CN114378514A - 一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械领域，涉及一种产品装焊夹具上的定位头组件，包括轴、定位法兰、内圈、外圈、螺帽、扳手，轴为空心圆轴，扳手的操作杆设置在轴内部，定位法兰滑动设置在轴的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，内圈为带外锥面的环形结构，并滑动设置在轴的轴颈上，外圈为带开口的内锥面环形结构，并设置在内圈外部，内圈的外锥面与外圈的内锥面相匹配，内圈轴向滑动并胀紧或松开外圈，用于管嘴的径向定位和调节，螺帽设置在轴轴颈端部，通过螺帽压紧内圈，并同时压紧定位法兰，扳手的操作杆端部与螺帽配合，通过旋转扳手的手柄，可将螺帽在轴的轴颈上旋紧或旋松，本发明能实现换热器接头组件的管嘴、封头的精确定位配合，解决因焊接后产生的产品较大变形而拆卸分离产品和夹具的困难。

Description

一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件

技术领域

本发明属于机械领域，涉及一种产品装焊夹具上的定位头组件，用于航空换热器焊装时管嘴类零组件精确便捷地定位和紧固，焊装完成后能够轻松便捷地拆卸产品。

背景技术

焊接是一种常用的可靠的连接工艺，在很多行业里、不同种类产品的科研生产中都有大量的应用。金属焊接包含加热、熔化、凝固及冷却等过程，因此，在焊接的过程中以及焊接加工后，相关的零组件会产生较大的变形，这些变形会使产品的相关尺寸和形状产生较大的改变。在对产品的尺寸和形状要求较高的情况下，通常采用装、焊夹具来抵消过大的变形，以保证产品的质量和技术要求。在使用夹具装焊的情况下，焊接后产品的零组件之间、产品和夹具之间会因焊接变形而形成较大的作用力，某些结构的产品会使产品和焊接夹具的拆卸分离非常困难，比如大部分的航空换热器产品。

航空换热器是比较典型的焊接结构产品，焊接生产后拆卸产品非常困难，其带来的不利影响较大，而解决这类问题的非常必要。该类产品整体的结构和形状复杂，除有众多的通道接口外，还有各类安装、定位附件，总体的尺寸精度要求高。为了保证产品质量，在换热器的部装和总装的装、焊生产中，通常采用较高精度的装焊夹具，且夹具和相关零组件间的连接配合必须精密和可靠。在换热器的部装和总装生产后，由于焊接变形而使产品和夹具间存在的较大作用力，使从夹具上拆卸产品时非常困难，还经常造成产品的变形或受伤；暴力拆卸更会导致夹具的变形或损伤。

夹具和换热器产品相关零组件之间的连接配合部件主要是定位头组件，这是夹具的核心部件之一，也是能解决拆卸困难的关键点。困难主要来自两个方面：

一方面，在保证连接配合精密、可靠以及足够刚度的前提下，拆卸轻松便捷；另一方面，在封闭结构的外部完成定位头的卸载操作。热器产品焊装后大多形成封闭的结构，或者与夹具形成了封闭结构，在焊装生产后，定位头被封在腔内，给采取相关卸载作用力的措施带来了困难。同时，这也是类似工艺过程中需要克服的普遍问题。

当前换热器焊装夹具采用的定位头主要有两种形式：固定式和可调节式。

固定式定位头组件的各零件不可调节，只有轴可以在定位套内滑动，见图1。其结构简单，但因为不能调节径向尺寸而没法消除或减少焊接变形产生的作用力的影响，对生产的效率、操作的难度、夹具的精度以及产品的质量等方面都有非常大的不利影响。

