CN115319243A - 一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及洁净箱体制造技术领域,公开了一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,包括以下步骤:机加:准备若干光面不锈钢板料和导轨,并分别将二者加工成上围框组件、下围框组件和支撑导轨,所述上围框组件和下围框组件均包括四个端板和若干隔板;本发明提供的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,解决了现有大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体精度还有待提升的问题。
Description
技术领域
本发明涉及洁净箱体制造技术领域,具体涉及一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法。
背景技术
洁净箱体组件为激光放大器分系统的重要组件,为整个系统提供安装基准,也是后续各模块的安装基准,故该组件的最终精度,决定了分系统的整体精度,目前针对大型激光放大器不锈钢洁净箱体的制造,由于组件整体规格较大,结合其重量,难以进行整体装配后进行机加。此外,由于其作为整个系统的安装基准,组件内部的相对位置关系要求较高,结合单段组件的结构进行分析,对于中间作为支撑部分导轨的变形量需严格控制,因此,急需一种能够保证大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体精度的制造方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,不锈钢洁净箱体包括并排设置的多个单段箱体,所述单段箱体包括上围框、下围框和设置在上围框和下围框之间的若干支撑导轨,所述上围框和下围框均包括首尾连接的四个端板和设置在端板围成的空间内的隔板,包括以下步骤:
机加:准备若干光面不锈钢板料和导轨,并分别将二者加工成上围框组件、下围框组件和支撑导轨,所述上围框组件和下围框组件均包括四个端板和若干隔板;为避免在加工中进行大的金属去除导致变形量过大,采购时直接购买对应厚度的光面不锈钢板料,直接通过原材料本身控制部分变形。加工时,仅加工局部下陷与减重槽即可。
上围框和下围框装配:
上围框装配步骤:
(1)连接:采用围框工装对上围框和下围框进行装配,所述围框工装包括多个周向设置的定位挡块,将上围框组件在围框工装内进行装配,并用连接螺钉连接固定各上围框组件,且上围框组件四周与对应的定位挡块之间的贴平间隙不超过0.1mm,装配完成后需检测各内腔尺寸,确保尺寸符合要求;
(2)销孔定位:对连接完成并检测合格后的上围框各处的圆柱销孔安装圆柱销,圆柱销与销孔之间采用过渡配合,将圆柱销压配入圆柱销孔中,且圆柱销的端部须与对应端板的平面齐平;
(3)围框焊接:采用氩弧焊接工艺,对上围框所有端板、隔板对接处缝隙进行消缝焊接,对连接螺钉头部、圆柱销头部所有缝隙进行消缝焊接;
(4)围框焊缝清洗:用不锈钢酸洗线对上围框进行整体酸洗,消除上围框表面焊接氧化层,再用清水将上围框清洗干净,最后用烘箱进行烘干,包装并标识后入库备用;
下围框装配步骤按照上围框装配步骤(1)-(4)进行;
单段箱体总装:用连接螺钉将支撑导轨的下端与下围框进行连接;使用吊具将上围框吊装至支撑导轨的上方并调整入位,用连接螺钉将支撑导轨与上围框进行连接;
主体框架焊接:单段箱体全部连接固定完成后,检查箱体状态,确保各处尺寸满足要求,由于箱体尺寸限制,操作空间有限,因此将主体框架先进行焊接,消除对接焊缝和连接螺钉头部、圆柱销表面缝隙;焊接应按照焊接工艺执行,降低焊接变形的影响。
主体框架焊缝清洗:主体框架焊接完成后,用不锈钢钝化膏对主体框架的所有焊缝表面进行清洗,消除表面焊接氧化层,然后用清水清洗焊缝,再用干净毛巾擦净主体框架表面,检验装配尺寸,合格后转下一工序,单段箱体总装完成;
多箱体总装:
相邻单段箱体进行对接,使用千斤顶调整测量点位,通过多方向的调整来保证测量点位的正确性,调整完成后,将单段箱体对接端面进行连接固定,装配完成后使用激光跟踪仪对点位进行复测,复测结果满足要求及测量点位合格后再进行螺钉锁紧,之后采用氩弧焊接方式对连接螺钉头部及圆柱销头部进行消缝焊接,消除表面缝隙;相邻箱体对接完成之后进行整体检查。
本技术方案,由于采用先进行单段箱体总装再进行多箱体总装的方式,并在单段箱体总装过程中通过对上围框、下围框及支撑导轨之间装配关系的精准控制,使得单段箱体的装配精度满足需求;在多箱体总装过程中也通过千斤顶调整测量点位,激光跟踪仪对测量点位进行复测之后再进行螺钉的锁紧,并采用氩弧焊接的方式进行消缝焊接,提升了多箱体总装的精准度。
