一种用于大直径环形薄壁筒形件板料下料的工装及方法技术领域
本发明属于机械加工领域，具体涉及焊接专用工装。
背景技术
在焊接大直径环形薄壁筒形件时，通常采取的是以计算中性层的方式将零件展计
算板料的长度，将板料分成三段均布长度下料，对板料进行弯曲，弯曲后，对零件实施焊接
形成整个零件，零件共计包含三条纵向焊缝。零件通过计算零件展开长度后，进行下料并焊
接完成。该方法由于零件通过理论中性层计算零件长度与板料实物之间存在误差，导致零
件焊接完成后的直径公差为1mm～1.65mm，导致筒形件与机械加工形成的法兰边(机械加工
的法兰边的直径公差为0mm～0.25mm)进行对接焊接时，无法装配，存在1mm左右的错牙，无
法实施焊接，需要将筒形件切开进行二次焊接，使其满足与法兰边的配合实施焊接。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于大直径环形薄壁筒形件板料下料的工
装及方法，控制板料长度，使筒形薄壁件的公差满足法兰边的公差，使两个零件的对接形成
的错牙小于0.1mm，满足焊接要求，避免二次返修。
本发明的技术方案如下：
一种用于大直径环形薄壁筒形件板料下料的工装，包括外环、胀紧环和楔形块，所
述外环为一中空圆柱体，外环内侧壁上沿着周向开有环形槽，外环外侧壁上设置有限长块，
限长块两侧开有贯穿外环的槽口；所述胀紧环为带有楔形缺口的圆环。限长块的目的是确
定槽口伸出来的板料长度(伸出长度需要使用长度检测检具来测量，确保限长块两侧的伸
出板料长度之和与两槽口之间的弧长相等，这里的弧长是指两槽口之间对应在环形槽圆周
上的短弧长)，便于后续剪切，使得整张板料的长度符合计算要求。
进一步，所述楔形块上端与顶紧螺柱相连，顶紧螺柱两侧为压紧螺母。
进一步，所述胀紧环的高度大于环形槽的高度。
进一步，所述槽口的高度等于板料宽度。
一种采用上述工装的下料方法，将板料镶嵌在外环的环形槽里，板料的两端从外
环的两个槽口伸出，再将胀紧环放入外环的内腔中，将胀紧环上的压紧板卸下，将楔形块放
入胀紧环的楔形缺口中，采用压紧螺母和顶紧螺柱将楔形块顶进楔形缺口中，直至楔形块
与胀紧环的上端面平齐，将板料沿限长块边缘剪切掉，将辅助工装卸开，取出板料。
本发明在板料进行焊接前，首先辅助工装将板料多余的部分去除，再对零件实施
焊接，使得零件的直径公差满足焊接要求。实施时首先将板料镶嵌在外环的环形槽里，板料
的两端从外环的两个槽口伸出，将胀紧环放入外环的内腔中(位于板料内侧，向外扩张顶紧
板料)，将胀紧环上的压紧板(一块作用于胀紧环上端面用于将胀紧环压平的板件)卸下，将
楔形块放入胀紧环的楔形缺口中，采用压紧螺母将楔形块顶进楔形缺口中，直至楔形块与
胀紧环二者的上端面平齐，将板料伸出槽口部分沿限长块边缘剪切掉(沿限长块的边缘剪
切后的板料与两个槽口之间形成的弧长形成等长)，将夹具卸开，取出板料实施焊接，整个
过程概述为：计算零件展开长度→下料(1段)→检查长度→剪切→抛光→定位焊→焊接。
本发明使筒形薄壁件的公差满足法兰边的公差，使两个零件的对接形成的错牙小
于0.1mm，满足焊接要求；本发明使筒形件避免二次返修，降低了工人的劳动强度，提高了零
件的生产效率；本发明减少了两条焊缝的焊接，降低了工人的劳动强度，提高了零件的生产
效率。
附图说明
图1为大直径环形薄壁筒形件示意图；
图2为楔形块结构示意图；
图3为楔形块和胀紧环使用状态示意图；
图4为胀紧环的示意图；
图5为外环主视剖面图；
图6为外环主视图；
图7为外环俯视图。
具体实施方式
如图1所示，薄壁筒形件8与法兰边9对接，零件的内径为Φ1080，所需板料厚度为
t1.5mm。
如图2～7所示，为下料工装，包括外环5、胀紧环4和楔形块3，外环5为一中空圆柱
体，外环5内侧壁上沿着周向开有环形槽，外环5外侧壁上设置有限长块6，限长块6两侧开有
贯穿外环5的槽口7；所述胀紧环4为带有楔形缺口的圆环。楔形块3上端与顶紧螺柱2相连，
顶紧螺柱2两侧为压紧螺母1，压紧螺母1和顶紧螺柱2固定在连接板上。胀紧环4的高度大于
环形槽的高度。两个槽口7的高度等于板料宽度。
具体下料方法如下：
1.计算零件展开长度：采用Φ1080计算所需板料的总长度加10mm，为所需料的长
度，即长度为：πd＝3.14×1080+10＝3401mm；
2.下料(1段)：将板料用振动剪剪下；
3.检查长度：将板料镶嵌在外环5的环形槽里，板料的两端从外环5的两个槽口7伸
出，再将胀紧环4放入外环5的内腔中，将胀紧环4上的压紧板卸下，将楔形块3放入胀紧环4
的楔形缺口中，采用压紧螺母1和顶紧螺柱2将楔形块3顶进楔形缺口中，直至楔形块3与胀
紧环4的上端面平齐，采用检测长度夹具检测零件所需长度，将多余板料沿限长块6端面边
缘剪切掉(即图7中S位置)，将辅助工装卸开，取出板料，需要注意的是限长块6的目的是确
定槽口7伸出来的板料的长度；沿着限长块6剪切后，保证了从槽口7伸出来的板料的长度与
两槽口7之间的弧长相等，才能保证零件的完整性，板料不能沿着槽口7切开；
4.焊接：对零件实施焊接。