后续可调节的定位头，增加了定位头的径向调节功能，采用的形式是四瓣拼块，见图2。通过调节顶杆14可以收缩和胀大四瓣的扩压板16，从而实现定位头组件和产品管嘴9的松或紧的配合。在焊接完成后，调整定位头组件可以缩小扩压板16的直径，从而增大产品和定位头组件间的配合间隙，从而消除相互之间的作用力，可以比较轻松的拆卸下夹具。这种结构的定位头组件的总体设计思路符合使用要求，但有几方面的不足：1)采用焊接结构，一旦装在夹具上就不能拆卸，出现问题只能报废。夹具的焊接也会影响其精度；2)调节和定位都靠螺纹，径向定位精度较差；3)扩压板的收缩需要靠外力，使用不方便；4)结构较复杂；5)顶杆在工作中必须常在，限制了夹具的功能扩展等。

国内外的同行处理类似问题的另一种方法是将装配和焊接分开进行，即在夹具上修配和点焊各零组件，然后焊接不在夹具上进行，对焊接过程的变形不进行约束，焊接变形控制主要通过控制焊接变形的部分影响因素来实现，最终的产品变形相对较大。这种工艺对于比较复杂且要求高的产品不适用，因此，解决夹具的相关问题还是必须的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于航空换热器焊装夹具的通用定位头组件，是焊装夹具的核心部件，能实现换热器接头组件的管嘴9、封头8的精确定位配合，解决因焊接后产生的产品较大变形而拆卸分离产品和夹具的困难。

鉴于上述目的，本发明采用以下的技术方案来实现。

一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，包括轴5、定位法兰4、内圈3、外圈2、螺帽1、扳手6，所述的轴5为空心圆轴，扳手6的操作杆设置在轴5内部，所述的定位法兰4滑动设置在轴5的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈3为带外锥面的环形结构，并滑动设置在轴5 的轴颈上，所述的外圈2为带开口的内锥面环形结构，并设置在内圈3外部，内圈3的外锥面与外圈2的内锥面相匹配，内圈3轴向滑动并胀紧或松开外圈 2，用于管嘴9的径向定位和调节，螺帽1设置在轴5轴颈端部，通过螺帽1 压紧内圈3，并同时压紧定位法兰4，扳手6的操作杆端部与螺帽1配合，通过旋转扳手6的手柄，可将螺帽1在轴5的轴颈上旋紧或旋松。

进一步，所述的轴5上还设置有轴向限位凸缘，轴向限位凸缘与轴5一体化成型，用于和夹具的定位套7定位。

进一步，所述的定位法兰4的上下端面为锥面，上锥面与管嘴9配合，下锥面与卡箍10配合，通过卡箍10与定位法兰4的下锥面以及管嘴9配合，实现管嘴9与定位头组件的固定。

进一步，所述的螺帽1为内六方的螺帽，所述的扳手6的操作杆的端部为六方结构，与内六方的螺帽1相匹配，螺帽1内六方孔为盲孔或者通孔。

进一步，外圈2的内锥面单边角度为25°；外圈2的内锥面上设置有等角度的径向槽，所述的径向槽开口边缘进行倒角处理。

进一步，外圈2选用弹簧钢制成，淬火硬度为HRC45～55。

进一步，所述的外圈2的外圆柱面上设置有环形凸筋，通过环形凸筋与管嘴(9)的滚筋内槽配合，实现管嘴9定位。

进一步，轴5端部设置堵头19，用于封堵轴5的内孔。

进一步，所述的定位法兰4边缘设置螺栓连接孔，与管嘴9的法兰螺栓连接，实现管嘴9定位。

进一步，所述的轴5为空心的台阶轴。

本发明的优点在于：

1使用效果更好，更便捷。

本发明的定位头组件在克服产品封闭结构对夹具操作的限制的前提下，用同一组零件能同时实现径向和轴向的定位和固紧等多种功能，它既能和普通定位头一样快速精确定位产品的接头组件，也能快速便捷卸载产品和夹具间的作用力，从而轻松拆卸分离焊装好的产品和夹具，解决了传统定位头拆卸困难的问题，且更加精确可靠。

相对于现有的分瓣膨胀定位头的只是中间部分的分瓣膨胀，本发明的整体开口膨胀的接触面积更大、与产品零件的配合更可靠；相对于现有的分瓣膨胀定位头的顶杆14用螺纹部位定心，本发明的用滑动配合定心更精确可靠；相对于固定式的定位头，在不增加操作难度和复杂性的情况下，能够全面卸载夹具和产品间的作用力，极大地便利了拆卸工作，减少了产品被破坏的可能性，延长了夹具的使用寿命，维持了夹具的精度；

