專利名稱：法蘭焊接定位工裝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種將法蘭盤(pán)焊接到工件的法蘭安裝孔上時(shí)所使用到的定位工裝。
背景技術(shù)：
某特殊零件是一個(gè)直徑達(dá)幾米的空心球體，在該球體的整個(gè)表面上分布有多個(gè)通孔。由于對(duì)這些孔的加工精度有嚴(yán)格要求，合理的制造工藝是先將多塊由板材模鍛成的球瓣焊接成空心球體，然后再以相同的基準(zhǔn)在該空心球體的表面開(kāi)孔。在開(kāi)孔完成以后，下一個(gè)重要的步驟是將各個(gè)法蘭盤(pán)焊接到相應(yīng)的開(kāi)孔上。通過(guò)這些法蘭盤(pán)才能實(shí)現(xiàn)空心球體與其他組件的連接。這些法蘭盤(pán)的安裝精度包括兩項(xiàng)指標(biāo)一是法蘭止口中心點(diǎn)的位置度，二是法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度。具體來(lái)講，所謂法蘭止口中心點(diǎn)的位置度，是指法蘭止口中心點(diǎn)的實(shí)際位置與理論位置之間的相差，它實(shí)際上是衡量法蘭在球體表面安裝位置準(zhǔn)確程度的指標(biāo)。而所謂法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面的垂直度，實(shí)際上就是衡量法蘭止口的中心軸線指向球心的準(zhǔn)確程度?？梢?jiàn)，要使法蘭盤(pán)的安裝精度滿足上述兩項(xiàng)指標(biāo)的要求，需要在法蘭安裝時(shí)對(duì)其進(jìn)行多個(gè)自由度的調(diào)整。這時(shí)，就需要一種輔助的設(shè)備，用以先將法蘭盤(pán)定位在工件的法蘭安裝孔上，根據(jù)檢測(cè)法蘭的上述兩項(xiàng)指標(biāo)的具體情況再對(duì)法蘭的位置進(jìn)行調(diào)整并固定，然后再將法蘭盤(pán)焊接在法蘭安裝孔上，焊接后再將該輔助設(shè)備拆卸下來(lái)。然而，目前還沒(méi)有一種設(shè)備能夠滿足上述的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于將法蘭盤(pán)準(zhǔn)確的定位在工件的法蘭安裝孔上的法蘭焊接定位工裝。解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是法蘭焊接定位工裝包括用于脹緊在法蘭安裝孔中的定位基體，法蘭盤(pán)的下端插入到該定位基體與法蘭安裝孔孔壁之間所形成的區(qū)域內(nèi)并與定位基體上沿法蘭安裝孔一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘相連，所述定位基體上還設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)與所述法蘭盤(pán)的內(nèi)壁相連的徑向調(diào)整螺釘。進(jìn)一步的是，該定位工裝還包括設(shè)置在所述法蘭盤(pán)上端面的壓板，所述壓板與定位基體之間通過(guò)連接裝置相連使所述法蘭盤(pán)壓緊在該壓板與定位基體之間。進(jìn)一步的是，所述法蘭盤(pán)的上端面具有兩塊交叉設(shè)置的、長(zhǎng)條形的壓板。優(yōu)選的，所述壓板與定位基體之間通過(guò)螺紋緊固件相連。作為所述定位基體的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，該定位基體包括底盤(pán)以及安裝在該底盤(pán)上的、沿一周大致上均勻間隔排列的至少三塊可徑向移動(dòng)的定位塊，這至少三塊定位塊分別通過(guò)徑向調(diào)整裝置帶動(dòng)向外徑向移動(dòng)從而使定位基體脹緊在所述法蘭安裝孔中，每個(gè)定位塊上分別設(shè)置有一個(gè)所述的軸向調(diào)整螺釘和一個(gè)所述的徑向調(diào)整螺釘。進(jìn)一步的，所述底盤(pán)上相對(duì)的兩個(gè)定位塊的上端分別通過(guò)連接裝置與一個(gè)長(zhǎng)條形的壓板的兩端相連。本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)調(diào)整該法蘭焊接定位工裝中的三個(gè)軸向調(diào)整螺釘可以改變法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度，通過(guò)調(diào)整三個(gè)徑向調(diào)整螺釘可以改變法蘭止口中心點(diǎn)的位置度，從而滿足對(duì)法蘭盤(pán)安裝精度兩項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)整要求。當(dāng)然，本實(shí)用新型的法蘭焊接定位工裝不局限于僅在背景技術(shù)中介紹的空心球體上安裝法蘭盤(pán)，同樣也適用于在多種不同形狀的物體上安裝法蘭盤(pán)。

