CN105312763A - 一种平行四边形琴键压紧机构 - Google Patents

一种平行四边形琴键压紧机构 Download PDF

Info

Publication number
CN105312763A
CN105312763A CN201510749975.9A CN201510749975A CN105312763A CN 105312763 A CN105312763 A CN 105312763A CN 201510749975 A CN201510749975 A CN 201510749975A CN 105312763 A CN105312763 A CN 105312763A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parallelogram
pressure arm
pressure
welding
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510749975.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105312763B (zh
Inventor
王志峰
孔德跃
刘海燕
何凡锋
章勇
郭宝财
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Long March launch vehicle equipment Science and Technology Ltd.
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
Original Assignee
China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Academy of Launch Vehicle Technology CALT, Capital Aerospace Machinery Co Ltd filed Critical China Academy of Launch Vehicle Technology CALT
Priority to CN201510749975.9A priority Critical patent/CN105312763B/zh
Publication of CN105312763A publication Critical patent/CN105312763A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105312763B publication Critical patent/CN105312763B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/129—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding specially adapted for particular articles or workpieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/26—Auxiliary equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明提供一种新型的平行四边形琴键压紧机构，该压紧机构包括对称固定设置的两个机架，在两个机架上均对称设置了平行四边形支杆；每个平行四边形支杆的底边为机架底边，平行四边形支杆的顶边为压臂二，压臂二相外延伸顶部连接焊接板料；在每个机架上部还设置连接了压臂一，压臂一一端与压臂二端部相连接，压臂一另一端连接气缸的气缸推杆；气缸固定在机架一侧；所述的焊接板料与待压紧的型胎的内面曲率半径相同。本发明用于运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接过程中铝合金板料的定位、压紧与固定，不仅解决了运载火箭贮箱箱底板料的定位、压紧与固定难题，并且琴键压头压紧分力能够始终保证板料牢牢贴紧，使焊缝满足要求。

