一种幅板装配装置的制作方法

本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种幅板装配装置。

背景技术：

如图1所示，在一种大型直流推进电机的支架部件上，沿套筒(1)的轴线均匀布有多组幅板(2)。通常情况下，这些幅板包括左右两种，幅板ⅰ(2a)与幅板ⅱ(2b)在支架部件套筒上斜向分布，如图2所示为幅板(2)的零件结构。幅板(2)与套筒(1)之间焊缝坡口较大，沿幅板(2)长度方向满焊接，每个幅板组内幅板(2)之间对称度要求为1.5。

在实际装配焊接过程中，由于幅板(2)的零件尺寸较大，装配时的尺寸精度和焊缝质量要求较高，焊接工作量也比较大；此外，幅板(2)的数量一般包括多组，每个幅板组要求沿各自的中心线对称，同时各幅板组又要求沿套筒零件中心线轴向分布，两种对称度要求很难同时保证。因而焊接装配的过程中存在一定困难。

不仅如此，幅板(2)预留的焊接坡口较大，焊料填充会比较多，且工艺要求幅板(2)与套筒(1)接触处内外满焊，但由于零件较长，对幅板组中心线与套筒中心线的平行度要求较高，焊接过程中很难同时控制多组幅板组的热变形量满足图纸要求，市场上也缺乏对该零件装配的检验器具。

技术实现要素：

本发明提供了一种幅板装配装置，能够在一次装夹中同时完成各组幅板的装配。

一种幅板装配装置，用于将待装配幅板装配在套筒上，所述装配装置轮廓为圆形，包括多组第一定位板和多组第二定位板，其中：

所述第一定位板和所述第二定位板是内圈半径相同的环扇形结构；

所述多组第一定位板和多组第二定位板机械连接，组成所述装配装置的圆形轮廓；

所述第一定位板和所述第二定位板的内轮廓包括多个与所述待装配幅板形状和装配位置匹配的凹槽组，每个所述凹槽组包括至少一个凹槽，所述凹槽的总数与所述待装配幅板的总数相同并在圆周上均匀分布。

进一步地，所述第一定位板与所述第二定位板相互间隔，通过阶梯式搭接的形式，以固定螺钉、垫圈和螺母螺纹连接，组合成一组法兰圆盘定位结构。

进一步地，所述装置包括两组所述法兰圆盘定位结构。

进一步地，还包括固定杆，所述固定杆与所述法兰圆盘定位结构机械连接，将所述幅板装配装置沿套筒轴从直段装入所述套筒，用于控制所述第一定位板、所述第二定位板的轴向平衡。

进一步地，所述幅板装配装置通过套筒锥段固定在所述套筒上。

进一步地，还包括定位块，所述定位块设于所述套筒锥段的幅板定位孔上，用于所述待装配幅板装配时定位。

进一步地，所述第一定位板、所述第二定位板的厚度为30毫米。

进一步地，所述待装配幅板每两个幅板为一组，每组沿所述套筒的直径轴对称。

进一步地，所述待装配幅板在所述套筒上斜向分布，与所述套筒的装配角度为111.5°。

本发明在装配工艺上打破了传统的对称装配或顺序装配方式，采用工装夹具，一次装夹，实现多组幅板同时装配到位，既保证了装配的效率，同时也保证了装配后的每一组幅板组的各项指标参数均相同，工装的强度也保证了焊接的变形量控制在指标范围内。另外圆形的轮廓也能对焊接操作带来一定的便利，实现滚动焊接，减少产品的起吊次数。

附图说明

图1为本发明待装配幅板与套筒示意图；

图2为本发明幅板零件结构示意图；

图3为本发明幅板装配装置组合结构示意图；

图4为本发明第一定位板、第二定位板结构示意图；

图5为本发明固定杆结构示意图；

图6为本发明定位块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细地阐述。

实施例一

本实施例中给出了一种幅板装配装置，用于将待装配幅板(2)装配在套筒(1)上，如图3所示，所述装配装置轮廓为圆形，包括多组第一定位板(3)和多组第二定位板(4)，其中：

所述第一定位板(3)和所述第二定位板(4)是内圈半径相同的环扇形结构；

所述多组第一定位板(3)和多组第二定位板(4)机械连接，组成所述装配装置的圆形轮廓；

所述第一定位板(3)和所述第二定位板(4)的内轮廓包括多个与所述待装配幅板(2)形状和装配位置匹配的凹槽组，每个所述凹槽组包括至少一个凹槽，所述凹槽的总数与所述待装配幅板(2)的总数相同并在圆周上均匀分布。

