CN116493859B - 电子束焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子束焊接夹具，属于夹具技术领域，电子束焊接夹具包括：支撑座，用于放置待焊接零件，支撑座上设置有多条沿径向设置的滑动凹槽；焊接盖板，呈伞状结构盖设在支撑座上并与待焊接零件抵接，焊接盖板沿周向开设多个间隔均布的找正孔；多个找正单元，设置在支撑座上，每个找正单元均与对应的滑动凹槽滑动连接，且多个找正单元与多个找正孔一一对应连接，找正单元能够对焊接盖板施加径向向外的拉拽力和竖直向下的压紧力；限位锁紧装置，设置在支撑座处并与找正单元连接，限位锁紧装置能够限制找正单元与滑动凹槽之间的相对位置。通过设置找正单元对焊接盖板施加向外侧的拉拽力和向下的压力，从而提高整体的焊接精度。

Description

电子束焊接夹具

技术领域

本说明书涉及夹具技术领域，具体涉及一种电子束焊接夹具。

背景技术

目前航空发动机的压气机径向扩压器组件为电子束焊接连接结构。此压气机径向扩压器组件是要将圆盘形顶盖与下方子件的29处叶型采用电子束缝焊和电子束点焊焊接在一起。当顶盖放置在底部子件上时，顶盖完全遮挡底部子件上的叶型，无法直接通过观察来找准叶型位置进行电子束焊接，属于电子束盲焊。并且底部子件上的叶型宽度最窄处仅1.8mm，而相应位置的焊缝宽度已达到1.27mm，电子束焊缝必须穿透上层顶盖准确焊接在底部的叶型上，否则焊缝偏离叶型导致焊漏，零件将报废。因此必须在眼睛无法观察的情况下对底部叶型进行精准定位，才能保证电子束焊接找正的精准度。

如图9所示，专利公开号为CN114633011A，公开日期为2022-06-17的中国专利公开了一种电子束焊接盲焊的夹具装置及找正方法（以下简称现有技术），现有技术中采用的焊接装置是设置一个具有第一通孔的底座，在底座上设置用于压在待焊接零件上的压环,其中压环上开设第二通孔，第二通孔与第一通孔的位置对应并用于穿设定位所需的连接轴，在压环的外侧设置有多个压板，上述压板用于压在待焊接零件的边缘部位。

现有技术的方案是用于焊接中间能够进行穿孔的顶盖，即将顶盖放入到底座与压环之间，通过连接轴依次穿过压环、顶盖和底座并通过螺母实现定位固定。上述压板的作用仅起到对待焊接零件（叶片）的边缘部位进行压紧，并未连接在压环上。

现有技术存在的问题：对于无法设置贯穿通孔的顶盖结构采用现有的焊接方式无法进行快捷有效的定位焊接，因此设计本发明。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种电子束焊接夹具，以解决快捷有效的定位焊接的问题。

本发明的技术方案为：一种电子束焊接夹具，包括：支撑座，用于放置待焊接零件，支撑座上设置有多条沿径向设置的滑动凹槽；焊接盖板，呈伞状结构盖设在支撑座上并与待焊接零件抵接，焊接盖板沿周向开设多个间隔均布的找正孔；多个找正单元，设置在支撑座上，每个找正单元均与对应的滑动凹槽滑动连接，且多个找正单元与多个找正孔一一对应连接，找正单元能够对焊接盖板施加径向向外的拉拽力和竖直向下的压紧力；限位锁紧装置，设置在支撑座处并与找正单元连接，限位锁紧装置能够限制找正单元与滑动凹槽之间的相对位置。