2结构更加简单可靠

现有定位头的支板15和轴5的连接是焊接，不可拆卸和调整，影响夹具的维修；夹具焊接过程中还可能造成一定的变形，从而影响夹具的精度；由于定位头的结构限制，这种结构的定位头组件的轴径较小，刚度较差，对于较小尺寸的定位头则没法实现。本发明的定位头没有不可拆卸的零件，可以随时拆解、更换和安装，并不会影响精度和使用；零件数量少，组合形式简洁可靠；可以适应不同尺寸的定位头。

3本发明的定位头组件可以和当前夹具使用的同类定位头互换使用，极大地减少了夹具的投入成本；

4具有较大的可扩展性

采用内圈和外圈膨胀加内六方螺帽调节的基本结构以及组合调节方式，扳手不需要常在，这样的情况下，给本发明的定位头组件提供了既有功能和改进两方面的扩展性。现有的结构可以实现通气和封闭等额外功能，还可以通过改进相关零件形状、定位头结构等形式，能适用于多种不同的接口或场景。这比现有的分瓣膨胀可调节定位头更具有优势；

在工作中，现有定位头的顶杆14必须常在，且不能移走，对使用有一定的影响，比如，因顶杆14的常在，封堵了轴孔，不能在焊接工作时对内腔进行通保护气。本发明的定位头组件的扳手6只需在调节定位头的胀紧或松开的操作时使用，一旦调节完成，扳手6不需要常在夹具上，即在产品的焊接过程中，定位头组件的孔可以用以通保护气。这不会影响夹具的使用；如果需要封堵此通孔的情况时，也方便用堵头19塞住。

以本发明的定位头的结构为基础，可以改进而应用于其他类型的夹具或连接部位，能够解决产品结构的限制和工艺过程应力对装卸夹具的影响。比如因为加工产品的零件的尺寸偏差，导致其与胀紧的外圈配合不合适，可以用适当厚度的垫片调整内圈3或者外圈2的轴向位置，以实现内圈3压紧同时外圈2胀紧直径的适当调整，以满足配合要求。

附图说明

图1是表示现有的固定式定位头的结构示意图；

图2是表示现有的分瓣调节的定位头结构示意图；

图3是表示本发明的锥面法兰型定位头结构示意图；

图4是表示本发明的内六方螺帽剖视图；

图5是表示本发明的内六方螺帽俯视图；

图6是表示本发明的外圈俯视图；

图7是表示图6沿B-B的剖视图；

图8是表示图7沿A-A的剖视图；

图9是表示本发明的滚筋型定位头结构示意图；

图10是表示本发明的内六方螺帽为盲孔时的示意图；

图11是表示本发明的台阶轴型的定位头结构示意图；

图12是表示本发明的轴孔封堵示意图；

图13是表示本发明的螺接法兰型定位头结构示意图；

图14是表示本发明的螺接法兰型俯视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰明白，以下结合说明书附图和具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。此外，下面所描述的本发明各实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合和参数在范围内变动。

本发明提供一种航空换热器焊装夹具上的新型定位头组件，可以很好地满足焊前的精确可靠定位、焊接过程中的变形抵抗和焊接后分离产品和夹具轻松的综合要求，还具有操作的便捷性，有利于生产效率和产品质量的提升。

定位头组件是换热器焊装夹具上的核心部件，用于精确定位和固紧换热器的管嘴类接口，能够实现管嘴等零件的轴向和径向定位和固紧，在焊接过程中抵抗焊接变形，以保证焊接后相关接口的尺寸和形位公差符合产品设计要求。

