一种顶部壁板保形定位工装及制造工艺

技术领域

本发明涉及一种保形定位工装及制造工艺方法，尤其是一种用于顶部壁板组件的保形定位工装及制造工艺。

背景技术

对于薄形壁板组件，尤其是针对较大尺寸的薄形壁板组件，其通过成型加工工艺方法制造为成品及半成品后，由于刚性不足、易变形、尺寸大不方便固定夹持等问题，导致其运输及装配过程中形状保持、起吊、装配等过程存在非常大的困难。

故，对于不同的薄形壁板组件，借助于专用的保形定位工装，不仅能够实现产品的保形保护，同时便于装夹、定位、固定、起吊，利于后续一系列运输、装配等工作。

本发明针对桶段零件的一块大型顶部壁板组件，设计一套专用的顶部壁板保形定位工装，以配合大型顶部壁板组件的保形定位、运输、装配辅助定位等功能。

发明内容

为了克服薄形壁板类组件易于变形、不便夹持转运、装配等问题，本发明就一类顶部壁板组件提出一种结构简单、实施工艺性强、使用方便的顶部壁板保形定位工装。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种顶部壁板保形定位工装，由焊接框架、四套三角支撑架、四套保形定位组件、四套支撑座组件、TB基准块、旋转吊环构成，所述焊接框架由方钢管焊接成长方体形，中间通过加强方钢管进行强度加强，所述焊接框架的底面上焊接有基准底板，上平面焊接有四块TB块安装板、四块旋转吊环安装板，所述焊接框架的两长侧面轴对称由中心向外侧分别焊接有保形定位组件安装板、三角支撑架安装板；所述三角形支撑架由三根方钢管、三块主体连接板、一块支撑座组件连接板焊接而成，所述三角形支撑架通过三块主体连接板固定连接在所述焊接框架上；所述保形定位组件共轴对称设置有四组，所述保形定位组件由安装底板、薄形垫片、主保形定位结构件、两个L型滑轨件、高强度铰制螺销、定位插销、OTP衬套、四个带肩衬套、高强度连接螺栓螺母组件构成，所述安装底板通过螺销结构固定安装在所述焊接框架的保形定位组件安装板上，所述安装底板与保形定位组件安装板之间设置有便于间隙调节的薄形垫片，所述安装底板上通过螺销结构对称安装有两块L型滑轨件，所述主保形定位结构件为L型，分为两部分，L型的长边部分为滑轨方形结构部分，间隙配合可滑动套装在所述两块L型滑轨件之间，所述主保形定位结构件的滑轨方形结构部分中心自上而下设置有定位孔、腰形长槽孔，同时设置有三个OTP基准底孔，所述主保形定位结构件可滑动套装在所述两块L型滑轨件，定位插销通过定位孔将主保形定位结构件进行定位，两根高强度铰制螺销通过腰形长槽孔将主保形定位结构件进行定位固定，三个OTP基准底孔上过盈配合安装有OTP衬套，所述主保形定位结构件L型的短边部分为支撑定位结构，下端面加工为定位保形面，所述定位保形面均匀贴有保护橡胶，所述主保形定位结构件L型的短边部分还加工有四个连接底孔，所述连接底孔上过盈配合安装有四个带肩衬套，四组高强度连接螺栓螺母组件用于产品固定定位；所述支撑座组件由支撑座基板、万向支撑轴承座构成，所述支撑座基板固定安装在所述三角形支撑架上，所述支撑座基板两面平行，设置有三个第二OTP底孔，中间过盈配合安装有万向支撑轴承座；所述TB基准块通过螺销结构固定在所述焊接框架的TB块安装板上；所述四个旋转吊环固定在所述焊接框架的四块旋转吊环安装板。

进一步，所述焊接框架由方钢管焊接成长方体形，按照空间尺寸要求焊接有基准底板、四块TB块安装板、四块旋转吊环安装板、四块保形定位组件安装板、十二块三角支撑架安装板，焊接后由于尺寸较大进行自然时效，后由龙门机床光出所有基准底板为一平面，加工四块TB块安装板为一平面、四块旋转吊环安装板为一平面，再加工四块保形定位组件安装板、十二块三角支撑架安装板，分别与基准底板平面垂直；所述四块TB块安装板设置在焊接框架上平面的最外侧四个角落，遵循坐标系统最大范围覆盖原则，所述四块旋转吊环安装板轴对称设置，遵循重心平衡原则，所述十二块三角支撑架安装板设置在焊接框架长侧面的最外侧，轴对称，避免与产品干涉；所述三角形支撑架由三根方钢管、三块主体连接板、一块支撑座组件连接板焊接而成，通过回火后，加工三块主体连接板为一平面，加工一块支撑座组件连接板与所述三块主体连接板的平面垂直。