进一步地，每个找正单元均包括底座和拉紧块，底座设置在滑动凹槽中，拉紧块的一端与底座连接，拉紧块的另一端与对应的找正孔卡接配合。

进一步地，拉紧块的另一端设置有拉钩结构，拉钩结构能够置于找正孔中并与找正孔卡接。

进一步地，滑动凹槽的两相对侧壁处设置有定位凹槽，底座上设置有定位凸起，定位凸起能够在定位凹槽中滑动。

进一步地，滑动凹槽的顶壁上设置有用于标记位置的标尺。

进一步地，限位锁紧装置包括螺杆、旋转螺母和垫片，螺杆沿滑动凹槽的延伸方向设置在滑动凹槽中，且螺杆的一端与找正单元连接，垫片置于滑动凹槽远离焊接盖板的一端，且垫片与支撑座的外周壁抵接，垫片上设置有光孔，螺杆的另一端穿过光孔并置于垫片的外侧，旋转螺母与螺杆的另一端配合连接，且旋转螺母与垫片抵接。

进一步地，限位锁紧装置包括连接块、螺杆和旋转螺母，连接块能拆卸地设置在支撑座表面且位于滑动凹槽上方，连接块上设置有光孔，螺杆一端与找正单元连接，螺杆的另一端穿过光孔并置于连接块外侧，旋转螺母与螺杆的另一端配合连接，且旋转螺母与连接块抵接。

进一步地，限位锁紧装置包括连接块和拉簧，连接块能拆卸地设置在支撑座表面且位于滑动凹槽上方，拉簧的一端与连接块固定连接，拉簧的另一端与找正单元连接。

进一步地，每个限位锁紧装置的拉簧的拉力均相同。

进一步地，焊接盖板的边缘呈锯齿状结构或者卡接槽状结构，焊接盖板的边缘用于与待焊接零件叶片对应啮合。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例中通过设置找正单元对焊接盖板施加向外侧的拉拽力和向下的压力，从而能够使焊接盖板位于预设的焊接位置并能够压紧待焊接零件，实现在眼睛无法观察的情况下对底部叶型进行精准定位，从而提高整体的焊接精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明第一实施例的俯视结构示意图；

图2是图1中A-A向剖视结构示意图；

图3是本发明实施例支撑座的俯视结构示意图；

图4是本发明实施例支撑座的局部放大图；

图5是本发明实施例拉紧块与底座的配合示意图；

图6是焊接盖板的三维结构示意图；

图7是本发明第二实施例的结构示意图；

图8是本发明第三实施例的结构示意图；

图9是现有技术方案的结构示意图。

图中附图标记：10、支撑座；11、滑动凹槽；111、定位凹槽；112、标尺；20、焊接盖板；21、找正孔；30、找正单元；31、底座；311、定位凸起；32、拉紧块；33、限位锁紧装置。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1至图8所示，本发明提供了一种电子束焊接夹具。在图1所示的本发明第一实施例中，电子束焊接夹具包括支撑座10、焊接盖板20、多个找正单元30和限位锁紧装置33。支撑座10用于放置待焊接零件，支撑座10上设置有多条沿径向设置的滑动凹槽11；焊接盖板20呈伞状结构盖设在支撑座10上并与待焊接零件抵接，焊接盖板20沿周向开设多个间隔均布的找正孔21；多个找正单元30设置在支撑座10上，每个找正单元30均与对应的滑动凹槽11滑动连接，且多个找正单元30与多个找正孔21一一对应连接，找正单元30能够对焊接盖板20施加径向向外的拉拽力和竖直向下的压紧力；限位锁紧装置33设置在支撑座10处并与找正单元30连接，限位锁紧装置33能够限制找正单元30与滑动凹槽11之间的相对位置。

本发明实施例中通过设置找正单元30对焊接盖板20施加向外侧的拉拽力和向下的压力，从而能够使焊接盖板20位于预设的焊接位置并能够压紧待焊接零件，实现在眼睛无法观察的情况下对底部叶型进行精准定位，从而提高整体的焊接精度。同时采用本发明的技术方案无需对待焊接零件进行轴向开孔，便可实现焊接盖板20、待焊接零件和支撑座10之间的找正定位，便于待焊接零件与底部叶型精准定位。