如图3所示，在本发明的一种实施例中，幅板装配装置包括多组第一定位板(3)和多组第二定位板(4)，如图4所示，第一定位板(3)和第二定位板(4)均为环扇形，内径相同。所有定位板的圆心角之和等于360°，以组成装配装置得圆形结构。

定位板内侧开有凹槽，凹槽得大小、形状与位置和幅板(2)在套筒(1)上的装配位置匹配，定位板组合成装配装置后，凹槽的总数与待装配的幅板(2)总数也保持一致，以用于幅板(2)在装配式的固定。

具体地，所述待装配幅板每两个幅板(2)为一组，每组沿所述套筒的直径轴对称。优选地，多组幅板组沿套筒(1)零件的中心呈中心对称分布。

根据待装配套筒与幅板的独特外形结构并结合装配焊接经验，本发明对装置的整体外形定义为圆形轮廓，便于进行焊接的滚动操作。在保证每一组幅板组能够均布于套筒四周的同时，为了便于能够在装配焊接完成后顺利将装置从支架组上拆卸下来，同时不影响整个支架组的整体尺寸和外观表面质量。对单扇定位板进行了分瓣，即分为第一定位板(3)和第二定位板(4)。

在一种可选的实施方式中，所述第一定位板(3)与所述第二定位板(4)相互间隔，通过阶梯式搭接的形式，以固定螺钉(5)、垫圈(6)和螺母(7)螺纹连接，组合成一组法兰圆盘定位结构。

即所述第一定位板(3)与所述第二定位板(4)相连接处均为阶梯形，可通过处于上下位的不同位置进行搭接，连接处设有螺孔，可通过固定螺钉(5)、垫圈(6)和螺母(7)，将第一定位板(3)与第二定位板(4)固定连接在一起。多组第一定位板(3)与第二定位板(4)相互搭接，最后形成法兰圆盘结构。定位板采用阶梯搭接形式进行固定螺钉连接，能够有效地解决在定位板边缘处由于加工误差造成的装配不便问题。

在一种可选的实施方式中，还包括固定杆(8)，所述固定杆(8)与所述法兰圆盘定位结构机械连接，将所述幅板装配装置沿套筒轴从直段装入所述套筒(1)，用于控制所述第一定位板(3)、所述第二定位板(4)的轴向平衡。

固定杆(8)能够保证第一定位板(3)与第二定位板(4)的中心线能够在同一条直线上，同时左右幅板组装配孔位保持在同一平面上，结构为图5所示。固定杆(8)能够有效避免左右定位板由于装配过程造成的轴向偏斜，同时也能够控制幅板焊接过程的整体焊接变形应力。

进一步地，在进行幅板装配时，所述幅板装配装置通过套筒锥段固定在所述套筒(1)上。优选地，如图6所示，幅板装配装置还包括定位块(9)，所述定位块(9)设于所述套筒锥段的幅板定位孔上，用于所述待装配幅板(2)装配时定位。

定位块(9)能够减少多次测量调整量具的使用，提高装配的工作效率，根据产品的结构特点，定位块(9)并不与装置装配成整体，只作为在装置装配成型后，将定位块(9)按照每一组幅板(2)的位置，放置于靠近锥筒一侧，放置位置能够保证在幅板(2)装入装置后，准确定位尺寸。在装配结束后也能够较为方便地撤出整体装置，同时不影响整个装置的结构尺寸。

本发明的幅板装配装置可用于装配大型、均布、高精度支架组幅板零件，在装配工艺上打破了传统的对称装配或顺序装配方式，采用工装夹具，一次装夹，实现多组幅板组多件幅板的同时装配到位，既保证了装配的效率，同时也保证了装配后的每一组幅板组的各项指标参数均相同，工装的强度也保证了焊接的变形量控制在指标范围内。另外圆形的轮廓也能对焊接操作带来一定的便利，实现滚动焊接，减少产品的起吊次数。

实施例二

本实施例是在实施例一的基础上，结合实际情况给出的一个具体的实施方法。

本实施例中，某产品大型直流推进电机(td1)支架部件上幅板(2)沿套筒(1)的轴线均匀分布，共计12组。幅板(2)长为790mm，厚度为30mm，分左右两种。优选地，所述待装配幅板(2)在所述套筒(1)上斜向分布，与所述套筒(1)的装配角度为111.5°。在焊接时，沿幅板(2)的长度方向满焊接，焊缝数量共计72条。每个幅板组内幅板(2)之间对称度要求为1.5。

