一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，它涉及一种焊接夹具。本发明解决了目前缺少针对带叶片空心圆台工件的焊接工装夹具的问题。本发明包括上夹具体组件、下夹具体组件和心轴组件，上夹具体组件包括上部定位体、四个第一顶杆和四个上部夹紧块，下夹具体组件包括夹具底座、四个支架、四个第二顶杆、四个底部夹紧块和四个底部定位块，心轴组件包括心轴、下部定位体、弹簧垫圈、蝶形螺母和螺母。本发明用于带叶片空心圆台的组装焊接。
1.一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，所述带叶片空心圆台(1)包括空心圆台壳体(2)和四个叶片(3)，四个叶片(3)沿空心圆台壳体(2)的周向均布设置，叶片(3)的上端面与空心圆台壳体(2)的小端底面位于同一平面，叶片(3)的下端面位于空心圆台壳体(2)的大端底面上方，带叶片空心圆台(1)由四个带叶片的四分之一圆台零件(1-1)组装焊接而成，每个带叶片的四分之一圆台零件(1-1)包括四分之一圆台壳体(2-1)和两个二分之一叶片(3-
1)，两个带叶片的四分之一圆台零件(1-1)上的相邻两个二分之一叶片(3-1)互相焊接，其特征在于：它包括上夹具体组件、下夹具体组件和心轴组件；
上夹具体组件包括上部定位体(4)、四个第一顶杆(11)和四个上部夹紧块(9)，上部定位体(4)为敞口向下的圆桶，上部定位体(4)的顶面上设有第一中心孔(4-4)，上部定位体(4)的下端侧壁上沿周向均布设有四个纵向开口(4-2)，上部定位体(4)的内部设有定位环(4-1)，定位环(4-1)与上部定位体(4)的顶面同轴固接为一体，定位环(4-1)的内径由上至下相等，定位环(4-1)的外径由上至下逐渐减小，空心圆台壳体(2)的小端内表面与定位环(4-1)的外表面接触，四个叶片(3)分别由四个纵向开口(4-2)穿出上部定位体(4)，上部定位体(4)的下端侧壁上沿周向均布设有四个第一螺纹孔(4-3)，第一螺纹孔(4-3)的轴向与上部定位体(4)的轴向垂直，第一螺纹孔(4-3)与纵向开口(4-2)错开设置，每个第一螺纹孔(4-3)内设有一个第一顶杆(11)且二者螺纹配合，每个第一顶杆(11)的前端各与一个上部夹紧块(9)转动连接并可推动上部夹紧块(9)向前移动，上部夹紧块(9)的前端面(9-1)为弧形面，上部夹紧块(9)的前端面(9-1)配合贴靠在空心圆台壳体(2)的小端外侧面上；
下夹具体组件包括夹具底座(5)、四个支架(6)、四个第二顶杆(7)、四个底部夹紧块(8)和四个底部定位块(10)，夹具底座(5)为水平设置的圆盘形底座，夹具底座(5)与上部定位体(4)同轴，夹具底座(5)上设有第二中心孔，夹具底座(5)的底面设有与之同轴设置的第一凹槽(5-1)，四个支架(6)和四个底部定位块(10)分别垂直固接在夹具底座(5)的上表面并沿夹具底座(5)的周向均布设置，支架(6)和底部定位块(10)错开设置，四个叶片(3)的底面分别由四个底部定位块(10)支撑，支架(6)上设有第二螺纹孔(6-1)，第二螺纹孔(6-1)的轴线与夹具底座(5)平行，每个第二螺纹孔(6-1)内设有一个第二顶杆(7)且二者螺纹配合，每个第二顶杆(7)的前端各与一个底部夹紧块(8)转动连接并可推动底部夹紧块(8)向前移动，底部夹紧块(8)的前端面(8-1)为弧形面，底部夹紧块(8)的前端面(8-1)配合贴靠在空心圆台壳体(2)的大端外侧面上；
