CN112091460B - 一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装 - Google Patents

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Abstract

一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，用于筒体高精度焊接，包括变位机（7），其特征在于，还包括芯轴（1）、定位螺钉（2）、键（3）、两个定位堵盖（5）和两个芯轴螺母（6），其中，芯轴（1）是由直径不同的两段圆柱形成的阶梯形金属杆结构，芯轴（1）较细部分（11）长度短，芯轴（1）较粗部分（12）长度长，芯轴（1）较粗部分（12）的靠近两端处有螺纹（13）；在芯轴（1）较粗部分（12）靠近两端螺纹（13）处各设有一个键槽（14），在键槽（14）内放置有键（3）；本发明解决了多同轴部件焊接后同轴质量不能保证的问题，使多个焊接件焊接同轴质量非常好，且焊缝质量较之前的已有技术有很大提高，保证了产品的质量和精度。

Description

一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装
技术领域
本发明涉及一种焊接定位工装，用于筒体高精度焊接,特别是一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装。
背景技术
钛合金材料以其高比强度、良好的高温、低温性能及良好的耐蚀性能等优点，被广泛应用在航天领域的产品中。但是由多件部件焊接在一起的钛合金薄壁筒体结构常常无法保证同轴质量。特别是精度要求高的产品，在实际工作中制造非常困难。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，实现钛合金薄壁筒体的几个部分焊接后同轴，且提高焊接质量。
一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，包括变位机7，其特征在于，还包括芯轴1、定位螺钉2、键3、两个定位堵盖5和两个芯轴螺母6，其中，芯轴1是由直径不同的两段圆柱形成的阶梯形金属杆结构，芯轴1较细部分11长度小，芯轴1较粗部分12长度大，芯轴1较粗部分12靠近两端处有螺纹13；
在芯轴1较粗部分12靠近两端螺纹13处各设有一个键槽14，在键槽14内放置有键3；
定位堵盖5为带有中心孔51的金属圆盘结构，并且中心孔51还设有键孔52，在定位堵盖5的金属圆盘面上设有4个分布均匀且靠近金属圆盘边缘的通孔53，在每个通孔53中安装一个定位螺钉2；
定位螺钉2分别将待焊接的钛合金薄壁筒体4的第一收口段41和第二收口段43固定在两个定位堵盖5上；
将待焊接的钛合金薄壁筒体4的第一收口段41、薄壁管42、第二收口段43依次套在芯轴1上；将两个定位堵盖5套在芯轴1较粗部分12两端，使安装在芯轴1上的键3穿过定位堵盖5上的键孔52；用定位堵盖5上的8个定位螺钉2将第一收口段41、薄壁管42、第二收口段43压紧固定在一起，再在芯轴1较粗部分12两端螺纹13处拧上芯轴螺母6；
再将芯轴1较细部分11固定在变位机7上，使芯轴1保持水平。
定位堵盖5与芯轴1较粗部分12为间隙配合，定位堵盖5与安在芯轴1上的键3间隙配合。
定位堵盖5与芯轴1较粗部分12为间隙配合，定位堵盖5与安在芯轴1上的键3过度配合。
所述的定位螺钉2为螺纹-圆柱-四棱柱形成的阶梯形金属杆结构，定位螺钉前端为螺纹，螺纹的规格与收口段的小径端端面上螺纹孔的规格一致；螺纹的后面为圆柱，圆柱的后面为四棱柱，其中，螺纹直径＜圆柱直径＜四棱柱边长。
本发明解决了多同轴部件焊接后同轴质量不能保证的问题，使多个焊接件焊接同轴质量非常好，且焊缝质量较之前的已有技术有很大提高，保证了产品的质量和精度。
附图说明
图1、本发明结构部分剖视图；
图2、图1之左视图；
图3、本发明工作状态部分剖视图；
图4、本发明工作状态整体示意图；
图5、待焊接的钛合金薄壁筒体4结构示意图；
图6、芯轴1结构示意图；
图7、定位堵盖5结构示意图；
图8、定位螺钉2结构示意图；