每个找正单元30均包括底座31和拉紧块32，底座31设置在滑动凹槽11中，拉紧块32的一端与底座31连接，拉紧块32的另一端与对应的找正孔21卡接配合。

底座31和拉紧块32可以采用一体设置方式，也可以采用分体设置方式，只要能够通过找正单元30实现支撑座10与焊接盖板20之间的连接即可。

拉紧块32的另一端设置有拉钩结构，拉钩结构能够置于找正孔21中并与找正孔21卡接。

通过设置拉钩结构可以使拉紧块32能够更好地与找正孔21卡接，从而对找正孔21施加径向向外的拉拽力和竖直向下的压紧力。本发明实施例中上述找正孔21可以设置限位凹槽（未图示），从而使拉钩结构卡入时不会轻易脱落。该限位凹槽可以仅设置在靠近拉紧块32连接侧的内壁上，限位凹槽可以为弧形槽以便于与拉钩结构限位卡接。

如图4和图5所示，滑动凹槽11的两相对侧壁处设置有定位凹槽111，定位凹槽111与滑动凹槽11的槽体之间相互呈垂直设置关系，底座31上设置有定位凸起311，定位凸起311为底座31向外侧延伸的对称凸起状结构，以使底座31的截面呈十字状结构，便于底座31定位。且定位凸起311能够在定位凹槽111中滑动，通过设置定位凸起311和定位凹槽111，使本实施例中底座31在滑动过程中不会发生偏转，保证底座31的平稳滑动，从而为拉紧块32提供稳定的支撑力。

通过设置滑动凹槽11和定位凹槽111，使找正单元30能够相对于支撑座10进行位置调节，从而适配更多尺寸的焊接盖板20，进而实现适配更多尺寸的待焊接零件，以扩大本申请保护方案的适用范围。

优选地，滑动凹槽11的顶壁上设置有用于标记位置的标尺112。通过观察底座31所处的标尺112位置，可以实现各找正单元30与焊接盖板20上找正孔21的位置均相同，从而保证所施加的拉力和压力相同。标尺112的标注可以为尺寸标注，也可以为拉力标注，或者可以为对应的产品名称标注。

本实施例中上述多个找正单元30沿焊接盖板20的回转中心呈中心对称分布，以使找正单元30对焊接盖板20施加的力相同，从而实现自动找正的目的。

如图2所示，限位锁紧装置33包括螺杆、旋转螺母和垫片，螺杆沿滑动凹槽11的延伸方向设置在滑动凹槽11中，且螺杆的一端与找正单元30连接，垫片置于滑动凹槽11远离焊接盖板20的一端，且垫片与支撑座10的外周壁抵接，垫片上设置有光孔，螺杆的另一端穿过光孔并置于垫片的外侧，旋转螺母与螺杆的另一端配合连接，且旋转螺母与垫片抵接。

在该实施例中通过旋拧旋转螺母，从而实现螺杆的相对于垫片位置的伸缩，以使找正单元30在滑动凹槽11中实现位置移动，且由于旋转螺母和螺杆之间采用自锁螺纹结构，能够实现找正单元30在滑动凹槽11中任何位置的定位锁紧，保证找正单元30在拉紧焊接盖板20不会发生位置滑动。

如图7所示，在本发明第二实施例中限位锁紧装置33包括连接块、螺杆和旋转螺母，连接块能拆卸地设置在支撑座10表面且位于滑动凹槽11上方，连接块上设置有光孔，螺杆一端与找正单元30连接，螺杆的另一端穿过光孔并置于连接块外侧，旋转螺母与螺杆的另一端配合连接，且旋转螺母与连接块抵接。

该实施例中连接块为可拆卸结构，并置于支撑座10表面且不会对底座31装入滑动凹槽11的过程产生干涉。上述螺杆与滑动凹槽11平行间隔设置，并连接在底座31的重心位置，便于平稳拉拽底座31。该实施例中其他特征均与第一实施例中相同。

如图8所示，本发明第三实施例中限位锁紧装置33包括连接块和拉簧，连接块能拆卸地设置在支撑座10表面且位于滑动凹槽11上方，拉簧的一端与连接块固定连接，拉簧的另一端与找正单元30连接。