心轴组件包括心轴(12)、下部定位体(13)、弹簧垫圈(14)、蝶形螺母(15)和螺母(16)，心轴(12)包括由上至下依次同轴设置的第一螺纹段(12-1)、光轴段(12-2)、第二螺纹段(12-3)和第三螺纹段(12-4)，光轴段(12-2)的直径大于第一中心孔(4-4)的直径，第二螺纹段(12-3)的公称直径大于第二中心孔的直径，心轴(12)位于上部定位体(4)和夹具底座(5)之间，第一螺纹段(12-1)穿过第一中心孔(4-4)后通过弹簧垫圈(14)和蝶形螺母(15)与上部定位体(4)连接，光轴段(12-2)的上端侧面与定位环(4-1)的内侧面接触，第三螺纹段(12-4)穿过第二中心孔进入第一凹槽(5-1)后通过螺母(16)与夹具底座(5)连接，下部定位体(13)为圆台结构，下部定位体(13)上设有中心螺纹孔，第二螺纹段(12-3)与中心螺纹孔螺纹配合，下部定位体(13)的侧面与空心圆台壳体(2)的大端内表面接触。
2.根据权利要求1所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：所述上夹具体组件还包括八个第一销轴(17)，第一顶杆(11)的前端沿周向设有第一环形槽(11-1)，上部夹紧块(9)的后端面水平设有第一盲孔(9-2)，第一盲孔(9-2)的两侧分别竖直设有一个与之连通的第一销孔(9-3)，第一销孔(9-3)的轴线与第一盲孔(9-2)的轴线垂直，第一顶杆(11)的前端插入第一盲孔(9-2)且二者间隙配合，第一环形槽(11-1)与两侧的第一销孔(9-
3)正对，每个第一销孔(9-3)内插入有一个第一销轴(17)。
3.根据权利要求1或2所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：所述下夹具体组件还包括八个第二销轴(18)，第二顶杆(7)的前端沿周向设有第二环形槽(7-1)，底部夹紧块(8)的后端面水平设有第二盲孔(8-2)，第二盲孔(8-2)的两侧分别竖直设有一个与之连通的第二销孔(8-3)，第二销孔(8-3)的轴线与第二盲孔(8-2)的轴线垂直，第二顶杆(7)的前端插入第二盲孔(8-2)且二者间隙配合，第二环形槽(7-1)与两侧的第二销孔(8-
3)正对，每个第二销孔(8-3)内插入有一个第二销轴(18)。
4.根据权利要求3所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：所述上夹具体组件还包括四个第一手柄(19)和四个第一盖形螺母(20)，第一顶杆(11)的后端垂直设有第一通孔(11-2)，第一手柄(19)插入第一通孔(11-2)且二者间隙配合，第一手柄(19)的其中一端的尺寸大于第一通孔(11-2)，第一手柄(19)的另一端设有螺纹并与第一盖形螺母(20)螺纹配合，第一盖形螺母(20)的外接圆直径大于第一通孔(11-2)的直径。
5.根据权利要求1、2或4所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：所述下夹具体组件还包括四个第二手柄(21)和四个第二盖形螺母(22)，第二顶杆(7)的后端垂直设有第二通孔(7-2)，第二手柄(21)插入第二通孔(7-2)且二者间隙配合，第二手柄(21)的其中一端的尺寸大于第二通孔(7-2)，第二手柄(21)的另一端设有螺纹并与第二盖形螺母(22)螺纹配合，第二盖形螺母(22)的外接圆直径大于第二通孔(7-2)的直径。
6.根据权利要求5所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：下部定位体(13)的底面上沿周向均布设有四个第二凹槽(13-1)，下部定位体(13)的侧面均布设有四个第三通孔(13-2)，第三通孔(13-2)的轴线与下部定位体(13)的轴线垂直，四个第三通孔(13-2)与四个第二凹槽(13-1)一一连通。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，其特征在于：位于每个纵向开口(4-2)上方的上部定位体(4)侧壁上各设有一个圆孔(4-5)，圆孔(4-5)与相应的纵向开口(4-2)连通。