图9、是图8之俯视图。
其中，1为芯轴，2为定位螺钉，3为键，4为待焊接的钛合金薄壁筒体，5为定位堵盖，6为芯轴螺母，7为变位机，8为激光焊枪，11为芯轴1较细部分，12为芯轴1较粗部分，13为芯轴1较粗部分12两端螺纹，14为键槽，41为第一收口段，42为薄壁管，43为第二收口段，51为定位堵盖中心孔，52为键孔，53为通孔，8为激光焊枪，81为激光束，82为第一焊缝，83为第二焊缝。
具体实施方式
实施例一：
一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，包括变位机7，其特征在于，还包括芯轴1、定位螺钉2、键3、两个定位堵盖5和两个芯轴螺母6，其中，芯轴1是由直径不同的两段圆柱形成的阶梯形金属杆结构，芯轴1较细部分11长度小，芯轴1较粗部分12长度大，芯轴1较粗部分12靠近两端处有螺纹13；
在芯轴1较粗部分12靠近两端螺纹13处各设有一个键槽14，在键槽14内放置有键3；
定位堵盖5为带有中心孔51的金属圆盘结构，并且中心孔51还设有键孔52，在定位堵盖5的金属圆盘面上设有4个分布均匀且靠近金属圆盘边缘的通孔53，在每个通孔53中安装一个定位螺钉2；
定位螺钉2分别将待焊接的钛合金薄壁筒体4的第一收口段41和第二收口段43固定在两个定位堵盖5上；
将待焊接的钛合金薄壁筒体4的第一收口段41、薄壁管42、第二收口段43依次套在芯轴1上；将两个定位堵盖5套在芯轴1较粗部分12两端，使安装在芯轴1上的键3穿过定位堵盖5上的键孔52；用定位堵盖5上的8个定位螺钉2将第一收口段41、薄壁管42、第二收口段43压紧固定在一起，再在芯轴1较粗部分12两端螺纹13处拧上芯轴螺母6；
再将芯轴1较细部分11固定在变位机7上，使芯轴1保持水平。
定位堵盖5与芯轴1较粗部分12为间隙配合，定位堵盖5与安在芯轴1上的键3过度配合。
所述的定位螺钉2为螺纹-圆柱-四棱柱形成的阶梯形金属杆结构，定位螺钉前端为螺纹，螺纹的规格与收口段的小径端端面上螺纹孔的规格一致；螺纹的后面为圆柱，圆柱的后面为四棱柱，其中，螺纹直径＜圆柱直径＜四棱柱边长。
实施例二：
下面通过实例对本装置做进一步的说明：
提出的钛合金薄壁筒体焊接定位工装，包括键3、芯轴1、定位堵盖5、定位螺钉2、芯轴螺母6。
键3标准件，优选GB/T1096-2003《普通型 平键》。
第一收口段41和第一二收口段43的小端直径为D=50，芯轴1为两段圆柱形成的阶梯形金属杆结构，芯轴1较细部分的直径（D-30）=20，长度为30；芯轴1较粗部分12的直径为（D-26）=24，芯轴1较粗部分12的两端加工有螺纹13，两端螺纹13之间的芯轴轴线位置上加工有两个键槽14，键槽14的尺寸与键匹配，键槽14加工，两个键槽14在芯轴1的长度方向上的中心距离为L。
定位堵盖5为带有中心孔的金属圆盘结构，定位堵盖的厚度为W。定位堵盖中心孔的直径为（D-25.95）=24.05，中心孔51上加工有一个键孔52，键孔52的尺寸与键3匹配，键孔52优选按GB/T1095-2005《平键 键槽的剖面尺寸》加工。在定位堵盖5端面直径为D1的位置上均布4个通孔53，通孔的直径为D2。
定位螺钉2为螺纹-圆柱-四棱柱形成的阶梯形金属杆结构，定位螺钉前端为螺纹，螺纹的规格与收口段的小径端端面上螺纹孔的规格一致；螺纹的后面为圆柱，圆柱的直径为D2-0.03，圆柱部分的长度为W；圆柱的后面为四棱柱,四棱柱的尺寸为W×W×W。
芯轴螺母6为标准件，优选GB/T6170-2015《1型六角螺母》，芯轴螺母6的规格与芯轴1上螺纹的规格一致。
在使用时:
第一步，将两个平键键3放置在芯轴1上的两个键槽14中，并在芯轴1的一端螺纹上安装一个芯轴螺母6；
第二步，使用8个定位螺钉2将两个收口段分别固定在两个定位堵盖5上；
第三步，将芯轴依次穿过第一收口段、薄壁管、收口段，使安装在芯轴上的键穿过定位堵盖上的键槽；
第四步，在芯轴的另一端螺纹上安装一个螺母，通过调整芯轴两端螺母的距离，使薄壁管与两侧收口段装配到位；
第五步，将芯轴的较细部分圆柱安装到变位机上，激光焊接过程中激光焊接头位于焊缝位置上方保持不动,通过变位机的转动带动产品转动以完成产品上两条环焊缝的焊接。

