CN104384251B - 一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具及其校形工艺 - Google Patents

一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具及其校形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具，它包括夹紧板（1）、弧形垫块（4）、撑杆（5）和压块（6），夹紧板（1）上下两侧分别固设有上拉紧螺杆（2）和下拉紧螺杆（3），上拉紧螺杆（2）的下侧固设有固定板（7），下拉紧螺杆（3）的上方固定有弧形垫块（4），撑杆（5）穿过固定板（7）并通过螺母锁定，撑杆（5）的下端连接有压块（6）；其校形工艺以下步骤：S1、装夹工装夹具；S2、加热；S3、加力变形；S4、释放应力；S5、冷却；S6、拆卸工装；S7、静置；S8、检测。本发明的优点在于：能够解决壳体产品由于焊接、机加后的母线直线度超差问题，壳体、部段的合格率显著提升，缩短壳体的生产和问题处理周期。

Description

一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具及其校形工艺
技术领域
本发明涉及一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具及其校形工艺。
背景技术
高强度钢圆筒薄壁焊接结构的变形问题一直是壳体生产制造的重点和难点，为保证其制造精度，通常需要控制焊接变形和采取焊后校形。控制焊接变形主要是通过专用工装夹具对焊接部位进行“内撑外抱”固定后再进行焊接，但是仍会产生母线直线度误差，即高强度钢圆筒薄壁焊接结构的母线直线度超出设计误差范围。
某壳体产品材料为2A14，直径2000mm，高度505mm，壁厚14mm，壳体由上壳段、下壳段组焊而成，组焊完成后，局部还需要焊接口框、加强框、垫块等装配零件。因为焊接时大量的热输入，造成焊接应力巨大，导致焊接变形严重，零件最终外形尺寸母线直线度（设计值1mm）超差。
壳体母线直线度超差，后续壳体将无法装配和铆接，最终壳体报废，将造成难以估量的经济损失，耗费大量的人力、时间成本。目前，还没有壳体产品的母线直线度的热校形技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具及其校形工艺，能够解决壳体产品由于焊接、机加后的母线直线度超差问题，保障各部段的最终外形尺寸，显著提升了壳体、部段的的合格率，缩短壳体的生产和问题处理周期。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具，它包括两块夹紧板1、上拉紧螺杆2、下拉紧螺杆3、弧形垫块4、撑杆5和压块6，所述两块夹紧板1对称设置，两根上拉紧螺杆2水平对称可拆卸地固定于夹紧板1上侧，上拉紧螺杆2的下侧固设有水平的固定板7，两根下拉紧螺杆3水平对称可拆卸地固定于夹紧板1的下侧，下拉紧螺杆3的上方固定有弧形垫块4，所述的撑杆5的上部为螺纹部分，下部为光杆部分，撑杆5穿过固定板7并通过螺母锁定，撑杆5的下端连接有压块6。
所述的弧形垫块4为两边高中间低的凹形结构。
该壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品8母线直线度超差处，并在壳体产品8母线直线度超差处的两侧安装夹紧板1，并通过上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拉紧固定，在壳体产品8母线直线度超差处与下拉紧螺杆3之间固定弧形垫块4，压块6通过调节撑杆5与螺母之间的相对位置，并与壳体产品8母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器9对壳体产品8母线直线度超差处进行加热，加热温度范围为150℃～180℃，并保温；
S3、加力变形：调节撑杆5上部的螺母，使压块6下移，对壳体产品8母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品8母线直线度超差处向外部凸出变形4mm～5mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块6为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为80Kg～120Kg，每组敲击时间为2min～3min，相邻两组敲击间隔3.5h～4.5h；
S5、冷却：关闭加热器9，随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拆除，使壳体产品8与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品8静置22h～26h；
S8、检测：对壳体产品8母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度，若直线度不大于1mm，则符合要求，若直线度大于1mm，则重复步骤S1～S7。
本发明具有以下优点：本发明通过专用的撑杆、螺杆等部件组成的校形工装，对壳体母线直线度超差处进行支撑和加热，然后采取加力和锤击方法消除加热、校形应力，再使用在空气中缓慢冷却壳体的手段，将壳体超差处的母线直线度校正到满足要求，这在航天产品部段焊接、生产中属首创，具有关键技术创新价值，能够解决壳体产品由于焊接、机加后的母线直线度超差问题，保障各部段的最终外形尺寸，显著提升了壳体、部段的的合格率，缩短壳体的生产和问题处理周期。
附图说明
图1为热校形工装夹具的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视结构示意图；
图3为本发明的工作状态结构示意图；
图中：1-夹紧板，2-上拉紧螺杆，3-下拉紧螺杆，4-弧形垫块，5-撑杆，6-压块，7-固定板，8-壳体产品，9-加热器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】：
如图1和图2所示，一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具，它包括两块夹紧板、上拉紧螺杆、下拉紧螺杆、弧形垫块、撑杆和压块，所述两块夹紧板对称设置，两根上拉紧螺杆水平对称可拆卸地固定于夹紧板上侧，上拉紧螺杆的下侧固设有水平的固定板，两根下拉紧螺杆水平对称可拆卸地固定于夹紧板的下侧，下拉紧螺杆的上方固定有弧形垫块，所述的撑杆的上部为螺纹部分，下部为光杆部分，撑杆穿过固定板并通过螺母锁定，撑杆的下端连接有压块。
所述的弧形垫块为两边高中间低的凹形结构。
该壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品母线直线度超差处，并在壳体产品母线直线度超差处的两侧安装夹紧板，并通过上拉紧螺杆和下拉紧螺杆拉紧固定，在壳体产品母线直线度超差处与下拉紧螺杆之间固定弧形垫块，压块通过调节撑杆与螺母之间的相对位置，并与壳体产品母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器对壳体产品母线直线度超差处进行加热，加热至180℃，并保温；
