CN113579438A - 一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法，包括定位系统，定位系统包括底座和端面定位环，所述底座上表面通过螺栓固定安装有端面定位环，定位系统用于定位筒形机匣的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣轴向和底部的径向定位；底座上表面中心处安装有升降系统，胀紧系统包括多个胀紧组件，多个胀紧组件分别胀紧筒形机匣的焊缝部位，多个胀紧组件套装于升降系统上，且分别与升降系统中对应的丝杠组件连接，胀紧系统外侧套装有筒形机匣，筒形机匣顶部安装有压紧系统，且压紧系统底端固定安装于升降系统的顶端。实现了筒形机匣焊接前的快速装夹，缩短了零件的装夹时间，缩短了工艺准备时间30％以上，减小了零件的焊接变形，零件100％合格交付。

Description

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法

技术领域

本发明属于航空发动机的筒形焊接机匣，具体涉及一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法。

背景技术

机匣是航空发动机的重要部件，是发动机的基座，是主要的承力部件，从成形工艺上分为铸造机匣和焊接机匣。而随着发动机的更新换代，轻质化成为技术要求之一，因此焊接机匣日益普遍。由于筒形焊接机匣大部分工作环境较为恶劣，须有较高的抗高温、抗疲劳性能，对焊缝强度要求较高。

筒形焊接机匣通常由3～5个零件通过环形焊缝对接而成，筒壁上焊接不同数量的安装座见图1，材料有钛合金、高温合金、铝镁合金等，属于大型薄壁钣金成型焊接组合件，零件焊缝较多，原来采用手工氩弧焊工艺进行焊接加工，焊接夹具则采用传统的机械装夹结构工装，焊中和焊后存在以下问题：

(1)机匣焊接变形大，同轴度难以符合设计精度要求，影响组件尺寸精度。

(2)焊接质量稳定性差，导致手工氩弧焊接一次焊接合格率较低，仅有70％～80％，补焊机率大，零件补焊后增大变形。

(3)每道环焊缝都需一套夹具，夹具数量多，成本高，工艺准备时间长。

(4)夹具采用机械式螺纹斜楔胀紧机构，手动拧紧，操作费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法，可以实现零件胀紧位置的调整，适应不同高度、不同直径筒形机匣的自动焊接，以实现该装置的通用性。通过应用该工艺装置实现了薄壁筒形焊接机匣多段环缝的自动焊接，减小了焊接变形，提高了焊接质量，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，包括定位系统、胀紧系统、升降系统及压紧系统，定位系统包括底座和端面定位环，所述底座上表面通过螺栓固定安装有端面定位环，定位系统用于定位筒形机匣的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣轴向和底部的径向定位；所述底座上表面中心处通过螺钉和销子安装有升降系统，所述胀紧系统包括多个胀紧组件，多个胀紧组件分别胀紧筒形机匣的焊缝部位，以实现焊前胀紧机匣待焊部位，实现机匣预变形，减小薄壁机匣焊接变形；胀紧组件的个数与筒形机匣环焊缝的个数成正比设置，多个所述胀紧组件套装于升降系统上，且分别与升降系统中对应的丝杠组件连接，胀紧系统安装在升降系统上可实现多组胀紧系统的轴向运动，以实现胀紧位置的调整，适应不同高度，不同数量环焊缝机匣的自动焊接，以实现该装置的通用性；所述胀紧系统外侧套装有筒形机匣，筒形机匣顶部安装有压紧系统，且压紧系统底端通过螺栓固定安装于升降系统的顶端，压紧系统用以压紧筒形机匣上端面，实现筒形机匣的轴向压紧。

所述升降系统包括芯轴组件、丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ，所述芯轴组件包括芯轴、滑块转接板、限位块、标尺及导轨滑块组件，所述芯轴为环状，一端加工有与底座通过螺钉和销子连接的法兰，另一端内孔处设置有安装板，芯轴外圆面通过螺栓安装有导轨滑块组件，且多个导轨滑块组件沿芯轴的周向等间距设置，导轨滑块组件的滑块上通过螺钉安装有滑块转接板，芯轴外圆面安装有与导轨滑块组件错开设置的限位块，芯轴外圆面通过螺钉安装有沿轴向设置的标尺，所述芯轴安装板上通过螺钉安装有丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ。

