一种精密多节点四通路管的定位焊接方法及定位焊接夹具

摘要

本发明公开了一种精密多节点四通路管的定位焊接方法及定位焊接夹具，定位焊接夹具包括底板、固定块、压紧块、导向定位销、压紧螺钉、第一螺钉、定位销、第二螺钉。通过第二螺钉和定位销将固定块安装在底板上，将加工好的长管件水平安装在第三半圆槽和第一半圆槽组成的内径为ΦD的圆孔中，将短管件的一端垂直安装在长管件上内径为ΦD1的通孔中，短管件外径为ΦD2位置置于第四半圆槽和第二半圆槽组成的内径为ΦD2的圆孔中，对齐固定块和短管件上的定位面F即可进行焊接。本发明结构简单，装夹可靠，定位准确，拆卸方便，制造容易，能够制作出高精度的多节点四通路管。

说明书

技术领域

本发明涉及精密多节点四通路管零件的制作方法，特别是采用焊接方法制作精密多节点四通路管的方法和定位焊接专用夹具。

背景技术

多节点四通路管(即多个相同的四通路管顺序连接在一起，每两个四通路管的连接点为一个节点)的加工常用铸造和焊接两种加工方法，如果选用铸造加工，其加工出的多节点四通路管零件精度不高，只能用于普通多通路管零件的加工制造，而选用普通焊接加工多通路管零件，由于焊接时零件产生变形，所以焊接出的多通路管零件精度也不高，所以，如何加工出高精度的多节点四通路管零件是该类零件的加工难点。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在针对精密多节点四通路管零件的结构特点，设计一种精密多节点四通路管的定位焊接方法及定位焊接夹具，定位焊接夹具要求结构简单，装夹可靠，定位准确，拆卸方便，制造容易，配合该定位焊接夹具定位焊接精密多节点四通路管零件的方法简单易实现，且精密多节点四通路管零件的尺寸精度高。

为实现上述目的，本发明采用了下述技术方案：

一种精密多节点四通路管的定位焊接夹具，所述精密多节点四通管包括长管件和短管件，长管件外径为ΦD，多根短管件以长管件轴线为对称轴垂直、对称连接在长管件的表面，多根短管件的轴线在同一个平面内，短管件上有一条垂直于短管件轴线的定位面F，短管件在定位面F处的外径为ΦD2，定位面F到长管件的轴线距离等于H，相邻短管件之间的间隔等于L，定位焊接夹具包括，

底板，所述底板上开有多个贯穿槽，贯穿槽贯穿底板上、下端面，底板上还开有多个第一定位销孔和第一螺纹孔；

多个固定块，所述固定块上开有贯穿固定块上、下端面的窗口，固定块位于底板上端面，且固定块上开有第二螺纹孔、第一导向定位销孔和第二定位销孔，第二螺纹孔与第一螺纹孔同轴，第二定位销孔与第一定位销孔同轴，固定块上还开有内径为ΦD一半的第一半圆槽和内径为ΦD2一半的第二半圆槽，第二定位销孔与第二半圆槽相交；

多个压紧块，所述压紧块上开有贯穿压紧块上、下端面的窗口，压紧块位于固定块上方，且压紧块上开有第三螺纹孔、第四螺纹孔和第二导向定位销孔，第三螺纹孔与第二螺纹孔同轴，第二导向定位销孔和第一导向定位销孔同轴，压紧块上还开有内径为ΦD一半的第三半圆槽和内径为ΦD2一半的第四半圆槽，第四半圆槽和第二半圆槽组成内径为ΦD2的圆孔，第三半圆槽和第一半圆槽组成内径为ΦD的圆孔，第四螺纹孔与第四半圆槽相交；

导向定位销，所述导向定位销插接在第一导向定位销孔和第二导向定位销孔中，且导向定位销与第一导向定位销孔、第二导向定位销孔同轴；

压紧螺钉，所述压紧螺钉螺纹连接在第四螺纹孔中；

第一螺钉，所述第一螺钉螺纹连接在第三螺纹孔和第二螺纹孔中，且第一螺钉螺纹与第三螺纹孔、第二螺纹孔同轴；

定位销，所述定位销插接在第一定位销孔和第二定位销孔中；

第二螺钉，所述第二螺钉螺纹连接在第一螺纹孔和第二螺纹孔中。，且第二螺钉与第一螺纹孔、第二螺纹孔同轴。

作为一种选择，所述底板的长度大于任意两根短管件之间的最大间距，所述间距平行于长管件的轴线。

作为一种选择，所述底板的宽度等于短管件的定位面F到长管件轴线距离H的2倍；

所述固定块的宽度等于短管件的定位面F到长管件轴线距离H的2倍；

所述压紧块的宽度等于短管件的定位面F到长管件轴线距离H的2倍。

作为一种选择，所述底板上两个相邻的第一定位销孔之间的距离等于相邻短管件之间的间隔L，且第一定位销孔的轴线与第二半圆槽、第四半圆槽的轴线垂直相交。

作为一种选择，所述第一定位销孔和第一螺纹孔在底板上沿着两条平行直线分布，且在每一条直线上按照第一螺纹孔、第一定位销孔、第一螺纹孔、第一螺纹孔、第一定位销孔、第一螺纹孔、第一螺纹孔…第一定位销孔、第一螺纹孔的方式排列。

