异型组合零件焊接夹具及组装方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种分配器支架组件焊接夹具及组件的组装方法。

背景技术

异型零件由于结构不规则，在异型组合零件焊接时，尺寸基准确定、定位是难点，如航空发动机分配器支架组件就是一种不规则的异型零件，如附图7所示，由两个带有圆弧内凹的夹板和分配器支架焊接而成。技术要求是分别以支架上两个定位、定向孔和夹板上两定位、定向孔中心连线为基准，按工艺尺寸进行焊接，焊接后要达到尺寸、位置度要求。分配器支架组件为薄壁零件，厚度为2.5mm，焊接时变形量很大；夹板为冲压件，尺寸公差很大。而且夹板与支架是两散件,两散件之间要保证一定角度，且要保证支架的背面与夹板中心的距离公差要小于0.02mm，而压板中心是圆弧内凹，是不确定的点，定位时距离难以测量。

由于该零件的结构和工艺要求的特殊，需要在一套焊接夹具中完成焊接两夹板，分别保证两夹板与支架定位孔的位置和尺寸。但存在如下的难题：组件体积较小，同一夹具完成两夹板的装夹和焊接，夹具空间不够；需要保证夹板中心与支架的垂直距离，但夹板的定位孔是在60°方向上，支架的高度却是垂直方向上的，夹具测量只能从垂直方向测量高度，基准不统一，无法完成测量；为保证焊接后零件达到工艺尺寸要求，夹具在焊接过程中需要多次修配与测量，操作繁琐；零件的结构特性，焊接完成后零件处于过定位状态，零件无法拆卸。在同一夹具中实现该组件的焊接组装，虽然在测量、位置度保证上有一定好处，但仍然存在以上的装夹、拆卸、尺寸测量等技术问题。

公开号为CN203401248U的实用新型公开一种前轴管手动快速夹紧焊接夹具，包括第一支座、第二支座、第三支座、第四支座，和底座，四个支座上均设有夹紧装置用于夹紧零件，支座可在底座的T型槽内运动。本实用新型可以实现零件的灵活焊接和定位，但对于异形零件，需要通过夹具的尺寸换算进而计算零件加工工艺尺寸的问题，则无法实现。

发明内容

针对现有技术中存在的零件结构复杂，组装过程中装夹、拆卸困难、尺寸测量时基准难以确定的技术问题，发明一种焊接组合夹具，具有定位、定向准确，拆卸方便的效果。本发明还公开一种组合夹具的组装方法。

异型组合零件焊接夹具，包括：夹板装夹装置，支架装夹装置和移动装置；所述夹板装夹装置和所述支架装夹装置并列设置在所述移动装置上。所述夹板装夹装置包括基座一，所述基座上设有与水平呈一定角度的斜面，所述斜面上固定伸长条一，所述伸长条一上设有用于固定夹板且与斜面平行的钻模板一。所述支架装夹装置包括与底座垂直的基座二，所述基座二上设有与其垂直的伸长条二，所述基座二上设有竖直的键槽二，所述伸长条二上设有与所述键槽二配合的键二，所述伸长条二通过键与底座的键槽二配合可沿所述键槽二上下运动，所述伸长条二上设有安装支架的工位和用于固定支架的压板。所述移动装置包括水平设置的底座，设在底座上的夹板移动模块和支架移动模块；所述底座上设有多列横竖规则等距排列的键槽；夹板移动模块包括伸长条三、用于伸长条三定位的限位挡块三和固定限位挡块三的支撑三，所述伸长条三底部设有键三，所述伸长条三上的键与底座上的键槽三配合，使伸长条三可沿键槽三移动，所述基座一固定在所述伸长条三上；所述支架移动模块与所述夹板移动模块对应设置，包括限定基座二的限位块二，所述基座二底部设有键一，所述基座二底部键一通过与底座键槽一配合，可使基座二沿键一方向运动，所述基座二通过限位块二固定位置。