Claims (4)

1.一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，包括变位机（7），其特征在于，还包括芯轴（1）、定位螺钉（2）、键（3）、两个定位堵盖（5）和两个芯轴螺母（6），其中，芯轴（1）是由直径不同的两段圆柱形成的阶梯形金属杆结构，芯轴（1）较细部分（11）长度小，芯轴（1）较粗部分（12）长度大，芯轴（1）较粗部分（12）靠近两端处有螺纹（13）；
在芯轴（1）较粗部分（12）靠近两端螺纹（13）处各设有一个键槽（14），在键槽（14）内放置有键（3）；
定位堵盖（5）为带有中心孔（51）的金属圆盘结构，并且中心孔（51）还设有键孔（52），在定位堵盖（5）的金属圆盘面上设有4个分布均匀且靠近金属圆盘边缘的通孔（53），在每个通孔（53）中安装一个定位螺钉（2）；
定位螺钉（2）分别将待焊接的钛合金薄壁筒体（4）的第一收口段（41）和第二收口段（43）固定在两个定位堵盖（5）上；
将待焊接的钛合金薄壁筒体（4）的第一收口段（41）、薄壁管（42）、第二收口段（43）依次套在芯轴（1）上；将两个定位堵盖（5）套在芯轴（1）较粗部分（12）两端，使安装在芯轴（1）上的键（3）穿过定位堵盖（5）上的键孔（52）；用定位堵盖（5）上的8个定位螺钉（2）将第一收口段（41）、薄壁管（42）、第二收口段（43）压紧固定在一起，再在芯轴（1）较粗部分（12）两端螺纹（13）处拧上芯轴螺母（6）；
再将芯轴（1）较细部分（11）固定在变位机（7）上，使芯轴（1）保持水平。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，其特征在于，定位堵盖（5）与芯轴（1）较粗部分（12）为间隙配合，定位堵盖（5）与安在芯轴（1）上的键（3）间隙配合。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，其特征在于，定位堵盖（5）与芯轴（1）较粗部分（12）为间隙配合，定位堵盖（5）与安在芯轴（1）的键（3）过度配合。
4.根据权利要求2或3所述的一种钛合金薄壁筒体焊接定位工装，其特征在于，所述的定位螺钉（2）为螺纹-圆柱-四棱柱形成的阶梯形金属杆结构，定位螺钉前端为螺纹，螺纹的规格与收口段的小径端端面上螺纹孔的规格一致；螺纹的后面为圆柱，圆柱的后面为四棱柱，其中，螺纹直径＜圆柱直径＜四棱柱边长。
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