进一步的,由于在后续的装配中,可能存在由于零件变形导致的相对位置关系超差,所述上围框和下围框根据装配时的实际情况进行配做,也就是,在上围框组件和下围框组件上对应的位置设置定位条,定位条在整体装配中为其他零件的定位区域。
进一步的,所有支撑导轨用连接螺钉与下围框进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨完全定位,再拧紧全部连接螺钉。
进一步的,使用吊具将上围框吊装调整入位,用连接螺钉进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨完全定位,再拧紧全部连接螺钉,之后检查上围框和下围框外表面的平面度。
进一步的,所述上围框和下围框焊接完成后,对尺寸进行检查,对焊接后存在变形的区域进行校正,直至满足要求。
进一步的,所述上围框和下围框焊接过程中,先点焊定位再分段焊接,最大程度降低焊接应力造成的变形。
进一步的,所述支撑导轨采用型材截面的毛坯板料,毛坯板料的长度为2200mm,单边留有2mm余量。
支撑导轨长度较长,有一个比较明显的特征是机加过程中变形量较大。针对此类零件,购买原材料时,直接定制为型材截面的毛坯,保证单边留有2mm余量即可。加工时,分粗精加工,在粗加工完成后进行精修基准,修此基准应在无应力状态下进行。
进一步的,多箱体总装过程中,相邻单段箱体之间消缝焊接完成后,采用不锈钢钝化膏消除焊缝表面氧化层,恢复不锈钢体本色。
进一步的,多箱体总装完成后,最后对连接螺钉孔和圆柱销孔表面焊接处进行局部抛光处理。
进一步的,所述整体检查包括检查洁净箱体总长,检查洁净箱体对接端面处的平面度,使用激光跟踪仪检测测量点位,直至符合要求。
本发明的有益效果为:本技术方案,由于采用先进行单段箱体总装再进行多箱体总装的方式,并在单段箱体总装过程中通过对上围框、下围框及支撑导轨之间装配关系的精准控制,使得单段箱体的装配精度满足需求;在多箱体总装过程中也通过千斤顶调整测量点位,激光跟踪仪对测量点位进行复测之后再进行螺钉的锁紧,并采用氩弧焊接的方式进行消缝焊接,提升了多箱体总装的精准度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明中上围框的装配结构示意图;
图3为本发明中上围框的结构示意图;
图4为本发明中支撑导轨安装的结构示意图;
图5为本发明中上围框安装的结构示意图;
图6为本发明中两个单段箱体对接状态的结构示意图;
图7为本发明中三个单段箱体对接状态的结构示意图。
图中:单段箱体1;上围框2;下围框3;支撑导轨4;端板5;隔板6;定位挡块7;千斤顶8;挡板9;定位条10;顶升工装11;吊具12。
具体实施方式
实施例1:
如图1-图7所示,本实施例提供一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,不锈钢洁净箱体包括并排设置的多个单段箱体1,本实施例中,有四个单段箱体1,单段箱体1包括上围框2、下围框3和设置在上围框2和下围框3之间的若干支撑导轨4,上围框2和下围框3均包括首尾连接的四个端板5和设置在端板5围成的空间内的隔板6,包括以下步骤:
机加:准备若干光面不锈钢板料和导轨,并分别将二者加工成上围框组件、下围框组件和支撑导轨4,上围框组件和下围框组件均包括四个端板5和若干隔板6;为避免在加工中进行大的金属去除导致变形量过大,采购时直接购买对应厚度的光面不锈钢板料,直接通过原材料本身控制部分变形。加工时,仅加工光面不锈钢板料局部下陷与减重槽即可。
上围框2和下围框3装配:
上围框2装配步骤,如图2所示:
(1)连接:采用围框工装对上围框2和下围框3进行装配,围框工装包括多个周向设置在上围框2四周的定位挡块7,将上围框组件在围框工装内进行装配,并用连接螺钉连接固定各上围框组件,且上围框组件四周与对应的定位挡块7之间的贴平间隙不超过0.1mm,装配完成后需检测上围框2各内腔尺寸,确保尺寸符合要求;
(2)销孔定位:对连接完成并检测合格后的上围框2各处的圆柱销孔安装圆柱销,圆柱销与销孔之间采用过渡配合,将圆柱销压配入圆柱销孔中,且圆柱销的端部须与对应端板5的平面齐平;
(3)围框焊接:采用氩弧焊接工艺,对上围框2所有端板5、隔板6对接处缝隙进行消缝焊接,对连接螺钉头部、圆柱销头部所有缝隙进行消缝焊接;
(4)围框焊缝清洗:用不锈钢酸洗线对上围框2进行整体酸洗,消除上围框2表面焊接氧化层,再用清水将上围框2清洗干净,最后用烘箱进行烘干,包装并标识后入库备用;
下围框3装配步骤按照上围框2装配步骤(1)-(4)进行;