进一步地，所述钻模板一包括上钻模板块和下钻模板块，两个钻模板块上分别设有与夹板上的定位孔对应的两个孔，所述孔内设有定位销，用于将所述夹板固定在所述钻模板一上。

进一步地，所述斜面与水平的角度为60°。

进一步地，所述伸长条二两端分别设置左弯头钻模板和右弯头钻模板，所述左、右弯头钻模板上设有用于放置支架两端的安装工位，所述压板用于压住安装在工位上的支架。

进一步地，所述夹板移动模块还包括行程垫块，所述行程垫块放置在伸长条三与限位挡块三之间，用于确定伸长条三的移动距离。

进一步地，左、右弯头钻模板与伸长条通过键与键槽配合连接，左、右弯头钻模板可沿键槽方向移动，根据支架定位距离调节左、右弯头钻模板的间距。

进一步地，上、下钻模板块与伸长条一通过键与键槽配合连接，上、下钻模板可沿键槽方向移动，根据夹板定位长度调节上下钻模板块的间距。

进一步地，本发明还提供一种组装方法，包括如下步骤：

S1、将第一夹板安装在夹板装夹装置上，用于调整夹板的位置和角度；

S2、将支架安装在支架装夹装置上，通过上下滑动伸长条，和前后移动支架移动模块，调节支架与夹板之间的垂直和平行方向的位置关系；

S3、将第一夹板焊接在支架一端；

S4、拆卸第一夹板后，通过移动伸长条三，使夹板装夹装置与第一夹板位置达到一定距离，固定伸长条三，将第二夹板安装在夹板装夹装置上；

S5、将第二夹板焊接在支架另一端上；

S6、松开支架装夹装置，往后移动，拆卸零件。

进一步地，所述S3中，移动伸长条三，在伸长条三和限位块之间填入行程垫块，通过行程垫块控制所述夹板装夹装置的移动距离。

进一步地，所述S2中还有支架修配步骤，前后移动支架移动模块确定夹板和支架位置后，对支架进行修形，将支架中多余的部分裁切，满足工艺尺寸。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

设计的组合夹具，通过控制夹板装夹装置和支架装夹装置的位置关系，保证了夹板的角度关系，也完成了夹板的定向、定位，也很好的保证了与夹板之间的工艺尺寸，控制了支架在焊接过程中的变形，同时解决了基准不统一的问题。

夹板装夹移动机构通过在底座上的移动，解决了组件体积小，夹具空间有限等问题。

该组合夹具消除了过定位现象，通过限位压板的设定使操作工人修配便捷，大大提高了焊接效率。

附图说明

图1为组合夹具结构图；

图2为夹板装夹装置结构图；

图3为支架装夹装置结构图；

图4为夹板移动装置结构图；

图5为支架移动装置结构图；

图6为支架装夹装置图；

图7为夹板与支架零件图；

图8为零件工艺要求图；

图9为焊接夹具组装尺寸要求图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1-6所示，一种异型组合零件焊接夹具，包括：夹板装夹装置1，支架装夹装置2和移动装置3，夹板装夹装置1和支架装夹装置2并列设置在移动装置3上，夹板装夹装置1用于夹持夹板4，带动夹板在移动装置3上左右运动，用于夹板的定位；支架装夹装置2用于夹持支架5，带动支架5前后运动，调节支架的位置；此处的前后、左右是相对的，用于说明夹板和支架的运动方向为垂直关系。

如图2所示，夹板装夹装置1包括基座一11，所述基座上设有与水平呈一定角度的斜面，所述斜面上固定伸长条一12，所述伸长条一上设有用于固定夹板且与斜面平行的钻模板一13，钻模板一13分为上钻模板块和下钻模板块，两个钻模板块上分别设有一个定位孔，用于固定夹板两端的两个孔，两个钻模板块分别通过键和键槽与伸长条一12连接，根据夹板的长度调节两个钻模板块的间距。

如图3、图6所示，支架装夹装置2包括垂直于底座3所在平面的基座二21，基座二21上设有与其垂直的伸长条二22，基座二21上设有与上下布置的键槽23，所述伸长条二22上设有与键槽23方向一致的键，键的凸出部插入键槽，通过键25与基座二上的键槽23配合，使所述伸长条二22可沿键25与键槽23的配合上下移动，键25通过键螺栓211固定在伸长条二上，固定螺栓24穿过伸长条中部，将伸长条二固定在基座二21上，调松固定螺栓24，伸长条二的键即可沿键槽上下移动，通过键的上下运动，调节伸长条二沿键的上下位置。伸长条二上设有安装支架5的工位和用于固定支架5的压板26。支架工位是设在伸长条上的多个销子，将支架上的定位孔放入销子，用压板压住支架，实现了支架的定位。压板上设有与键25固定螺栓24位置一致的孔，与键25通过同一螺栓进行锁紧，需要移动伸长条二时，先取下压板26，再调节伸长条二的位置。本实施例公开一种键与键槽的配合关系，本发明中其它位置的键和键槽的结构与配合与本实施例相同。

移动装置3包括水平设置的底座31，设在底座上的夹板移动模块和支架移动模块；所述底座上设有多列横竖规则等距排列的键槽32。

如图5所示，夹板移动模块包括伸长条三14，限定伸长条三位置的限位挡块三15和固定限位挡块三的支撑三16，支撑三16与底座固定，并与限位挡块三15通过螺栓连接，用于限位挡块三15的定位。所述移动伸长条三14底部设有键，所述伸长条三上的键凸出部插入与底座上的键槽32，并可沿键槽运动，伸长条三14与键固定，可在键与键槽配合下沿键槽方向移动，伸长条三14的一端与限位挡块三15的一条边接触，限制伸长条的位移，实现对伸长条三的定位。所述基座一固定在所述伸长条三14上，随伸长条三的移动调节夹板的左右位置，用于夹板左右横向定位。