所述丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ结构相同，均包括丝杠、丝母、连接板、手轮端盖、丝杠端盖、垫块、连接螺栓、手轮及固定侧支撑座，所述丝杠一端通过螺栓安装有丝杠端盖，用于控制丝杠的行程，丝杠上螺接有丝母，连接板一端套装在丝母上且通过螺钉紧固，连接板另一端安装有垫块，且垫块通过螺栓与胀紧组件连接，丝杠另一端外圆通过平键与固定侧支撑座连接，丝杠另一端外圆通过键套装有手轮，且手轮一端通过丝杠上的轴肩定位，另一端通过将手轮端盖安装在丝杠端面处并通过连接螺栓连接固定，丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ分别通过其上的固定侧支撑座及螺钉安装在芯轴组件的安装板上。

所述压紧系统包括定位端轴、锁紧螺母、轴承压盖、手柄、顶紧盘、紧定螺母、碟形螺母及滚动轴承，所述定位端轴一端加工有与芯轴组件的安装板通过螺栓连接的法兰，定位端轴圆台段上部通过螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母底端的环向凹槽内安装有滚动轴承，且滚动轴承内圈与定位端轴之间设置有间隙，且锁紧螺母底端通过螺栓安装有限制滚动轴承轴向移动的轴承压盖，锁紧螺母上螺接有水平设置的手柄，且手柄一端通过螺接在其上的紧定螺母固定在锁紧螺母上，手柄另一端螺接有碟形螺母，顶紧盘的筒状体上安装有吊环。

所述顶紧盘包括筒状体、圆环板、肋板及轴承套，所述筒状体沿周向均布开设若干通孔，筒状体上端面一体成型有圆环板，圆环板中心设置有轴承套，轴承套通过若干肋板与环状体连接。

所述胀紧系统包括胀紧组件Ⅰ和胀紧组件Ⅱ，胀紧组件Ⅰ和胀紧组件Ⅱ结构相同，均包括外胀瓦销轴、内胀瓦销轴、胀瓦销轴端盖、拉簧挂轴、指针、支撑环组件、内胀瓦组件、外胀瓦组件、分配器、气囊及拉簧，所述支撑环组件、内胀瓦组件及外胀瓦组件共同组成型腔，内胀瓦组件和外胀瓦组件沿支撑环组件周向布置且包裹支撑环组件，内胀瓦组件和外胀瓦组件交替布置，所述外胀瓦销轴穿过外胀瓦组件上的腰型孔及支撑环组件的加强柱Ⅰ通孔将外胀瓦组件和支撑环组件径向滑动连接，且外胀瓦销轴两端通过胀瓦销轴端盖固定在外胀瓦组件上，所述内胀瓦销轴穿过内胀瓦组件上的腰型孔及支撑环组件的加强柱Ⅱ通孔将内胀瓦组件和支撑环组件径向滑动连接，且内胀瓦销轴两端通过胀瓦销轴端盖固定在内胀瓦组件上，内胀瓦组件和外胀瓦组件通过其上的拉簧挂轴与拉簧一端连接，拉簧另一端与支撑环组件上的拉簧挂轴连接，所述型腔内安装有气囊，且气囊通过分配器与气源连接，控制气囊的膨胀，气囊膨胀后带动内胀瓦组件和外胀瓦组件径向运动，从而胀紧筒形机匣内壁，支撑环组件上表面靠近圆心侧通过螺钉连接有指针。

所述支撑环组件包括内环、外环、加强柱Ⅰ、加强柱Ⅱ、面板及筋板，所述内环外侧同轴设置有外环，且外环和内环上下两端分别焊接有面板，两个面板之间靠近外环处沿周向等间距设置有加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ，(且加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ交替布置)，加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ上开设有沿周向设置的通孔，且在两个面板上均加工有与加强柱Ⅰ通孔和加强柱Ⅱ通孔分别对应设置的通孔，两个所述面板之间沿周向设置有筋板。

