CN109396858A - 一种焊铣一体装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊铣一体装置，包括与薄壁壳体的内腔形状匹配的多段式模胎，所述的多段式模胎由若干个用于支撑薄壁壳体各环体的分模胎由下往上依次叠加构成，并且相邻分模胎之间还设置有驱动分模胎沿叠加方向移动来调节相邻分模胎间距的轴向移动驱动装置。本发明所述的焊铣一体装置结构简单、紧凑，铣削和焊接的加工只需一次装夹，无需重复装卸环体，简化加工工艺，保障薄壁壳体的环体能精确对位，有效提高铣削、焊接加工效率，提高加工精度，提升焊接质量。

Description

一种焊铣一体装置

技术领域

本发明涉及机焊接辅助装置技术领域，尤其涉及一种焊铣一体装置。

背景技术

大尺寸的回转型的薄壁壳体类零件，例如锥形薄壁类的火箭整流罩、贮箱箱底等，一般采用小块瓜瓣单元拼焊而成。具体的加工方法通常为，将回转型的薄壁壳体类零件沿着其轴向分成若干个环体，在专用的焊接模胎上，先用瓜瓣拼焊组成环体，然后再将若干的环体沿着轴向叠加拼焊组成完整的壳体。在环体对焊时，相邻的环体之间存在一条环形焊缝，焊接前需要对上下环体的进行铣切，使焊边平整，从而保障环体对接的精度和均匀性。目前普遍做法是采用铣削和焊接在两套工装上完成，即先将环体从焊接模胎取下，然后在专用车铣设备上对焊边进行铣切，铣切完毕后再将环体重新装上焊接模胎，环体需要在车铣设备和焊接模胎上重复装夹，工序繁琐，效率低下，而且很难保证两块环体的对接定位精度，难以保障焊接质量，铣削和焊接采用多套工装，设备投入大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种焊铣一体装置，解决目前技术中薄壁壳体的的焊接和铣削采用不同的工装完成，需要重复装卸环体，工序繁琐，效率低下，难以保障对接定位精度，影响焊接质量的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：

一种焊铣一体装置，包括与薄壁壳体的内腔形状匹配的多段式模胎，所述的多段式模胎由若干个用于支撑薄壁壳体各环体的分模胎由下往上依次叠加构成，并且相邻分模胎之间还设置有驱动分模胎沿叠加方向移动来调节相邻分模胎间距的轴向移动驱动装置。本发明所述的焊铣一体装置采用多个分模胎叠加构成与薄壁壳体的内腔形状匹配的整体模胎，并且相邻的分模胎之间的间距可调，从而可以实现铣削和焊接的一体化，无需将薄壁壳体的环体取下，通过增大相邻分模胎之间的间距即可留出铣削加工的空间，在铣削加工完成后再缩小分模胎之间的间距使得相邻的薄壁壳体的环体衔接对其即可进行环形焊缝的焊接，铣削和焊接的加工只需一次装夹操作，分模胎沿着叠放方向在轴向移动驱动装置的作用下精确移动，保障薄壁壳体的环体能精确对位，有效提高铣削、焊接加工效率，提高加工精度，提升焊接质量。

进一步的，所述的分模胎开设有中心孔，多段式模胎上还包括沿分模胎叠加方向的穿过各分模胎中心孔的中心轴，所述的分模胎沿中心轴的轴向自由滑动，中心轴起到精确导向的作用，确保分模胎能沿着叠加方向精确的移动，提高薄壁壳体的环体的对接精度，提高焊接的质量，提升薄壁壳体的加工品质，并且中心轴能增加多段式模胎的整体结构强度。

进一步的，所述的分模胎的中心孔与中心轴之间设置有含油轴承，减小分模胎沿中心轴滑动的摩擦阻力，减小磨损，延长使用寿命。

进一步的，所述的分模胎的中心孔与中心轴上分别设有防止相对旋转的键槽和键，使得分模胎只能沿着中心轴的轴向滑动，避免分模胎发生周向的旋转而出现错位的状况，提高薄壁壳体的环体的对接精度。

进一步的，所述的轴向移动驱动装置为丝杆副驱动装置，结构简单，调节精度高，并且丝杆具有自锁功能，能保障调节到位不会发生偏移，保障加工精度。

进一步的，所述的轴向移动驱动装置包括伺服电机、减速机、丝杆、丝杆螺母、导向滑轨和沿导向滑轨滑动的导向滑块，所述丝杆和导向滑轨的轴向沿着分模胎的叠加方向，所述的伺服电机、减速机与丝杆依次连接，丝杆螺母穿套在丝杆上，伺服电机和减速机连接在上层的分模胎上，并且上层的分模胎还与导向滑块连接，丝杆螺母和导向滑轨固定在下层的分模胎上。伺服电机驱动减速机工作，减速机将伺服电机转速降低、扭矩放大后带动丝杠进行旋转运动，由于丝杆螺母连接在下层的分模胎上固定不动，则伺服电机、减速机和丝杆相对于丝杆螺母进行上下运动，上层的分模胎随着伺服电机、减速机和丝杆一同上下运动，导向滑轨和导向滑块起到精确的导向作用，使得上层的分模胎精确的沿着分模胎的叠加方向进行移动。