在实施例一的基础上，本实施例中的幅板装配装置能够实现12组幅板组24件幅板的同时装配到位。具体地，所述所述第一定位板(3)和所述第二定位板(4)的内轮廓包括24个凹槽，与待装配幅板(2)的数量对应。

优选地，在一种实施方式中，幅板装配装置可以包括两组第一定位板(3)和两组第二定位板(4)，每个定位板的圆心角为90°，交替连接组成圆形结构的法兰圆盘。

进一步地，在支架组幅板焊接变形量的控制方面，将每一瓣第一定位板(3)和两组第二定位板(4)均设计成厚度为30mm，这样能够增加装置整体的强度要求，同时保证在12组幅板组在焊接过程中产生的热应力不至对装置整体结构尺寸造成影响。

优选地，在本实施例中，包括8件固定杆(8)，用于控制所述第一定位板(3)、所述第二定位板(4)的轴向平衡。固定杆(8)的直径为可以取50mm，长度为890mm，这样能够有效避免定位板由于装配过程造成的轴向偏斜，同时也能够控制幅板焊接过程的整体焊接变形应力。

为了实现12组幅板组能够一次装配到位，并保证尺寸185±2要求，在本实施例一种可选的实施方式中，幅板装配装置还包括定位块(9)，定位块(9)并不与装置装配成整体，只作为在装置装配成型后，将定位块(9)按照每一组幅板(2)的位置，放置于靠近锥筒一侧，放置位置能够保证在幅板(2)装入装置后，准确定位尺寸185。在装配结束后也能够较为方便地撤出整体装置，同时不影响整个装置的结构尺寸。

在进行装配时，首先将第一定位板(3)和第二定位板(4)利用固定螺钉(5)、垫圈(6)和螺母(7)连接成一组法兰圆盘轮廓，共得到两组；之后，采用固定杆(8)、垫圈(6)和螺母(7)将两组法兰圆盘轮廓组合成一套装置；将装置从直段沿套筒轴向装入套筒(1)中，借助于套筒锥段，将装置固定于套筒(1)上；然后将定位块(9)放置于装配平台上靠近锥段处装置幅板定位孔的位置；将幅板ⅰ(2a)、幅板ⅱ(2b)依次嵌入装置内，并与定位块(9)良好接触。

完成上述步骤后，即可点焊幅板(2)与套筒(1)，将装置与部件整体起吊至焊接区域进行焊接，焊接完毕后，待支架部件冷却至室温，拆卸装置，再进行清理部件焊渣、打磨等工序，完成本次装配。

本发明通过上述实施例的介绍，设计了一套针对支架组幅板装配专用装置，攻克了均布、高精度大型零件产品铆焊工艺成型技术难题，打破了传统工艺上针对均布零件顺序装配的方法，实现了一次装夹保证了每一组幅板组的技术参数均能符合图纸要求。

在针对在支架幅板组焊接结束后装置的拆卸方面，此次设计将单扇幅板定位板设计成了分瓣1/4结构。由连接螺钉进行连接成圆形结构，这样既能增加装置在制作过程中原材板料的利用率，同时经过实践操作，在焊接结束后，也能够轻易将装置从支架组幅板上取出，并对支架整体尺寸结构不造成影响。

本发明中，采用固定杆将两组幅板定位板连接而成，保证了两扇幅板定位板装配幅板孔位能够完全重合，确保了幅板在套筒体上装配的直线度要求，同时能够极大程度的控制多组幅板组焊接过程中对幅板零件的变形扭矩应力。

此外，将装置整体结构外形设计为圆形法兰式，并对每一组幅板组及每一个幅板的焊接顺序进行了排列，采用双面对称交错式焊接，利用反变形原理进一步控制了焊接热变形。另外圆形法兰式对部件实际焊接操作带来便利，可实现360°旋转滚动焊接，减少了起重设备的使用量和人力，提高了焊接操作及产品成型的效率。

为了保证装配的效率，尽可能减少测量器具的使用，此次设计针对特定尺寸设计了定位块。在实际操作过程中，该尺寸难以采用专用计量器具进行测量装配。设计定位板为单独零件，能够一次性保证幅板端部约束尺寸，而且方便撤出，位置定位只需保证幅板在装置内的稳定性即可。

由于支架组外形结构复杂，设计图纸中对幅板组的装配定位尺寸精度要求较高，同时难以采用较为合适的量具进行检验。该装置的设计既可作为装配焊接过程的使用，同时在焊接结束后，仍能够作为计量检验工具进行二次使用。而且能够检验某些不易测量的装配尺寸或难以用量具操作的尺寸，进一步保证支架组整体的结构尺寸满足图纸的设计要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。

本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。