所述内胀瓦组件包括胀瓦销轴套、拉簧挂轴、内胀块、主动衬套及快换接头，所述内胀块上下两端分别通过螺钉及弹簧垫圈安装有胀瓦销轴套，胀瓦销轴套的对称中心线与内胀块的对称中心线重合，内胀块弧形板外侧的凹槽内通过螺栓安装有主动衬套，内胀块的上下两端均对称安装有拉簧挂轴，内胀块上靠近对称中心线处安装有快换接头。

所述外胀瓦组件包括外胀块、从动衬套、拉簧挂轴及快换接头，所述外胀块弧形板的凹槽内通过螺钉安装有从动衬套，外胀块上安装有位于对称中心线上的快换接头，且快换接头靠近外边缘设置，外胀块上下两端均对称安装有拉簧挂轴，且两个拉簧挂轴相对快换接头对称布置。

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的使用方法，包括以下步骤：

筒形机匣焊接前，将工艺装置安装在自动焊机上，然后将筒形机匣的下段安装在端面定位环上，再将筒形机匣的中段安装在筒形机匣的下段顶部，接通气源，通过分配器向胀紧组件Ⅰ的气囊通气，使胀紧组件Ⅰ的气囊通气膨胀，带动胀紧组件Ⅰ的内胀瓦组件和外胀瓦组件径向运动胀紧下段和中段的焊道两侧，外胀瓦组件和内胀瓦组件在焊道处加工有容气槽，焊接时实现氩气保护，下段和中段焊接后通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣的同轴，若不满足同轴要求，气囊放气调整筒形机匣中段在下段上的位置然后在通过胀紧组件Ⅰ胀紧，直至满足同轴要求；满足同轴要求时，将筒形机匣上段安装在筒形机匣中段顶部，通过分配器向胀紧组件Ⅱ气囊中通气，使胀紧组件Ⅱ的气囊通气膨胀，带动胀紧组件Ⅱ内胀瓦组件和外胀瓦组件胀紧中段和上段的焊道两侧，通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣的同轴，若不满足同轴要求，气囊放气调整筒形机匣上段在中段上的位置然后在通过胀紧组件Ⅱ胀紧，直至满足同轴要求，满足同轴要求后，安装压紧系统，完成筒形机匣的安装，然后将筒形机匣的下段、中段和上段焊接连接。

本发明的技术效果为：

(1)通过引进自动焊接设备、优化焊接工艺，将筒形焊接机匣环缝焊接由手工氩弧焊改为自动焊，应用机器人氩弧焊机系统，在筒形焊接机匣环缝自动焊接的工艺装置上胀紧状态下进行焊接，实现氩气保护一人操作即可，旋转的变位机带动零件旋转完成环形焊缝的自动焊接，减少人为干扰，提高焊接效率和焊接质量，减少焊接变形。

(2)发明设计气动胀紧自动焊工艺装置，采用多层胀紧机构，实现1套夹具解决多道环焊缝焊接胀紧问题，解决传统机械式胀紧夹具效率低，操作费时费力的问题。

(3)本发明是用于解决筒形焊接机匣多段环缝自动焊接中的变形难题，目前已经用在航空发动机的筒形焊接机匣多段环缝焊接中，实现了筒形焊接机匣焊接前的快速稳定装夹，缩短了零件的装夹时间，缩短了工艺准备时间30％以上，减小了零件的焊接变形，零件100％合格交付。本发明具有良好的应用前景，对同类薄壁零件焊接具有借鉴意义。