进一步的，所述的导向滑轨在丝杆的两侧各设置有一个，提高导向稳定性。

进一步的，所述的轴向移动驱动装置沿分模胎的周向均匀间隔设置有若干个，提高导向稳定性，提高薄壁壳体的环体的对接精度，从而提高焊接的质量。

进一步的，还包括变位机，所述的多段式模胎装置在变位机的模胎安装位上，变位机带动多段式模胎做翻转运动和沿多段式模胎中心线的回转运动，并且变位机还可在铣削加工时作为切削进给。

进一步的，还包括用于将薄壁壳体的相邻上层环体压紧的上压碗机构和用于将薄壁壳体的相邻下层环体压紧的下压碗机构，将薄壁壳体的环体稳定的压紧，保障环体的对接精度，从而提高焊接的质量。

与现有技术相比，本发明优点在于：

本发明所述的焊铣一体装置结构简单、紧凑，铣削和焊接的加工只需一次装夹，无需重复装卸环体，简化加工工艺，保障薄壁壳体的环体能精确对位，有效提高铣削、焊接加工效率，提高加工精度，提升焊接质量。

附图说明

图1为焊铣一体装置的整体结构示意图；

图2为多段式模胎的截面结构示意图；

图3为轴向移动驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开的一种焊铣一体装置，结构简单、紧凑，实现焊接和铣削一体化，无需重复装卸环体，简化加工工艺，提高生产效率，提高环体的对接精确，提高焊接质量。

如图1和图2所示，一种焊铣一体装置，主要包括与薄壁壳体的内腔形状匹配的多段式模胎3，所述的多段式模胎3由若干个用于支撑薄壁壳体各环体的分模胎31由下往上依次叠加构成，并且相邻分模胎31之间还设置有驱动分模胎31沿叠加方向移动来调节相邻分模胎31间距的轴向移动驱动装置5。为了提高分模胎31移动的精确度，在分模胎31开设有中心孔，多段式模胎3上还包括沿分模胎31叠加方向的穿过各分模胎31中心孔的中心轴32，所述的分模胎31沿中心轴32的轴向自由滑动，从而提高薄壁壳体的环体的对接精度，确保相邻环体能够精确的对齐焊边来进行环缝的焊接，进而提高焊接质量，分模胎31的中心孔与中心轴32之间设置有含油轴承33，在分模胎31上下运动过程中减小摩擦阻力，提高动作顺滑性，减小磨损，延长使用寿命，分模胎31的中心孔与中心轴32上分别设有防止相对旋转的键槽和键，避免薄壁壳体的环体在拼接时发生相对旋转，提高环体对接的精度。

在本实施例中，薄壁壳体沿着其轴向分为四部分，对应的多段式模胎3分为四段分模胎31，四个分模胎31由下向上依次为叉环模体、瓜环模体、锥环模体和顶盖模，可根据实际的薄壁壳体的结构、尺寸来设置分模胎31的数量，保障加工精度的同时提高加工效率。

轴向移动驱动装置5采用丝杆副驱动装置，结构简单，移动调节精度高，在本实施例中，如图3所示，轴向移动驱动装置5包括伺服电机51、减速机52、丝杆53、丝杆螺母54、导向滑轨55和沿导向滑轨55滑动的导向滑块56，所述丝杆53和导向滑轨55的轴向沿着分模胎31的叠加方向，所述的伺服电机51、减速机52与丝杆53依次连接，丝杆螺母54穿套在丝杆53上，伺服电机51和减速机52连接在上层的分模胎31上，并且上层的分模胎31还与导向滑块56连接，丝杆螺母54和导向滑轨55固定在下层的分模胎31上，导向滑轨55在丝杆53的两侧各设置有一个、并且轴向移动驱动装置5沿分模胎31的周向均匀间隔设置有若干个，在本实施例中，轴向移动驱动装置5沿着轴向间隔设置有两个。