再进一步，所述保形定位组件中，安装底板为方形钢板，两平面磨削，通过薄形垫片安装固定在所述焊接框架的保形定位组件安装板上，薄形垫片的厚度及角度可通过机加、磨削进行调整，便于安装底板的位置安装，所述主保形定位结构件为整体机加结构件，采用高强度合金钢，结构强度要求较高，数控机加时，以主保形定位结构件L型长边与安装底板接触的滑动面为地面，加工出三个OTP基准底孔为原点基准，通过五轴设备，分别加工出定位孔、腰形长槽孔、定位保形面、四个连接底孔，且保证相互关系符合图纸公差设计要求。

优选的，所述顶部壁板保形定位工装的制造工艺方法，所述焊接框架、三角支撑架通过焊接、回火或者时效、机加完成后，组装成一个整体，后续零组件的装配采用SMART进行安装，以系统最大范围覆盖原则，定位四个TB基准块位置，其后以TB基准块位置建立空间坐标系，根据OTP值将四套保形定位组件调装到位，所述保形定位组件与所述焊接框架之间设置的薄形垫片就是便于安装调节，然后通过OTP值将四块支撑座基板调整到位，通过上述方法，可保证四套保形定位组件、四套支撑座组之间的相互位置关系，也便于后期定检维护、返修工作。

优选的，所述顶部壁板保形定位工装根据使用工况要求，要求进行起吊状态、支撑状态两种不同工况下的加载试验，加载试验的装夹定位及试验要求要严格按照设计及相关规范要求。

优选的，所述顶部壁板保形定位工装，在焊接框架的两短侧边，对称可设计一种用于翻转用的固定轴组件，该固定轴组件由法兰型中心轴、连接板构成，通过可卸的方式固定安装在所述焊接框架上，且左右对称的两个固定轴组件的两根轴同心，可将焊接框架通过固定轴组件放置在一个简易的翻转机构上，用于焊接框架的360度翻转。

本发明的有益效果主要表现在：该发明提出了一种结构简单、工艺性及装配性强的顶部壁板保形定位工装，该工装不仅能起到保形定位作用，同时可作为运输及装配的转换接口。

该工装通过制造及装配工艺优化，可降低零件制造精度要求，同时装配过程简单简便，仅通过磨削垫片即可装配到位，不仅可降低高精度五轴机加成本，同时可减少生产制造周期。

附图说明

图1是本发明顶部壁板保形定位工装的结构示意图

图2是本发明顶部壁板保形定位工装的结构示意图(主视)

图3是本发明顶部壁板保形定位工装的结构示意图(侧视)

图4是本发明顶部壁板保形定位工装的保形定位组件结构示意图

图5是本发明顶部壁板保形定位工装的三角支撑架结构示意图

图6是本发明顶部壁板保形定位工装的支撑座组件结构示意图

图7是本发明顶部壁板保形定位工装的起吊状态加载要求示意图

图8是本发明顶部壁板保形定位工装的支撑状态加载要求示意图

1-焊接框架，2-保形定位组件，3-三角支撑架，4-支撑座组件，5-TB基准块，6-旋转吊环，201-安装底板，202-薄形垫片，203-主保形定位结构件，204-OTP衬套，205-滑轨面，206-腰形长槽孔，207-L型滑轨件，208-定位插销，209-带肩衬套，210-高强度连接螺栓螺母组件，211-保护橡胶，301-方钢管，302-主体连接板，303-支撑座组件连接板，401-支撑座基板，402-第二OTP底孔，403-万向支撑轴承座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参考图1～图8，一种顶部壁板保形定位工装，由焊接框架1、四套三角支撑架3、四套保形定位组件2、四套支撑座组件4、TB基准块5、旋转吊环6构成，所述焊接框架由方钢管焊接成长方体形，中间通过加强方钢管进行强度加强，所述焊接框架的底面上焊接有基准底板，上平面焊接有四块TB块安装板、四块旋转吊环安装板，所述焊接框架的两长侧面轴对称由中心向外侧分别焊接有保形定位组件安装板、三角支撑架安装板；所述三角形支撑架由三根方钢管301、三块主体连接板302、一块支撑座组件连接板303焊接而成，所述三角形支撑架通过三块主体连接板固定连接在所述焊接框架上；所述保形定位组件共轴对称设置有四组，所述保形定位组件由安装底板201、薄形垫片202、主保形定位结构件203、两个L型滑轨件207、高强度铰制螺销、定位插销208、OTP衬套204、四个带肩衬套209、高强度连接螺栓螺母组件210构成，所述安装底板通过螺销结构固定安装在所述焊接框架的保形定位组件安装板上，所述安装底板与保形定位组件安装板之间设置有便于间隙调节的薄形垫片，所述安装底板上通过螺销结构对称安装有两块L型滑轨件，所述主保形定位结构件为L型，分为两部分，L型的长边部分为滑轨方形结构部分，间隙配合可滑动套装在所述两块L型滑轨件之间，所述主保形定位结构件的滑轨方形结构部分中心自上而下设置有定位孔、腰形长槽孔206，同时设置有三个OTP基准底孔，所述主保形定位结构件通过滑轨面205可滑动套装在所述两块L型滑轨件，定位插销通过定位孔将主保形定位结构件进行定位，两根高强度铰制螺销通过腰形长槽孔将主保形定位结构件进行定位固定，三个OTP基准底孔上过盈配合安装有OTP衬套，所述主保形定位结构件L型的短边部分为支撑定位结构，下端面加工为定位保形面，所述定位保形面均匀贴有保护橡胶211，所述主保形定位结构件L型的短边部分还加工有四个连接底孔，所述连接底孔上过盈配合安装有四个带肩衬套，四组高强度连接螺栓螺母组件用于产品固定定位；所述支撑座组件由支撑座基板401、万向支撑轴承座403构成，所述支撑座基板固定安装在所述三角形支撑架上，所述支撑座基板两面平行，设置有三个第二OTP底孔402，中间过盈配合安装有万向支撑轴承座；所述TB基准块通过螺销结构固定在所述焊接框架的TB块安装板上；所述四个旋转吊环固定在所述焊接框架的四块旋转吊环安装板。

