一种新型C型管板装夹工具及使用方法

技术领域

本发明涉及一种新型C型管板装夹工具及使用方法，属于装夹工具领域。

背景技术

某产品的换热器管板截面为C型结构，外表面弧形，总长约为2米，弧形高点厚度30mm，管壁最薄处不足5mm，材质为不锈钢，工件刚性及切削性能差。由于工件外形为弧形而且结构复杂，装夹困难，在加工过程中极易产生振动及变形。该管板由不锈钢管子加工而成，加工成管板需要经过加工管板平面、纵向坡口及两端C型坡口以及在管板上钻孔等几道工序，在加工过程中需要确保工件装夹稳定，加工中无颤动及窜动。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种新型C型管板装夹工具及使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种新型C型管板装夹工具，所述新型C型管板装夹工具包括底板、V型支架、钩头压板、端部压板、垫块、螺柱、螺母和不锈钢垫圈，螺柱包括螺柱一和螺柱二，垫块包括垫块一和垫块二，

底板的中间区域通过螺钉固定V型支架，V型支架的中间设置两排螺纹孔且两排螺纹孔错位设置，底板的四周设置有螺纹孔；钩头压板上设置有椭圆形孔，螺柱二穿过钩头压板上椭圆形孔和底板左右两侧的螺纹孔将钩头压板固定到底板左右两侧，钩头压板和底板之间通过垫块一支撑；端部压板上设置有椭圆形孔，螺柱二穿过端部压板上的椭圆形孔和底板上下两侧的螺纹孔将端部压板固定到底板的上下两侧，端部压板凸出底板的一侧通过垫块二支撑在机床底座上；

C型管板通过螺柱一和不锈钢垫圈固定在V型支架内的螺纹孔上；C型管板通过钩头压板固定在V型支架上，C型管板通过端部压板固定在V型支架上。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述底板的中间通过螺钉竖直连续固定六个V型支架。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述V型支架为长方体且侧面为凹型，V型支架的顶部中间区域为V型凹陷。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述底板上两个V型支架的连接处的同一水平线上设置有钩头压板。

一种新型C型管板装夹工具的使用方法，具体步骤为：

步骤一：通过螺钉将V型支架与底板相连接；

步骤二：将C型管板毛坯放置在V型支架上，通过件螺柱二、螺母、垫块二将端部压板压在C型管板毛坯上，使C型管板毛坯固定，去除C型管板毛坯纵向两端余量并加工上平面形成C型管板的初始形状；

步骤三：通过螺柱一、螺母和垫块一将钩头压板压在C型管板上部平面的左右两侧，避开C型管板中间区域，然后加工C型管板中间区域的管孔；

步骤四：将螺母依次穿过不锈钢垫圈、管孔和螺纹孔固定C型管板，去除端部压板，加工C型管板上下两端的环缝坡口；

步骤五：环缝坡口加工完后，去除一侧钩头压板，利用另一侧钩头压板及中间不锈钢垫圈压紧C型管板工件，加工C型管板一侧的纵缝坡口；

步骤六：加工完一侧的纵缝坡口后，再通过螺柱一、螺母和垫块一将钩头压板压在加工完坡口一侧的C型管板上，去除另一侧钩头压板，加工该侧纵缝坡口，至此整个C型管板加工完成。

本发明一种新型C型管板装夹工具及使用方法，通过新型C型管板装夹工具的使用，解决了该C型管板加工复杂及刚性差等问题，通过一次装夹后保证管板弧面与V型架基准面保持不动，在加工管板不同区域过程中通过更换局部压板保证装夹基准面保持不动，且在加工过程中保持足够的刚性，无颤动和窜动现象，加工后的管板质量完全满足产品质量要求。

附图说明

图1为本发明一种新型C型管板装夹工具的结构示意图。

图2为本发明一种新型C型管板装夹工具的俯视图。

图3为C型管板的结构示意图。

图4为C型管板截面示意图。

图5为本发明一种新型C型管板装夹工具中V型支架的角度示意图。

图6为本发明一种新型C型管板装夹工具中V型支架的示意图。

图7为本发明一种新型C型管板装夹工具中C型管板压紧示意图。

图中附图标记有：1—螺柱一2—螺母3—钩头压板4—螺柱二5—不锈钢垫圈

6—垫块一7—V型支架8—底板9—螺钉10—垫块二11—端部压板

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

实施例一：如图1-3所示，本实施例所涉及的一种新型C型管板装夹工具及使用方法：

新型C型管板装夹工具包括底板、V型支架、钩头压板、端部压板、垫块、螺柱、螺母和不锈钢垫圈，螺柱包括螺柱一和螺柱二，垫块包括垫块一和垫块二，

底板的中间区域通过螺钉固定V型支架，V型支架的中间设置两排螺纹孔且两排螺纹孔错位设置，底板的四周设置有螺纹孔；钩头压板上设置有椭圆形孔，螺柱二穿过钩头压板上椭圆形孔和底板左右两侧的螺纹孔将钩头压板固定到底板左右两侧，钩头压板和底板之间通过垫块一支撑；端部压板上设置有椭圆形孔，螺柱二穿过端部压板上的椭圆形孔和底板上下两侧的螺纹孔将端部压板固定到底板的上下两侧，端部压板凸出底板的一侧通过垫块二支撑在机床底座上；