换热器焊装夹具的技术发展经历过三代：固定式、轴向可移动式和多向可调节式。这些发展主要都与定位头的发展有关。

第一代夹具没有可移动部件，包括定位头在内的夹具的所有零部件间都是固定连接的，不能活动或调节。因此，产品焊装完成后，需要分解夹具才能拆卸下来产品。这样的夹具结构简单，精度和刚度好。但这种情况下，主要还有两方面的不足：因为拆装夹具需要较多的时间，整体的生产效率低；夹具复原有可能带来尺寸的偏差，从而影响产品的尺寸精度，甚至造成产品不合格。

当前使用的夹具主要为第二代，定位头组件可以轴向滑移，见图1。

如图1所示，是固定式定位头的结构示意图，该固定式定位头结构包括轴5、定位头13、垫片12和螺母11，所述的定位头13滑动设置在轴5的轴颈上，通过设置在轴5轴颈上的垫片12和螺母13压紧在轴5的轴肩处，形成固定式定位头组件，所述的轴5滑动设置在夹具定位套内，通过凸缘定位于定位套的端面，所述的设置在轴5上的定位头13，用于管嘴9的轴向和径向限位，用卡箍5固紧。

如图1所示的固定式定位头组件，能够在定位套7内轴向滑移和定位，不能调节径向尺寸。焊接完成后，松开卡箍10，能卸载轴向的焊接变形形成的管嘴9 和定位头13间的作用力，不能卸载其径向作用力，导致拆卸产品困难。

如图1所示的固定式定位头，在第一代夹具的基础上，改进设置了可滑动并限位的定位头，解决了航空换热器焊装夹具焊接后产品和夹具的分离问题，不需要分解夹具就能从夹具上拆卸下产品。但是，定位头组件只能轴向移动，不能全面卸载因焊接变形而导致的产品管嘴9和定位头13间的作用力，因而，从夹具上拆卸产品还是非常困难，不但延长了工期、增加工作难度，还经常因此而导致产品和夹具的损伤，是当前航空换热器焊装生产中的主要难题之一，也是夹具改进的主要方向之一。

虽然夹具的结构相对复杂了一些，但焊装前后的装、拆产品过程中不需要拆卸夹具，且能保证尺寸精度要求和稳定性，生产效率也得到了较大的提升。

但此类夹具最大的不足是存在拆卸产品困难。因为焊接变形引起的产品和夹具间的巨大作用力，这造成轴在定位套中的移动、定位头脱离产品接口的移动阻力都非常大，即拆卸产品困难。这不仅严重影响生产效率，还可能因为暴力移动定位头而破坏夹具的精度，甚至损伤产品。这已经非常严重地影响了当前的科研生产。

造成定位头组件移动困难的作用力来自于产品焊接各零件的焊接变形，这些变形是多方向的，形成的作用力也是多方向的。第二代夹具只能轴向移动，也只是可以卸载轴向的作用力，而径向的作用力没有卸载，因此，夹具的拆卸还是困难。

从上述分析可以看出，要解决此类难题，主要就是要能卸载径向的作用力。这是当前换热器及相关钣焊类产品焊装的技术关键点之一，也是焊装夹具的主要完善方向之一。

第三代夹具是多向可调节式的，即增加了定位头的径向调节功能。对定位头组件改进的方案见图2，如图2所示，是现有的分瓣调节的定位头结构示意图，该分瓣调节的定位头结构包括顶杆14、支板15、扩压板16、挡板17、螺钉18 和轴5，所述的轴5为空心轴，并通过轴肩限位设置在定位套7内，所述的带内螺纹的支板15为有圆台的圆板，设置在轴5的一端，并通过圆台定位于轴端，用焊接连接，所述的扇形分布的四瓣式扩压板16为带内孔锥面的圆板，设置在支板15的一端，用圆形的挡板17，通过带限位台阶的螺钉18，间隙配合地压在支板15的一端，所述的带螺纹的端部锥形的顶杆14，设置在轴5内，通过螺纹连接在支板15的内螺纹内，顶部锥形配合与扩压板16的内锥孔内，通过扳手拧动顶杆14，顶杆14的锥形头部推动扩压板16的直径胀大或松开。