一种带叶片空心圆台焊接工装夹具
技术领域
[0001] 本发明涉及一种焊接夹具，特别涉及一种带叶片空心圆台焊接工装夹具。
背景技术
[0002] 焊接技术是机械制造工业中的关键技术，其广泛应用于能源工程、海洋工程、航空航天工程、石油化工工程等领域。在焊接生产中，装配和焊接是两道重要的生产工序，焊接设备和焊接工装夹具是焊接工业生产的重要组成部分。焊接设备以标准设备为主，已形成规模；而焊接工装夹具则根据被焊工件的结构形式和焊接工艺，具有不同的特点。
[0003] 图1至图3是一种带叶片空心圆台工件，它由四个如图4至图6所示的带叶片的四分之一圆台零件组装焊接而成，焊接时，要保证相邻两个带叶片的四分之一圆台零件上的叶片之间结合紧密，分布均匀、对称，并保证圆台两端面直径的尺寸精度，满足图样及整体装配要求，因此需要专门的焊接工装夹具，而目前还没有针对该工件的焊接工装夹具。
发明内容
[0004] 本发明为了解决目前缺少针对带叶片空心圆台工件的焊接工装夹具的问题，提供一种带叶片空心圆台焊接工装夹具。
[0005] 本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：带叶片空心圆台包括空心圆台壳体和四个叶片，四个叶片沿空心圆台壳体的周向均布设置，叶片的上端面与空心圆台壳体的小端底面位于同一平面，叶片的下端面位于空心圆台壳体的大端底面上方，带叶片空心圆台由四个带叶片的四分之一圆台零件组装焊接而成，每个带叶片的四分之一圆台零件包括四分之一圆台壳体和两个二分之一叶片，两个带叶片的四分之一圆台零件上的相邻两个二分之一叶片互相焊接，带叶片空心圆台焊接工装夹具包括上夹具体组件、下夹具体组件和心轴组件；
[0006] 上夹具体组件包括上部定位体、四个第一顶杆和四个上部夹紧块，上部定位体为敞口向下的圆桶，上部定位体的顶面上设有第一中心孔，上部定位体的下端侧壁上沿周向均布设有四个纵向开口，上部定位体的内部设有定位环，定位环与上部定位体的顶面同轴固接为一体，定位环的内径由上至下相等，定位环的外径由上至下逐渐减小，空心圆台壳体的小端内表面与定位环的外表面接触，四个叶片分别由四个纵向开口穿出上部定位体，上部定位体的下端侧壁上沿周向均布设有四个第一螺纹孔，第一螺纹孔的轴向与上部定位体的轴向垂直，第一螺纹孔与纵向开口错开设置，每个第一螺纹孔内设有一个第一顶杆且二者螺纹配合，每个第一顶杆的前端各与一个上部夹紧块转动连接并可推动上部夹紧块向前移动，上部夹紧块的前端面为弧形面，上部夹紧块的前端面配合贴靠在空心圆台壳体的小端外侧面上；
[0007] 下夹具体组件包括夹具底座、四个支架、四个第二顶杆、四个底部夹紧块和四个底部定位块，夹具底座为水平设置的圆盘形底座，夹具底座与上部定位体同轴，夹具底座上设有第二中心孔，夹具底座的底面设有与之同轴设置的第一凹槽，四个支架和四个底部定位块分别垂直固接在夹具底座的上表面并沿夹具底座的周向均布设置，支架和底部定位块错开设置，四个叶片的底面分别由四个底部定位块支撑，支架上设有第二螺纹孔，第二螺纹孔的轴线与夹具底座平行，每个第二螺纹孔内设有一个第二顶杆且二者螺纹配合，每个第二顶杆的前端各与一个底部夹紧块转动连接并可推动底部夹紧块向前移动，底部夹紧块的前端面为弧形面，底部夹紧块的前端面配合贴靠在空心圆台壳体的大端外侧面上；
