CN107877070A - 一种新型柔性工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种新型柔性工装及其使用方法，用于装夹零件机匣，所述工装包括：圆形底板，圆形底板上设置有环形凸台，圆形底板上沿周向设置多组夹持机构，夹持结构对零件机匣的支板进行夹持定位，圆形底板上还沿周向设置多个定位销，定位销水平放置，且定位销端部对正于支板。实现了组件焊接时的单体定位功能和零件焊接后的单体位置测量功能，将零件焊接后的测量成本、零件周转成本几乎降低为零，还可使零件的校正和测量同时在工装上一次完成，零件偏差非常直观，校正效率大幅提高，加工质量提高，通过定位销和锥形盲孔的配合，完成零件的定位和测量，使用工装进行定位的方法定位精度高，定位、测量功能转换灵活，达到柔性焊接‑测量一体功能的实现。

Description

一种新型柔性工装及其使用方法

技术领域：

本发明涉及航空发动机焊接技术领域，具体涉及一种新型柔性工装及其使用方法。

背景技术：

熔焊焊接加工在制造业加工中是仅次于机械加工的重要加工手段，而“大型焊接组件焊接加工”的加工方法又是熔焊焊接中的一种典型加工结构。因此，提高“大型焊接组件焊接加工”的加工质量对提高焊接行业乃至制造业的加工水平都具有十分重要的意义。

“大型焊接组件焊接加工”面临的最大技术难点就是在组件焊接前，对单体定位精度的保证，以及焊接完成后对零件进行高精度、高效测量和测量后对零件校正的连续加工过程。

现有的加工手段是采用专用焊接定位焊夹对零件进行测量，由于测量中需对基准进行转化，导致测量结果的精度大大降低，同时由于大型焊接组件的校正与测量都是独立进行，无法做到实时对应，这样就使得零件校正精度很低，测量和校正需要反复进行多次，这就使得零件的校正和测量成本进一步大幅提高，加工周期大大延长。

目前在工厂的作业实践中，组件在焊接过程中为保证焊接位置的精度，需借助工艺装配来确定单体的位置度，组件在随后的焊接生产的焊接应力会使得单体的位置精度下降或者超差，需要在专用的设备上进行测量并以此为依据来校正零件。

为适应现代航空发动机性能的不断提升，航空发动机的加工精度不断提高，且加工呈现大型化的需求，航空用的大型焊接组件在焊接加工中需要提出一种新型柔性工装及其使用方法，来解决上述问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种新型柔性工装及其使用方法，同时具备组件焊接时的单体定位功能和零件焊接后的单体位置测量功能，可以使零件的校正和测量同时在工装上一次完成，零件偏差非常直观，校正效率大幅提高，加工质量大大提高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供的一种新型柔性工装，用于装夹零件机匣，所述零件机匣包括筒状结构，所述筒状结构外壁上沿周向分布有多个支板，所述工装包括：圆形底板，所述圆形底板上设置有环形凸台，所述筒状结构套装在所述环形凸台上进行定位，所述圆形底板上沿周向设置多组夹持机构，所述夹持结构对所述支板进行夹持定位，所述圆形底板上还沿周向设置多个定位销，所述定位销水平放置，且定位销朝向圆形底板中轴线的一端端部对正于所述支板。

一组所述夹持机构包括在所述圆形底板上沿周向设置的两个立板，两个所述立板之间相隔一端距离，所述支板插装于两个所述立板之间，两个所述立板上对应位置均朝向所述支板开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔上螺纹连接有螺栓，所述支板夹持于两个所述螺栓之间，所述螺栓端部设置有螺母。

两个所述立板之间的距离大于等于所述支板的厚度。

所述支板朝向所述定位销的端面开设有锥形盲孔，所述定位销的端部伸入所述锥形盲孔中。

所述圆形底板上沿周向设置有多个连接座，且所述连接座对正于所述支板，所述连接座上朝向所述圆形底板中轴线的方向开设有螺纹孔，所述定位销螺纹连接于所述螺纹孔中。

上述一种新型柔性工装的使用方法，其具体步骤如下：

步骤一：将所述机匣安装于所述圆形底板上，即所述筒状结构套装在所述环形凸台上进行定位，所述支板夹持于所述夹持机构中；

步骤二：调整夹持机构，对所述支板的位置进行定位；

步骤三：在所述机匣上需要焊接部分进行焊接作业，且在作业过程中，观察所述定位销与所述支板的对正情况，当所述定位销与所述支板对齐时，继续焊接作业，当所述定位销与所述支板位置发生偏差时，调整焊接位置，使所述支板回到理论位置，即所述定位销与所述支板对齐，继续焊接作业。