单段箱体1总装:用连接螺钉将支撑导轨4的下端与下围框3进行连接,此过程中,如图4所示,通过顶升工装11对支撑导轨4进行支撑;如图5所示,使用吊具12将上围框2吊装至支撑导轨4的上方并调整入位,用连接螺钉将支撑导轨4的上端与上围框2进行连接;
主体框架焊接:单段箱体1全部连接固定完成后,检查箱体状态,确保各处尺寸满足要求,由于箱体尺寸限制,操作空间有限,因此将主体框架先进行焊接,消除对接焊缝和连接螺钉头部、圆柱销表面缝隙;焊接应按照焊接工艺执行,降低焊接变形的影响;
主体框架焊缝清洗:主体框架焊接完成后,用不锈钢钝化膏对主体框架的所有焊缝表面进行清洗,消除表面焊接氧化层,然后用清水清洗焊缝,再用干净毛巾擦净主体框架表面,检验装配尺寸,合格后转下一工序,单段箱体1总装完成;
多箱体总装:
如图1、图6、图7所示,相邻单段箱体1进行对接,先在位于首位的单段箱体的一侧设置挡板9,在相邻的单段箱体的三个外侧面使用千斤顶8调整测量点位,通过多方向的调整来保证测量点位的正确性,调整完成后,将单段箱体1对接端面进行连接固定,装配完成后使用激光跟踪仪对点位进行复测,复测结果满足要求及测量点位合格后再进行螺钉锁紧,之后采用氩弧焊接方式对连接螺钉头部及圆柱销头部进行消缝焊接,消除表面缝隙;相邻箱体对接完成之后进行整体检查。
本技术方案,由于采用先进行单段箱体总装再进行多箱体总装的方式,并在单段箱体总装过程中通过对上围框2、下围框3及支撑导轨4之间装配关系的精准控制,使得单段箱体1的装配精度满足需求;在多箱体总装过程中也通过千斤顶8调整测量点位,激光跟踪仪对测量点位进行复测之后再进行螺钉的锁紧,并采用氩弧焊接的方式进行消缝焊接,提升了多箱体总装的精准度。
实施例2:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
由于在后续的装配中,可能存在由于零件变形导致的相对位置关系超差,上围框2和下围框3根据装配时的实际情况进行配做,也就是,在上围框组件和下围框组件上对应的位置设置定位条10,定位条10在整体装配中为其他零件的定位区域。
实施例3:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
所有支撑导轨4用连接螺钉与下围框3进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨4完全定位,再拧紧全部连接螺钉。
实施例4:
本实施例是在上述实施例1基础上进行优化。
使用吊具将上围框2吊装调整入位,用连接螺钉进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨4完全定位,再拧紧全部连接螺钉,之后检查上围框2和下围框3外表面的平面度。
实施例5:
本实施例是在上述实施例1基础上进行优化。
上围框2和下围框3焊接完成后,对尺寸进行检查,对焊接后存在变形的区域进行校正,直至满足要求。
实施例6:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
上围框2和下围框3焊接过程中,先点焊定位再分段焊接,最大程度降低焊接应力造成的变形。
实施例7:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
支撑导轨4采用型材截面的毛坯板料,毛坯板料的长度为2200mm,单边留有2mm余量。
支撑导轨4长度较长,有一个比较明显的特征是机加过程中变形量较大。针对此类零件,购买原材料时,直接定制为型材截面的毛坯,保证单边留有2mm余量即可。加工时,分粗精加工,在粗加工完成后进行精修基准,修此基准应在无应力状态下进行。
实施例8:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
多箱体总装过程中,相邻单段箱体1之间消缝焊接完成后,采用不锈钢钝化膏消除焊缝表面氧化层,恢复不锈钢体本色。
实施例9:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
多箱体总装完成后,最后对连接螺钉孔和圆柱销孔表面焊接处进行局部抛光处理。
实施例10:
本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化。
整体检查包括检查洁净箱体总长,检查洁净箱体对接端面处的平面度,使用激光跟踪仪检测测量点位,直至符合要求。
上述实施例中,较优的,连接螺钉为内六角沉头螺钉。