作为一种选择，所述第一螺钉均布在以长管件和短管件轴线相交点为中心的矩形的四个顶点处。

作为一种选择，每一个所述压紧块上插接有两根导向定位销，且导向定位销分居在第三半圆槽轴线的两侧。

一种精密多节点四通路管的定位焊接方法，所述精密多节点四通路管包括长管件和短管件，长管件外径为ΦD，多根短管件以长管件轴线为对称轴垂直、对称连接在长管件的表面，短管件与长管件连接的一端外径为ΦD1，多根短管件的轴线在同一个平面内，短管件上有一条垂直于短管件轴线的定位面F，短管件在定位面F处的外径为ΦD2，定位面F到长管件的轴线距离等于H，相邻短管件之间的间隔等于L，采用前述的定位焊接夹具，包括以下步骤，

步骤一，加工长管件，其中，长管件外径精加工至ΦD，保证长管件全长直线度符合设计要求，加工短管件，确保短管件外形合格；

步骤二，在长管件上加工出与短管件连接的内径为ΦD1通孔，保证通孔的孔距为L；

步骤三，通过第二螺钉和定位销将固定块安装在底板上，将步骤一和步骤二加工好的长管件水平安装在第三半圆槽和第一半圆槽组成的内径为ΦD的圆孔中，将短管件的一端垂直安装在长管件上内径为ΦD1的通孔中，确保短管件外径为ΦD2位置置于第四半圆槽和第二半圆槽组成的内径为ΦD2的圆孔中，再利用导向定位销将压紧块与固定块组合，轻轻拧动第一螺钉，完成精密多节点四通路管的预组装；

步骤四，调整多根短管件，使短管件上的定位面F分别与固定块宽度方向的两个端面齐平后，拧紧压紧螺钉将短管件固定压紧，再拧紧第一螺钉，完成精密多节点四通路管组装定位；

步骤五，焊接加工长管件与短管件连接处的焊缝。

精密多节点四通路管的定位焊接方法还包括步骤六，步骤五焊接加工结束后，待精密多节点四通路管冷却，完成精密多节点四通路管在夹具中定型后，松开第一螺钉，拆卸压紧块，将焊接好精密多节点四通路管取下。

作为一种选择，所述步骤二中，采用精镗的方法加工内径为ΦD1的通孔。

与现有技术相比，本发明的焊接夹具和定位焊接方法具备以下特点：

(1)定位焊接夹具结构简单，制造难度低，定位块的宽度尺寸(等于2倍H)方便定位短管件的定位面，底板上的第一定位孔方便定位相邻短管件之间的间距，定位销和导向定位销能确保长管件和短管件之间的位置尺寸关系。

(2)定位焊接夹具结构简单，装夹可靠，定位准确，拆卸方便，操作便利，制造容易，配合本发明的焊接方法解决了精密多节点四通路管类零件的加工难题。(3)定位焊接夹具通用性好，根据精密多节点四通路管的短管件数量要求，可减少和增加定位块、压紧块的数量，实现多节点四通路管零件的定位焊接和加工。(4)本发明利用定位块将组成多节点四通路管的长管和短管精准定位组装好后,再对零件进行焊接加工，焊接精度高。

附图说明

图1为本发明精密多节点四通路管零件示意图；

图2为本发明定位焊接夹具结构示意图；

图3为本发明固定块及压紧块示意图；

图4为本发明底板示意图；

图5为本发明定位焊接夹具局部结构示意图；

图中，1.底板、2.固定块、3.压紧块、4.导向定位销、5.压紧螺钉、6.第一螺钉、7.定位销、8.第二螺钉、9.长管件、10.短管件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

如图1所示，精密多节点四通路管零件包括长管件9和短管件10，长管件9外径为ΦD，多根短管件10以长管件9轴线为对称轴垂直、对称连接在长管件9的表面，短管件10与长管件9连接的一端外径为ΦD1，多根短管件10的轴线在同一个平面内，短管件10上有一条垂直于短管件10轴线的定位面F，短管件10在定位面F处的外径为ΦD2，定位面F到长管件9的轴线距离等于H，相邻短管件10之间的间隔等于L。