所述步骤三中，在所述支板朝向所述定位销的端面开设有锥形盲孔，所述定位销的端部伸入所述锥形盲孔中，观察所述定位销端部与所述锥形盲孔对正情况，在保证所述定位销与所述锥形盲孔为对正状态下，进行焊接作业。

本发明一种新型柔性工装及其使用方法的有益效果：本发明的工装结构实现了组件焊接时的的单体定位功能和零件焊接后的单体位置测量功能，将零件焊接后的测量成本、零件周转成本几乎降低为零，还可以使零件的校正和测量同时在工装上一次完成，零件偏差非常直观，校正效率大幅提高，加工质量大大提高，通过定位销和锥形盲孔的配合，完成零件的定位和测量，使用工装进行定位的方法定位精度高，定位、测量功能转换灵活，达到柔性焊接-测量一体功能的实现，将其在行业中进行推广，将产生很大的经济效益，目前在已有的大型焊接机匣类零件的加工上已经取得了成功，获得了很好的经济成果，稳定提高了零件的加工质量，拥有十分广泛的应用前景。

有效的解决了大型焊接组件焊接定位和焊接后测量的难题，极大节省了以往零件测量需动用大型测量设备的测量成本以及零件在校正和测量加工中反复周转的加工成本，同时也零件周转带来的生产周期的延长，很好的实现了单体定位精度的保证，以及焊接完成后对零件进行高精度、高效测量和测量后对零件校正的连续加工过程，免除了零件的测量成本，提高了零件的校正效率和加工质量。

附图说明：

图1为本发明新型柔性工装的结构示意图；

图2为零件机匣的结构示意图；

图3为夹持机构的结构示意图；

图4为新型柔性工装与零件机匣的装配示意图；

1-筒状结构，2-支板，3-圆形底板，4-环形凸台，5-夹持机构，6-定位销，7-焊缝，8-立板，9-螺栓，10-螺母。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

根据图1所示，本发明提供的一种新型柔性工装，用于装夹零件机匣，根据图2所示，所述零件机匣包括筒状结构1，所述筒状结构1外壁上沿周向分布有多个支板2，所述支板2与所述筒状结构相接处为焊缝7，所述工装包括：圆形底板3，所述圆形底板3上设置有环形凸台4，如图4所示，所述筒状结构1套装在所述环形凸台4上进行定位，所述圆形底板3上沿周向设置多组夹持机构5，所述夹持结构5对所述支板2进行夹持定位，实现零件装配后的定位，保证定位焊接的精度，所述圆形底板3上还沿周向设置多个定位销6，所述定位销6水平放置，且定位销6朝向圆形底板3中轴线的一端端部对正于所述支板2，所述定位销6可直接快速进行更换，即可更改定位销6的结构以适应不同零件和不同的来件状态，也能在定位销6磨损的情况下得到及时快速的更换，制造成本低，使用方便，更换迅速，不影响工厂的作业。

进一步地，如图3所示，一组所述夹持机构5包括在所述圆形底板上沿周向设置的两个立板8，两个所述立板8之间相隔一端距离，且两个所述立板8之间的距离大于等于所述支板2的厚度，所述支板2插装于两个所述立板8之间，两个所述立板8上对应位置均朝向所述支板2开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔上螺纹连接有螺栓9，所述螺栓9端部设置有螺母10，通过所述螺母10进行锁紧，所述支板2夹持于两个所述螺栓9之间。

进一步地，所述支板2朝向所述定位销6的端面开设有锥形盲孔，所述定位销6的端部伸入所述锥形盲孔中，通过定位销6和锥形盲孔的配合定位，确定所述支板2的轴向位置和径向位置，且由于定位销6具有定位功能，在校正过程中，还能通过定位销6和锥形盲孔的配合，以测量校正量，给后续的校正以直观的指导。