附图说明

图1本发明筒形机匣结构示意图；

图2本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置主视图；

图3本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置A向示意图；

图4本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的丝杠组件Ⅰ主视图；

图5本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的丝杠组件Ⅰ侧视图；

图6本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的丝杠组件Ⅱ主视图；

图7本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的丝杠组件Ⅱ侧视图；

图8本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的芯轴组件俯视图；

图9本发明图8的B-B剖视图；

图10本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的压紧系统剖视图；

图11本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的胀紧组件俯视图；

图12本发明图11的C-C剖视图；

图13本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的内胀瓦组件俯视图；

图14本发明图13的D-D向示意图；

图15本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的外胀瓦组件俯视图；

图16本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的外胀瓦组件侧视图；

图17本发明筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的支撑环组件示意图；

图18本发明图17的E-E向示意图；

图19本发明图17的F-F向示意图；

1、底座；2、端面定位环；3、丝杠组件Ⅰ；301、丝杠；302、丝母；303、连接板；304、手轮端盖；305、丝杠端盖；306、垫块；308、手轮；309、固定侧支撑座；4、芯轴组件；401、芯轴；402、滑块转接板；403、限位块；404、标尺；405、导轨滑块组件；406、安装板；5、压紧系统；501、定位端轴；502、锁紧螺母；503、轴承压盖；504、手柄；505、顶紧盘；506、紧定螺母；507、碟形螺母；508、滚动轴承；509、滑动轴承；510、吊环；6、丝杠组件Ⅱ；7、胀紧组件Ⅰ；701、外胀瓦销轴；702、内胀瓦销轴；703、胀瓦销轴端盖；704、拉簧挂轴；705、指针；706、支撑环组件；707、内胀瓦组件；708、外胀瓦组件；709、分配器；710、气囊；711、拉簧；712、内环；713、外环，714、加强柱Ⅰ；715、加强柱Ⅱ；716、面板；717、筋板；718、外胀块；719、从动衬套；720、快换接头；721、胀瓦销轴套；722、内胀块；723、主动衬套；724、腰型孔；8、胀紧组件Ⅱ；9、筒形机匣；10、容气槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，包括定位系统、胀紧系统、升降系统及压紧系统5，定位系统包括底座1和端面定位环2，所述底座1上表面通过螺栓固定安装有端面定位环2，定位系统用于定位筒形机匣9的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣9轴向和底部的径向定位；所述底座1上表面中心处通过螺钉和销子安装有升降系统，所述胀紧系统包括胀紧组件Ⅰ7和胀紧组件Ⅱ8，胀紧组件Ⅰ7和胀紧组件Ⅱ8分别胀紧筒形机匣9的两道焊缝部位，以实现焊前胀紧机匣待焊部位，实现机匣预变形，减小薄壁机匣焊接变形；胀紧组件的个数与筒形机匣9环焊缝的个数成正比设置，所述胀紧组件Ⅰ7套装于升降系统底部且与升降系统中的丝杠组件Ⅰ3连接，胀紧组件Ⅱ8套装于升降系统顶部且与升降系统中的丝杠组件Ⅱ2连接，胀紧系统安装在升降系统上可实现多组胀紧系统的轴向运动，以实现胀紧位置的调整，适应不同高度，不同数量环焊缝机匣的自动焊接，以实现该装置的通用性；所述胀紧系统外侧套装有筒形机匣9，筒形机匣9顶部安装有压紧系统5，且压紧系统5底端通过螺栓固定安装于升降系统的顶端，压紧系统5用以压紧筒形机匣9上端面，实现筒形机匣9的轴向压紧。

如图8和图9所示，所述升降系统包括芯轴组件4、丝杠组件Ⅰ3和丝杠组件Ⅱ2，所述芯轴组件4包括芯轴401、滑块转接板402、限位块403、标尺404及导轨滑块组件405，所述芯轴401为环状，一端加工有与底座1通过螺钉和销子连接的法兰，另一端内孔处设置有安装板406，芯轴401外圆面通过螺栓安装有导轨滑块组件405，且多个导轨滑块组件405沿芯轴401的周向等间距设置，导轨滑块组件405的滑块上通过螺钉安装有滑块转接板402，芯轴401外圆面安装有与导轨滑块组件405错开设置的限位块403，芯轴401外圆面通过螺钉安装有沿轴向设置的标尺404，所述安装板406上通过螺钉安装有丝杠组件Ⅰ3和丝杠组件Ⅱ2。