S3、加力变形：如图3所示，调节撑杆上部的螺母，使压块下移，对壳体产品母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品母线直线度超差处向外部凸出变形5mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为120Kg，每组敲击时间为3min，相邻两组敲击间隔4.5h；
S5、冷却：关闭加热器，随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆和下拉紧螺杆拆除，使壳体产品与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品静置26h；
S8、检测：对壳体产品母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度。
【实施例2】：
一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具的结构同实施例1。
该壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品8母线直线度超差处，并在壳体产品8母线直线度超差处的两侧安装夹紧板1，并通过上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拉紧固定，在壳体产品8母线直线度超差处与下拉紧螺杆3之间固定弧形垫块4，压块6通过调节撑杆5与螺母之间的相对位置，并与壳体产品8母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器9对壳体产品8母线直线度超差处进行加热，加热至165℃，并保温；
S3、加力变形：如图3所示，调节撑杆5上部的螺母，使压块6下移，对壳体产品8母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品8母线直线度超差处向外部凸出变形4.5mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块6为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为100Kg，每组敲击时间为2.5min，相邻两组敲击间隔4h；
S5、冷却：关闭加热器9，随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拆除，使壳体产品8与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品8静置24h；
S8、检测：对壳体产品8母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度。
【实施例3】：
一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具的结构同实施例1。
该壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品8母线直线度超差处，并在壳体产品8母线直线度超差处的两侧安装夹紧板1，并通过上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拉紧固定，在壳体产品8母线直线度超差处与下拉紧螺杆3之间固定弧形垫块4，压块6通过调节撑杆5与螺母之间的相对位置，并与壳体产品8母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器9对壳体产品8母线直线度超差处进行加热，加热至170℃，并保温；
S3、加力变形：如图3所示，调节撑杆5上部的螺母，使压块6下移，对壳体产品8母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品8母线直线度超差处向外部凸出变形4.6mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块6为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为90Kg，每组敲击时间为2.4min，相邻两组敲击间隔4.2h；
S5、冷却：关闭加热器9，随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拆除，使壳体产品8与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品8静置23h；
S8、检测：对壳体产品8母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度。
【实施例4】：
一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具的结构同实施例1。
该壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品8母线直线度超差处，并在壳体产品8母线直线度超差处的两侧安装夹紧板1，并通过上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拉紧固定，在壳体产品8母线直线度超差处与下拉紧螺杆3之间固定弧形垫块4，压块6通过调节撑杆5与螺母之间的相对位置，并与壳体产品8母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器9对壳体产品8母线直线度超差处进行加热，加热至150℃，并保温；
S3、加力变形：如图3所示，调节撑杆5上部的螺母，使压块6下移，对壳体产品8母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品8母线直线度超差处向外部凸出变形4mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块6为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为80Kg，每组敲击时间为2min，相邻两组敲击间隔3.5h；
S5、冷却：关闭加热器9，随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆2和下拉紧螺杆3拆除，使壳体产品8与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品8静置22h；
S8、检测：对壳体产品8母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度。

