CN110819788A - 一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置及装夹方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置及装夹方法，限位装置包括外盘、内盘、底盘、定心轴和压板，外盘、内盘、底盘均为带中心孔的圆盘件，并且三者装配在定心轴上。外盘的外周面为一条第一环形外圆柱面，第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的外层结构的内表面紧贴；内盘的外周面为一条第二环形外圆柱面，且第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的内层结构的外表面紧贴；底盘的上端面上设置有通过第一螺栓连接的压板，双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边位于压板与底盘的上端面之间。采用本发明的限位装置进行装夹保证了热处理后内、外层安装边同心，控制内、外层安装边的椭圆度，同时保证内外层安装边和大端出口段同心，减少了车加工前校正量，保证装配要求。

Description

一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置及装夹方法
技术领域
本发明属于热加工技术领域，涉及一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置及装夹方法。
背景技术
如图1所示，在航空发动机组件装配过程中，涉及一种双层结构组合件的焊接，焊接完热处理后内外圈变形大，后期机加工校正工作量很大，加工过程中反映该零件影响加工进度。对该零件进行车加工内、外层安装边时，出现零件变形大，内外层安装边同心度差、校正工作量大、车加工切到零件主体等现象。因该零件热处理时无配套专用工装，自由状态下进行去焊接应力热处理，导致零件热处理后变形大，内外层安装边同心差，大头出口处间隙不均匀，增加后续车加工繁重的校正工作量。现需要设计制造一种热处理限位装置，在热处理时使用限位装置对内、外层安装边进行限位，保证热处理后内外层安装边同心，控制内、外层安装边的椭圆度，同时保证内外层安装边和大端出口段同心，减少车加工前校正量，保证装配要求。
发明内容
本发明旨在提供一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置及装夹方法，在热处理时使用限位装置对内外层安装边和大头出口处圆度和同心进行限位，保证热处理后内外层安装边同心，控制内、外层安装边的椭圆度，同时保证内外层安装边和大端出口段同心，减少车加工前校正量，保证装配要求。
本发明的双层结构焊接件热处理的限位装置及装夹方法原理是：先根据实际零件内、外层安装边和内、外层大端出口间隙尺寸设计制造一套限位装置；其次，在装夹时，采用自制限位装置竖直装入内、外层安装边之间的间隙中，调整限位装置装配到位，内、外层安装边使用压板压紧，大端出口处使用圆盘限位，保证装夹定位稳定性；最后，将装好限位装置的零件一起进行去焊接应力热处理，出炉后随零件一起冷却到室温。
本发明是通过下述的技术方案实现的：
一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，包括，
外盘，所述外盘包括一条第一环形外圆柱面，且第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的外层结构的内表面紧贴；
内盘，所述内盘包括一条第二环形外圆柱面，且第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的内层结构的外表面紧贴；
底盘，所述底盘的上端面上设置有压板，双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边位于压板与底盘的上端面之间；
所述第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面同轴线且轴线垂直于底盘的上端面；
所述压板包括用于外层安装边压紧的第一压板和内层安装边压紧的第二压板，第一压板和第二压板为外径不等的环形件，且第一压板、第二压板、第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面同轴。
进一步，所述外盘为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件的下端面上有一环形凸起，环形凸起的外圆柱面与圆盘件的外圆柱面形成第一环形外圆柱面，圆盘件上开有吊环用第一螺孔。
进一步，所述内盘为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件的外圆柱面形成第二环形外圆柱面，圆盘件上开有吊环用第二螺孔。
