CN105773040A - 环形构件内部折展夹具 - Google Patents

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Abstract

一种环形构件内部折展夹具，包括：中心立柱组件、夹具基座、载力组件和折展校形组件，其中：中心立柱组件底端设置于夹具基座上，折展校形组件通过载力组件与中心立柱组件顶端相连，折展校形组件与中心立柱组件之间连有若干用于传动的辅助杆，本发明采用多点加载，使得夹具加载与校形效果更均匀，具有辅助支撑杆件、力加载机构等辅助组件，提高了夹具的精度、刚度与校形能力，提高了薄壁筒体构件的装配焊接质量。

Description

环形构件内部折展夹具
技术领域
本发明涉及的是一种装配焊接领域的技术，具体是一种环形构件内部折展夹具。
背景技术
薄壁筒体构件，如火箭燃料贮箱，在最终装配焊接时，需要采用搅拌摩擦焊接技术将筒段和其端盖通过环缝焊接。在焊接过程中，需要采用内部支撑校形和外部压紧定位两套夹具，即内撑夹具和外压夹具，对构件进行装夹定位。在实现筒体构件封闭环缝焊接时，由于结构限制，内撑夹具只能通过构件狭窄的空洞伸入筒体内部，这使得内撑夹具必须具有折叠和展开功能。内撑夹具折叠后通过空洞伸入到筒体结构内部，达到预定位置后夹具展开成标准圆环，对筒体内部进行支撑与校形。
经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN102152259A，公开日为2011年08月17日，公开了一种修正圆形筒体的支撑夹具，该支撑夹具包括中心筒体、支撑杆、丝杆固定架和支撑臂，丝杆固定架为正多边形，正多边形的每条边的中心设置安装孔，若干支撑杆的一端均匀分布焊接在中心筒体的外壁上，支撑杆的另一端插入到丝杆固定架的正多边形的每条边的安装孔内，支撑杆的顶部安装支撑臂。但该装置需要手工对每个杆件进行安装调节，并且该装置结构固定，不具备折展功能，无法应用于有狭窄空间限制的应用场合。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种环形构件内部折展夹具。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：中心立柱组件、夹具基座、载力组件和折展校形组件，其中：中心立柱组件底端设置于夹具基座上，折展校形组件通过载力组件与中心立柱组件顶端相连，折展校形组件与中心立柱组件之间连有若干用于传动的辅助杆。
所述的中心立柱组件包括：若干立杆以及与辅助杆相连的辅助杆连接工作台，其中：立杆呈环形设置于夹具基座形成筒形结构，辅助杆连接工作台套设于该筒形结构且与立杆相连。
所述的载力组件包括：法兰盘、移动平台和设置于立杆顶端的加载基座，其中：法兰盘设置于加载基座中心处，移动平台环布于加载基座上且与法兰盘通过短连杆活动相连。
所述的加载基座设有与移动平台相配合的径向直线导轨，以使移动平台沿径向移动。
所述的法兰盘连有用于驱动法兰盘转动的转动驱动机构。
所述的折展校形组件包括：呈弧形的校形杆和支撑杆，其中：校形杆一端与一支撑杆前端活动相连，其另一端滑动设置于另一支撑杆杆体，支撑杆后端与移动平台转动相连。
所述的支撑杆杆体设有滑块，滑块上设有T型轴，该T型轴通过长连杆与对应校形杆端部活动相连。
所述的立杆形成的筒形结构上套设有拉线工作台，该拉线工作台通过绳索与辅助杆相连。
所述的立杆顶端设有用于绳索导向的定滑轮。
所述的立杆底端设有用于驱动拉线工作台和辅助杆连接工作台的直线驱动机构。
技术效果
与现有技术相比，本发明采用多点加载，使得夹具加载与校形效果更均匀，具有辅助支撑杆件、力加载机构等辅助组件，提高了夹具的精度、刚度与校形能力，提高了薄壁筒体构件的装配焊接质量。
附图说明
图1为折展夹具立体结构示意图；
图2为中心立柱组件结构示意图；
图3为载力组件结构示意图；
图4为折展校形组件部分结构示意图；
图中：1夹具基座、2中心立柱组件、3载力组件、4辅助杆、5折展校形组件、201立杆、202直线驱动机构、203拉线工作台、204辅助杆连接工作台、205定滑轮、301加载基座、302移动平台、303短连杆、304法兰盘、305转动驱动机构、501支撑杆、502校形杆、503长连杆、504T型轴、505滑块、506连接基座。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例包括：夹具基座1、中心立柱组件2、载力组件3以及能够收缩展开的折展校形组件5，其中：夹具基座1通过地脚螺栓固定于地面上，中心立柱组件2的下端与夹具基座1相连，且设有多组直线驱动机构202，用于驱动夹具的折叠、收缩以及辅助加载。载力组件3设置于中心立柱组件2上端，以施加校形力并具备一定的径向位移调整功能。中心立柱组件2和折展校形组件5之间还连有辅助杆4，来辅助支撑以及传递驱动力。
如图2所示，所述的中心立柱组件2包括：四个立杆201以及与辅助杆4相连的辅助杆连接工作台204，其中：立杆201底端呈环形设置于夹具基座1形成筒形结构，辅助杆连接工作台201套设于该筒形结构且与立杆201相连。立杆201上位于辅助杆连接工作台204之下设有拉线工作台203，套设于筒形结构上，立杆201上部设有定滑轮205组。用于驱动拉线工作台203和辅助杆连接工作台204的直线驱动机构202由直线电机、减速机、丝杠、直线导轨和滑动部件组成，从而驱动拉线工作台203和辅助杆连接工作台204沿着立杆201上下移动。辅助杆连接工作台204与辅助杆4通过转动副连接，以驱动折展校形组件5的展开或收缩。
如图3所示，所述的载力组件3包括：法兰盘404、移动平台302和设置于立杆201顶端的加载基座301，其中：法兰盘404呈多边形且设置于加载基座301中心处，移动平台302环布于加载基座301上且与法兰盘404通过短连杆303活动相连。法兰盘404连有转动驱动机构305，该转动驱动机构305包括伺服电机和减速机。转动驱动机构305设置于加载基座301上，其输出端与法兰盘404相连，以提供大扭矩输出。法兰盘404与八个移动平台302通过短连杆303相连，各个移动平台302底部连有滑动块，使得移动平台302能够在设置于加载基座301上的直线导轨中沿径向移动。法兰盘404、短连杆303以及移动平台302组成了一套曲柄滑块505机构，依靠该机构的死点位置实现力的放大和机构锁死功能。该死点位置指的是法兰盘404转动到使短连杆303与法兰盘404半径方向平行时的位置。
如图4所示，所述的折展校形组件5包括：八个呈弧形的校形杆502和八个支撑杆501，其中：所有校形杆502能够展开组成圆环，任一校形杆502一端与一支撑杆501前端活动相连，其另一端滑动设置于另一支撑杆501杆体，支撑杆501后端通过连接基座506与移动平台302转动相连。每个移动平台302都与一个支撑杆501通过连接基座506转动相连。支撑杆501前端通过球关节与校形杆502一端相连，该校形杆502的另一端则通过长连杆503和T型轴504与设置于相邻另一支撑杆501杆体上的滑块505相连。T型轴504一侧通过转动副与长连杆503相连，另一侧通过转动副与滑块505相连。该滑块505能够沿着其所在支撑杆501滑动，从而带动校形杆502的一端沿着支撑杆501滑动。每个支撑杆501前端都与连有一校形杆502，其杆体滑动连有另一校形杆502。由一个校形杆502和两个支撑杆501扇形机构为一个三自由度机构，可以实现机构的展开与收缩功能。
所述的拉线工作台203连有绳索，该绳索另一端绕过定滑轮205后与辅助杆4相连，以拉动辅助杆4收缩，从而带动整个夹具收缩。
本装置展开时，所述的辅助杆连接工作台204向上移动，拉线工作台203也随之协调移动，推动辅助杆4向上移动，辅助杆4带动支撑杆501上的滑块505滑动，使得折展校形组件5中的支撑杆501向上转动，校形杆502也随之移动到支撑杆501端头部，实现整个折展校形组件5的展开成近似圆形。随后，载力组件3进一步进行展开驱动，法兰盘404转动驱动移动平台302径向移动，推动支撑杆501前移，实现校形杆502所组成的圆的半径进一步扩大至与筒体构件内壁接触，并达到自锁，并对内壁施加校形力。装置收缩时，过程与展开相反，拉线工作台203和辅助杆连接工作台204下移，带动辅助杆4上移，带动折展校形组件5的收缩，从而实现整个装置的收缩。
与现有技术相比，本发明采用多点加载，使得夹具加载与校形效果更均匀，具有辅助支撑杆件、载力机构等辅助组件，提高了夹具的精度、刚度与校形能力，提高了筒体构件的装配焊接质量。

