一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装的制作方法
【专利摘要】一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装，包括底座、头座、千斤顶夹具及千斤顶，其中底座的两个支撑板分别与头座上的两个主支撑板固连。千斤顶安装在头座上部，夹具安装在夹具卡槽内；所述千斤顶的轴线与垂直面之间有45度的夹角。本实用新型由叉型件和封头采用手工钨极氩弧焊定位焊焊接装配中保证错边量的工装，利用工装能够调整封头变形程度，调整底座高度与千斤顶伸出长度满足不同高度装配部位的调节，利用千斤顶的顶锻力使封头在需要的时候发生形变。
【专利说明】
一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装
技术领域
[0001]本发明涉及钣金成形技术领域。具体是设计制作了一种应用于大壁厚大直径封头体组焊时封头与叉型件装配的工装。
【背景技术】
[0002]该大壁厚大直径封头体由封头、叉型件采用自动埋弧焊组焊而成，封头直径大，约3000mm，厚度约25mm，为保证焊接质量，避免焊后形成单边未熔合缺陷，按照QJ1842A-2011《结构钢、不锈钢熔焊技术条件》的要求，封头体装配质量必需满足对口错边量不大于0.5_且均匀，间隙不大于Imm且均匀。
[0003]传统压爪式工装由带中心轴的底座、托盘、压爪及顶紧螺栓组成，装配时利用穿入中心轴的托盘托住叉型件，利用压爪上的数十个顶紧螺栓对封头装配部位进行顶紧，分段调节错边和装配间隙，由于压爪的刚性及顶紧螺栓的顶紧力的局限，此种方式只能实现壁厚在7mm以下的封头体的装配。而对于壁厚25mm高强度钢封头体，材料强度高，整体刚度大，传统压爪式的工装及其装配方式因无法进行厚壁封头变形调节，无法满足QJ1842A-2011《结构钢、不锈钢熔焊技术条件》对装配错边和装配间隙的要求。
[0004]专利CN201220008393《一种封头与筒体组对装置》中提到的封头与通体装配时使用的工装，通过定位圈，定位螺钉和调整螺钉实现封头与筒体装配的同心，利用调整螺钉控制封头与筒体对接焊缝处的坡口尺寸，由于调节螺钉顶紧力的局限，在大壁厚封头的装配过程中，不能进行变形调节，无法保证需要的装配错边和装配间隙。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中存在的不能进行变形调节，无法保证需要的装配错边和装配间隙的不足，本发明提出了一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装。
[0006]本发明包括底座、头座、千斤顶夹具及千斤顶。所述头座包括主支撑板、夹具卡槽和顶紧螺栓。所述底座的两个支撑板分别与头座上的两个主支撑板固连。所述头座上部有千斤顶安装面，在该千斤顶安装面上固定有夹具卡槽，千斤顶夹具安装在所述夹具卡槽内；千斤顶通过该千斤顶夹具安装在所述头座上部的安装面上，并通过顶紧螺栓固紧;所述千斤顶的轴线与垂直面之间有45度的夹角。
[0007]所述底座包括底板，以及位于该底板上表面的第一支撑板和第二支撑板;所述的第一支撑板与第二支撑板相互平行，并垂直于底板。在所述第一支撑板与第二支撑板上分别开有条形的通槽，并且分别位于第一支撑板与第二支撑板上的通槽的位置相对应。
[0008]所述头座包括两块主支撑板、夹具卡槽、顶紧螺栓及两块固定块。通过两块固定块将两块主支撑板组焊为整体;所述两块主支撑板的上部均加工有千斤顶安装面，该安装面与垂直面之间有45°的夹角。夹具卡槽固定在所述千斤顶安装面上;在所述夹具卡槽一侧的侧壁上有顶紧螺栓安装孔;千斤顶夹具嵌装在所述夹具卡槽内，并通过顶紧螺栓固紧。所述两块主支撑板的下部均开有分别与所述第一支撑板与第二支撑板上的通槽配合的通孔，通过调节所述通孔与所述通槽的配合位置，实现千斤顶安装高度的调节。
[0009]所述的千斤顶夹具有两个，分别安装在所述夹具卡槽内两侧;所述两个千斤顶夹具相对应的表面为与千斤顶外表面配合的凹弧面。
[0010]本发明提出了一种由叉型件和封头采用手工钨极氩弧焊定位焊焊接装配中保证错边量的工装，利用工装能够调整封头变形程度，调整底座高度与千斤顶伸出长度满足不同高度装配部位的调节，利用千斤顶的顶锻力使封头在需要的时候发生形变。