如图4至图7所示，所述丝杠组件Ⅰ3和丝杠组件Ⅱ2结构相同，均包括丝杠301、丝母302、连接板303、手轮端盖304、丝杠端盖305、垫块306、手轮308及固定侧支撑座309，所述丝杠301一端通过螺栓安装有丝杠端盖305，用于控制丝杠301的行程，丝杠301上螺接有丝母302，连接板303一端套装在丝母302上且通过螺钉紧固，连接板303另一端安装有垫块306，且垫块306通过螺栓与胀紧组件连接，丝杠301另一端外圆通过平键与固定侧支撑座309连接，丝杠301另一端外圆通过键套装有手轮308，且手轮308一端通过丝杠301上的轴肩定位，另一端通过将手轮端盖304安装在丝杠301端面处并通过螺栓连接固定，丝杠组件Ⅰ3和丝杠组件Ⅱ2分别通过其上的固定侧支撑座309及螺钉安装在芯轴组件4的安装板406上。

如图10所示，所述压紧系统5包括定位端轴501、锁紧螺母502、轴承压盖503、手柄504、顶紧盘505、紧定螺母506、碟形螺母507及滚动轴承508，所述定位端轴501一端加工有与芯轴组件4的安装板406通过螺栓连接的法兰，定位端轴501圆台段上部通过螺纹连接有锁紧螺母502，锁紧螺母502底端的环向凹槽内安装有滚动轴承508，且滚动轴承508内圈与定位端轴501之间设置有间隙，且锁紧螺母502底端通过螺栓安装有限制滚动轴承508轴向移动的轴承压盖503，锁紧螺母502上螺接有水平设置的手柄504，且手柄504一端通过螺接在其上的紧定螺母506固定在锁紧螺母502上，手柄504另一端螺接有碟形螺母507，顶紧盘505的筒状体上安装有吊环510。

所述顶紧盘505包括筒状体、圆环板、肋板及轴承套，所述筒状体沿周向均布开设若干通孔，筒状体上端面一体成型有圆环板，圆环板中心设置有轴承套，轴承套通过若干肋板与环状体连接。

如图11和图12所示，所述胀紧组件Ⅰ7和胀紧组件Ⅱ8结构相同，均包括外胀瓦销轴701、内胀瓦销轴702、胀瓦销轴端盖703、拉簧挂轴704、指针705、支撑环组件706、内胀瓦组件707、外胀瓦组件708、分配器709、气囊710及拉簧711，所述支撑环组件706、内胀瓦组件707及外胀瓦组件708共同组成型腔，内胀瓦组件707和外胀瓦组件708沿支撑环组件706周向布置且包裹支撑环组件706，内胀瓦组件707和外胀瓦组件708交替布置，所述外胀瓦销轴701穿过外胀瓦组件708上的腰型孔724及支撑环组件706的加强柱Ⅰ714通孔将外胀瓦组件708和支撑环组件706径向滑动连接，且外胀瓦销轴701两端通过胀瓦销轴端盖703固定在外胀瓦组件708上，所述内胀瓦销轴702穿过内胀瓦组件707上的腰型孔724及支撑环组件706的加强柱Ⅱ715通孔将内胀瓦组件707和支撑环组件706径向滑动连接，且内胀瓦销轴702两端通过胀瓦销轴端盖703固定在内胀瓦组件707上，内胀瓦组件707和外胀瓦组件708通过其上的拉簧挂轴704与拉簧711一端连接，拉簧711另一端与支撑环组件706上的拉簧挂轴704连接，当气囊放气后，通过拉簧711将内胀瓦组件707和外胀瓦组件708拉回初始位置，所述型腔内安装有气囊710，且气囊710通过分配器709与气源连接，控制气囊710的膨胀，当气压不够时配装增压器增压，气囊710膨胀后带动内胀瓦组件707和外胀瓦组件708径向运动，从而胀紧筒形机匣9内壁，支撑环组件706上表面靠近圆心侧通过螺钉连接有指针705。

