CN203541924U - 用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，包括内外薄壁圆锥筒置于其上的夹具底座、位于内外薄壁圆锥筒之间环形腔内用于限制环形腔焊接收缩变形的第一组件、用于定位两端焊接于内外薄壁圆锥筒上的空腔叶片焊接位置的第二组件、和用于轴向限制内外薄壁圆锥筒焊接变形的第三组件。采用本实用新型提供的工装夹具在薄壁环形空间中焊接叶片，能够保证薄壁环形空间的形状以及叶片焊接位置具有高的精确度，而且操作简单快速，可提高生产效率。

Description

用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具

技术领域

本实用新型涉及一种工装夹具，特别涉及一种用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具。

背景技术

薄壁零件具有重量轻，节约材料，结构紧凑等特点，其在航空工业中的应用已日益广泛，但薄壁结构形状复杂、相对刚度较低，易发生加工变形，难以控制加工精度和达到较高的加工效率。对于本实用新型所述涉及的在内外两个大型薄壁圆锥形筒体之间的环形空间中焊接叶片这一过程更是如此，一方面，要求控制薄壁圆锥筒体本身在焊接后不发生变形、保证环形空间的形状具有高的精确度，另一方面，要求将叶片精确地焊接在环形空间中的特定位置。常规的涨紧焊接夹具对于焊接壁厚度较大，并且对焊接精度要求不高的工件而言是不错的选择，但本实用新型涉及的是在内外两个薄壁圆锥形筒体之间的空腔中精确焊接叶片，由于薄壁工件本身在焊接过程中极其容易发生变形，而且是在内外两个圆锥形薄壁筒体之间的环形空间中进行焊接操作，这还需要考虑到被焊接零件的装、取方式以及焊接工具的可达性，另外，由于该焊接件是应用于航空工业中，因而对焊接精度的要求是非常高的。常规的涨紧夹具操作繁琐，生产效率低下，生产成本过高，无法实现批量化生产，最重要的是不能保证焊缝的质量要求和无法避免焊接收缩变形，且不能保证叶片位置的精确度，因而常规的涨紧焊接夹具不再适合用于焊接本实用新型所涉及的加工对象。

发明内容

针对大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的技术要求和现有焊接工装夹具的技术现状，本实用新型的目的旨在提供一种适用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的全新结构的工装夹具，以保证薄壁环形空间的形状以及叶片焊接位置具有高的精确度，而且操作简单快速，可提高加工生产效率。

本实用新型提供的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其构成包括内外薄壁圆锥筒置于其上的夹具底座、位于内外薄壁圆锥筒之间环形腔内用于限制环形腔焊接收缩变形的第一组件、用于定位两端焊接于内外薄壁圆锥筒壁上的空腔叶片焊接位置的第二组件、和用于轴向限制内外薄壁圆锥筒焊接变形的第三组件，所述第一组件至少有均匀对称设置的四组，每组均由固定在夹具底座上的下支承定位块、与下支承定位块形成向下契入配合的下活动垫块、上活动垫块和与上活动垫块形成向下契入配合的上活动压块构成，所述下支承定位块下部设计有与内外薄壁圆锥筒壁面相配合的内外圆弧面，下支承定位块和下活动垫块相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，上部设计有与位于上方被焊接空腔叶片下部叶形相吻合的含接槽，上活动压块和上活动垫块相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，下部设计有与位于下方被焊接空腔叶片上部叶形相吻合的含接槽；所述第二组件由固定于夹具底座上的支架和安装在支架上与空腔叶片异形孔口相配合的定位芯轴构成；所述第三组件由下端安装在夹具底座上的若干支承杆和安装在支承杆上端轴向压紧内外薄壁圆锥筒的压板构成。

为了更好地实现本实用新型的目的，本实用新型还可进一步采取以下技术措施。

上述技术方案中，所述第一组件设计有压紧调节块，其上端作用于第三组件中的压板，下端作用于第一组件中的上活动压块。

上述技术方案中，所述上活动压块设计有用于扣紧上活动垫块上端面的扣紧结构。

上述技术方案中，下支承定位块和下活动垫块同上活动垫块和上活动压块的接合面位于被焊接空腔叶片的中部。

上述技术方案中，所述第一组件中的下支承定位块、下活动垫块、上活动垫块和上活动压块设计有焊接保护气引入流道，所述流道由位于上述块体上的组合结构管孔和位于上述块体弧形面上环绕被焊接空腔叶片焊接位置的组合结构环形槽构成，组合结构管孔通过连接头与气源连接，组合结构环形槽与组合结构管孔相连通。