[0011]使用时，首先将叉形件置于机加平台上，利用均匀分布的6件压板和标准T型螺栓压紧叉形件工艺台，将叉形件固定于机加平台上不发生偏移，再将封头体大端朝下，扣放到叉型件对口处。随后将制作的组焊装配工装放置于机加平台上紧挨着叉形件附近，利用压板将工装底座固定于平台上，要求沿封头体一周每间隔45°固定一件装配工装，固定好后调节头座高度，利用固定螺栓将底座与头座连接到一起，并拧紧固定螺栓，将千斤顶夹具安装到夹具卡槽中，并将千斤顶放置在千斤顶夹具之间，拧紧顶紧螺栓。将所有装配工装固定并调节好高度后，先将对称分布的四个工装的千斤顶调节长度紧挨封头，防止调节过程中封头发生过大窜动，随后挨个调节每个工装上千斤顶的伸出长度，利用其斜向下的顶锻力使封头体变形，调节装配错边和间隙满足QJ1842A-2011《结构钢、不锈钢熔焊技术条件》对装配错边和装配间隙的要求，如遇封头体某局部错边和间隙过大时，可将该部位附近的装配工装挪至该部位进行逐点调节。错边和间隙调节满足要求后采用手工氩弧焊进行定位，施工完毕后，卸掉千斤顶压力，将工装从T形槽分离。
[0012]本发明能够实现壁厚10?25_高强度钢封头体叉形件与封头的装配。本发明调节装配质量的原理是:以成形精度较高的机加件叉形件与封头装配对接面型面为基准，调节头座的高度将千斤顶端头对准封头对接处附近，对冲压成形的封头对接处外型面施加近于外型面法线的斜向下的压力，造成椭圆度较大的封头端面产生一定的变形，使封头内型面与叉型件内型面近于重合，从而达到调节错边和装配间隙的目的。
[0013]本发明已经成功的在Φ 3000mm、厚25mm的封头体装配试验成功，装配定位后的封头体经过自动钨极氩弧焊打底焊和埋弧自动焊填丝焊后，焊缝成型良好，经100%X射线探伤，焊缝未出现单边未熔合缺陷，满足QJ1842A-2011《结构钢、不锈钢熔焊技术条件》I级焊缝的要求。
【附图说明】
[0014]图1为待焊接封头体结构示意图；
[0015]图2为本发明的结构不意图；
[0016]图3为图2的侧视图；
[0017]图4为底座的结构不意图；
[0018]图5为图4的侧视图；
[0019]图6为头座的结构示意图；
[0020]图7为图6的侧视图；
[0021]图8为图7的B向视图；
[0022]图9为封头体组焊装配工装装配示意图。图中:
[0023]1.叉形件;2.封头;3.底座;3-1第一支撑板;3_2第二支撑板;3_3底板;3_4通孔;4.头座;4-1.主支撑板;4-2.夹具卡槽;4-3顶紧螺栓;4-4水平固定块、4_5斜固定块;4_6螺纹通孔;5固定螺栓;6千斤顶夹具;7千斤顶;8机加平台。
【具体实施方式】
[0024]本实施例是一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装，用于内径D= Φ 3000mm、厚度t = 25mm、高度h = 340mm的叉形件与大端内径D= Φ 2950mm、厚度t = 25mm、高度h = 340mm的封头采用手工钨极氩弧焊进行定位焊时的装配。装配后，错边量保证在0.5mm以内，零件材料为30CrMnSiA高强度钢，具体实施过程如下:
[0025]本实施例包括底座3、头座4、千斤顶夹具6及千斤顶7。所述头座4包括主支撑板4_
1、夹具卡槽4-2和顶紧螺栓4-3。所述底座3的两个支撑板分别与头座4上的两个主支撑板4-1固连。所述头座4上部有千斤顶安装面，在该千斤顶安装面上固定有夹具卡槽4-2，千斤顶夹具6安装在所述夹具卡槽内；千斤顶7通过该千斤顶夹具6安装在所述头座4上部的安装面上，并通过顶紧螺栓固紧;所述千斤顶的轴线与垂直面之间有45度的夹角。
