CN107931825A - 大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,包括固定底座、升降模胎、调整机构、机械压条以及升降机构;工件与升降模胎贴合,通过固定在升降模胎上的调整机构调整在升降模胎上的位置;机械压条两端固定在升降模胎上;升降机构包括升降机构由限位挡块、液压缸、导向轴以及液压缸底座;液压缸底座上通过螺纹联结固定有若干导向轴;液压缸通过螺纹固定在液压缸底座中间位置;液压缸底座上安装有限位挡块;升降模胎底部加工有若干导向孔与一个螺纹孔,分别与导向轴以及液压缸的推杆联结;调整机构由调整座与调整螺钉组成,旋转调整螺钉实现工件位置微调。本发明提高了大型椭球面工件搅拌摩擦焊接的生产效率,实现原位铣边与焊接。

Description

大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装
技术领域
本发明涉及焊接工程领域,尤其是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接方法与装配工装。
背景技术
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding简称FSW)是英国焊接研究所(TWI)于1991年10月提出的发明专利。搅拌摩擦焊工艺最初主要用于解决铝合金等低熔点材料的焊接,关于搅拌摩擦焊工艺的特点和应用等,TWI进行了较多的研究。
对于搅拌摩擦焊接工艺而言,对焊前工件对接面有着一定的要求,一般要求对接面最大间隙不大于0.2mm,最大错隙不大于0.2mm。对于大型椭球面工件拼接而言,其焊缝属于空间曲线,并且焊缝较长,对接面精度很难保证,影响搅拌摩擦焊接焊缝质量。
本发明专利涉及的工装可以实现对大型椭球面工件的定位加紧,保证对接面最大错隙不大于0.2mm,并且可以实现工件焊前铣边,保证对接面最大间隙不大于0.2mm,提高大型椭球面工件的搅拌磨擦焊接对接面精度,保证焊接强度与焊接稳定性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装。
根据本发明提供的一种大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,包括固定底座6、升降模胎5、调整机构4、机械压条3以及升降机构7;
工件1与升降模胎5贴合,通过固定在升降模胎5上的调整机构4调整在升降模胎5上的位置;
机械压条3两端固定在升降模胎5上,开有若干螺纹孔,通过螺钉对工件1进行压紧;
升降机构7包括升降机构由限位挡块8、液压缸9、导向轴10以及液压缸底座11;液压缸底座11上通过螺纹联结固定有若干导向轴10;液压缸9通过螺纹固定在液压缸底座11中间位置;液压缸底座上安装有限位挡块8;
升降模胎5底部加工有若干导向孔与一个螺纹孔,分别与导向轴10以及液压缸9的推杆联结;
调整机构4由调整座12与调整螺钉13组成,旋转调整螺钉13实现工件1位置微调。
优选地,工件1为大型椭球回转体的一部分,由若干工件1可拼焊成为一个大型椭球回转体,焊接时固定在升降模胎5上。
优选地,铣边状态时,每个升降模胎5都可单独上升,露出工件1的焊缝对接面2,完成铣边;焊接状态时,升降模胎5原位下降,再通过调整机构4对工件1进行位置微调,完成拼缝,进行焊接。
优选地,升降模胎5由升降机构7的液压缸9推动实现竖直方向上的上升与下降,上升位置由限位挡块8确定。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明提高了大型椭球面工件搅拌摩擦焊接的生产效率,特别对于对界面加工质量较差的工件,在一套工装上即可完成铣边与焊接两道工序。
2、本发明提高了大型椭球面工件的搅拌磨擦焊接对接面精度,保证焊接强度与焊接稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装的工件结构示意图。
图2是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装总体结构图。
图3是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装升降机构分布示意图。
图4是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装升降机构结构图。