如图17至图19所示，所述支撑环组件706包括内环712、外环713、加强柱Ⅰ714、加强柱Ⅱ715、面板716及筋板717，所述内环712外侧同轴设置有外环713，且外环713和内环712上下两端分别焊接有面板716，两个面板716之间靠近外环713处沿周向等间距设置有加强柱Ⅰ714和加强柱Ⅱ715，且加强柱Ⅰ714和加强柱Ⅱ715交替布置，加强柱Ⅰ714和加强柱Ⅱ715上开设有沿周向设置的通孔，且在两个面板716上均加工有与加强柱Ⅰ714通孔和加强柱Ⅱ715通孔分别对应设置的通孔，两个所述面板716之间沿周向设置有筋板717，加强柱Ⅰ714通孔和加强柱Ⅱ715通孔用于与外胀瓦销轴701和内胀瓦销轴702配合。

如图13和图14所示，所述内胀瓦组件707包括胀瓦销轴套721、拉簧挂轴704、内胀块722、主动衬套723及快换接头720，所述内胀块722上下两端的腰型孔内分别通过螺钉及弹簧垫圈安装有截面为T型的胀瓦销轴套721，胀瓦销轴套721的对称中心线与内胀块722的对称中心线重合，内胀块722弧形板外侧的凹槽内通过内六角圆柱头螺钉安装有主动衬套723，内胀块722的上下两端均对称安装有拉簧挂轴704，内胀块722上靠近对称中心线处安装有快换接头720，主动衬套723外圆加工有容气槽10，快换接头720用于向容气槽10内通氩气。

如图15和图16所示，所述外胀瓦组件708包括外胀块718、从动衬套719、拉簧挂轴704及快换接头720，所述外胀块718弧形板的凹槽内通过螺钉安装有从动衬套719，外胀块718上安装有位于对称中心线上的快换接头720，且快换接头720靠近外边缘设置，外胀块718上下两端均对称安装有拉簧挂轴704，且两个拉簧挂轴704相对快换接头720对称布置，从动衬套719外圆加工有容气槽10。

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的使用方法，包括以下步骤：

筒形机匣9结构如图1所示，由3～5个零件通过环形焊缝对接而成，筒壁上焊接不同数量的安装座，直径均在1000mm以上，最薄处壁厚只有1.5mm，属于大型薄壁钣金成型焊接组合件，零件的轴向定位基准A，径向定位基准B、D，轴向压紧基准为H，胀紧B、D；

筒形机匣9焊接前，将工艺装置安装在自动焊机上，然后将筒形机匣9的下段安装在端面定位环2上，再将筒形机匣9的中段安装在筒形机匣9的下段顶部，接通气源，通过分配器709向胀紧组件Ⅰ7的气囊710通气，使胀紧组件Ⅰ7的气囊710通气膨胀，带动胀紧组件Ⅰ7的内胀瓦组件707和外胀瓦组件708径向运动胀紧下段和中段的焊道两侧即B基准，外胀瓦组件708和内胀瓦组件707在焊道处加工有容气槽10，焊接时实现氩气保护，下段和中段焊接后通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣9的同轴，若不满足同轴要求，气囊710放气调整筒形机匣9中段在下段上的位置然后再通过胀紧组件Ⅰ7胀紧，直至满足同轴要求；满足同轴要求时，将筒形机匣9上段安装在筒形机匣9中段顶部，通过分配器709向胀紧组件Ⅱ8气囊710中通气，使胀紧组件Ⅱ8的气囊710通气膨胀，带动胀紧组件Ⅱ8内胀瓦组件707和外胀瓦组件708胀紧中段和上段的焊道两侧即D基准，通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣9的同轴，若不满足同轴要求，气囊710放气调整筒形机匣9上段在中段上的位置然后再通过胀紧组件Ⅱ8胀紧，直至满足同轴要求，满足同轴要求后，安装压紧系统5，通过压紧系统5压紧盘下端面处的止口压紧筒形机匣9的H端面，完成筒形机匣9的安装，然后通过机器人氩弧焊机将筒形机匣9的下段、中段和上段焊接连接，在筒形机匣9环形焊缝自动焊接的工艺装置上胀紧状态下进行焊接，实现氩气保护一人操作即可，旋转的变位机带动零件旋转完成环形焊缝的自动焊接。