上述技术方案中，所述第三组件中的压板由轴向压紧外薄壁圆锥筒的环形压板和轴向压紧内薄壁圆锥筒的若干独立压块构成，环形压板通过螺纹副结构安装支承杆上端，独立压块通过螺纹副结构安装在环形压板上。

上述技术方案中，所述压紧调节块上端作用于构成第三组件中的环形压板，下端作用于第一组件中的上活动压块。

上述技术方案中，所述第二组件中的定位芯轴，其与被定位的空腔叶片孔口相配合部分的断面为异形断面，左右两侧面为与空腔叶片孔口相吻合的异形面，上下两侧面为平面；所述定位芯轴上最好设计有用于减轻定位芯轴重量的轴向孔。

上述技术方案中，所述夹具底座设计有定位下支承定位块位置的止口结构，所述下支承定位块通过定位销和螺栓固定安装在夹具底座上。

本实用新型具有以下十分突出有益技术效果：

1、本实用新型提供了一种新型结构的工装夹具，将其用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间中焊接叶片，能够保证薄壁环形空间的形状以及叶片焊接位置具有高的精确度。

2、本实用新型所示工装夹具的下支承定位块和下活动垫块相互契入配合，上活动压块和上活动垫块相互契入配合，装夹简单灵活，拆卸方便快速，采用之可提高生产效率。

3、本实用新型所述工装夹具利用被焊零件的型面结构定位，与涨紧焊接夹具相比，该工装夹具更为轻巧灵活，能大大节约工装成本。

说明书附图

图1为图2中B-B向的本实用新型所述工装夹具的结构示意图；

图2为图1A-A向的本实用新型所述工装夹具的结构示意图；

图3-1是下支承定位块的结构示意图；

图3-2是图3-1的左视结构示意图；

图3-3是图3-1的俯视结构示意图；

图4-1是下活动垫块的结构示意图；

图4-2是图4-1的左视结构示意图；

图4-3是图4-1的俯视结构示意图；

图5-1是上活动垫块的结构示意图；

图5-2是图5-1的左视结构示意图；

图5-3是图5-1的俯视结构示意图；

图6-1是上活动压块的结构示意图；

图6-2是图6-1的左视结构示意图；

图6-3是图6-1的俯视结构示意图；

图7-1是定位芯轴的结构示意图；

图7-2是图7-1左视结构示意图；

图8-1是空腔叶片的结构示意图；

图8-2是图8-1的左视结构示意图；

图中，1—夹具底座，2—外薄壁圆锥筒，3—支承杆，4—内薄壁圆锥筒，5—环形压板，6—独立压块，7—压紧调节块，8—连接头，9—上活动压块，10—组合结构孔道，11—上活动垫块，12—空腔叶片，13—定位芯轴，14—下活动垫块，15—下支承定位块，16—组合结构环形槽。

具体实施方式

以下通过实施例并结合附图对本实用新型所述用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具作进一步说明。

实施例1

本实施例中，用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其结构如附图1和图2所示，包括：内外薄壁圆锥筒置于其上的夹具底座1、位于内外薄壁圆锥筒之间环形腔内用于限制环形腔焊接收缩变形的第一组件、用于定位两端焊接于内外薄壁圆锥筒上的空腔叶片12焊接位置的第二组件、和用于轴向限制内外薄壁圆锥筒焊接变形的第三组件。

