CN113618265B - 一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构及使用方法，包括环状底座、夹持座、衬套及型面定位销，所述环状底座上表面周向等角度安装有夹持座，且在夹持座后端环状底座上安装有定位挡销，在夹持座上布置有待焊接薄壁零件，相邻夹持座之间环状底座上表面设置有衬套，衬套内安装有型面定位销。本发明在待焊接薄壁零件焊缝位置布置了定位、夹紧、惰性气体保护功能于一体的装夹机构，并在薄壁零件内壁分布型面定位销保护薄壁零件非焊接位置的轮廓度。使焊接过程定位准确可靠，保证大型薄壁零件纵向焊接的定位精度，有效提高焊后薄壁零件型面的轮廓度；在大型燃机、航空发动机制造领域有着广阔的应用前景。

Description

一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构及使用方法

技术领域

本发明属于薄壁零件装夹工具技术领域，具体涉及一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构及使用方法。

背景技术

较大直径的薄壁零件纵向焊接工艺存在较大困难，焊后的型面轮廓难以保证。焊缝两侧的两瓣筒壁焊接的位置控制一直是制约纵向焊接工艺规模使用的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构及使用方法，保证了纵向焊接时的准确性和可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构，包括底座、夹持座、衬套及型面定位销，所述底座上表面周向等角度安装有夹持座，且在夹持座后端底座上安装有定位挡销，在夹持座上布置有待焊接薄壁零件，相邻夹持座之间底座上表面设置有衬套，衬套内安装有型面定位销。

所述夹持座包括导向块、顶紧支座、顶紧螺钉、滑动座、背定位板、前压紧板及导管，所述顶紧支座通过螺栓固定安装于底座上表面处，且靠近内圆面一侧设置，两个所述导向块以顶紧支座的对称中心线为对称中心对称设置于底座上表面处，且导向块与底座之间通过螺栓固定，所述滑动座与导向块滑动安装，所述顶紧螺钉穿过顶紧支座上的螺纹孔末端与滑动座前端沿纵向设置的滑槽配合，滑动座后端凸台上安装有背定位板，背定位板和滑动座通过螺栓固定，背定位板后端安装有前压紧板，且前压紧板上端和下端通过螺柱和螺母与滑动座固定安装，滑动座前端安装有导管。

所述背定位板包括基体Ⅰ及惰性气体保护槽，所述基体Ⅰ与滑动座接触侧壁的中间位置加工有沿基体Ⅰ长度方向设置的惰性气体保护槽，且惰性气体保护槽的截面为梯形，且惰性气体保护槽槽底为小端，并在槽底加工有若干出气孔，惰性气体保护槽两侧的基体上加工有螺栓孔，基体Ⅰ与待焊接薄壁零件接触侧壁的中间位置设置有向外凸出的凸块，凸块沿基体Ⅰ宽度方向设置。

所述前压紧板包括基体Ⅱ及通槽，在所述基体Ⅱ的中间位置加工有沿长度方向设置的通槽，通槽截面为梯形，且小端位于与背定位板接触的侧壁处，基体Ⅱ与待焊接薄壁零件接触的侧壁的中间位置加工有沿宽度方向设置的凹槽，基体Ⅱ上端和下端一体成型有用于连接螺柱的U型块。

一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构的使用方法，包括以下步骤：

旋转顶紧支座中的顶紧螺栓，带动滑动座、背定位板和前压紧板在导向块的引导下，向底座中心方向移动；使用六角扳手将十二件螺母从螺柱上松脱，拆下所有前压紧板，将六件待焊接薄壁扇形段安装至背定位板上，使焊缝处于背定位板中的惰性气体保护槽中央，之后安装前压紧板，使待焊接薄壁扇形段定位在背定位板和前压紧板之间；旋转顶紧支座中的顶紧螺钉，带动滑动座、背定位板和前压紧板向远离底座中心方向移动，直至滑动座与定位挡销贴合，之后将型面定位销分别插入安装在底座中的十二处衬套中，用来控制非焊接部位的型面位置，此时六件薄壁扇形段处于焊接位置；将厂房内惰性气体气瓶的通气管连接至六件导管上，使惰性气体通过导管进入背定位板中的惰性气体保护槽中，然后将焊枪伸入前压紧板的通槽中进行焊接加工；带焊接过程结束零件冷却后拆除型面定位销，拆除前压紧板，旋转顶紧支座中的顶紧螺钉，带动滑动座和背定位板向底座中心方向移动，将焊接完毕的薄壁零件取出，完成薄壁零件的纵向焊接。