如图2所示的分瓣调节的定位头，能够在定位套7内轴向滑移和定位，能够通过扩压板的调节来调节径向尺寸。焊接完成后，松开卡箍10，能卸载轴向的焊接变形形成的管嘴9和定位头13间的作用力，松开顶杆14以松开扩压板，可以卸载其径向作用力，从而轻松拆卸产品。

如图2所示的分瓣调节的定位头组件，相较于图1所示的固定式定位头，增加了定位头13的径向尺寸调节功能，因此能全面卸载产品管嘴9和定位头组件间的作用力，所以，从夹具上拆卸产品非常轻松，是很大的进步。这样的改进符合航空换热器焊装夹具的改进方向。

由于如图2所示的定位头组件的结构限制，仍存在较多的不足之处，主要有： 1)采用焊接结构，一旦装在夹具上就不能拆卸，出现问题只能报废。夹具的焊接也会影响其精度；2)调节和定位都靠螺纹，径向定位精度较差；3)扩压板的收缩需要靠外力，使用不方便；4)结构较复杂；5)顶杆在工作中必须常在，限制了夹具的功能扩展；6)轴5的壁厚较薄，刚度不足，受力时的变形较大，影响最终的产品尺寸精度；7)定位头的径向定位部分被分成了3段，其中最终接触管嘴9内壁的是分瓣式的扩压板16，其厚度较薄，定位面积小，受力较大时，容易伤管嘴的内壁；8)分瓣式的扩压板16的外圆是固定的，和管嘴9内壁的配合不一定好，有可能导致管嘴9的变形或内壁伤等。

图2的主要方案是将定位头的径向定位部分分为三段，前后段用于定位，中间段做成瓣状，通过中心的锥形孔调整分瓣的开合来调整该部件的径向尺寸，以此卸载作用力。这种形式的定位头结构复杂；定位精度较差；因为定位头的结构限制，轴较细，刚度差。

本发明的定位头组件继承了第二代夹具结构简单的优点，优化了第三代夹具径向调节的方式和效果，促进了焊装工艺及夹具的发展。见图3。

本发明的第一个实施例：

如图3所示，是一种锥面法兰型管嘴定位头结构示意图，该锥面法兰型定位头结构包括轴5、定位法兰4、内圈3、外圈2、螺帽1、扳手6，所述的轴5为空心轴，扳手6的操作杆设置在轴5内部，所述的定位法兰4滑动设置在轴5 的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈3滑动设置在轴5的轴颈上，所述的外圈2为带开口的内锥面环形结构，并设置内圈3外部，内圈3胀紧外圈 2，用于管嘴9的径向定位和调节，螺帽1设置在轴5轴颈端部，压紧内圈3，扳手6的操作杆端部与螺帽1配合，通过旋转扳手6的手柄，可将螺帽1在轴5 的轴颈上旋紧或旋松。

如图3所示的本发明的定位头组件的使用具体操作使用如下：

在焊前装配阶段，拧紧螺帽1推动内圈3，压紧定位法兰4在轴5的轴肩处，使轴向定位准确，同时，内圈的移动，通过其锥面胀大外圈2，实现径向的准确定位，采用卡箍10固紧管嘴9和定位法兰4，完成管嘴9的定位和固紧。

在焊后的拆卸阶段，分别拆卸卡箍以松开管嘴的法兰连接、拧松内六方螺帽 1以松开管嘴9和定位头组件的径向配合，就可以轻松便捷地拆卸产品。松卡箍 10和松螺帽1的操作没有先后顺序要求。

松开径向配合的过程是通过轴的中心，用内六方扳手从外部拧松螺帽，弹性的外圈自动收缩，推动内圈随螺帽移动，从而松开定位头和产品管嘴间的径向配合，也卸掉了焊接变形形成的产品和夹具间的作用力。