[0008] 心轴组件包括心轴、下部定位体、弹簧垫圈、蝶形螺母和螺母，心轴包括由上至下依次同轴设置的第一螺纹段、光轴段、第二螺纹段和第三螺纹段，光轴段的直径大于第一中心孔的直径，第二螺纹段的公称直径大于第二中心孔的直径，心轴位于上部定位体和夹具底座之间，第一螺纹段穿过第一中心孔后通过弹簧垫圈和蝶形螺母与上部定位体连接，光轴段的上端侧面与定位环的内侧面接触，第三螺纹段穿过第二中心孔进入第一凹槽后通过螺母与夹具底座连接，下部定位体为圆台结构，下部定位体上设有中心螺纹孔，第二螺纹段与中心螺纹孔螺纹配合，下部定位体的侧面与空心圆台壳体的大端内表面接触。
[0009] 本发明的有益效果是：
[0010] 1、本发明通过定位环定位带叶片空心圆台的小端内径，通过上部夹紧块夹紧带叶片空心圆台的小端外侧面，从而保证小端直径尺寸精度，再通过下部定位体定位带叶片空心圆台的大端内径，通过底部夹紧块夹紧带叶片空心圆台的大端外侧面，从而保证大端直径尺寸精度，再利用纵向开口和底部定位块对四个叶片进行定位，最终保证了四个带叶片的四分之一圆台零件组装后，相邻两个二分之一叶片之间结合紧密，分布均匀、对称，满足图样及整体装配要求，组装后即可对叶片进行焊接，焊接过程中带叶片空心圆台稳定，保证了焊接质量；
[0011] 2、本发明可实现对四个带叶片的四分之一圆台零件的快速、精确组装，组装过程操作方便，大大提高了生产效率。
附图说明
[0012] 图1是带叶片空心圆台的主视图；
[0013] 图2是图1的左视图；
[0014] 图3是图1的俯视图；
[0015] 图4是带叶片的四分之一圆台零件的主视图；
[0016] 图5是图4的左视图；
[0017] 图6是图4的俯视图；
[0018] 图7是本发明的主视图；
[0019] 图8是图7的俯视图；
[0020] 图9是上部定位体的主视图；
[0021] 图10是下夹具体组件和心轴组件的连接关系示意图；
[0022] 图11是心轴组件的主视图；
[0023] 图12是第一顶杆或第二顶杆的主视图；
[0024] 图13是图12的俯视图；
[0025] 图14是第一销轴或第二销轴的主视图；
[0026] 图15是上部夹紧块或底部夹紧块的主视图；
[0027] 图16是图15的俯视图；
[0028] 图17是支架的主视图。
具体实施方式
[0029] 具体实施方式一：结合图1至图17说明本实施方式，本实施方式的一种带叶片空心圆台焊接工装夹具，带叶片空心圆台1包括空心圆台壳体2和四个叶片3，四个叶片3沿空心圆台壳体2的周向均布设置，叶片3的上端面与空心圆台壳体2的小端底面位于同一平面，叶片3的下端面位于空心圆台壳体2的大端底面上方，带叶片空心圆台1由四个带叶片的四分之一圆台零件1-1组装焊接而成，每个带叶片的四分之一圆台零件1-1包括四分之一圆台壳体2-1和两个二分之一叶片3-1，两个带叶片的四分之一圆台零件1-1上的相邻两个二分之一叶片3-1互相焊接，夹具包括上夹具体组件、下夹具体组件和心轴组件；
[0030] 上夹具体组件包括上部定位体4、四个第一顶杆11和四个上部夹紧块9，上部定位体4为敞口向下的圆桶，上部定位体4的顶面上设有第一中心孔4-4，上部定位体4的下端侧壁上沿周向均布设有四个纵向开口4-2，上部定位体4的内部设有定位环4-1，定位环4-1与上部定位体4的顶面同轴固接为一体，定位环4-1的内径由上至下相等，定位环4-1的外径由上至下逐渐减小，空心圆台壳体2的小端内表面与定位环4-1的外表面接触，四个叶片3分别由四个纵向开口4-2穿出上部定位体4，上部定位体4的下端侧壁上沿周向均布设有四个第一螺纹孔4-3，第一螺纹孔4-3的轴向与上部定位体4的轴向垂直，第一螺纹孔4-3与纵向开口4-2错开设置，每个第一螺纹孔4-3内设有一个第一顶杆11且二者螺纹配合，每个第一顶杆11的前端各与一个上部夹紧块9转动连接并可推动上部夹紧块9向前移动，上部夹紧块9的前端面9-1为弧形面，上部夹紧块9的前端面9-1配合贴靠在空心圆台壳体2的小端外侧面上；