Claims (9)

1.一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于，包括定位系统、胀紧系统、升降系统及压紧系统，定位系统包括底座和端面定位环，所述底座上表面通过螺栓固定安装有端面定位环，定位系统用于定位筒形机匣的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣轴向和底部的径向定位；所述底座上表面中心处通过螺钉和销子安装有升降系统，所述胀紧系统包括多个胀紧组件，多个胀紧组件分别胀紧筒形机匣的焊缝部位，多个所述胀紧组件套装于升降系统上，且分别与升降系统中对应的丝杠组件连接，所述胀紧系统外侧套装有筒形机匣，筒形机匣顶部安装有压紧系统，且压紧系统底端通过螺栓固定安装于升降系统的顶端，压紧系统用以压紧筒形机匣上端面，实现筒形机匣的轴向压紧。

2.根据权利要求1所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述升降系统包括芯轴组件、丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ，所述芯轴组件包括芯轴、滑块转接板、限位块、标尺及导轨滑块组件，所述芯轴为环状，一端加工有与底座通过螺钉和销子连接的法兰，另一端内孔处设置有安装板，芯轴外圆面通过螺栓安装有导轨滑块组件，且多个导轨滑块组件沿芯轴的周向等间距设置，导轨滑块组件的滑块上通过螺钉安装有滑块转接板，芯轴外圆面安装有与导轨滑块组件错开设置的限位块，芯轴外圆面通过螺钉安装有沿轴向设置的标尺，所述芯轴安装板上通过螺钉安装有丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ。

3.根据权利要求1所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ结构相同，均包括丝杠、丝母、连接板、手轮端盖、丝杠端盖、垫块、连接螺栓、手轮及固定侧支撑座，所述丝杠一端通过螺栓安装有丝杠端盖，用于控制丝杠的行程，丝杠上螺接有丝母，连接板一端套装在丝母上且通过螺钉紧固，连接板另一端安装有垫块，且垫块通过螺栓与胀紧组件连接，丝杠另一端外圆通过平键与固定侧支撑座连接，丝杠另一端外圆通过键套装有手轮，且手轮一端通过丝杠上的轴肩定位，另一端通过将手轮端盖安装在丝杠端面处并通过连接螺栓连接固定，丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ分别通过其上的固定侧支撑座及螺钉安装在芯轴组件的安装板上。

4.根据权利要求1所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述压紧系统包括定位端轴、锁紧螺母、轴承压盖、手柄、顶紧盘、紧定螺母、碟形螺母及滚动轴承，所述定位端轴一端加工有与芯轴组件的安装板通过螺栓连接的法兰，定位端轴圆台段上部通过螺纹连接有锁紧螺母，锁紧螺母底端的环向凹槽内安装有滚动轴承，且滚动轴承内圈与定位端轴之间设置有间隙，且锁紧螺母底端通过螺栓安装有限制滚动轴承轴向移动的轴承压盖，锁紧螺母上螺接有水平设置的手柄，且手柄一端通过螺接在其上的紧定螺母固定在锁紧螺母上，手柄另一端螺接有碟形螺母，顶紧盘的筒状体上安装有吊环。

