CN114029607A - 一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具及其加工工艺，包括一号油箱零件与二号油箱零件，包括有：底座，所述底座包括有固定连接的垫板与面板，所述垫板前端面活动连接有弓型卸扣；旋转组件，用于紧固油箱零件，并使两个油箱零件端部接触连接并带动两个油箱零件同轴转动；固定组件，设置在其中一个支撑板上。本发明中，旋转组件中支撑板和箍带上均设有与油箱零件相配合的放置槽，可精准固定油箱零件，而固定组件可根据油箱零件的长度进行调整，将油箱零件向支撑板方向拉动固定，旋转组件与固定组件进行配合能够使不同段的油箱零件紧密对接，再配合摩擦焊接头使焊接更加稳定，焊接质量更好。

Description

一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具及其加工工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具及其加工工艺。
背景技术
飞机副油箱都采用分解式结构,这种结构的中段是开口薄壁简体，尺寸要求严格，焊接变形成为制造中的关键。分解式副油箱由前段、中段、外挂梁、后段和尾部组成。而摩擦焊接快速、灵活，且焊接过程稳定并且可复验，焊接质量优异，无需焊剂或保护气体，不会产生焊接烟气或其它气体，适用于航空设备的焊接。但由于摩擦焊接中工件不易夹持，因此也很难焊接，或是焊接过程容易变形，影响飞机副油箱组件的质量。
发明内容
本发明的目的是为了解决的上述问题，而提出的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具及其加工工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，包括一号油箱零件与二号油箱零件，包括有：
底座，所述底座包括有固定连接的垫板与面板，所述垫板前端面活动连接有弓型卸扣；
旋转组件，用于紧固油箱零件，并使两个油箱零件端部接触连接并带动两个油箱零件同轴转动；
固定组件，设置在其中一个支撑板上，用于防止油箱零件左右移动；
摩擦焊接头，设置在旋转组件外侧，且摩擦焊接头接触两个油箱零件相互连接的端部；
其中，所述旋转组件包括两个对称设置的支撑板和回转体，每个所述支撑板上均连接有可旋转的回转体，所述支撑板上均设有用于放置油箱零件的放置槽，两个所述支撑板上的放置槽的圆心在同一轴线上，支撑板上的放置槽内表面为锥面，锥面的锥度与油箱零件的外表面锥度相配合，两个所述支撑板之间设有减速机以及与减速机连接的伺服电机，所述减速机的两端分别连接有主齿轮，所述主齿轮与回转体传动连接，所述回转体上设有用于紧固油箱零件的箍带。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述支撑板包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板上设有第一回转体，所述第二支撑板上设有第二回转体，所述第一回转体包括第一从齿环，所述第一从齿环的一端固定在第一支撑板上，所述第一从齿环的另一端连接有第一过渡环，所述第一过渡环上设有第一箍带，所述第二回转体包括第二从齿环，所述第二从齿环的一端固定在第二支撑板上，所述第二从齿环的另一端连接有第二过渡环，所述第二过渡环上设有第二箍带，所述第一箍带和第二箍带均设置在两个支撑板之间。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述固定组件包括定位板和伸缩件，所述伸缩件的其中一端连接在支撑板上，所述伸缩件的另一端与定位板连接，且所述伸缩件与支撑板与定位板可拆卸连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第一从齿环和第二从齿环分别对应一个主齿轮，所述主齿轮分别与第一从齿环以及第二从齿环表面啮合，并带动第一从齿环和第二从齿环同步转动。