在该实施例中可以实现焊接盖板20的快速连接，适用于焊接精度要求不高的焊接零件进行焊接。

优选地，每个限位锁紧装置33的拉簧的拉力均相同。在连接块上可以设置拉力测量装置，并将拉力测量装置与拉簧连接，从而通过拉力测量装置的显示值，以实现各个拉紧块32对焊接盖板20所施加的力相同的目的，进而判断各拉紧块32的位置是否相同。该第三实施例中其他特征均与第一实施例中相同。

焊接盖板20的边缘呈锯齿状结构或者卡接槽状结构，焊接盖板20的边缘用于与待焊接零件叶片对应啮合。

本发明实施例中焊接盖板20的边缘呈锯齿状结构或者卡接槽状结构，焊接盖板20的边缘用于与待焊接零件叶片对应啮合。通过设置锯齿状结构或者卡接槽状结构可以对待焊接零件叶片进行定位，确保焊接位置不会发生变动。本实施例中焊接盖板20外围呈锯齿状（共29处，与零件叶片数量相同），锯齿尾部皆为钝角结构，边缘锯齿凹陷部位与零件叶片相“啮合”。

优选地，支撑座10设置有用于放置待焊接零件的下沉台阶结构，下沉台阶结构侧壁上设置有取件槽。设置取件槽可以便于后续焊接结束后取出工件，从而提高生产效率。

本实施例优选的开设2个所述取件槽，且分别位于支撑座10相对两侧，取件槽便于安装和拿取待焊接零件，并且便于观察零件是否放置准确，零件的被支撑面与夹具支撑面贴合。其中，在支撑座10内部的下沉式台阶上开设角向孔，用于配合角向插销将待焊接零件在周向限位。

图9为现有技术方案的结构示意图，具体请参照专利公开号为CN114633011A，公开日期为2022-06-17，专利名称为一种电子束焊接盲焊的夹具装置及找正方法的中国专利申请，此处不对其具体内容进行赘述。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种电子束焊接夹具，其特征在于，包括：

支撑座（10），用于放置待焊接零件，支撑座（10）上设置有多条沿径向设置的滑动凹槽（11）；

焊接盖板（20），呈伞状结构盖设在支撑座（10）上并与所述待焊接零件抵接，焊接盖板（20）沿周向开设多个间隔均布的找正孔（21）；

多个找正单元（30），设置在支撑座（10）上，每个找正单元（30）均与对应的滑动凹槽（11）滑动连接，且多个找正单元（30）与多个找正孔（21）一一对应连接，找正单元（30）能够对焊接盖板（20）施加径向向外的拉拽力和竖直向下的压紧力；

限位锁紧装置（33），设置在支撑座（10）处并与找正单元（30）连接，限位锁紧装置（33）能够限制找正单元（30）与滑动凹槽（11）之间的相对位置；

每个找正单元（30）均包括底座（31）和拉紧块（32），底座（31）设置在滑动凹槽（11）中，拉紧块（32）的一端与底座（31）连接；

拉紧块（32）的另一端设置有拉钩结构，所述拉钩结构能够置于找正孔（21）中并与找正孔（21）卡接；

滑动凹槽（11）的两相对侧壁处设置有定位凹槽（111），底座（31）上设置有定位凸起（311），定位凸起（311）能够在定位凹槽（111）中滑动；

滑动凹槽（11）的顶壁上设置有用于标记位置的标尺（112）；

限位锁紧装置（33）包括螺杆、旋转螺母和垫片，螺杆沿滑动凹槽（11）的延伸方向设置在滑动凹槽（11）中，且螺杆的一端与找正单元（30）连接，垫片置于滑动凹槽（11）远离焊接盖板（20）的一端，且垫片与支撑座（10）的外周壁抵接，垫片上设置有光孔，螺杆的另一端穿过所述光孔并置于垫片的外侧，旋转螺母与螺杆的另一端配合连接，且旋转螺母与垫片抵接。

2.根据权利要求1所述的电子束焊接夹具，其特征在于，焊接盖板（20）的边缘呈锯齿状结构或者卡接槽状结构，焊接盖板（20）的边缘用于与待焊接零件叶片对应啮合。