如图3所示的本发明的定位头组件，能够实现轴向和径向的全面调节，能全面卸载产品管嘴9和定位头组件间的作用力，所以，从夹具上拆卸产品非常轻松，也不会因为较大的作用力和拆卸力而导致的产品和夹具损伤。相较于图1所示的固定式定位头，保留了其精度、刚度好的优点，继承了在定位套7内轴向滑移和定位的基本形式，改进了调节定位头13，增加了的径向尺寸调节功能；相较于图2所示的分瓣调节的定位头组件，改善了其结构和功能上的某些不足，实现了结构更简洁、定位精度更高、定位更可靠、操作也更便捷、功能的可扩展性更好等方面的完善。

进一步，空心的轴5和内六方螺帽1提供了保护气的通道，扳手6不需要常在，可以方便地给内腔通保护气，这是提高焊接质量的常用措施。

进一步，如图12所示，用橡胶类软材料的堵头19可以方便地堵住轴5的孔，从而提供相对密闭的内腔环境。

进一步，本发明的定位头组件可以进行标准化。根据产品的结构、尺寸等不同要求，对本发明的定位头组件的核心零件进行了尺寸的优化，并形成了推荐标准系列。见表1。实际的使用中，不一定局限于所列的规格范围和配合关系。这有利于此类定位头组件的设计、生产和使用。主要标准规范的零件是内六方螺帽和轴的头部尺寸等，主要的标准规格划分为内六方扳手的规格和内六方螺帽的螺纹标准，以及它们相互配合形成的轴的刚度、扳手承受力矩的合适范围。

表1

实际的应用中可以通过改进空心轴的形式而可以应用于不同尺寸的管嘴等接口，比如改进为台阶轴的形式，可以适应一些较小接头。见图11。

如图11所示，是一种台阶轴形式的锥面法兰型管嘴定位头结构示意图，该台阶轴形式的锥面法兰型管嘴定位头结构包括轴5、定位法兰4、内圈3、外圈2、螺帽1、扳手6，所述的轴5为空心台阶轴，扳手6的台阶型操作杆设置在轴5 内部，所述的定位法兰4滑动设置在轴5的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈3滑动设置在轴5的轴颈上，所述的外圈2为带开口的内锥面环形结构，并设置内圈3外部，内圈3胀紧外圈2，用于管嘴9的径向定位和调节，螺帽1设置在轴5轴颈端部，压紧内圈3，扳手6的操作杆端部与螺帽1配合，通过旋转扳手6的手柄，可将螺帽1在轴5的轴颈上旋紧或旋松。

如图4和图5所示，是一种内六方的螺帽1示意图，该内六方螺帽1为一端带内六方孔的圆形螺帽，在内六方孔端的肩部倒圆。

如图4和图5所示的螺帽1，改变了传统的螺帽结构形式和操作方式，用内六方扳手6从螺帽1的中心部位拧动螺帽1；结合空心的轴5，可以从外部便捷地拧紧和松开螺帽1，并通过内圈3胀紧和松开外圈2，从而实现定位头组件的径向调节。通常的情况下，压紧和调节胀圈使用普通螺母，使用的工具是普通扳手或套筒扳手。但换热器焊装后，定位头在产品内腔中，将没法用工具松开螺母，也就没办法进行调节。本发明用内六方螺帽代替普通螺母，将在螺母外圈进行的扳动操作移到其芯部，使通过产品和夹具外部进行扳动操作成为可能。结合空心轴的设计，为从外部操作提供了通道，从而可以实施从外部的操作。

进一步，螺帽1的肩部倒圆，降低了磕碰伤零件的可能性。

进一步，通过改进内六方螺帽的六方通孔为盲孔，可以实现密封效果。其中一种形式见图10。

如图6、图7图和8所示，是一种花型的开口膨胀外圈2，该外圈2为内孔带等角度径向槽的内锥面开口圆环，在锥面大口端肩部倒圆。

如图6、图7图和8所示的外圈2，保留了普通开口膨胀外圈可靠、简单且实用的优点外，还具有以下更突出的优点：花型结构将变形部位主要集中在缺口处，此处的材料厚度较薄且均匀，因此其调节范围更大；运动和支撑更均匀；调节力更小等。这样的花型结构设计，也为不同尺寸或形式的改进型膨胀外圈提供了可能性。