所述焊接框架由方钢管焊接成长方体形，按照空间尺寸要求焊接有基准底板、四块TB块安装板、四块旋转吊环安装板、四块保形定位组件安装板、十二块三角支撑架安装板，焊接后由于尺寸较大进行自然时效，后由龙门机床光出所有基准底板为一平面，加工四块TB块安装板为一平面、四块旋转吊环安装板为一平面，再加工四块保形定位组件安装板、十二块三角支撑架安装板，分别与基准底板平面垂直；所述四块TB块安装板设置在焊接框架上平面的最外侧四个角落，遵循坐标系统最大范围覆盖原则，所述四块旋转吊环安装板轴对称设置，遵循重心平衡原则，所述十二块三角支撑架安装板设置在焊接框架长侧面的最外侧，轴对称，避免与产品干涉；所述三角形支撑架由三根方钢管、三块主体连接板、一块支撑座组件连接板焊接而成，通过回火后，加工三块主体连接板为一平面，加工一块支撑座组件连接板与所述三块主体连接板的平面垂直。

所述保形定位组件中，安装底板为方形钢板，两平面磨削，通过薄形垫片安装固定在所述焊接框架的保形定位组件安装板上，薄形垫片的厚度及角度可通过机加、磨削进行调整，便于安装底板的位置安装，所述主保形定位结构件为整体机加结构件，采用高强度合金钢，结构强度要求较高，数控机加时，以主保形定位结构件L型长边与安装底板接触的滑动面为地面，加工出三个OTP基准底孔为原点基准，通过五轴设备，分别加工出定位孔、腰形长槽孔、定位保形面、四个连接底孔，且保证相互关系符合图纸公差设计要求。

所述顶部壁板保形定位工装的制造工艺方法，所述焊接框架、三角支撑架通过焊接、回火或者时效、机加完成后，所述焊接框架及三角支撑架的零件加工要求，在前面已经描述，组装成一个整体，后续零组件的装配采用SMART进行安装，以系统最大范围覆盖原则，定位四个TB基准块位置，其后以TB基准块位置建立空间坐标系，根据OTP值将四套保形定位组件调装到位，所述保形定位组件与所述焊接框架之间设置的薄形垫片就是便于安装调节，然后通过OTP值将四块支撑座基板调整到位，通过上述方法，可保证四套保形定位组件、四套支撑座组之间的相互位置关系，也便于后期定检维护、返修工作。用这种方式形成的制造工艺方法，是加工方式最简单，对机床要求最低，装配方式最合理的工艺实施方案。

所述顶部壁板保形定位工装根据使用工况要求，要求进行起吊状态、支撑状态两种不同工况下的加载试验，加载试验的装夹定位及试验要求要严格按照设计及相关规范要求。相关加载示意图及加载的力学要求，请参见附图7、附图8。

该实施例的一种工作方式是，将顶部壁板保形定位工装吊装到相应顶部壁板处，将顶部壁板与顶部壁板保形定位工装进行固定连接，当然，也可以通过优选的方案，采用一种简易翻转装置，将顶部壁板保形定位工装翻转180度，翻转的过程需要吊装配合，以及翻转到位时，需要有限位装置进行固定。顶部壁板完成翻转动作后，将顶部壁板直接从上而下放置在顶部壁板保形定位工装，可方便进行固定定位连接，再通过简易翻转装置翻转180度后，将工装进行吊装到工作位置。四套支撑座组件4的设计，可以将工装固定定位在装配架上，实现产品定位，以便开展后期的装配铆接的工作。

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，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。