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述第一箍带与第二箍带均设置在两个支撑板之间，第一箍带与第二箍带均是由两个半圆弧环拼接形成，两个半圆弧环通过螺栓连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述伸缩件包括钢索以及与钢索的一端连接并控制钢索伸缩的螺纹锁扣，所述钢索的其中一端连接在支撑板上，所述钢索的另一端与定位板连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
螺纹锁扣包括调节外壳和外壳两端的挂钩，挂钩螺接在调节外壳的两端，所述螺纹锁扣的其中一端与定位板的端部通过挂钩和挂环实现可拆卸连接，所述钢索与支撑板通过挂钩和挂环实现可拆卸连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
一种飞机零件搅拌摩擦焊的加工工艺，所述工艺包括以下步骤：
步骤一、一号油箱零件的小内径一端穿过第一支撑板的放置槽插入至第二支撑板的放置槽内，将二号油箱零件小内径且需要焊接的一端插入至第一支撑板的放置槽内，使两个零件需要焊接的端部对接；
步骤二、固定组件套设在一号油箱零件的另一端，并调整螺纹锁扣，缩短钢索，将零件向支撑板内挤压，使两个零件稳定固定并接触；
步骤三、启动伺服电机，伺服电机通过减速机使主齿轮转动，而主齿轮分别带动第一从齿环和第二从齿环转动，由于两个主齿轮是设置在减速机的两端，因此两个主齿轮是同速转动，两个主齿轮带动第一从齿环和第二从齿环转动，因此两个加工零件也同轴和同速转动，摩擦焊接头设置在两个加工零件的接缝处，两个加工零件的转动与摩擦焊接头产生摩擦进行焊接。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明中，旋转组件中支撑板和箍带上均设有与油箱零件相配合的放置槽，可精准固定油箱零件，而固定组件可根据油箱零件的长度进行调整，将油箱零件向支撑板方向拉动固定，旋转组件与固定组件进行配合能够使不同段的油箱零件紧密对接，再配合摩擦焊接头使焊接更加稳定，焊接质量更好。
附图说明
图1为本发明中整体结构示意图；
图2为本发明中定位板的结构示意图；
图3为本发明中第一箍带与第二箍带的结构示意图；
图4为本发明中垫板与面板的结构示意图；
图5为本发明中结构螺纹锁扣的示意图。
图例说明：
1、第一支撑板；2、第二支撑板；3、摩擦焊接头；4、放置槽；5、减速机；6、伺服电机；7、主齿轮；8、第一从齿环；9、第一过渡环；10、第一箍带；11、第二从齿环；12、第二过渡环；13、第二箍带；14、定位板；15、螺纹锁扣；1501、调节外壳；16、钢索；17、一号油箱零件；18、二号油箱零件；19、垫板；20、面板；21、弓型卸扣。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1-5，一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，包括一号油箱零件17与二号油箱零件18，包括有：
底座，底座包括有固定连接的垫板19与面板20，垫板19前端面活动连接有弓型卸扣21；
旋转组件，用于紧固油箱零件，并使两个油箱零件端部接触连接并带动两个油箱零件同轴转动；
固定组件，设置在其中一个支撑板上，用于防止油箱零件左右移动；
摩擦焊接头3，设置在旋转组件外侧，且摩擦焊接头3接触两个油箱零件相互连接的端部；
其中，旋转组件包括两个对称设置的支撑板和回转体，每个支撑板上均连接有可旋转的回转体，支撑板上均设有用于放置油箱零件的放置槽4，两个支撑板上的放置槽4的圆心在同一轴线上，支撑板上的放置槽4内表面为锥面，锥面的锥度与油箱零件的外表面锥度相配合，两个支撑板之间设有减速机5以及与减速机5连接的伺服电机6，减速机5的两端分别连接有主齿轮7，主齿轮7与回转体传动连接，回转体上设有用于紧固油箱零件的箍带。