5.根据权利要求1所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述胀紧系统包括胀紧组件Ⅰ和胀紧组件Ⅱ，胀紧组件Ⅰ和胀紧组件Ⅱ结构相同，均包括外胀瓦销轴、内胀瓦销轴、胀瓦销轴端盖、拉簧挂轴、指针、支撑环组件、内胀瓦组件、外胀瓦组件、分配器、气囊及拉簧，所述支撑环组件、内胀瓦组件及外胀瓦组件共同组成型腔，内胀瓦组件和外胀瓦组件沿支撑环组件周向布置且包裹支撑环组件，内胀瓦组件和外胀瓦组件交替布置，所述外胀瓦销轴穿过外胀瓦组件上的腰型孔及支撑环组件的加强柱Ⅰ通孔将外胀瓦组件和支撑环组件径向滑动连接，且外胀瓦销轴两端通过胀瓦销轴端盖固定在外胀瓦组件上，所述内胀瓦销轴穿过内胀瓦组件上的腰型孔及支撑环组件的加强柱Ⅱ通孔将内胀瓦组件和支撑环组件径向滑动连接，且内胀瓦销轴两端通过胀瓦销轴端盖固定在内胀瓦组件上，内胀瓦组件和外胀瓦组件通过其上的拉簧挂轴与拉簧一端连接，拉簧另一端与支撑环组件上的拉簧挂轴连接，所述型腔内安装有气囊，且气囊通过分配器与气源连接，控制气囊的膨胀，气囊膨胀后带动内胀瓦组件和外胀瓦组件径向运动，从而胀紧筒形机匣内壁，支撑环组件上表面靠近圆心侧通过螺钉连接有指针。

6.根据权利要求5所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述支撑环组件包括内环、外环、加强柱Ⅰ、加强柱Ⅱ、面板及筋板，所述内环外侧同轴设置有外环，且外环和内环上下两端分别焊接有面板，两个面板之间靠近外环处沿周向等间距设置有加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ，(且加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ交替布置)，加强柱Ⅰ和加强柱Ⅱ上开设有沿周向设置的通孔，且在两个面板上均加工有与加强柱Ⅰ通孔和加强柱Ⅱ通孔分别对应设置的通孔，两个所述面板之间沿周向设置有筋板。

7.根据权利要求5所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述内胀瓦组件包括胀瓦销轴套、拉簧挂轴、内胀块、主动衬套及快换接头，所述内胀块上下两端分别通过螺钉及弹簧垫圈安装有胀瓦销轴套，胀瓦销轴套的对称中心线与内胀块的对称中心线重合，内胀块弧形板外侧的凹槽内通过螺栓安装有主动衬套，内胀块的上下两端均对称安装有拉簧挂轴，内胀块上靠近对称中心线处安装有快换接头。

8.根据权利要求5所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，其特征在于：所述外胀瓦组件包括外胀块、从动衬套、拉簧挂轴及快换接头，所述外胀块弧形板的凹槽内通过螺钉安装有从动衬套，外胀块上安装有位于对称中心线上的快换接头，且快换接头靠近外边缘设置，外胀块上下两端均对称安装有拉簧挂轴，且两个拉簧挂轴相对快换接头对称布置。

9.根据权利要求1所述的一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

筒形机匣焊接前，将工艺装置安装在自动焊机上，然后将筒形机匣的下段安装在端面定位环上，再将筒形机匣的中段安装在筒形机匣的下段顶部，接通气源，通过分配器向胀紧组件Ⅰ的气囊通气，使胀紧组件Ⅰ的气囊通气膨胀，带动胀紧组件Ⅰ的内胀瓦组件和外胀瓦组件径向运动胀紧下段和中段的焊道两侧，外胀瓦组件和内胀瓦组件在焊道处加工有容气槽，焊接时实现氩气保护，下段和中段焊接后通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣的同轴，若不满足同轴要求，气囊放气调整筒形机匣中段在下段上的位置然后在通过胀紧组件Ⅰ胀紧，直至满足同轴要求；满足同轴要求时，将筒形机匣上段安装在筒形机匣中段顶部，通过分配器向胀紧组件Ⅱ气囊中通气，使胀紧组件Ⅱ的气囊通气膨胀，带动胀紧组件Ⅱ内胀瓦组件和外胀瓦组件胀紧中段和上段的焊道两侧，通过圆轴同心度测量仪检测筒形机匣的同轴，若不满足同轴要求，气囊放气调整筒形机匣上段在中段上的位置然后在通过胀紧组件Ⅱ胀紧，直至满足同轴要求，满足同轴要求后，安装压紧系统，完成筒形机匣的安装，然后将筒形机匣的下段、中段和上段焊接连接。

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