Description

一种平行四边形琴键压紧机构
技术领域
本发明涉及运载火箭铝合金贮箱箱底搅拌摩擦焊接技术领域，具体涉及一种平行四边形琴键压紧机构。
背景技术
搅拌摩擦焊是一种固相焊接工艺方法，其焊接原理是利用一种非损耗的搅拌头，旋转插入待焊零件的待焊界面向前移动，通过搅拌头对材料的搅拌、摩擦产生热量，使待焊材料加热至塑性状态，在搅拌头高速旋转、挤压带动下，处于塑性状态的焊缝金属环绕搅拌头向前向后移动，在热-机械联合作用下，材料扩散连接形成致密的金属间固相连接。这种焊接方法消除了传统熔焊工艺气孔产生的根源——熔化结晶，从而大大减少焊缝缺陷，显著降低纵缝的残余应力和焊接变形，因此搅拌摩擦焊接工艺已成为运载火箭贮箱箱底等领域焊接技术的发展趋势。
目前，欧美等主要宇航公司已经成功实现了运载火箭贮箱主要结构焊缝的全搅拌焊接。搅拌摩擦焊接工艺通过搅拌头对材料的搅拌摩擦，使待焊材料加热至塑性状态从而实现板料的焊接，如图1所示，焊接过程中两个对接板料会承受很大的轴向力和周向力，一方面搅拌摩擦焊接工艺要求板料对接处焊接面距离不得大于0.4mm，否则焊缝会存在严重缺陷，根本达不到规定的要求，另一方面运载火箭铝合金贮箱箱底搅拌摩擦焊接对焊缝又有一定的形位尺寸要求。因此，使用搅拌摩擦焊接工艺方法往往需要借助工艺装备使需要焊接的板料牢牢固定住，并保持对接处焊接面距离在焊接过程中距离始终不得大于0.4mm。
发明内容
本发明提供一种新型的平行四边形琴键压紧机构，其不仅解决了运载火箭贮箱箱底板料的定位、压紧与固定难题，并且琴键压头压紧分力能够始终保证板料牢牢贴紧，使焊缝满足技术要求。
实现本发明目的的技术方案：一种平行四边形琴键压紧机构，该压紧机构包括对称固定设置的两个机架，在两个机架上均对称设置了平行四边形支杆；每个平行四边形支杆的底边通过铰链与机架相连，平行四边形支杆的顶边通过铰链与压臂二相连，每个平行四边形支杆的底边为机架底边，平行四边形支杆的顶边为压臂二，压臂二相外延伸顶部连接焊接板料；在每个机架上部还设置连接了压臂一，压臂一一端与压臂二端部相连接，压臂一另一端连接气缸的气缸推杆；气缸固定在机架一侧；所述的焊接板料与待压紧的型胎的内面曲率半径相同；
其中，压臂一为压头机构，压臂二为增力杠杆，平行四边形支杆起控制合力方向作用；压臂二传递给压臂一的压力为F1，平行四边形支杆对压臂一支撑反力为F2，焊接板料对压臂一支撑反力为F3，工作时压臂一受力平衡，即
F1+F2+F3＝0
F1、F2、F3为矢量，其中F1和F2方向确定，根据矢量平衡中方向平衡理论，F3的力线方向肯定沿受力点成顺时针旋转，而焊接板料受到的压紧力与F3为作用力和反作用力关系，大小相等，方向相反，因此，两个压臂一对焊接板料压紧力分力使两块焊接板料焊缝对接面有相互靠近的趋势，保证焊接过程的连续稳定进行。
如上所述的一种平行四边形琴键压紧机构，其所述的平行四边形支杆位置高于焊接板料。
如上所述的一种平行四边形琴键压紧机构，其所述的型胎为运载火箭铝合金贮箱箱底用铝合金板料。
本发明的效果在于：本发明所述的一种新型的平行四边形琴键压紧机构，用于运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接过程中铝合金板料的定位、压紧与固定，其不仅解决了运载火箭贮箱箱底板料的定位、压紧与固定难题，并且琴键压头压紧分力能够始终保证板料牢牢贴紧，使焊缝满足技术要求。
附图说明
图1为搅拌摩擦焊接过程示意图；
图2为本发明所述的一种平行四边形琴键压紧结构示意图；
图中：1.气缸；2.气缸推杆；3.压臂；4.机架；5.固定支座；6.型胎；7.焊接板料；8.搅拌头；9.压臂一；10.压臂二；11.平行四边形支杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明所述的一种平行四边形琴键压紧机构作进一步描述。
本发明所述的一种平行四边形琴键压紧机构，用于Φ3350mm运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接过程中铝合金板料的定位、压紧与固定。
如图2所示，该压紧机构包括对称固定设置的两个机架4，在两个机架4上均对称设置了平行四边形支杆11；
每个平行四边形支杆11的底边通过铰链与机架4相连，平行四边形支杆11的顶边通过铰链与压臂二10相连，压臂二10相外延伸顶部连接焊接板料7；在每个机架4上部还设置连接了压臂一9，压臂一9一端与压臂二10端部相连接，压臂一9另一端连接气缸1的气缸推杆2；气缸1固定在机架4一侧。所述的焊接板料7与待压紧的型胎6的内面曲率半径相同。所述的平行四边形支杆11位置高于焊接板料7。
其中，压臂一9为压头机构，压臂二10为增力杠杆，平行四边形支杆11起控制合力方向作用；以压臂一9为分析对象，压臂二10传递给压臂一9的压力为F1，平行四边形支杆11对压臂一9支撑反力为F2，焊接板料7对压臂一9支撑反力为F3，工作时压臂一9受力平衡，即
F1+F2+F3＝0
F1、F2、F3为矢量，其中F1和F2方向确定，根据矢量平衡中方向平衡理论，F3的力线方向肯定沿受力点成顺时针旋转，而焊接板料受到的压紧力与F3为作用力和反作用力关系，大小相等，方向相反，因此，两个压臂一9对焊接板料7压紧力分力使两块焊接板料7焊缝对接面有相互靠近的趋势，保证焊接过程的连续稳定进行，保证焊接过程的连续稳定进行和箱底焊缝质量符合技术要求。
本发明是一种将平行四边形机构与增力机构相结合的琴键压紧机构形式，如图2所示，压紧机构使压头压紧分力始终向内挤胎，并产生压紧增力。压头机构(压臂一9)与增力杠杆(压臂二10)采用分体结构，增力杠杆起力作用，平行四边形机构起控制合力方向作用。

Claims (3)

