一种用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具的制作方法

1.本发明涉及船用低速柴油机管件的制造，具体涉及一种用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具，属于柴油机制造技术领域。


背景技术：

2.船用低速柴油机上设有各种管路，管路上连接有多根小支管，小支管的连接一般采用法兰。小支管法兰通常采用圆形的标准法兰，只有少数情况采用非标法兰，例如腰型法兰、长方形法兰、正方形法兰等。圆形的标准法兰的焊接作业一般在自动焊接设备上完成，采用自动焊接设备的三爪卡盘进行装夹。而对其他各种非标规格的法兰的焊接，自动焊接设备就难以胜任，因为三爪卡盘稳定地夹固外形特异的非标法兰，所以原先只能通过人工焊接的方法完成非标法兰的焊接，因此想要采用自动焊接设备来焊接非标法兰，就必须采用特制的工装，使三爪卡盘能够可靠地夾固小支管非标法兰。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于，为了解决自动焊接设备无法焊接非标法兰的瓶颈问题，提供一种用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具，安装在自动焊接设备的三爪卡盘上，使其能够稳定可靠地夾固非标法兰，完成非标法兰的自动焊接，达到提高作业效率、降低劳动负荷、稳定焊接质量、扩展自动焊接设备的兼容性和提升设备利用率的效果。
4.基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：
5.一种用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具，安装在自动焊接设备的三爪卡盘上，其特征在于，所述的工装夹具包括转换盘、两个法兰夹块、两根连接杆、两支弹簧、四根螺栓和两个螺帽；所述转换盘为矩形截面的圆环形构件，夹固于所述三爪卡盘上，该转换盘的两侧分别设有沿直径贯穿圆环壁厚的小圆孔；所述法兰夹块包括夹槽部和固定套，该固定套固定于所述夹槽部底部的中央，设有六角形孔，所述夹槽部设有用于夹持非标法兰的u字型凹槽，该夹槽部的上侧面设有螺纹孔，所述固定套的上侧面设有通孔；所述连接杆包括相互固定连接的六边柱体和螺杆部，所述六边柱体插入所述法兰夹块的六角形孔中且上侧面设有螺纹孔，所述螺杆部外周设有外螺纹且穿过所述转换盘的小圆孔；所述弹簧为圆柱形压簧，套置于所述连接杆的螺杆部上，并且夹置于所述转换盘的内环侧面与所述连接杆的六边柱体的侧面之间，通过弹力将所述连接杆推向所述转换盘的中心；两根所述螺栓分别旋入两个法兰夹块的夹槽部的螺纹孔，由两侧将所述非标法兰夹固于所述法兰夹块上，另两个所述螺栓分别穿过两个法兰夹块的通孔，旋入两根连接杆的六边柱体的螺纹孔，将该连接杆与所述法兰夹块连接固定；所述两个螺帽分别旋入两根连接杆的螺杆部的外端，并且通过旋动该螺帽调节和锁定两个法兰夹块之间的距离，以适应不同的非标法兰。
6.进一步地，所述的转换盘的内环侧面的小圆孔处为一平面。
7.进一步地，所述的平面上设有正六边形孔，该正六边形孔与所述小圆孔同轴。
8.进一步地，所述的法兰夹块的固定套的六角形孔和所述连接杆的六边柱体的外形
均为正六边形。
9.进一步地，所述的连接杆的六边柱体的外径大于所述弹簧的内径。
10.与现有技术相比，本发明达到了以下效果：
11.1)兼容性大，使用范围广——所述用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具通过法兰夹块进行法兰的装夹，该法兰夹块能够夹装长方形、正方形、腰型等各种异形的非标法兰，因而本发明兼容性大且使用范围广。
12.2)操作方便——所述用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具运用弹簧的可伸缩性，实现两个法兰夹块之间的装夹距离，具有法兰装夹操作方便的优点，提高了作业效率。
13.总之，本发明适用范围广，达到了提高作业效率、降低劳动负荷、稳定焊接质量的效果。
附图说明
14.图1是本发明的结构示意图。
15.图2是转换盘的示意图。
16.图3是法兰夹块的示意图。