进一步，如图7所示的外圈2的锥面单面角度设计为25°，同时，与之配合的内圈3的锥面角度相同。该角度设计具有如下优点：一方面，远离自锁角度，防止了内外圈因自锁而不能自动松开；另一方面，相较于更大的角度，胀紧力较小，胀紧和松开比较轻松；第三，直径变化量和轴向的调节行程接近1:1，调节量比较直观，也使得在合适的轴向调节范围内，螺纹的受力圈数合适，螺纹长度及定位头的整体结构尺寸合适。

进一步，如图8所示的径向槽的口部倒角，改善了全行程的外圈2和内圈3 的锥面配合和受力情况。

进一步，如图6的外圈2，采用弹簧钢制成，采用弹簧的热处理规范处理，硬度HRC45～55，利用了此类材料弹性好的特点，增大了胀紧和收缩的变形范围，同时，较高的硬度，可以有效防止和内圈3的咬合。

本发明的第二个实施例：

如图9所示，是一种滚筋型管嘴定位头结构示意图，该滚筋型管嘴定位头结构包括轴5、定位法兰4、内圈3、外圈2、螺帽1、扳手6，所述的轴5为空心轴，扳手6的操作杆设置在轴5内部，所述的定位法兰4滑动设置在轴5的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈3滑动设置在轴5的轴颈上，所述的外圈2为开口的带外圆柱面凸筋的内锥面的环形结构，并设置内圈3外部，内圈 3胀紧外圈2，用于管嘴9的径向、轴向定位和调节，螺帽1设置在轴5轴颈端部，压紧内圈3和外圈2，扳手6的操作杆端部与螺帽1配合，通过旋转扳手6 的手柄，可将螺帽1在轴5的轴颈上旋紧或旋松。

如图9所示的滚筋型管嘴定位头使用操作如下：

在焊前装配阶段，拧紧螺帽1推动内圈3，压紧定位法兰4在轴的定位台阶处，使轴向定位准确，同时，内圈3的移动，通过其锥面胀大外圈2，外圈2的凸筋与滚筋型管嘴9的滚筋内槽配合，实现径向以及轴向的准确定位和固紧。

在焊后的拆卸阶段，拧松内六方螺帽1以松开外圈2，外圈2脱离和管嘴9 的配合，就可以轻松便捷地拆卸产品。

如图9所示的滚筋型管嘴定位头，采用在滚筋的内槽胀紧配合的方式，定位和固紧滚筋型管嘴9，工作方式简洁可靠；定位头组件结构简单可靠，具有足够的精度和刚度；采用内六方螺帽进行调节，能够实现从封闭结构的外部进行操作，操作便捷。

进一步，如图9所示的滚筋型管嘴定位头的外圈2，该外圈2的凸筋顶部削平，减小了胀紧的行程要求，同时，采用如图6所示的内化形结构，调节行程相对普通的开口胀圈加大，能够满足滚筋型管嘴9胀紧的行程要求。

常用的滚筋型管嘴定位头结构示意图，该滚筋型管嘴定位头结构包括螺母 11、垫片12、定位头13、轴5，所述的定位头13设置在轴5的轴颈上，用于管嘴9的径向以及轴向定位，并通过垫片12、螺母11压紧在轴5的限位轴肩处，分瓣式带内槽的卡箍10设置在管嘴9和定位头13的外部，用于压紧管嘴9在定位头13上。

常用的滚筋型管嘴定位头，采用分瓣式带内槽的卡箍10卡滚筋的凸筋的模式，结构相对复杂，卡箍10在管嘴9和定位头组件的外部，占用了较大的空间，对焊接操作有一定的影响。

本发明的第三个实施例：

如图13、图14所示，是一种螺接法兰型管嘴定位头结构示意图，该螺接法兰型定位头结构包括轴5、定位法兰4、内圈3、外圈2、螺帽1、扳手6，所述的轴5为空心轴，扳手6的操作杆设置在轴5内部，所述的边缘带螺栓连接孔的定位法兰4滑动设置在轴5的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈3 滑动设置在轴5的轴颈上，所述的外圈2为带开口的内锥面环形结构，并设置内圈3外部，内圈3胀紧外圈2，用于管嘴9的径向定位和调节，螺帽1设置在轴 5轴颈端部，压紧内圈3，扳手6的操作杆端部与螺帽1配合，通过旋转扳手6 的手柄，可将螺帽1在轴5的轴颈上旋紧或旋松。