一号油箱零件17和二号油箱零件18具有一定的锥度，因此在放置槽4的内表面也设置成与油箱零件相互配合的锥面，将油箱零件中小内径的锥面插入至放置槽4内，再配合固定组件的挤压固定，使锥形的油箱零件稳定的固定在支撑板的放置槽4内，便于后续摩擦焊接的稳定性。
支撑板包括第一支撑板1和第二支撑板2,，第一支撑板1上设有第一回转体，第二支撑板2上设有第二回转体，第一回转体包括第一从齿环8，第一从齿环8的一端固定在第一支撑板1上，第一从齿环8的另一端连接有第一过渡环9，第一过渡环9上设有第一箍带10，第二回转体包括第二从齿环11，第二从齿环11的一端固定在第二支撑板2上，第二从齿环11的另一端连接有第二过渡环12，第二过渡环12上设有第二箍带13，第一箍带10和第二箍带13均设置在两个支撑板之间。
支撑板中放置槽4的外边缘连接有一圈固定环，而过渡环与固定环相对设置，从齿环套设在过渡环和固定环之间，将过渡环和固定环连接，同时从齿环在固定环上转动。而固定环主要用于将从齿环连接在支撑板上，同时也用于支撑从齿环，而过渡环是完全固定在从齿环上，并可随着从齿环的转动而转动。
固定组件包括定位板14和伸缩件，伸缩件的其中一端连接在支撑板上，伸缩件的另一端与定位板14连接，且伸缩件与支撑板与定位板14可拆卸连接。
第一从齿环8和第二从齿环11分别对应一个主齿轮7，主齿轮7分别与第一从齿环8以及第二从齿环11表面啮合，并带动第一从齿环8和第二从齿环11同步转动。
第一箍带10与第二箍带13均设置在两个支撑板之间，第一箍带10与第二箍带13均是由两个半圆弧环拼接形成，两个半圆弧环通过螺栓连接。
伸缩件包括钢索16以及与钢索16的一端连接并控制钢索16伸缩的螺纹锁扣15，钢索16的其中一端连接在支撑板上，钢索16的另一端与定位板14连接。
螺纹锁扣15包括调节外壳1501和外壳两端的挂钩，挂钩螺接在调节外壳1501的两端，螺纹锁扣15的其中一端与定位板14的端部通过挂钩和挂环实现可拆卸连接，钢索16与支撑板通过挂钩和挂环实现可拆卸连接，而挂钩在调节外壳1501内的部分均设有螺纹，通过对调节外壳1501转动，使两个挂钩的距离增大，达到伸长的目的。
一种飞机零件搅拌摩擦焊的加工工艺，工艺包括以下步骤：
步骤一、一号油箱零件17的小内径一端穿过第一支撑板1的放置槽4插入至第二支撑板2的放置槽4内，将二号油箱零件18小内径且需要焊接的一端插入至第一支撑板1的放置槽4内，使两个零件需要焊接的端部对接；
步骤二、固定组件套设在一号油箱零件17的另一端，并调整螺纹锁扣15，缩短钢索16，将零件向支撑板内挤压，使两个零件稳定固定并接触；
步骤三、启动伺服电机6，伺服电机6通过减速机5使主齿轮7转动，而主齿轮7分别带动第一从齿环8和第二从齿环11转动，由于两个主齿轮7是设置在减速机5的两端，因此两个主齿轮7是同速转动，两个主齿轮7带动第一从齿环8和第二从齿环11转动，因此两个加工零件也同轴和同速转动，摩擦焊接头3设置在两个加工零件的接缝处，两个加工零件的转动与摩擦焊接头3产生摩擦进行焊接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，包括一号油箱零件(17)与二号油箱零件(18)，其特征在于，包括有：
底座，所述底座包括有固定连接的垫板(19)与面板(20)，所述垫板(19)前端面活动连接有弓型卸扣(21)；
旋转组件，用于紧固油箱零件，并使两个油箱零件端部接触连接并带动两个油箱零件同轴转动；
固定组件，设置在其中一个支撑板上，用于防止油箱零件左右移动；
摩擦焊接头(3)，设置在旋转组件外侧，且摩擦焊接头(3)接触两个油箱零件相互连接的端部；
其中，所述旋转组件包括两个对称设置的支撑板和回转体，每个所述支撑板上均连接有可旋转的回转体，所述支撑板上均设有用于放置油箱零件的放置槽(4)，两个所述支撑板上的放置槽(4)的圆心在同一轴线上，支撑板上的放置槽(4)内表面为锥面，锥面的锥度与油箱零件的外表面锥度相配合，两个所述支撑板之间设有减速机(5)以及与减速机(5)连接的伺服电机(6)，所述减速机(5)的两端分别连接有主齿轮(7)，所述主齿轮(7)与回转体传动连接，所述回转体上设有用于紧固油箱零件的箍带。