1.一种平行四边形琴键压紧机构，其特征在于：该压紧机构包括对称固定设置的两个机架(4)，在两个机架(4)上均对称设置了平行四边形支杆(11)；
每个平行四边形支杆(11)的底边通过铰链与机架(4)相连，平行四边形支杆(11)的顶边通过铰链与压臂二(10)相连，压臂二(10)相外延伸顶部连接焊接板料(7)；在每个机架(4)上部还设置连接了压臂一(9)，压臂一(9)一端与压臂二(10)端部相连接，压臂一(9)另一端连接气缸(1)的气缸推杆(2)；气缸(1)固定在机架(4)一侧；所述的焊接板料(7)与待压紧的型胎(6)的内面曲率半径相同；
其中，压臂一(9)为压头机构，压臂二(10)为增力杠杆，平行四边形支杆(11)起控制合力方向作用；压臂二(10)传递给压臂一(9)的压力为F1，平行四边形支杆(11)对压臂一(9)支撑反力为F2，焊接板料(7)对压臂一(9)支撑反力为F3，工作时压臂一(9)受力平衡，即
F1+F2+F3＝0
F1、F2、F3为矢量，其中F1和F2方向确定，根据矢量平衡中方向平衡理论，F3的力线方向肯定沿受力点成顺时针旋转，而焊接板料受到的压紧力与F3为作用力和反作用力关系，大小相等，方向相反，因此，两个压臂一(9)对焊接板料(7)压紧力分力使两块焊接板料(7)焊缝对接面有相互靠近的趋势，保证焊接过程的连续稳定进行。
2.根据权利要求1所述的一种平行四边形琴键压紧机构，其特征在于：所述的平行四边形支杆(11)位置高于焊接板料(7)。
3.根据权利要求1所述的一种平行四边形琴键压紧机构，其特征在于：所述的型胎(6)为运载火箭铝合金贮箱箱底用铝合金板料。
CN201510749975.9A 2015-11-05 2015-11-05 一种平行四边形琴键压紧机构 Active CN105312763B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510749975.9A CN105312763B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 一种平行四边形琴键压紧机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510749975.9A CN105312763B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 一种平行四边形琴键压紧机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105312763A true CN105312763A (zh) 2016-02-10
CN105312763B CN105312763B (zh) 2017-12-22

Family

ID=55241608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510749975.9A Active CN105312763B (zh) 2015-11-05 2015-11-05 一种平行四边形琴键压紧机构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105312763B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106624562A (zh) * 2016-12-30 2017-05-10 无锡华联科技集团有限公司 钢板拼焊琴键式液压压紧机构
CN106695112A (zh) * 2016-11-15 2017-05-24 首都航天机械公司 一种新型轨迹运动琴键压紧机构
CN107570860A (zh) * 2017-09-04 2018-01-12 首都航天机械公司 一种用于弧形壁板立式装配对接纵焊缝焊接装置
CN107962290A (zh) * 2017-11-16 2018-04-27 首都航天机械公司 一种新型轨迹运动琴键压紧机构
CN116475559A (zh) * 2023-05-26 2023-07-25 青岛寰宇乾堃航天特种设备有限公司 一种火箭贮箱壁板搅拌摩擦焊的焊接装置及焊接方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202240254U (zh) * 2011-06-14 2012-05-30 建科机械（天津）股份有限公司 钢筋桁架焊接生产线固定桁架的可调压紧机构
CN103934619A (zh) * 2014-05-08 2014-07-23 安徽大昌科技股份有限公司 一种汽车仪表板转向管柱下安装支架分总成焊接夹具
CN103978300A (zh) * 2014-05-12 2014-08-13 力帆实业(集团)股份有限公司 在板件上嵌入式安装零件座板的焊接工装
CN104923903A (zh) * 2015-07-08 2015-09-23 宁波敏实汽车零部件技术研发有限公司 一种大角度翻转单点傀儡焊机构
CN204725033U (zh) * 2015-06-12 2015-10-28 重庆元谱机器人技术有限公司 焊接用夹具快换工作台

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202240254U (zh) * 2011-06-14 2012-05-30 建科机械（天津）股份有限公司 钢筋桁架焊接生产线固定桁架的可调压紧机构
CN103934619A (zh) * 2014-05-08 2014-07-23 安徽大昌科技股份有限公司 一种汽车仪表板转向管柱下安装支架分总成焊接夹具
CN103978300A (zh) * 2014-05-12 2014-08-13 力帆实业(集团)股份有限公司 在板件上嵌入式安装零件座板的焊接工装
CN204725033U (zh) * 2015-06-12 2015-10-28 重庆元谱机器人技术有限公司 焊接用夹具快换工作台
CN104923903A (zh) * 2015-07-08 2015-09-23 宁波敏实汽车零部件技术研发有限公司 一种大角度翻转单点傀儡焊机构