圖1為本申請(qǐng)法蘭焊接定位工裝的使用狀態(tài)圖。圖2為圖1的俯視圖。圖中標(biāo)記為螺紋緊固件1、壓板2、法蘭盤(pán)3、徑向調(diào)整螺釘4、定位塊5、軸向調(diào)整螺釘6、底盤(pán)7、緊固螺釘8、徑向調(diào)整裝置9、工件10。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。眾所周知，兩個(gè)法蘭盤(pán)的配合大多是依靠法蘭盤(pán)3上端面以及法蘭止口為基準(zhǔn)。 因此，在本申請(qǐng)中法蘭盤(pán)3的法蘭止口中心點(diǎn)的位置度以及法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度就成為了衡量法蘭盤(pán)3在工件10上安裝精度的指標(biāo)。如圖1所示的法蘭焊接定位工裝，該定位工裝包括用于脹緊在法蘭安裝孔中的定位基體，法蘭盤(pán)3的下端插入到該定位基體與法蘭安裝孔孔壁之間所形成的區(qū)域內(nèi)并與定位基體上沿法蘭安裝孔一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘6相連，所述定位基體上還設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)與所述法蘭盤(pán)3的內(nèi)壁相連的徑向調(diào)整螺釘4。如圖1所示，當(dāng)法蘭盤(pán)3的下端插入到該定位基體與法蘭安裝孔孔壁之間所形成的區(qū)域以后，所述的至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘6分別支撐住法蘭盤(pán)3的下端面，而所述的至少三個(gè)徑向調(diào)整螺釘4則從內(nèi)而外頂住所述法蘭盤(pán)3的內(nèi)壁。由于不論至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘6或是至少三個(gè)徑向調(diào)整螺釘4，都是沿著法蘭安裝孔一周大致上均勻間隔排列的，因此就能夠滿足對(duì)法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度的任意調(diào)整或是對(duì)法蘭止口中心點(diǎn)位置的調(diào)整。下文中會(huì)對(duì)其調(diào)整步驟做進(jìn)一步的說(shuō)明。顯然，上述結(jié)構(gòu)的法蘭焊接定位工裝還不能對(duì)法蘭盤(pán)3進(jìn)行十分穩(wěn)固的固定，因此在焊接過(guò)程中有可能造成法蘭盤(pán)3的移動(dòng)。為克服此缺點(diǎn)，本申請(qǐng)?jiān)谏鲜鼋Y(jié)構(gòu)的法蘭焊接定位工裝的基礎(chǔ)之上，還進(jìn)行了如下的改進(jìn)，即如圖1所示，該定位工裝還包括設(shè)置在所述法蘭盤(pán)3上端面的壓板2，所述壓板2與定位基體之間通過(guò)連接裝置相連使所述法蘭盤(pán)3 壓緊在該壓板2與定位基體之間。顯然，通過(guò)壓板2的作用后，能夠?qū)⑺龅姆ㄌm盤(pán)3有效的固定在壓板2與定位基體，防止焊接時(shí)法蘭盤(pán)3的移動(dòng)。同時(shí)，由于壓板2與法蘭盤(pán)3的上端面是平行的，因此在通過(guò)壓板2壓緊法蘭盤(pán)3的過(guò)程中，會(huì)對(duì)法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度產(chǎn)生影響。因此，壓板2自然還具有了對(duì)法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度進(jìn)行微調(diào)的作用。下文會(huì)對(duì)此做進(jìn)一步的說(shuō)明。法蘭盤(pán)3定位后對(duì)法蘭止口中心點(diǎn)的位置度以及法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度的檢測(cè)可以通過(guò)多種手段。一種準(zhǔn)確方便的方法是使用激光跟蹤技術(shù)，獲得法蘭止口中心點(diǎn)和法蘭盤(pán)3上端面(即法蘭的基準(zhǔn)端面)的三維空間坐標(biāo)，再與事先通過(guò)激光跟蹤技術(shù)獲得的球心的三維空間坐標(biāo)建立聯(lián)系，這樣就可以利用相關(guān)的軟件計(jì)算出法蘭止口中心點(diǎn)的位置度以及法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度。采用激光跟蹤技術(shù)就要求將靶球放置到法蘭盤(pán)3的上端面以及法蘭盤(pán)3止口的圓柱面上貼合運(yùn)動(dòng)，為此就必須考慮壓板2可能對(duì)靶球運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的阻礙。為此，如圖2所示， 所述法蘭盤(pán)3的上端面具有兩塊交叉設(shè)置的、長(zhǎng)條形的壓板2。這樣，在這兩塊長(zhǎng)條形的壓板2就形成了足夠的作業(yè)空間，以便靶球的放置和運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例如圖1 2所示，定位基體包括底盤(pán)7以及安裝在該底盤(pán)7上的、沿一周大致上均勻間隔排列的至少三塊可徑向移動(dòng)的定位塊5，這至少三塊定位塊5分別通過(guò)徑向調(diào)整裝置9帶動(dòng)向外徑向移動(dòng)從而使定位基體脹緊在所述法蘭安裝孔中，每個(gè)定位塊5上分別設(shè)置有一個(gè)所述的軸向調(diào)整螺釘6和一個(gè)所述的徑向調(diào)整螺釘4。最好的，所述底盤(pán)7上設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的四塊定位塊5。在這四塊定位塊5中，底盤(pán)7上相對(duì)的兩個(gè)定位塊5的上端分別通過(guò)螺紋緊固件1與一個(gè)長(zhǎng)條形的壓板2的兩端相連。每個(gè)定位塊5 的下部通過(guò)緊固螺釘8與底盤(pán)7鎖緊。