进一步地，所述圆形底板3上沿周向设置有多个连接座，以调整所述所述定位销的高度，且所述连接座对正于所述支板2，所述连接座上朝向所述圆形底板3中轴线的方向开设有螺纹孔，所述定位销螺纹连接于所述螺纹孔中。

上述一种新型柔性工装的使用方法，其具体步骤如下：

步骤一：将所述机匣安装于所述圆形底板3上，即所述筒状结构1套装在所述环形凸台4上进行定位，所述支板2夹持于所述夹持机构5中；

步骤二：调整夹持机构5，对所述支板2的位置进行定位；

步骤三：在所述机匣上需要焊接部分进行焊接作业，且在作业过程中，观察所述定位销6与所述支板2的对正情况，当所述定位销6与所述支板2对齐时，继续焊接作业，当所述定位销6与所述支板2位置发生偏差时，调整焊接位置，使所述支板2回到理论位置，即所述定位销6与所述支板2对齐，继续焊接作业。

进一步地，所述步骤三中，在所述支板2朝向所述定位销6的端面开设有锥形盲孔，所述定位销6的端部伸入所述锥形盲孔中，观察所述定位销6端部与所述锥形盲孔对正情况，通过调整和夹持作业，起到对所述支板2的整体位置进行定位的作用，在保证所述定位销6与所述锥形盲孔为对正状态下，进行焊接作业，即在焊接过程中，不断调整焊接位置，通过与定位销6的对比，不断修正焊接位置，达到控制零件焊接变形的目的。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种新型柔性工装，用于装夹零件机匣，所述零件机匣包括筒状结构，所述筒状结构外壁上沿周向分布有多个支板，其特征在于：所述工装包括：圆形底板，所述圆形底板上设置有环形凸台，所述筒状结构套装在所述环形凸台上进行定位，所述圆形底板上沿周向设置多组夹持机构，所述夹持结构对所述支板进行夹持定位，所述圆形底板上还沿周向设置多个定位销，所述定位销水平放置，且定位销朝向圆形底板中轴线的一端端部对正于所述支板。

2.根据权利要求1所述的一种新型柔性工装，其特征在于：一组所述夹持机构包括在所述圆形底板上沿周向设置的两个立板，两个所述立板之间相隔一端距离，所述支板插装于两个所述立板之间，两个所述立板上对应位置均朝向所述支板开设有螺纹通孔，所述螺纹通孔上螺纹连接有螺栓，所述支板夹持于两个所述螺栓之间，所述螺栓端部设置有螺母。

3.根据权利要求2所述的一种新型柔性工装，其特征在于：两个所述立板之间的距离大于等于所述支板的厚度。

4.根据权利要求1所述的一种新型柔性工装，其特征在于：所述支板朝向所述定位销的端面开设有锥形盲孔，所述定位销的端部伸入所述锥形盲孔中。

5.根据权利要求1所述的一种新型柔性工装，其特征在于：所述圆形底板上沿周向设置有多个连接座，且所述连接座对正于所述支板，所述连接座上朝向所述圆形底板中轴线的方向开设有螺纹孔，所述定位销螺纹连接于所述螺纹孔中。

6.根据权利要求1所述的一种新型柔性工装的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：将所述机匣安装于所述圆形底板上，即所述筒状结构套装在所述环形凸台上进行定位，所述支板夹持于所述夹持机构中；

步骤二：调整夹持机构，对所述支板的位置进行定位；

步骤三：在所述机匣上需要焊接部分进行焊接作业，且在作业过程中，观察所述定位销与所述支板的对正情况，当所述定位销与所述支板对齐时，继续焊接作业，当所述定位销与所述支板位置发生偏差时，调整焊接位置，使所述支板回到理论位置，即所述定位销与所述支板对齐，继续焊接作业。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，在所述支板朝向所述定位销的端面开设有锥形盲孔，所述定位销的端部伸入所述锥形盲孔中，观察所述定位销端部与所述锥形盲孔对正情况，在保证所述定位销与所述锥形盲孔为对正状态下，进行焊接作业。