CN107931825B - 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)；
大型椭球面工件(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，通过螺钉对大型椭球面工件(1)进行压紧；
升降机构(7)包括限位挡块(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)实现大型椭球面工件(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，其特征在于：大型椭球面工件(1)为大型椭球回转体的一部分，由若干大型椭球面工件(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，露出大型椭球面工件(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)对大型椭球面工件(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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