最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,不锈钢洁净箱体包括并排设置的多个单段箱体,所述单段箱体包括上围框、下围框和设置在上围框和下围框之间的若干支撑导轨,所述上围框和下围框均包括首尾连接的四个端板和设置在端板围成的空间内的隔板,其特征在于,包括以下步骤:
机加:准备若干光面不锈钢板料和导轨,并分别将二者加工成上围框组件、下围框组件和支撑导轨,所述上围框组件和下围框组件均包括四个端板和若干隔板;
上围框和下围框装配:
上围框装配步骤:
(1)连接:采用围框工装对上围框和下围框进行装配,所述围框工装包括多个周向设置的定位挡块,将上围框组件在围框工装内进行装配,并用连接螺钉连接固定各上围框组件,且上围框组件四周与对应的定位挡块之间的贴平间隙不超过0.1mm;
(2)销孔定位:对连接完成并检测合格后的上围框各处的圆柱销孔安装圆柱销,圆柱销与销孔之间采用过渡配合,将圆柱销压配入圆柱销孔中,且圆柱销的端部须与对应端板的平面齐平;
(3)围框焊接:采用氩弧焊接工艺,对上围框所有端板、隔板对接处缝隙进行消缝焊接,对连接螺钉头部、圆柱销头部所有缝隙进行消缝焊接;
(4)围框焊缝清洗:用不锈钢酸洗线对上围框进行整体酸洗,消除上围框表面焊接氧化层,再用清水将上围框清洗干净,最后用烘箱进行烘干,包装并标识后入库备用;
下围框装配步骤按照上围框装配步骤(1)-(4)进行;
单段箱体总装:用连接螺钉将支撑导轨的下端与下围框进行连接;使用吊具将上围框吊装至支撑导轨的上方并调整入位,用连接螺钉将支撑导轨与上围框进行连接;
主体框架焊接:单段箱体全部连接固定完成后,检查箱体状态,确保各处尺寸满足要求,将主体框架先进行焊接,消除对接焊缝和连接螺钉头部、圆柱销表面缝隙;
主体框架焊缝清洗:主体框架焊接完成后,用不锈钢钝化膏对主体框架的所有焊缝表面进行清洗,消除表面焊接氧化层,然后用清水清洗焊缝,再用干净毛巾擦净主体框架表面,单段箱体总装完成;
多箱体总装:
相邻单段箱体进行对接,使用千斤顶调整测量点位,调整完成后,将单段箱体对接端面进行连接固定,装配完成后使用激光跟踪仪对点位进行复测,复测结果满足要求及测量点位合格后再进行螺钉锁紧,之后采用氩弧焊接方式对连接螺钉头部及圆柱销头部进行消缝焊接,消除表面缝隙;相邻箱体对接完成之后进行整体检查。
2.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所述上围框和下围框根据装配时的实际情况进行配做。
3.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所有支撑导轨用连接螺钉与下围框进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨完全定位,再拧紧全部连接螺钉。
4.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:使用吊具将上围框吊装调整入位,用连接螺钉进行连接前先通过圆柱销将支撑导轨完全定位,再拧紧全部连接螺钉,之后检查上围框和下围框外表面的平面度。
5.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所述上围框和下围框焊接完成后,对尺寸进行检查,对焊接后存在变形的区域进行校正,直至满足要求。
6.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所述上围框和下围框焊接过程中,先点焊定位再分段焊接。
7.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所述支撑导轨采用型材截面的毛坯板料,毛坯板料的长度为2200mm,单边留有2mm余量。
8.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:多箱体总装过程中,相邻单段箱体之间消缝焊接完成后,采用不锈钢钝化膏消除焊缝表面氧化层,恢复不锈钢体本色。
9.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:多箱体总装完成后,最后对连接螺钉孔和圆柱销孔表面焊接处进行局部抛光处理。
10.根据权利要求1所述的一种大型激光放大器不锈钢洁净箱体的整体制造方法,其特征在于:所述整体检查包括检查洁净箱体总长,检查洁净箱体对接端面处的平面度,使用激光跟踪仪检测测量点位,直至符合要求。
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2022
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