边缘均勻布置若干个 螺纹顶杆4，螺纹顶杆4用于夹紧被焊接件。曲面异型舱体焊接工装还包括若干个由焊缝内 撑装置10、前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环组成的焊接卡环，在本例中焊缝有两条，因此 在前焊缝处设置前前仿形焊接卡环9和前后仿形焊接卡环11，在后焊缝处设置后前仿形焊接卡环13和后后仿形焊接卡环14。如图5所示，焊缝内撑装置10的截面为环形结构，在环 形结构上均勻若干个朝向环形结构外侧的支撑点。所述的前前仿形焊接卡环9、前后仿形焊 接卡环11、后前仿形焊接卡环13和后后仿形焊接卡环14的结构与焊缝内撑装置10的结构 基本相同，也是截面为环形结构，在环形结构上均勻若干个支撑点，只是该支撑点朝向环形 结构内侧。 本实用新型的曲面异型舱体焊接工装在使用时按照下述过程进行将拉杆5从曲 面异型舱体中空的腔体中穿过，在需要焊接的地方从内侧用焊缝内撑装置10径向相外固 定支撑，从外侧用前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环径向向内固定支撑。在所有被焊接件 的最前端加装前法兰组件3并用螺母2紧固，在所有被焊接件的最后端加装后法兰组件16 也用螺母紧固。如果被焊接件重量很大，还需要在被焊接件的适当位置用支撑卡环夹紧。上 述安装过程完成后，所有需要焊接的异型舱体、拉杆5、前法兰组件3、后法兰组件16、支撑 卡环、焊缝内撑装置10、前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环成为一个整体，并且需要焊接的 位置从前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环之间露出。将上述形成整体的被焊接件放置在底 座1上，令支撑卡环刚好落在支撑装置6的顶面上，顶紧装置17顶住拉杆5伸出后法兰组 件16的部分，然后在支撑装置6的前后两个侧面均安装限位装置8。至此工装的安装过程 完成。需要焊接时将包括底座1和被焊接件的整个装置都放置在真空电子束焊机巨大的工 作平台上，用真空电子束焊机的机械手抓紧拉杆5伸出前法兰组件3的部分。拉杆5的最 后端被顶紧装置17顶住，因此拉杆5可以在真空电子束焊机的机械手带动下转动，继而通 过前法兰组件3和后法兰组件16带动被焊接件转动，由于支撑卡环的外径为圆形，且支撑 装置6的顶面为弧形，因此支撑卡环可以在支撑装置6的顶面上滑动，而且支撑卡环被限位 装置沿轴向限位，因此整个被焊接件只能发生转动而不能产生任何其他方向的运动，此时 真空电子束焊机的焊枪可以准确度的对准需要焊接的部位进行焊接。
权利要求一种曲面异型舱体焊接工装，包括底座(1)，其特征在于在底座(1)的一端设有顶紧装置(17)；还包括拉杆(5)，在拉杆(5)的前端设有前法兰组件(3)，在拉杆(5)的后端设有后法兰组件(16)，前法兰组件(3)为平面板状结构，在前法兰组件(3)的中心开有供拉杆(5)穿过的预留孔，在前法兰组件(3)朝向后法兰组件(16)侧面的边缘均匀布置若干个螺纹顶杆(4)，螺纹顶杆(4)用于夹紧被焊接件，后法兰组件(16)也为平面板状结构，在其中心开有供拉杆(5)穿过的预留孔，在后法兰组件(16)朝向前法兰组件(3)侧面的边缘均匀布置若干个螺纹顶杆(4)，螺纹顶杆(4)用于夹紧被焊接件，曲面异型舱体焊接工装还包括若干个由焊缝内撑装置(10)、前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环组成的焊接卡环，焊缝内撑装置(10)的截面为环形结构，在环形结构上均匀若干个朝向环形结构外侧的支撑点，所述的前仿形焊接卡环和后仿形焊接卡环的结构也是截面为环形结构，在环形结构上均匀若干个支撑点，只是该支撑点朝向环形结构内侧。
2.如权利要求1所述的一种曲面异型舱体焊接工装，其特征在于在底座(1)上表面 均勻布置若干个支撑装置(6)，在每个支撑装置(6)的顶面上设有支撑卡环，支撑卡环由两 个半环组成，该两个半环组成的支撑卡环为带有空腔的环形，其外径为圆形，内部的空腔的 形状与被焊接件的外径相适应，在支撑卡环的边缘设有沿支撑卡环外径一圈的凸起，在支 撑装置(6)的前后侧壁上均固定连接限位装置(8)，限位装置(8)与所述的前支撑卡环(7) 上设置的凸起用于对前支撑卡环(7)进行限位，限位装置(8)的截面呈“ 1 ”型，它通过螺 钉固定安装在支撑装置(6)。
3.如权利要求2所述的一种曲面异型舱体焊接工装，其特征在于所述的限位装置(8) 凸出的部分为压紧头(18)，压紧头(18)是表面平滑的凸头或是滚轮。
专利摘要本实用新型属于焊接工装装置，具体涉及一种曲面异型舱体焊接工装。它包括底座，在底座的一端设有顶紧装置；还包括拉杆，在拉杆的前端设有前法兰组件，在拉杆的后端设有后法兰组件，前法兰组件为平面板状结构，在前法兰组件的中心开有供拉杆穿过的预留孔，在前法兰组件朝向后法兰组件侧面的边缘均匀布置若干个螺纹顶杆。本实用新型的效果是使被焊接件整体放置在真空电子束焊机上进行焊接，节省了人力物力，提高了工作效率。
文档编号B23K37/04GK201664831SQ20102013967
公开日2010年12月8日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者代拴师 申请人:北京星航机电设备厂