17.图4是图3的俯视图。
18.图5是图4的左视图。
19.图6是连接杆的示意图。
20.图7是图6的左视图。
21.图8是弹簧的示意图。
22.图9是本发明的装夹示意图。
23.图10是本发明的使用状态示意图。
24.图中，
25.1—转换盘，2—法兰夹块，3—弹簧，4—连接杆，5—螺栓，6—螺帽，11—小圆孔，12—平面，13—正六边形孔，21—夹槽部，22—固定套，23—六角形孔，24—通孔，25—螺纹孔，41—六边柱体，42—螺杆部，43—螺纹孔，a—工装夹具，b—非标法兰，c—三爪卡盘，d—自动焊接设备。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作详细的说明。凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都属于本发明申请的技术范围。
27.请参阅图1，图示用于小支管非标法兰自动焊接的工装夹具，安装在自动焊接设备的三爪卡盘上，可用于所有非圆形的小支管非标法兰的焊接。所述工装夹具主要包括：转换盘1、两个法兰夹块2、两根连接杆4、两支弹簧3、四根螺栓5和两个螺帽6。
28.请参阅图2，所述转换盘1为矩形截面的圆环形构件，夹固于所述三爪卡盘上；该转换盘1的两侧分别设有贯穿圆环壁厚的小圆孔11，该小圆孔11的轴线沿所述转换盘1的直径布置；所述的转换盘1的内环侧面的小圆孔11处为一平面12，该平面12上设有正六边形孔13，用于容纳所述连接杆4的六边柱体，该正六边形孔13与所述小圆孔11同轴。
29.请结合参阅图3、图4和图5，所述法兰夹块2包括夹槽部21和固定套22。该固定套22固定于所述夹槽部21底部的中央，沿轴心设有六角形孔23，该六角形孔23为正六边形。所述夹槽部21设有用于夹持非标法兰的u字型凹槽，该夹槽部21的上侧面设有螺纹孔25，所述固定套22的上侧面设有通孔24。
30.请结合参阅图6和图7，所述连接杆4包括相互固定连接的六边柱体41和螺杆部42。所述六边柱体41的外形为正六边形，上侧面设有贯通的螺纹孔43，该六边柱体41的一端插入所述法兰夹块2的六角形孔23中；所述螺杆部42外周设有m8外螺纹且穿过所述转换盘1的小圆孔11。
31.请参阅图8，所述弹簧3为圆柱形压簧，套置于所述连接杆4的螺杆部42上，并且夹置于所述转换盘1的内环侧面与所述连接杆4的六边柱体41的侧面之间，由于该六边柱体41的外径大于所述弹簧3的内径，因此所述弹簧3通过弹力依托所述转换盘1的内环侧面将所述连接杆4推向该转换盘1的中心。
32.所述螺栓5为m4螺栓，请结合参阅图1和图9，两根所述螺栓5分别旋入两个法兰夹块2的夹槽部21的螺纹孔25且顶紧非标法兰，由两侧将所述非标法兰夹固于所述法兰夹块2上；另两个所述螺栓5分别穿过两个法兰夹块2的固定套22的通孔24，旋入两根连接杆4的六边柱体41的螺纹孔43，将该连接杆4与所述法兰夹块2连接固定。
33.请参阅图1，两个m8的螺帽6分别旋入两根连接杆4的螺杆部42的外端，并且通过旋动该螺帽6调节和锁定两个法兰夹块2之间的距离，以适应不同的非标法兰。
34.本发明的工作原理如下，请结合参阅图9和图10：
35.先将两根连接杆4的螺杆部42分别穿过两支弹簧3，并从转接盘1两侧的小圆孔11穿至外侧，在连接杆4的外端安装螺帽6，该螺帽6即可当把手，亦可锁紧连接杆4。将法兰夹块2的六角形孔23与连接杆4的六边柱体41相套连接，将连接杆4的螺纹孔43与法兰夹块2的通孔24对齐，通过螺栓5将该连接杆4与法兰夹块2连接固定。将非标法兰b放入法兰夹块2内，法兰边缘与法兰夹块2的u字型凹槽的内边贴合，通过螺栓5将非标法兰b固定在法兰夹块2上。拉动连接杆4调节非标法兰b的位置，由于连接杆4与转接盘1中间有弹簧3，连接杆4通过弹簧3的弹性作用力可进行伸缩，从而连接杆4的六边柱体41可插入转换盘1的六角形孔23内，以保证非标法兰b的垂直度和水平度。调整完成后通过尾部上的螺帽6将连接杆4锁紧固定。将夹紧非标法兰b的转换盘1放入自动焊接设备d的三爪卡盘c内并夹紧，自动焊接设备d便可对非标法兰b进行自动焊接。
36.本发明所要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对此发明显而易见的变换和替代方案。