2.根据权利要求1所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，所述支撑板包括第一支撑板(1)和第二支撑板(2,)，所述第一支撑板(1)上设有第一回转体，所述第二支撑板(2)上设有第二回转体，所述第一回转体包括第一从齿环(8)，所述第一从齿环(8)的一端固定在第一支撑板(1)上，所述第一从齿环(8)的另一端连接有第一过渡环(9)，所述第一过渡环(9)上设有第一箍带(10)，所述第二回转体包括第二从齿环(11)，所述第二从齿环(11)的一端固定在第二支撑板(2)上，所述第二从齿环(11)的另一端连接有第二过渡环(12)，所述第二过渡环(12)上设有第二箍带(13)，所述第一箍带(10)和第二箍带(13)均设置在两个支撑板之间。
3.根据权利要求1所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，所述固定组件包括定位板(14)和伸缩件，所述伸缩件的其中一端连接在支撑板上，所述伸缩件的另一端与定位板(14)连接，且所述伸缩件与支撑板与定位板(14)可拆卸连接。
4.根据权利要求2所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，所述第一从齿环(8)和第二从齿环(11)分别对应一个主齿轮(7)，所述主齿轮(7)分别与第一从齿环(8)以及第二从齿环(11)表面啮合，并带动第一从齿环(8)和第二从齿环(11)同步转动。
5.根据权利要求2所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，所述第一箍带(10)与第二箍带(13)均设置在两个支撑板之间，第一箍带(10)与第二箍带(13)均是由两个半圆弧环拼接形成，两个半圆弧环通过螺栓连接。
6.根据权利要求3所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，所述伸缩件包括钢索(16)以及与钢索(16)的一端连接并控制钢索(16)伸缩的螺纹锁扣(15)，所述钢索(16)的其中一端连接在支撑板上，所述钢索(16)的另一端与定位板(14)连接。
7.根据权利要求6所述的一种飞机零件搅拌摩擦焊用柔性夹具，其特征在于，螺纹锁扣(15)包括调节外壳(1501)和外壳两端的挂钩，挂钩螺接在调节外壳(1501)的两端，所述螺纹锁扣(15)的其中一端与定位板(14)的端部通过挂钩和挂环实现可拆卸连接，所述钢索(16)与支撑板通过挂钩和挂环实现可拆卸连接。
8.一种飞机零件搅拌摩擦焊的加工工艺，基于权利要求1所述的柔性夹具，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：
步骤一、一号油箱零件(17)的小内径一端穿过第一支撑板(1)的放置槽(4)插入至第二支撑板(2)的放置槽(4)内，将二号油箱零件(18)小内径且需要焊接的一端插入至第一支撑板(1)的放置槽(4)内，使两个零件需要焊接的端部对接；
步骤二、固定组件套设在一号油箱零件(17)的另一端，并调整螺纹锁扣(15)，缩短钢索(16)，将零件向支撑板内挤压，使两个零件稳定固定并接触；
步骤三、启动伺服电机(6)，伺服电机(6)通过减速机(5)使主齿轮(7)转动，而主齿轮(7)分别带动第一从齿环(8)和第二从齿环(11)转动，由于两个主齿轮(7)是设置在减速机(5)的两端，因此两个主齿轮(7)是同速转动，两个主齿轮(7)带动第一从齿环(8)和第二从齿环(11)转动，因此两个加工零件也同轴和同速转动，摩擦焊接头(3)设置在两个加工零件的接缝处，两个加工零件的转动与摩擦焊接头(3)产生摩擦进行焊接。
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