Claims (7)

1.一种环形构件内部折展夹具，其特征在于，包括：中心立柱组件、夹具基座、载力组件和折展校形组件，其中：中心立柱组件底端设置于夹具基座上，折展校形组件通过载力组件与中心立柱组件顶端相连，折展校形组件与中心立柱组件之间连有若干用于传动的辅助杆；
所述的中心立柱组件包括：若干立杆以及与辅助杆相连的辅助杆连接工作台，其中：立杆呈环形设置于夹具基座形成筒形结构，辅助杆连接工作台套设于该筒形结构且与立杆相连；
所述的载力组件包括：法兰盘、移动平台和设置于立杆顶端的加载基座，其中：法兰盘设置于加载基座中心处，移动平台环布于加载基座上且与法兰盘通过短连杆活动相连；
所述的折展校形组件包括：呈弧形的校形杆和支撑杆，其中：校形杆一端与一支撑杆前端活动相连，其另一端滑动设置于另一支撑杆杆体，支撑杆后端与移动平台转动相连。
2.根据权利要求1所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的加载基座设有与移动平台相配合的径向直线导轨，以使移动平台沿径向移动。
3.根据权利要求1所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的法兰盘连有用于驱动法兰盘转动的转动驱动机构。
4.根据权利要求1所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的支撑杆杆体设有滑块，滑块上设有T型轴，该T型轴通过长连杆与对应校形杆端部活动相连。
5.根据权利要求1所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的立杆形成的筒形结构上套设有拉线工作台，该拉线工作台通过绳索与辅助杆相连。
6.根据权利要求1或5所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的立杆顶端设有用于绳索导向的定滑轮。
7.根据权利要求1或5所述的环形构件内部折展夹具，其特征是，所述的立杆底端设有用于驱动拉线工作台和辅助杆连接工作台的直线驱动机构。
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