C型管板通过螺柱一和不锈钢垫圈固定在V型支架内的螺纹孔上；C型管板通过钩头压板固定在V型支架上，C型管板通过端部压板固定在V型支架上。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述底板的中间通过螺钉竖直连续固定六个V型支架。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述V型支架为长方体且侧面为凹型，V型支架的顶部中间区域为V型凹陷。

本发明一种新型C型管板装夹工具，所述底板上两个V型支架的连接处的同一水平线上设置有钩头压板。

新型C型管板装夹工具由底板、V型支架、钩头压板、端部压板、垫块、螺柱、螺母、不锈钢垫圈等主要部件及一些附件组成。

钩头压板的前端尺寸需要避开C型管板的纵向坡口及管板上管孔区域位置，弧度角度根据产品的实际尺寸设计的，压板的(钩头压板的前端钩头高度)高度需要高于管板平面到C型管板侧边高点的尺寸。

垫块高度应使钩头压板压紧在产品上，垫块的高度至少要保证压板水平，或者稍稍向产品一侧倾斜。

钩头压板上的椭圆型孔一方面就是为了保证压板倾斜时螺柱也能通过，另一方是为了压板可以有一定的窜动，防止加工管板上的管孔时遮挡孔区。

不锈钢垫圈一个是为了增大接触面积，防止压伤产品表面；另一个是该产品为特殊材质，表面不允许接触一些合金元素，而不锈钢可以，因此采用不锈钢垫圈进行防护。

底板与6个V型支架通过内六角螺钉连接，为了保证六个V型支架的一致性，需要在底板上加工与V型架配合的槽。

一种新型C型管板装夹工具的使用方法，具体步骤为：

步骤一：通过螺钉将V型支架与底板相连接；

步骤二：将C型管板毛坯放置在V型支架上，通过件螺柱二、螺母、垫块二将端部压板压在C型管板毛坯上，使C型管板毛坯固定，去除C型管板毛坯纵向两端余量并加工上平面形成C型管板的初始形状；

步骤三：通过螺柱一、螺母和垫块一将钩头压板压在C型管板上部平面的左右两侧，避开C型管板中间区域，然后加工C型管板中间区域的管孔；

步骤四：将螺母依次穿过不锈钢垫圈、管孔和螺纹孔固定C型管板，去除端部压板，加工C型管板上下两端的环缝坡口；

步骤五：环缝坡口加工完后，去除一侧钩头压板，利用另一侧钩头压板及中间不锈钢垫圈压紧C型管板工件，加工C型管板一侧的纵缝坡口；

步骤六：加工完一侧的纵缝坡口后，再通过螺柱一、螺母和垫块一将钩头压板压在加工完坡口一侧的C型管板上，去除另一侧钩头压板，加工该侧纵缝坡口，至此整个C型管板加工完成。

底板上加工螺孔，螺柱与底板相连接，先将两个端部压板压在管板毛坯端部加工的台阶平面上(管子已经剖开且两端预先加工一处平台阶)，压紧端部压板使管板毛坯固定，加工去除管板纵向两端余量及加工上部平面。

平面加工完后，将钩头压板压在管板上部平面，避开管板孔区位置，压紧钩头压板后加工管板上的管孔。

将螺柱穿过管孔与底板螺孔相连接，不锈钢垫圈通过螺柱压在管板上，拧紧螺母固定管板，去除端部压板，加工管板两端环缝坡口。

环缝坡口加工完后，去除一侧钩头压板，利用另一侧钩头压板及中间不锈钢垫圈压紧管板工件，加工管板一侧纵缝坡口。同样方法加工另一侧纵缝坡口，至此整个C型管板加工完成。

实施例二：如图1-7所示，本实施例所涉及的一种新型C型管板装夹工具及使用方法，其中V型支架用于支撑固定C型管板，V型支架需要符合带有弧度的C型管板的固定并且保证C型管板在加工过程中发声振动及变形，因此，C型管板的具体尺寸为：

根据C型管板截面示意图(图4)，V型支架的支撑点应该作用在中心角γ与δ之间的圆弧面上。因此，V型架的支撑点的中心角α的范围为

γ＜α＜δ

α可大致取为：

α≈(γ+δ)/2

γ---为管板孔区与管板圆弧面相交边线的中心角；

δ---为管板上部平面边缘的中心角。

根据V型支架示意图(图5)，V型凹陷两边夹角β

β＝360°-90°-90°-α

α---V型架的支撑点的中心角

根据V型架示意图(图6)，V型支架尺寸如下：

V型凹陷两边夹角β，

β＝180°-α

α---V型架的支撑点的中心角

V型凹陷开口尺寸B，

B≈D+10

D---C型管板上部平面宽度尺寸；

V型架中间凹槽部分宽度尺寸E，

E≈L+6

L---C型管板上加工的管孔外侧边缘尺寸；

V型架宽度尺寸A，

A≈C–10

C---C型管板宽度尺寸。

根据C型管板截面示意图(图4)及C型管板压紧示意图(图7)，钩头压板尺寸如下：

钩头压板与产品接触部分尺寸a,

a≈(D-L)/2-4

D---C型管板上部平面宽度尺寸；

L---C型管板上加工的管孔外侧边缘尺寸；

钩头压板钩头部分高度尺寸b,

b≈H+4

H---C型管板上部平面距管板端部最高点的高度；

根据C型管板压紧示意图(图7)，垫块的高度尺寸H1，

H1＝H2+b

H2---C型管板放置在V型架上压紧时C型管板上平面的水平高度；

b---钩头压板钩头部分高度尺寸。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本发明整体构思下的不同实现方式，而且本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。