如图2所示，定位焊接夹具由主要由底板1、3个固定块2、3个压紧块3、6根导向定位销4、6根压紧螺钉5、12根第一螺钉6、12根定位销7、12根第二螺钉8等组装而成。底板1上开有3个贯穿槽，贯穿槽贯穿底板1上、下端面，底板1上还开有6个第一定位销孔和12个第一螺纹孔；固定块2上开有贯穿固定块2上、下端面的窗口，固定块2位于底板1上端面，且固定块2上开有第二螺纹孔、第一导向定位销孔和第二定位销孔，第二螺纹孔与第一螺纹孔同轴，第二定位销孔与第一定位销孔同轴，固定块2上还开有内径为ΦD一半的第一半圆槽和内径为ΦD2一半的第二半圆槽，第二定位销孔与第二半圆槽相交；压紧块3上开有贯穿压紧块3上、下端面的窗口，压紧块3位于固定块2上方，且压紧块3上开有第三螺纹孔、第四螺纹孔和第二导向定位销孔，第三螺纹孔与第二螺纹孔同轴，第二导向定位销孔和第一导向定位销孔同轴，压紧块3上还开有内径为ΦD一半的第三半圆槽和内径为ΦD2一半的第四半圆槽，第四半圆槽和第二半圆槽组成内径为ΦD2的圆孔，第三半圆槽和第一半圆槽组成内径为ΦD的圆孔，第四螺纹孔与第四半圆槽相交；导向定位销4插接在第一导向定位销孔和第二导向定位销孔中，且导向定位销4与第一导向定位销孔、第二导向定位销孔同轴；压紧螺钉5螺纹连接在第四螺纹孔中；第一螺钉6螺纹连接在第三螺纹孔和第二螺纹孔中，且第一螺钉6螺纹与第三螺纹孔、第二螺纹孔同轴；定位销7插接在第一定位销孔和第二定位销孔中；第二螺钉8螺纹连接在第一螺纹孔和第二螺纹孔中。，且第二螺钉8与第一螺纹孔、第二螺纹孔同轴。

各组件的特点如下:

底板1在安装固定块2处对应加工了三处减轻槽(减轻槽贯穿底板1的上、下端面)，底板1减重的同时，保证了底板1减轻槽处有足够的焊接操作空间，便于焊接加工时可正、反两面对长管件9和短管件10连接焊缝进行焊接，须同时配合固定块2、压紧块3上的贯穿窗口；

底板1、固定块2、压紧块3三个组件的宽度一致，都等于待焊接精密多节点四通路管长管件9轴线两侧对称连接的两根短管件10上两个定位面F之间的距离H的2倍，即2H，对应图2中的2(H±0.01)，便于后续组装短管件10时确定尺寸H；

固定块2、压紧块3中第三半圆槽和第一半圆槽组成的内径为ΦD的圆孔中心线为定位焊夹具的对称中心线，三组固定块2、压紧块3中第四半圆槽和第二半圆槽组成的内径为ΦD2的圆孔之间距离等于所焊接精密多节点四通路管零件中相邻两根短管件10之间的水平距离L，对应图2中的L±0.02；

导向定位销4的外径匹配第一导向定位销孔和第二导向定位销孔，从而实现压紧块3和固定块2的相对位置限制固定，定位销7的外径匹配第一定位销孔和第二定位销孔，从而实现固定块2和底板1的相对位置限制固定。

制作精密多节点四通路管零件时，按照下述步骤实施：

第一步：按图1所示将长管件9外径精加工至尺寸ΦD，保证长管件9全长直线度不差于0.02，将短管件10按照设计要求的外形加工合格；

第二步：按图1所示，在长管件9上按短管件10大端尺寸(即与长管件9焊接的一端)精镗3-ΦD1通孔，保证ΦD1孔的孔间距尺寸为L±0.02；

第三步：按图2所示通过第二螺钉8和定位销7将固定块2安装在底板1上，将步骤一和步骤二加工好的长管件9水平安装在固定块2和压紧块3上第三半圆槽和第一半圆槽组成的内径为ΦD的圆孔中，将短管件10的一端垂直安装在长管件9上内径为ΦD1的通孔中，确保短管件10外径为ΦD2位置置于固定块2和压紧块3上第四半圆槽和第二半圆槽组成的内径为ΦD2的圆孔中，再利用导向定位销4将压紧块3与固定块2组合，轻轻拧动第一螺钉6，完成精密多节点四通路管的预组装；

第四步：按图2所示，调整6根短管件10的轴线位置，使其(图1)定位面F分别与固定块2宽度方向的两个距离为2H的端面齐平后，用压紧螺钉5将短管件10固定压紧，再拧紧第一螺钉6，将所要焊接的精密多节点四通路管零件组装定位完成；

第五步：按照图1所示焊缝位置焊接加工6处长管件9与短管件10连接处的焊缝；

第六步：焊接加工结束，待零件冷却，完成精密多节点四通路管零件在夹具中定型后，松开第一螺钉6，拆卸压紧块3，即可轻松将焊接好零件从定位焊接夹具上取下。