如图13、图14所示的螺接法兰型管嘴定位头使用操作如下：

在焊前装配阶段，拧紧螺帽1推动内圈3，压紧定位法兰4在轴5的轴肩处，使轴向定位准确，同时，内圈的移动，通过其锥面胀大外圈2，实现径向的准确定位，采用螺栓固紧管嘴9和定位法兰4，完成管嘴9的定位和固紧。

在焊后的拆卸阶段，分别拆卸螺栓以松开管嘴的法兰连接、拧松内六方螺帽 1以松开管嘴9和定位头组件的径向配合，就可以轻松便捷地拆卸产品。拆卸螺栓以松开定位法兰4和拧松螺帽1的操作没有先后顺序要求。

如图13、图14所示的螺接法兰型管嘴定位头，能够实现轴向和径向的全面调节，能全面卸载产品管嘴9和定位头组件间的作用力，所以，从夹具上拆卸产品非常轻松，也不会因为较大的作用力和拆卸力而导致的产品和夹具损伤；该定位头组件结构简单可靠，具有足够的精度和刚度；采用内六方螺帽进行调节，能够实现从封闭结构的外部进行操作，操作便捷。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：包括轴(5)、定位法兰(4)、内圈(3)、外圈(2)、螺帽(1)、扳手(6)，所述的轴(5)为空心圆轴，扳手(6)的操作杆设置在轴(5)内部，所述的定位法兰(4)滑动设置在轴(5)的轴颈上，并通过轴肩进行轴向限位，所述的内圈(3)为带外锥面的环形结构，并滑动设置在轴(5)的轴颈上，所述的外圈(2)为带开口的内锥面环形结构，并设置在内圈(3)外部，内圈(3)的外锥面与外圈(2)的内锥面相匹配，内圈(3)轴向滑动并胀紧或松开外圈(2)，用于管嘴(9)的径向定位和调节，螺帽(1)设置在轴(5)轴颈端部，通过螺帽(1)压紧内圈(3)，并同时压紧定位法兰(4)，扳手(6)的操作杆端部与螺帽(1)配合，通过旋转扳手(6)的手柄，可将螺帽(1)在轴(5)的轴颈上旋紧或旋松。

2.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的轴(5)上还设置有轴向限位凸缘，轴向限位凸缘与轴(5)一体化成型，用于和夹具的定位套(7)定位。

3.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的定位法兰(4)的上下端面为锥面，上锥面与管嘴(9)配合，下锥面与卡箍(10)配合，通过卡箍(10)与定位法兰(4)的下锥面以及管嘴(9)配合，实现管嘴(9)与定位头组件的固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的螺帽(1)为内六方的螺帽，所述的扳手(6)的操作杆的端部为六方结构，与内六方的螺帽(1)相匹配，螺帽(1)内六方孔为盲孔或者通孔。

5.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：外圈(2)的内锥面单边角度为25°；外圈(2)的内锥面上设置有等角度的径向槽，所述的径向槽开口边缘进行倒角处理。

6.根据权利要求5所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：外圈(2)选用弹簧钢制成，淬火硬度为HRC45～55。

7.根据权利要求6所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的外圈(2)的外圆柱面上设置有环形凸筋，通过环形凸筋与管嘴(9)的滚筋内槽配合，实现管嘴(9)定位。

8.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：轴(5)端部设置堵头(19)，用于封堵轴(5)的内孔。

9.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的定位法兰(4)边缘设置螺栓连接孔，与管嘴(9)的法兰螺栓连接，实现管嘴(9)定位。

10.根据权利要求1所述的一种用于航空换热器焊装夹具的膨胀可调节定位头组件，其特征在于：所述的轴(5)为空心的台阶轴。

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