本发明的有益效果为：

本发明在待焊接薄壁零件焊缝位置布置了定位、夹紧、惰性气体保护功能于一体的装夹机构，并在薄壁零件内壁分布型面定位销保护薄壁零件非焊接位置的轮廓度。使焊接过程定位准确可靠，保证大型薄壁零件纵向焊接的定位精度，有效提高焊后薄壁零件型面的轮廓度；在大型燃机、航空发动机制造领域有着广阔的应用前景。

附图说明

图1本发明一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构的三维示意图；

图2本发明一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构背定位板第一视角示意图；

图3本发明一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构背定位板第二视角示意图；

图4本发明一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构前压紧板第一视角示意图；

图5本发明一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构前压紧板第二视角示意图；

1-底座，2-顶紧支座，3-顶紧螺钉，4-滑动座，5-背定位板，501-基体Ⅰ，502-惰性气体保护槽，6-定位挡销，7-前压紧板，701-基体Ⅱ，702-通槽，703-U型块，8-螺母，9-螺柱，10-导管，11-衬套，12-型面定位销，13-导向块，14-待焊接薄壁零件。

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5所示，一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构，包括环状底座1、夹持座、衬套11及型面定位销12，所述底座1上表面周向等角度安装有夹持座，且在夹持座后端底座1上安装有定位挡销6，在夹持座上布置有待焊接薄壁零件14，相邻夹持座之间底座1上表面设置有衬套11，衬套11内安装有型面定位销12，所述底座1上表面沿周向等角度设置有吊环。

所述夹持座包括导向块13、顶紧支座2、顶紧螺钉3、滑动座4、背定位板5、前压紧板7及导管10，所述顶紧支座2通过螺栓固定安装于底座1上表面处，且靠近内圆面一侧设置，两个所述导向块13以顶紧支座2的对称中心线为对称中心对称设置于底座1上表面处，且导向块13与底座1之间通过螺栓固定，顶紧螺栓3端头一体成型有滑块，所述滑动座4底端与导向块13滑动安装，所述顶紧螺钉3穿过顶紧支座2上的螺纹孔末端设置的滑块与滑动座4前端沿纵向设置的滑槽配合，滑动座4后端凸台上安装有背定位板5，背定位板5和滑动座4通过螺栓固定，背定位板5后端安装有前压紧板7，且前压紧板7上端和下端通过螺柱9和螺母8与滑动座4固定安装，背定位板5和前压紧板7之间的型面设计成与待焊接薄壁零件14的型面一致，滑动座4前端安装有导管10。

所述背定位板5包括基体Ⅰ501及惰性气体保护槽502，所述基体Ⅰ501与滑动座4接触侧壁的中间位置加工有沿基体Ⅰ501长度方向设置的惰性气体保护槽502，且惰性气体保护槽502的截面为梯形，且惰性气体保护槽502槽底为小端，并在槽底加工有若干出气孔，惰性气体保护槽502两侧的基体Ⅰ501上加工有螺栓孔，基体Ⅰ501与待焊接薄壁零件接触侧壁的中间位置设置有向外凸出的凸块，凸块沿基体Ⅰ501宽度方向设置。

所述前压紧板7包括基体Ⅱ701及通槽702，在所述基体Ⅱ701的中间位置加工有沿长度方向设置的通槽702，通槽702截面为梯形，且小端位于与待焊接薄壁零件接触的侧壁处，基体Ⅱ701与背定位板5接触的侧壁的中间位置加工有沿宽度方向设置的凹槽，基体Ⅱ701上端和下端一体成型有用于连接螺柱9的U型块703。