进一步，所述底盘为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件上开有多个轴线平行于圆盘件轴线的螺纹通孔，且螺纹通孔位于不同直径的圆周上，所述圆周与底盘同心。
进一步，所述第一压板和第二压板上开有环形槽口，且第一压板和第二压板通过穿过环形槽口的第一螺栓与底盘连接，环形槽口的槽宽大于第一螺栓的外径。
进一步，所述外盘、内盘和底盘与同一根定心轴相连。
优选的，所述定心轴上设置有上定位台阶和下定位台阶，内盘置于上定位台阶上且内盘的端面与外盘的端面紧贴，底盘通过第二螺栓与下定位台阶相连。
优选的，所述底盘上端面开有用于放置双层结构焊接组合件外层安装边及内层安装边的凹槽。
进一步，双层结构焊接组合件热处理的限位装置还包括吊环和起吊销，所述吊环与外盘相连，所述起吊销与底盘相连。
一种采用上述的双层结构焊接组合件热处理限位装置的装夹方法，包括如下步骤：
步骤一，连接底盘和定心轴，将双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边与底盘上端面的凹槽表面贴合，然后通过调整压板的位置压紧外层安装边及内层安装边；
步骤二，将内盘装入定心轴并定位在上定位台阶上，且将内盘的第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件大头出口处的内层结构外表面紧贴；
步骤三，将外盘装入定心轴并紧贴在内盘的端面上，且将外盘的第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件大头出口处的外层结构内表面紧贴。
与现有技术相比本发明具有的优点表现在：
1、限位装置结构简单，加工成本低，装夹定位准确快速稳定，拆卸方便快捷；
2、热处理后，内、外层安装边同心好，安装边自身椭圆度小，校正工作量小，车加工前零件状态好，加工安装边尺寸合格，且不容易切刀主体，满足后续装配要求，零件加工合格率提高到100％；
3、缩短加工周期，避免零件大幅度校正加工过程压伤、变形等情况发生，减少零件返修，车加工周期由原来48h缩短至现在的12h，校正工作量大幅度减少。
目前本发明的限位装置和装夹方法已在生产现场使用，达到了本发明的预期目的。
附图说明
图1为双层结构焊接组合件结构示意图；
图2是限位装置与双层结构焊接组合件装配简图；
图中，1：底盘；2：第一压板；3：第一螺栓；4：第二压板；5：外盘；6：内盘；7：定心轴；8：第二螺栓；9：起吊销；10：吊环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
本实施例中，限位装置按照下述步骤设计并使用：
根据实际零件内、外层安装边和大头出口处尺寸设计制造一套限位装置，装配部分带倒角，方便装配，限位装置及装配状态如图2所示，双层结构焊接组合件热处理的限位装置包括外盘5、内盘6、底盘1、定心轴7和压板，外盘5、内盘6、底盘1均为带中心孔的圆盘件，并且三者装配在定心轴7上，从而保证了三者的同轴度。外盘5的外周面为一条第一环形外圆柱面，第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的外层结构的内表面紧贴，从而保证了圆度；内盘6的外周面为一条第二环形外圆柱面，且第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的内层结构的外表面紧贴，从而保证了圆度；底盘1的上端面上设置有通过第一螺栓3连接的压板，双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边位于压板与底盘1的上端面之间，压板包括用于外层安装边压紧的第一压板4和内层安装边压紧的第二压板2，第一压板4和第二压板2为外径不等的环形件，且第一压板4、第二压板2、第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面同轴。底盘1上开有多个轴线平行于底盘1轴线的螺纹通孔，且螺纹通孔位于不同直径的圆周上，圆周与底盘1同心，第一压板4和第二压板2上开有环形槽口，且第一压板4和第二压板2通过穿过环形槽口的第一螺栓3与底盘1连接，环形槽口的槽宽大于第一螺栓3的外径，便于调整第一压板4和第二压板2与外层安装边及内层安装边的压紧面位置。定心轴7上设置有通过焊接连接的上定位台阶和下定位台阶，内盘6置于上定位台阶上且内盘6的端面与外盘5的端面紧贴，底盘1通过第二螺栓8与下定位台阶相连，防止底盘1相对定心轴7转动。
(2)在装夹时，采用自制限位装置的第一压板4、第二压板2、第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面限位内、外层安装边和大头出口处的内、外层表面，保证了圆度和同心(轴)度。
(3)将零件内、外层安装边装入夹具底盘1上的凹槽中，保证装配到位，再使用第一压板2、第二压板4配合第一螺栓3将安装边压紧，调整限位压板，保证装夹稳定。