Claims (2)

1.一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具，其特征在于：它包括两块夹紧板（1）、上拉紧螺杆（2）、下拉紧螺杆（3）、弧形垫块（4）、撑杆（5）和压块（6），所述两块夹紧板（1）对称设置，两根上拉紧螺杆（2）水平对称可拆卸地固定于夹紧板（1）上侧，上拉紧螺杆（2）的下侧固设有水平的固定板（7），两根下拉紧螺杆（3）水平对称可拆卸地固定于夹紧板（1）的下侧，下拉紧螺杆（3）的上方固定有弧形垫块（4），所述的撑杆（5）的上部为螺纹部分，下部为光杆部分，撑杆（5）穿过固定板（7）并通过螺母锁定，撑杆（5）的下端连接有压块（6）；
采用所述的一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具的校形工艺，包括以下步骤：
S1、装夹工装夹具：找出壳体产品（8）母线直线度超差处，并在壳体产品（8）母线直线度超差处的两侧安装夹紧板（1），并通过上拉紧螺杆（2）和下拉紧螺杆（3）拉紧固定，在壳体产品（8）母线直线度超差处与下拉紧螺杆（3）之间固定弧形垫块（4），压块（6）通过调节撑杆（5）与螺母之间的相对位置，并与壳体产品（8）母线直线度超差处的内壁接触；
S2、加热：通过加热器（9）对壳体产品（8）母线直线度超差处进行加热，加热温度范围为150℃～180℃，并保温；
S3、加力变形：调节撑杆（5）上部的螺母，使压块（6）下移，对壳体产品（8）母线直线度超差处进行缓慢加力，并使壳体产品（8）母线直线度超差处向外部凸出变形4mm～5mm；
S4、释放应力：用木槌在以压块（6）为中心，直径为200mm范围内进行分组敲击，敲击力为80Kg～120Kg，每组敲击时间为2min～3min，相邻两组敲击间隔3.5h～4.5h；
S5、冷却：关闭加热器（9），随空冷却；
S6、拆卸工装：将上拉紧螺杆（2）和下拉紧螺杆（3）拆除，使壳体产品（8）与工装夹具分离；
S7、静置：将壳体产品（8）静置22h～26h；
S8、检测：对壳体产品（8）母线直线度超差处通过直线尺测量其直线度，若直线度不大于1mm，则符合要求，若直线度大于1mm，则重复步骤S1～S7。
2.根据权利要求1所述的一种壳体产品母线直线度热校形工装夹具，其特征在于：所述的弧形垫块（4）为两边高中间低的凹形结构。
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CP03 Change of name, title or address
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Address after: 610100 Chengdu 189 economic and Technological Development Zone (Longquanyi District), Sichuan.

Patentee after: Sichuan spaceflight Long March Equipment Manufacturing Co., Ltd.

Address before: 610100 No. 189, road, Longquan Town, Longquanyi District, Sichuan.

Patentee before: Changzheng Machinery Factory, China Astronautics Science and Technology Group Co