一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构的使用方法，包括以下步骤：

带焊接薄壁零件直径为1200mm，从俯视图方向分为六件薄壁扇形段，由六条纵向焊缝焊接为一体；

旋转顶紧支座2中的顶紧螺栓3，带动滑动座4、背定位板5和前压紧板7，在导向块13的引导下，向底座1中心方向移动；使用六角扳手将十二件螺母8从螺柱9上松脱，拆下所有前压紧板7，将六件待焊接薄壁扇形段安装至背定位板5上，使焊缝处于背定位板5中的惰性气体保护槽中央，之后安装前压紧板7，使待焊接薄壁扇形段定位在背定位板5和前压紧板7之间；旋转顶紧支座2中的顶紧螺钉3，带动滑动座4、背定位板5和前压紧板7，向远离底座1中心方向移动，直至滑动座4与定位挡销6贴合，之后将型面定位销12分别插入安装在底座1中的十二处衬套11中，用来控制非焊接部位的型面位置，此时六件薄壁扇形段处于焊接位置；将厂房内惰性气体气瓶的通气管连接至六件导管10上，使惰性气体通过导管10进入背定位板5中的惰性气体保护槽502中，然后将焊枪伸入前压紧板7的通槽中进行焊接加工；待焊接过程结束零件冷却后拆除型面定位销12，拆除前压紧板7，旋转顶紧支座2中的顶紧螺钉3，带动滑动座4、背定位板5，向底座1中心方向移动，此时可以将焊接完毕的薄壁零件取出，完成薄壁零件的纵向焊接。

Claims (2)

1.一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构，其特征在于，包括底座、夹持座、衬套及型面定位销，所述底座上表面周向等角度安装有夹持座，且在夹持座后端底座上安装有定位挡销，在夹持座上布置有待焊接薄壁零件，相邻夹持座之间底座上表面设置有衬套，衬套内安装有型面定位销；

所述夹持座包括导向块、顶紧支座、顶紧螺钉、滑动座、背定位板、前压紧板及导管，所述顶紧支座通过螺栓固定安装于底座上表面处，且靠近内圆面一侧设置，两个所述导向块以顶紧支座的对称中心线为对称中心对称设置于底座上表面处，且导向块与底座之间通过螺栓固定，所述滑动座与导向块滑动安装，所述顶紧螺钉穿过顶紧支座上的螺纹孔末端与滑动座前端沿纵向设置的滑槽配合，滑动座后端凸台上安装有背定位板，背定位板和滑动座通过螺栓固定，背定位板后端安装有前压紧板，且前压紧板上端和下端通过螺柱和螺母与滑动座固定安装，滑动座前端安装有导管；

所述背定位板包括基体Ⅰ及惰性气体保护槽，所述基体Ⅰ与滑动座接触侧壁的中间位置加工有沿基体Ⅰ长度方向设置的惰性气体保护槽，且惰性气体保护槽的截面为梯形，且惰性气体保护槽槽底为小端，并在槽底加工有若干出气孔，惰性气体保护槽两侧的基体上加工有螺栓孔；

所述前压紧板包括基体Ⅱ及通槽，在所述基体Ⅱ的中间位置加工有沿长度方向设置的通槽，通槽截面为梯形，且小端位于与背定位板接触的侧壁处，基体Ⅱ上端和下端一体成型有用于连接螺柱的Ｕ型块。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件纵向焊接的装夹机构的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

旋转顶紧支座中的顶紧螺栓，带动滑动座、背定位板和前压紧板在导向块的引导下，向底座中心方向移动；使用六角扳手将十二件螺母从螺柱上松脱，拆下所有前压紧板，将六件待焊接薄壁扇形段安装至背定位板上，使焊缝处于背定位板中的惰性气体保护槽中央，之后安装前压紧板，使待焊接薄壁扇形段定位在背定位板和前压紧板之间；旋转顶紧支座中的顶紧螺钉，带动滑动座、背定位板和前压紧板向远离底座中心方向移动，直至滑动座与定位挡销贴合，之后将型面定位销分别插入安装在底座中的十二处衬套中，用来控制非焊接部位的型面位置，此时六件薄壁扇形段处于焊接位置；将厂房内惰性气体气瓶的通气管连接至六件导管上，使惰性气体通过导管进入背定位板中的惰性气体保护槽中，然后将焊枪伸入前压紧板的通槽中进行焊接加工；带焊接过程结束零件冷却后拆除型面定位销，拆除前压紧板，旋转顶紧支座中的顶紧螺钉，带动滑动座和背定位板向底座中心方向移动，将焊接完毕的薄壁零件取出，完成薄壁零件的纵向焊接。

Images