其中的徑向調(diào)整裝置9最好是選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的螺釘?shù)韧ㄟ^(guò)螺旋傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)調(diào)整的部件。該法蘭焊接定位工裝的使用方法為1)將底盤(pán)7貼住工件10的內(nèi)壁，通過(guò)徑向調(diào)整裝置9將四塊定位塊5脹緊在所述法蘭安裝孔中，同時(shí)將緊固螺釘8與底盤(pán)7鎖緊；2)將法蘭盤(pán)3插入法蘭安裝孔中，然后安裝壓板2，使法蘭盤(pán)3壓在壓板2與四塊定位塊5之間，并將各徑向調(diào)整螺釘4和軸向調(diào)整螺釘6與法蘭盤(pán)3接觸，用激光跟蹤儀檢查法蘭端面止口中心點(diǎn)位置，并用四個(gè)徑向調(diào)整螺釘4將其調(diào)整到理論位置(粗找)，允差 0.5 ；3)用激光跟蹤儀檢查法蘭盤(pán)3的上端面，并用四個(gè)軸向調(diào)整螺釘6將其調(diào)整到理論位置，允差0. 1mm，微緊壓板2 ；4)用激光跟蹤儀檢查法蘭端面止口中心點(diǎn)位置，并用四個(gè)徑向調(diào)整螺釘4將其調(diào)整到理論位置(精找)，允差0. Imm ；5)用激光跟蹤儀檢查法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭盤(pán)3的上端面之間的垂直度，并通過(guò)壓緊壓板2的方式進(jìn)行微調(diào)，允差0. 05 ；6)點(diǎn)焊法蘭盤(pán)3，復(fù)檢后進(jìn)行法蘭盤(pán)3焊接。
權(quán)利要求1.法蘭焊接定位工裝，其特征在于該定位工裝包括用于脹緊在法蘭安裝孔中的定位基體，法蘭盤(pán)(3)的下端插入到該定位基體與法蘭安裝孔孔壁之間所形成的區(qū)域內(nèi)并與定位基體上沿法蘭安裝孔一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘(6)相連，所述定位基體上還設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)與所述法蘭盤(pán)(3)的內(nèi)壁相連的徑向調(diào)整螺釘G)。
2.如權(quán)利要求1所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于該定位工裝還包括設(shè)置在所述法蘭盤(pán)( 上端面的壓板O)，所述壓板( 與定位基體之間通過(guò)連接裝置相連使所述法蘭盤(pán)( 壓緊在該壓板( 與定位基體之間。
3.如權(quán)利要求2所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于所述法蘭盤(pán)(3)的上端面具有兩塊交叉設(shè)置的、長(zhǎng)條形的壓板O)。
4.如權(quán)利要求2所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于所述壓板(2)與定位基體之間通過(guò)螺紋緊固件(1)相連。
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于所述定位基體包括底盤(pán)(7)以及安裝在該底盤(pán)(7)上的、沿一周大致上均勻間隔排列的至少三塊可徑向移動(dòng)的定位塊(5)，這至少三塊定位塊( 分別通過(guò)徑向調(diào)整裝置(9)帶動(dòng)向外徑向移動(dòng)從而使定位基體脹緊在所述法蘭安裝孔中，每個(gè)定位塊(5)上分別設(shè)置有一個(gè)所述的軸向調(diào)整螺釘(6)和一個(gè)所述的徑向調(diào)整螺釘G)。
6.如權(quán)利要求5所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于所述底盤(pán)(7)上設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的四塊定位塊(5)。
7.如權(quán)利要求6所述的法蘭焊接定位工裝，其特征在于所述底盤(pán)(7)上相對(duì)的兩個(gè)定位塊(5)的上端分別通過(guò)連接裝置與一個(gè)長(zhǎng)條形的壓板O)的兩端相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于將法蘭盤(pán)準(zhǔn)確的定位在工件的法蘭安裝孔上的法蘭焊接定位工裝。該定位工裝包括用于脹緊在法蘭安裝孔中的定位基體，法蘭盤(pán)的下端插入到該定位基體與法蘭安裝孔孔壁之間所形成的區(qū)域內(nèi)并與定位基體上沿法蘭安裝孔一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)軸向調(diào)整螺釘相連，所述定位基體上還設(shè)置有沿一周大致上均勻間隔排列的至少三個(gè)與所述法蘭盤(pán)的內(nèi)壁相連的徑向調(diào)整螺釘。通過(guò)調(diào)整該法蘭焊接定位工裝中的三個(gè)軸向調(diào)整螺釘可以改變法蘭止口中心點(diǎn)與球心的連線與法蘭端面之間的垂直度，通過(guò)調(diào)整三個(gè)徑向調(diào)整螺釘可以改變法蘭止口中心點(diǎn)的位置度，從而滿足對(duì)法蘭盤(pán)安裝精度兩項(xiàng)指標(biāo)的調(diào)整要求。
文檔編號(hào)B23K37/04GK202147104SQ20102066581
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者劉慧琳, 史蘇存, 宋玉剛, 張繼德 申請(qǐng)人:二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司