[0026]本实施例中，底座3由第一支撑板3-1、第二支撑板3-2及底板3-3组焊而成，两支撑板相互平行，间距250mm且与底板垂直，支撑板选用规格为tlO X 300 X 300mm的20#钢板，并在左右两侧距底边端面50mm，侧边端面50mm处各开22 X 200mm的长条通孔3_4，两孔间距为156mm，底板3-3选用t25 X 350 X 350mm的20#钢板材;底座3通过4件40mm长的M20 X 2.5mm标准螺栓5与头座固定在一起;头座4主要由主支撑板4-1、夹具卡槽4-2、顶紧螺栓4-3及水平固定块4-4和斜固定块4-5组成。主支撑板选用两块110 X 400 X 400mm的20#钢板材，利用水平固定块4-4组焊到一起，两板间距230mm，组焊时将支撑板4-1切去一角，并在斜面上焊接斜固定块4-5，固定块按照需焊接部位的尺寸，选用1mm厚的20#钢板材，在固定块4_5相对的底角，距顶边端面60mm处加工长度为156mm的45°角斜面，并在斜面上焊接夹具卡槽4-2，夹具卡槽选用2mm厚的20#钢板材，卡槽内部高度20mm，外端左右伸出40mm顶部侧边加工M14X 2_的螺纹通孔，该螺纹孔配套顶紧螺栓4-3使用，顶紧螺栓4-3为30mm长的M14 X 2_的标准沉头螺栓;在支撑板距左边端面50mm，底部端面50mm处开M20 X 2.5mm的螺纹通孔4_6，在该孔顶部10mm处加工同样的螺纹孔，在距两孔水平距离156mm处，加工同样的螺纹孔;千斤顶夹具6选用110 X 35 X 156mm，在宽度方向加工Φ 10mm圆弧面，在一侧加工5mm深M14 X 2mm的沉头螺纹孔。
[0027]使用时，首先将叉形件置于机加平台上，利用均匀分布的6件压板和标准T型螺栓压紧叉形件工艺台，将叉形件固定于机加平台上不发生偏移，再将封头体大端朝下，扣放到叉型件对口处。随后将制作的组焊装配工装放置于机加平台上紧挨着叉形件附近，利用压板将工装底座3固定于平台上，要求沿封头体一周每间隔45°固定一件装配工装，固定好后调节头座高度，利用固定螺栓5将底座与头座连接到一起，并拧紧固定螺栓5，将千斤顶夹具6安装到夹具卡槽4-2中，并将千斤顶7放置在千斤顶夹具6之间，拧紧顶紧螺栓4-3。将所有装配工装固定并调节好高度后，先将对称分布的四个工装的千斤顶调节长度紧挨封头，防止调节过程中封头发生过大窜动，随后挨个调节每个工装上千斤顶的伸出长度，利用其斜向下的顶锻力使封头体变形，调节装配错边和间隙满足QJ1842A-2011《结构钢、不锈钢熔焊技术条件》对装配错边和装配间隙的要求，如遇封头体某局部错边和间隙过大时，可将该部位附近的装配工装挪至该部位进行逐点调节。错边和间隙调节满足要求后采用手工氩弧焊进行定位，施工完毕后，卸掉千斤顶压力，将工装从T形槽分离。
【主权项】
1.一种大壁厚大直径封头体组焊装配工装，其特征在于，包括底座、头座、千斤顶夹具及千斤顶;所述头座包括主支撑板、夹具卡槽和顶紧螺栓;所述底座的两个支撑板分别与头座上的两个主支撑板固连;所述头座上部有千斤顶安装面，在该千斤顶安装面上固定有夹具卡槽，千斤顶夹具安装在所述夹具卡槽内；千斤顶通过该千斤顶夹具安装在所述头座上部的安装面上，并通过顶紧螺栓固紧;所述千斤顶的轴线与垂直面之间有45度的夹角。2.如权利要求1所述大壁厚大直径封头体组焊装配工装，其特征在于，所述底座包括底板，以及位于该底板上表面的第一支撑板和第二支撑板;所述的第一支撑板与第二支撑板相互平行，并垂直于底板;在所述第一支撑板与第二支撑板上分别开有条形的通槽，并且分别位于第一支撑板与第二支撑板上的通槽的位置相对应。3.如权利要求1所述大壁厚大直径封头体组焊装配工装，其特征在于，所述头座包括两块主支撑板、夹具卡槽、顶紧螺栓及两块固定块;通过两块固定块将两块主支撑板组焊为整体;所述两块主支撑板的上部均加工有千斤顶安装面，该安装面与垂直面之间有45°的夹角；夹具卡槽固定在所述千斤顶安装面上;在所述夹具卡槽一侧的侧壁上有顶紧螺栓安装孔;千斤顶夹具嵌装在所述夹具卡槽内，并通过顶紧螺栓固紧;所述两块主支撑板的下部均开有分别与第一支撑板与第二支撑板上的通槽配合的通孔，通过调节所述通孔与所述通槽的配合位置，实现千斤顶安装高度的调节。4.如权利要求1所述大壁厚大直径封头体组焊装配工装，其特征在于，所述的千斤顶夹具有两个，分别安装在所述夹具卡槽内两侧;所述两个千斤顶夹具相对应的表面为与千斤顶外表面配合的凹弧面。
【文档编号】B23K37/04GK205414676SQ201520979462
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年11月30日
【发明人】胡春海, 秦占领, 杨军, 魁国祯, 王秉祥, 贺永海, 王卫玲, 吴海峰, 周业容, 李海荣, 郭强, 万志平
【申请人】西安航天动力机械厂