[0031] 下夹具体组件包括夹具底座5、四个支架6、四个第二顶杆7、四个底部夹紧块8和四个底部定位块10，夹具底座5为水平设置的圆盘形底座，夹具底座5与上部定位体4同轴，夹具底座5上设有第二中心孔，夹具底座5的底面设有与之同轴设置的第一凹槽5-1，四个支架6和四个底部定位块10分别垂直固接在夹具底座5的上表面并沿夹具底座5的周向均布设置，支架6和底部定位块10错开设置，四个叶片3的底面分别由四个底部定位块10支撑，支架
6上设有第二螺纹孔6-1，第二螺纹孔6-1的轴线与夹具底座5平行，每个第二螺纹孔6-1内设有一个第二顶杆7且二者螺纹配合，每个第二顶杆7的前端各与一个底部夹紧块8转动连接并可推动底部夹紧块8向前移动，底部夹紧块8的前端面8-1为弧形面，底部夹紧块8的前端面8-1配合贴靠在空心圆台壳体2的大端外侧面上；
[0032] 心轴组件包括心轴12、下部定位体13、弹簧垫圈14、蝶形螺母15和螺母16，心轴12包括由上至下依次同轴设置的第一螺纹段12-1、光轴段12-2、第二螺纹段12-3和第三螺纹段12-4，光轴段12-2的直径大于第一中心孔4-4的直径，第二螺纹段12-3的公称直径大于第二中心孔的直径，心轴12位于上部定位体4和夹具底座5之间，第一螺纹段12-1穿过第一中心孔4-4后通过弹簧垫圈14和蝶形螺母15与上部定位体4连接，光轴段12-2的上端侧面与定位环4-1的内侧面接触，第三螺纹段12-4穿过第二中心孔进入第一凹槽5-1后通过螺母16与夹具底座5连接，下部定位体13为圆台结构，下部定位体13上设有中心螺纹孔，第二螺纹段12-3与中心螺纹孔螺纹配合，下部定位体13的侧面与空心圆台壳体2的大端内表面接触。
[0033] 具体实施方式二：结合图12至图16说明本实施方式，本实施方式的上夹具体组件还包括八个第一销轴17，第一顶杆11的前端沿周向设有第一环形槽11-1，上部夹紧块9的后端面水平设有第一盲孔9-2，第一盲孔9-2的两侧分别竖直设有一个与之连通的第一销孔9-3，第一销孔9-3的轴线与第一盲孔9-2的轴线垂直，第一顶杆11的前端插入第一盲孔9-2且二者间隙配合，第一环形槽11-1与两侧的第一销孔9-3正对，每个第一销孔9-3内插入有一个第一销轴17。如此设计，转动第一顶杆11，可使第一顶杆11的旋转运动转换成上部夹紧块
9的直线运动，实现上部夹紧块9对空心圆台壳体2的小端外侧面的夹紧。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
[0034] 具体实施方式三：结合图12至图16说明本实施方式，本实施方式的下夹具体组件还包括八个第二销轴18，第二顶杆7的前端沿周向设有第二环形槽7-1，底部夹紧块8的后端面水平设有第二盲孔8-2，第二盲孔8-2的两侧分别竖直设有一个与之连通的第二销孔8-3，第二销孔8-3的轴线与第二盲孔8-2的轴线垂直，第二顶杆7的前端插入第二盲孔8-2且二者间隙配合，第二环形槽7-1与两侧的第二销孔8-3正对，每个第二销孔8-3内插入有一个第二销轴18。如此设计，转动第二顶杆7，可使第二顶杆7的旋转运动转换成底部夹紧块8的直线运动，实现底部夹紧块8对空心圆台壳体2的大端外侧面的夹紧。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