所述支架移动模块与所述夹板移动模块对应设置，如图4所示，所述基座二21底部设有键，键的凸出部插入键槽，通过键与底座键槽32配合，使基座二可沿键移动，通过松紧基座二底部键的固定螺栓，调节基座二沿键的移动位置，实现支架前后的定位。所述基座二通过限位块二固定位置，所述限位块二包括支承二27和固定板28，支撑二通过螺栓与底座固定，固定板28连接支撑二和基座二，用于固定基座二。

本实施例中，通过组合夹具的角度限定，前后、上下、左右的位置调整，保证夹板与支架之间的位置关系，实现夹板与支架的定位。如图8所示，要实现夹板和支架的工艺尺寸为：支架背部与夹板中心保证49.5mm的水平距离，焊接组件支架上表面与夹板中心保证1.25±0.02mm的垂直距离，夹板基准面与支架面为60°。夹板中心是一空间中的点，无法直接确定该点，距离1.25mm无法直接保证，但可以将此尺寸换算成夹板上的定位孔的尺寸，即支架定位孔到夹板上定位孔的距离为41.5mm，根据组合夹具的构成部件，可以计算出各个部件的尺寸和需要移动的尺寸，只要保证夹具部件和移动的尺寸，即可保证零件的工艺要求，计算尺寸如图9。本实施例中夹具组装时，通过夹具结构的试装，对选用的元件进行分析计算，计算出夹板

实施例2

本实施例与实施例1不同之处在于，夹板装夹装置1包括基座一11，所述基座上设有与水平呈一定60°的斜面，所述斜面上固定伸长条一12，所述伸长条一上设有用于固定夹板且与斜面平行的钻模板一13。钻模板一13与斜面平行，与水平夹角也为60°。钻模板一13上设有两个上下布置的钻模板块，钻模板块通过键和键槽与伸长条一连接，根据夹板的长度，可以通过松动键，调节两个钻模板块的距离，两个钻模板块上分别设有一个孔，夹板4两端的孔与钻模板块上的孔对齐，采用螺栓或销进行固定，夹板4的弧的凹面斜向下朝向间隙，凸面斜向上与支架对接。

如图6所示，支架装夹装置2包括垂直于底座3所在平面的基座二21，基座二21上设有与其垂直的伸长条二22，所述伸长条二22两端分别布置弯头钻模板29，所述弯头模板包括左、右弯头钻模板，左、右弯头钻模板通过键和键槽配合与伸长条二连接，可左右移动。键通过螺栓211将其固定伸长条二22，所述左、右钻模板上设有用于放置支架的定位销210，将支架的定位孔插入定位销，用压板压住进行定位。本实施例的定位销是一种台阶销，定位销的下端直径与钻模板定位孔直径配合，定位销的上端直径正好是支架定位孔直径，钻模板可以落在定位销下端，支架则落在定位销上端。

实施例3

一种组合夹具的组装方法，采用实施例1和实施例2所述的组合夹具，该方法包括如下步骤：

S1、将第一夹板安装在夹板装夹装置上，用于调整夹板的位置和角度；

S2、将支架安装在支架装夹装置上，通过上下滑动伸长条，和前后移动支架移动模块，调节支架与夹板之间的垂直和平行方向的位置关系，本步骤中，支架与夹板要求接触，不能完全接触时，间隙不能超过0.01mm，过大的间隙难以保证焊接质量；

S3、将第一夹板焊接在支架一端；

S4、拆卸第一夹板后，通过移动伸长条三，使夹板装夹装置与第一夹板位置达到一定距离，固定伸长条三，将第二夹板安装在夹板装夹装置上；

S5、将第二夹板焊接在支架另一端上；

S6、松开支架装夹装置，往后移动，拆卸零件。

所述S3中，在焊接第一夹板时，伸长条三通过限位挡板定位，焊接完成后，移动伸长条三到一定距离，在伸长条三和限位挡块之间填入行程垫块19，让伸长条三紧靠行程垫块固定，通过行程垫块19控制所述夹板装夹装置的移动距离。然后将第二夹板固定在移动后的夹板装夹装置上，对支架位置对接后，焊接第二夹板。

实施例4

本实施例与实施例3不同之处在于，所述S2中还有支架修配步骤，前后移动支架移动模块确定夹板和支架位置后，对支架进行修形，将支架中多余的部分裁切，满足工艺尺寸。工艺中对夹板和支架的尺寸有严格要求，但支架的尺寸并不是严格达到工艺要求，在本实施例中，前后移动支架移动模块，确定位置后，对支架过长的部分裁切，达到工艺要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的包含范围。