图5是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装调整机构结构图。
图6是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装铣边状态示意图。
图7是大型椭球面工件的搅拌摩擦焊拼接工装焊接状态示意图。
图中:1.大型椭球面工件,2.焊缝对接面,3.机械压条,4.调整机构,5.升降模胎,6.固定底座,7.升降机构,8.限位挡块,9.液压缸,10.导向轴,11.液压缸底座12.调整座13.调整螺钉
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示,所述大型椭球面工件1为椭球回转体的一部分,2个工件如图1所示拼接,焊缝对接面2位置如图所示,共8个工件可焊接成为一个椭球回转体。
参照图2与图3所示,图3为拆去升降模胎5、调整机构4以及机械压条3后的工装结构图,所述拼接工装主要由固定底座6、升降模胎5、调整机构4、机械压条3以及升降机构7组成。在本例中,固定底座6上均布了8个升降机构7,分别对应8个升降模胎5。升降模胎5与大型椭球面工件1内表面匹配,将大型椭球面工件1与升降模胎5贴合,并通过调整机构4调整工件1在升降模胎5上的位置并进行定位。机械压条3两端通过螺钉固定在升降模胎5上,上方开有若干螺纹孔,拧上螺钉后对工件1进行压紧。
参照图4所示,所述升降机构由限位挡块8、液压缸9、导向轴10以及液压缸底座11组成;液压缸底座11为等边三角形零件,通过螺钉固定在固定底座6上,等边三角形三个顶点上通过螺纹联结固定有导向轴10,液压缸9通过螺纹固定在液压缸底座11上,等边三角形两边上安装有限位挡块8;所述升降模胎5上加工有对应的三个导向孔与一个螺纹孔,分别与导向轴10以及液压缸9的推杆联结,从而升降模胎5可以由液压缸9推动实现竖直方向上的上升与下降,上升位置由限位挡块8确定。
参照图5所示,所述调整机构4由调整座12与调整螺钉13组成。旋转调整螺钉13便可对工件1在升降模胎5上的位置进行微调,满足焊接定位需求。
参照图6与图7所示,所述工装可以单独控制任意一个升降机构7推动升降模胎5上升,从而预留出对工件1的焊缝对接面2的铣边位置,整个过程工件1紧紧装夹在升降模胎5上,铣边完成后升降机构7推动升降模胎5原位下降,便可回到焊接状态,并通过调整机构4对工件1的位置进行调整,重复铣边-调整位置的过程,直到焊缝对接面2满足对缝精度要求。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,其特征在于:包括固定底座(6)、升降模胎(5)、调整机构(4)、机械压条(3)以及升降机构(7);
工件(1)与升降模胎(5)贴合,通过固定在升降模胎(5)上的调整机构(4)调整在升降模胎(5)上的位置;
机械压条(3)两端固定在升降模胎(5)上,开有若干螺纹孔,通过螺钉对工件(1)进行压紧;
升降机构(7)包括升降机构由限位挡块(8)、液压缸(9)、导向轴(10)以及液压缸底座(11);液压缸底座(11)上通过螺纹联结固定有若干导向轴(10);液压缸(9)通过螺纹固定在液压缸底座(11)中间位置;液压缸底座上安装有限位挡块(8);
升降模胎(5)底部加工有若干导向孔与一个螺纹孔,分别与导向轴(10)以及液压缸(9)的推杆联结;
调整机构(4)由调整座12与调整螺钉(13)组成,旋转调整螺钉(13)实现工件(1)位置微调。
2.根据权利要求1所述的大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,其特征是:工件(1)为大型椭球回转体的一部分,由若干工件(1)可拼焊成为一个大型椭球回转体,焊接时固定在升降模胎(5)上。
3.根据权利要求1所述的大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,其特征在于:铣边状态时,每个升降模胎(5)都可单独上升,露出工件(1)的焊缝对接面(2),完成铣边;焊接状态时,升降模胎(5)原位下降,再通过调整机构(4)对工件(1)进行位置微调,完成拼缝,进行焊接。
4.根据权利要求1所述的大型椭球面工件的搅拌摩擦焊接拼接工装,其特征在于:升降模胎(5)由升降机构(7)的液压缸(9)推动实现竖直方向上的上升与下降,上升位置由限位挡块(8)确定。
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