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106695112A (zh) * 2016-11-15 2017-05-24 首都航天机械公司 一种新型轨迹运动琴键压紧机构
CN106695112B (zh) * 2016-11-15 2019-02-26 首都航天机械公司 一种新型轨迹运动琴键压紧机构
CN106624562A (zh) * 2016-12-30 2017-05-10 无锡华联科技集团有限公司 钢板拼焊琴键式液压压紧机构
CN107570860A (zh) * 2017-09-04 2018-01-12 首都航天机械公司 一种用于弧形壁板立式装配对接纵焊缝焊接装置
CN107570860B (zh) * 2017-09-04 2019-07-12 首都航天机械公司 一种用于弧形壁板立式装配对接纵焊缝焊接装置
CN107962290A (zh) * 2017-11-16 2018-04-27 首都航天机械公司 一种新型轨迹运动琴键压紧机构
CN116475559A (zh) * 2023-05-26 2023-07-25 青岛寰宇乾堃航天特种设备有限公司 一种火箭贮箱壁板搅拌摩擦焊的焊接装置及焊接方法
CN116475559B (zh) * 2023-05-26 2024-05-28 青岛寰宇乾堃航天特种设备有限公司 一种火箭贮箱壁板搅拌摩擦焊的焊接装置及焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105312763B (zh) 2017-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105312763A (zh) 一种平行四边形琴键压紧机构
CN105562906B (zh) 圆管直缝焊接工装及圆管直缝焊接变形控制方法
CN105834608B (zh) 一种同步实现铝和镁异种材料搅拌摩擦点焊‑钎焊‑扩散焊的方法
CN107570860B (zh) 一种用于弧形壁板立式装配对接纵焊缝焊接装置
CN209503309U (zh) 一种搅拌摩擦焊夹装装置
CN106392451A (zh) 一种用于运载火箭贮箱法兰盘环缝焊接的内撑定位装置
CN103586577A (zh) 一种铝导杆与钢爪的摩擦焊接方法
CN107931825A (zh) 大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装
CN110524129A (zh) 一种大尺寸超厚桥梁钢塔承压板焊接变形控制方法
CN206029042U (zh) 一种轮毂小件自动焊接系统
CN113275819A (zh) 一种搅拌摩擦焊工装
CN107363393B (zh) 一种紧凑花键式搅拌摩擦点焊辅助装置
CN108436250A (zh) 一种用于筒体环焊缝搅拌摩擦焊固定工装及焊接方法
CN101733598B (zh) 铝合金板梁结构焊接方法
CN105033615B (zh) 一种套管与桥臂压装夹具及塞焊工艺
CN107877173B (zh) 大型椭球面端面铣削和搅拌摩擦焊接一体化的伺服工装
CN105522246A (zh) 一种超声辅助半固态焊接方法
CN214770105U (zh) 一种精密钣金圆筒接缝焊接定位装夹装置
CN208427834U (zh) 一种用于筒体环焊缝的固定工装
CN215698824U (zh) 筒体搅拌摩擦焊接工装
CN105127656B (zh) 定位夹具及贮箱箱底环缝焊接设备
CN206795036U (zh) 一种针对水冷电机壳搅拌摩擦直缝焊接夹具的支撑机构
US20140077668A1 (en) Friction stir welding parts including one or more expendable portions
CN210499011U (zh) 一种筒体容器组装焊接夹具工装
CN106425207B (zh) 一种三角形零件焊接工装及焊接方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100076 Beijing City, Fengtai District Nanyuan garrison Road No. 2

Co-patentee after: China Academy of Launch Vehicle Technology

Patentee after: Capital Aerospace Machinery Co., Ltd.

Address before: 100076 Beijing City, Fengtai District Nanyuan garrison Road No. 2

Co-patentee before: China Academy of Launch Vehicle Technology

Patentee before: Capital Aerospace Machinery Company

CP01 Change in the name or title of a patent holder
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190805

Address after: 100076 Beijing City, Fengtai District Nanyuan garrison Road No. 2

Co-patentee after: China Academy of Launch Vehicle Technology

Patentee after: Capital Aerospace Machinery Co., Ltd.

Co-patentee after: Beijing Long March launch vehicle equipment Science and Technology Ltd.

Address before: 100076 Beijing City, Fengtai District Nanyuan garrison Road No. 2

Co-patentee before: China Academy of Launch Vehicle Technology

Patentee before: Capital Aerospace Machinery Co., Ltd.

TR01 Transfer of patent right