(4)使用内盘6装在夹具定心轴7的上台阶上，保证限位住零件内层大头出口处的外表面。
(5)将外盘5装在夹具定心轴7上，并紧贴内盘6的上端面，保证限位住零件外层大头出口处的内表面。
(4)将装好限位装置的零件通过吊环10插入外盘5、内盘6的吊环孔中，配合底盘1外周面上连接的起吊销9起吊并一起进行去焊接应力热处理，出炉后随零件一起冷却到室温。

Claims (10)

1.一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：包括，
外盘(5)，所述外盘(5)包括一条第一环形外圆柱面，且第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的外层结构的内表面紧贴；
内盘(6)，所述内盘(6)包括一条第二环形外圆柱面，且第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件的内层结构的外表面紧贴；
底盘(1)，所述底盘(1)的上端面上设置有压板，双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边位于压板与底盘(1)的上端面之间；
所述第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面同轴线且轴线垂直于底盘(1)的上端面；
所述压板包括用于外层安装边压紧的第一压板(4)和内层安装边压紧的第二压板(2)，第一压板(4)和第二压板(2)为外径不等的环形件，且第一压板(4)、第二压板(2)、第一环形外圆柱面、第二环形外圆柱面同轴。
2.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述外盘(5)为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件的下端面上有一环形凸起，环形凸起的外圆柱面与圆盘件的外圆柱面形成第一环形外圆柱面，圆盘件上开有吊环用第一螺孔。
3.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述内盘(6)为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件的外圆柱面形成第二环形外圆柱面，圆盘件上开有吊环用第二螺孔。
4.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述底盘(1)为一块带中心孔的圆盘件，圆盘件上开有多个轴线平行于圆盘件轴线的螺纹通孔，且螺纹通孔位于不同直径的圆周上，所述圆周与底盘(1)同心。
5.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述第一压板(4)和第二压板(2)上开有环形槽口，且第一压板(4)和第二压板(2)通过穿过环形槽口的第一螺栓(3)与底盘(1)连接，环形槽口的槽宽大于第一螺栓(3)的外径。
6.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述外盘(5)、内盘(6)和底盘(1)与同一根定心轴(7)相连。
7.根据权利要求6所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述定心轴(7)上设置有上定位台阶和下定位台阶，内盘(6)置于上定位台阶上且内盘(6)的端面与外盘(5)的端面紧贴，底盘(1)通过第二螺栓(8)与下定位台阶相连。
8.根据权利要求7所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：所述底盘(1)上端面开有用于放置双层结构焊接组合件外层安装边及内层安装边的凹槽。
9.根据权利要求1所述的一种双层结构焊接组合件热处理的限位装置，其特征在于：还包括吊环(10)和起吊销(9)，所述吊环(10)与外盘(6)相连，所述起吊销(9)与底盘(1)相连。
10.一种采用权利要求7所述的双层结构焊接组合件热处理限位装置的装夹方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，连接底盘(1)和定心轴(7)，将双层结构焊接组合件的外层安装边及内层安装边与底盘(1)上端面的凹槽表面贴合，然后通过调整压板的位置压紧外层安装边及内层安装边；
步骤二，将内盘(6)装入定心轴(7)并定位在上定位台阶上，且将内盘(6)的第二环形外圆柱面与双层结构焊接组合件大头出口处的内层结构外表面紧贴；
步骤三，将外盘(5)装入定心轴(7)并紧贴在内盘(6)的端面上，且将外盘(5)的第一环形外圆柱面与双层结构焊接组合件大头出口处的外层结构内表面紧贴。
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