为使各层的分模胎31能固定在精确位置，伺服电机51可用电子手轮进行微调，必要可采用电子手轮调整薄壁壳体的相邻环体的贴合间隙。

焊铣一体装置还包括变位机，多段式模胎3装置在变位机2的模胎安装位上，变位机2带动多段式模胎3做翻转运动和沿多段式模胎3中心线的回转运动，并且变位机2还可在铣削加工时作为切削进给；焊铣一体装置还包括用于将薄壁壳体的相邻上层环体压紧在上层分模胎31上的上压碗机构1和用于将薄壁壳体的相邻下层环体压紧在下层分模胎31上的下压碗机构4，上压碗机构1、下压碗机构4由压碗结构和压紧力调节螺母组成，上压碗机构1上部固定在最上层的分模胎31上方，上压碗机构1的底部压环与上层环体的表面接触，通过旋转压紧力调节螺母来对上层环体的压紧力进行调节，将薄壁壳体的环体有效夹持固定在分模胎31上，保障加工的稳定性，在铣削或焊接每道环缝时，都需要采用对应的上压碗机构1、下压碗机构4分别对上、下环体进行压紧，提高加工的精度。

采用上述焊铣一体装置的加工过程为：

1)控制变位机2将多段式模胎3置于水平位，即中心轴32处于竖直方向，由下往上的第二层的分模胎31在轴向移动驱动装置5的带动下向上升起，与最下层的分模胎31脱开；

2)吊入待焊的薄壁壳体最下层的环体，高度尺找正，下压碗机构4托住并压紧最下层的环体；

3)吊入薄壁壳体的第二层环体，在铣削进给装置的适当位吸装带划针的磁力吸座，旋转模胎找正第二层环体的上环面；

4)将上压碗机构1吊装到中心轴32上并固定在最上层的分模胎31上方；

5)调整上压碗机构1的压紧力调节螺母，使上压碗机构1均匀压在薄壁壳体的第二层环体上；

6)调整变位机2翻转角度至合适位置，分别铣削加工薄壁壳体最下层的环体和薄壁壳体的第二层环体；

7)铣削完毕后变位机2带动多段式模胎3翻转至水平位置；

8)轴向移动驱动装置5带动第二层的分模胎31下降与最下层的分模胎31合拢，必要时电子手轮调整薄壁壳体最下层的环体和薄壁壳体的第二层环体之间的合缝间隙；

9)调整变位机2翻转多段式模胎3角度至合适位置，开始焊接；

10)完成焊接后，翻转多段式模胎3至水平位置，拆走上压碗机构1、下压碗机构4，过程完毕。

重复上述操作实现薄壁壳体其余上层环体的连接作业，铣削和焊接的加工只需一次装夹，无需重复装卸环体，简化加工工艺，有效提高铣削、焊接加工效率，提高对接精度，提升焊接质量。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊铣一体装置，其特征在于，包括与薄壁壳体的内腔形状匹配的多段式模胎，所述的多段式模胎由若干个用于支撑薄壁壳体各环体的分模胎由下往上依次叠加构成，并且相邻分模胎之间还设置有驱动分模胎沿叠加方向移动来调节相邻分模胎间距的轴向移动驱动装置。

2.根据权利要求1所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的分模胎开设有中心孔，多段式模胎上还包括沿分模胎叠加方向的穿过各分模胎中心孔的中心轴，所述的分模胎沿中心轴的轴向自由滑动。

3.根据权利要求2所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的分模胎的中心孔与中心轴之间设置有含油轴承。

4.根据权利要求2所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的分模胎的中心孔与中心轴上分别设有防止相对旋转的键槽和键。

5.根据权利要求1所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的轴向移动驱动装置为丝杆副驱动装置。

6.根据权利要求5所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的轴向移动驱动装置包括伺服电机、减速机、丝杆、丝杆螺母、导向滑轨和沿导向滑轨滑动的导向滑块，所述丝杆和导向滑轨的轴向沿着分模胎的叠加方向，所述的伺服电机、减速机与丝杆依次连接，丝杆螺母穿套在丝杆上，伺服电机和减速机连接在上层的分模胎上，并且上层的分模胎还与导向滑块连接，丝杆螺母和导向滑轨固定在下层的分模胎上。

7.根据权利要求6所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的导向滑轨在丝杆的两侧各设置有一个。

8.根据权利要求6所述的焊铣一体装置，其特征在于，所述的轴向移动驱动装置沿分模胎的周向均匀间隔设置有若干个。

9.根据权利要求1所述的焊铣一体装置，其特征在于，还包括变位机，所述的多段式模胎装置在变位机的模胎安装位上，变位机带动多段式模胎做翻转运动和沿多段式模胎中心线的回转运动。

10.根据权利要求9所述的焊铣一体装置，其特征在于，还包括用于将薄壁壳体的相邻上层环体压紧的上压碗机构和用于将薄壁壳体的相邻下层环体压紧的下压碗机构。