[0035] 具体实施方式四：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式的上夹具体组件还包括四个第一手柄19和四个第一盖形螺母20，第一顶杆11的后端垂直设有第一通孔11-2，第一手柄19插入第一通孔11-2且二者间隙配合，第一手柄19的其中一端的尺寸大于第一通孔11-2，第一手柄19的另一端设有螺纹并与第一盖形螺母20螺纹配合，第一盖形螺母20的外接圆直径大于第一通孔11-2的直径。如此设计，便于转动第一顶杆11。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
[0036] 也可通过在第一顶杆11的后端固定手轮的方式代替第一手柄19和第一盖形螺母20，通过转动手轮实现第一顶杆11的转动。
[0037] 具体实施方式五：结合图7和图8说明本实施方式，本实施方式的下夹具体组件还包括四个第二手柄21和四个第二盖形螺母22，第二顶杆7的后端垂直设有第二通孔7-2，第二手柄21插入第二通孔7-2且二者间隙配合，第二手柄21的其中一端的尺寸大于第二通孔7-2，第二手柄21的另一端设有螺纹并与第二盖形螺母22螺纹配合，第二盖形螺母22的外接圆直径大于第二通孔7-2的直径。如此设计，便于转动第二顶杆7。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。
[0038] 也可通过在第二顶杆7的后端固定手轮的方式代替第二手柄21和第二盖形螺母22，通过转动手轮实现第二顶杆7的转动。
[0039] 具体实施方式六：结合图11说明本实施方式，本实施方式的下部定位体13的底面上沿周向均布设有四个第二凹槽13-1，下部定位体13的侧面均布设有四个第三通孔13-2，第三通孔13-2的轴线与下部定位体13的轴线垂直，四个第三通孔13-2与四个第二凹槽13-1一一连通。取四个直径小于或等于第三通孔13-2的圆杆，分别插入第三通孔13-2，推动圆杆使下部定位体13沿心轴12上下移动，使下部定位体13的侧面与空心圆台壳体2的大端内表面接触，从而保证大端尺寸精度。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。
[0040] 具体实施方式七：结合图9说明本实施方式，本实施方式的位于每个纵向开口4-2上方的上部定位体4侧壁上各设有一个圆孔4-5，圆孔4-5与相应的纵向开口4-2连通。如此设计，便于通过圆孔4-5观察空心圆台壳体2的小端与定位环的接触情况。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二、四或六相同。
[0041] 工作原理：
[0042] 结合图1和图2说明，将本焊接工装夹具固定在工作台上，松开蝶形螺母15，将上夹具体组件从心轴12上卸下，将四个带叶片的四分之一圆台零件1-1依次预装在下夹具体组件上，叶片3放置在底部定位块10上，转动第二顶杆7，预紧底部夹紧块8；利用蝶形螺母15和弹簧垫圈14将上夹具体组件装配到心轴12上，使四个叶片3分别从四个纵向开口4-2中穿出，转动第一顶杆11，预紧上部夹紧块9；根据空心圆台壳体2的小端与定位环4-1之间的间隙调整蝶形螺母15，使空心圆台壳体2的小端内表面与定位环4-1的外表面接触，保证小端尺寸精度，再转动下部定位体13，使下部定位体13的侧面与空心圆台壳体2的大端内表面接触，保证大端尺寸精度，保证相邻两个二分之一叶片3-1结合紧密，边缘对齐，继续转动第一顶杆11，使上部夹紧块9顶紧空心圆台壳体2的小端外侧面，转动第二顶杆7，使底部夹紧块8顶紧空心圆台壳体2的大端外侧面，然后即可进行焊接，实现工件的组焊。