所述第一组件有均匀对称设置的8组，每组均由固定在夹具底座1上的下支承定位块15（其结构见图3-1、图3-2、图3-3）、与下支承定位块15形成向下契入配合的下活动垫块14（其结构见图4-1、图4-2、图4-3）、上活动垫块11（其结构见图5-1、图5-2、图5-3）和与上活动垫块11形成向下契入配合的上活动压块9（其结构见图6-1、图6-2、图6-3）构成。所述下支承定位块15下部设计有与内外薄壁圆锥筒壁面相配合的内外圆弧面，下支承定位块15和下活动垫块14相互契入配合面为平面，下支承定位块15契入配合平面的背面为与外薄壁圆锥筒2的壁面相配合的圆弧面，下活动垫块14契入配合平面的背面为与内薄壁圆锥筒4的壁面相配合的圆弧面，下支承定位块15和下活动垫块14上部设计有与位于上方被焊接空腔叶片12的下部叶形相吻合的含接槽；所述上活动压块设9计有用于扣紧上活动垫块11上端面的扣紧结构，上活动压块9和上活动垫块11相互契入配合面为平面，上活动压块9契入配合平面的背面为与内薄壁圆锥筒4的壁面相配合的圆弧面，上活动垫块11契入配合平面的背面为与外薄壁圆锥筒2的壁面相配合的圆弧面，上活动压块9和上活动垫块11下部设计有与位于下方被焊接空腔叶片12的上部叶形相吻合的含接槽；下支承定位块15和下活动垫块14同上活动垫块11和上活动压块9的接合面位于被焊接空腔叶片12的中部；所述下支承定位块15、下活动垫块14、上活动垫块11和上活动压块9上设计有焊接保护气引入流道，所述流道由位于上述块体上的组合结构管孔10和位于上述块体弧形面上环绕被焊接空腔叶片12焊接位置的组合结构环形槽16构成，组合结构管孔通过连接头8与气源连接，组合结构环形槽16与组合结构管孔10相连通。

所述第二组件由固定于夹具底座1上的支架安装在支架上与空腔叶片12（见图8-1、图8-2）异形孔口相配合的定位芯轴13（见图7-1、图7-2）构成，该定位芯轴13与被定位的空腔叶片孔口相配合部分的断面为异形断面，左右两侧面为与空腔叶片孔口相吻合的异形面，上下两侧面为平面，该定位芯轴13上设计有用于减轻芯轴重量的轴向孔。

所述第三组件由下端安装在夹具底座1上的4跟支承杆3和安装在支承杆3上端轴向压紧内外薄壁圆锥筒的压板构成，所述压板由轴向压紧外薄壁圆锥筒的环形压板5和轴向压紧内薄壁圆锥筒的8个独立压块6构成，环形压板5通过螺纹副结构安装支承杆3上端，独立压块6通过螺纹副结构安装在环形压板5上。所述第一组件设计有压紧调节块7，其上端作用于环形压板5，下端作用于上活动压块9。

所述夹具底座1上设计有定位下支承定位块15位置的止口结构，所述下支承定位块15通过定位销和螺栓固定安装在夹具底座上。

Claims (10)

1.一种用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于包括：内外薄壁圆锥筒置于其上的夹具底座（1）、位于内外薄壁圆锥筒之间环形腔内用于限制环形腔焊接收缩变形的第一组件、用于定位两端焊接于内外薄壁圆锥筒壁上的空腔叶片（12）焊接位置的第二组件、和用于轴向限制内外薄壁圆锥筒焊接变形的第三组件，所述第一组件至少有均匀对称设置的四组，每组均由固定在夹具底座（1）上的下支承定位块（15）、与下支承定位块形成向下契入配合的下活动垫块（14）、上活动垫块（11）和与上活动垫块形成向下契入配合的上活动压块（9）构成，所述下支承定位块（15）下部设计有与内外薄壁圆锥筒壁面相配合的内外圆弧面，下支承定位块（15）和下活动垫块（14）相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，上部设计有与位于上方被焊接空腔叶片（12）下部叶形相吻合的含接槽，上活动压块（9）和上活动垫块（11）相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，下部设计有与位于下方被焊接空腔叶片（12）上部叶形相吻合的含接槽；所述第二组件由固定于夹具底座上的支架和安装在支架上与空腔叶片（12）异形孔口相配合的定位芯轴（13）构成；所述第三组件由下端安装在夹具底座上的若干支承杆（3）和安装在支承杆上端轴向压紧内外薄壁圆锥筒的压板构成。

2.根据权利要求1所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述第一组件设计有压紧调节块（7），其上端作用于第三组件中的压板，下端作用于第一组件中的上活动压块。

3.根据权利要求2所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述第一组件中的上活动压块设计有用于扣紧上活动垫块上端面的扣紧结构。

4.根据权利要求3所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于下支承定位块和下活动垫块同上活动垫块和上活动压块的接合面位于被焊接空腔叶片的中部。

5.根据权利要求1所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述第一组件中的下支承定位块、下活动垫块、上活动垫块和上活动压块设计有焊接保护气引入流道，所述流道由位于上述块体上的组合管孔（10）和位于上述块体弧形面上环绕被焊接空腔叶片焊接位置的组合结构环形槽（16）构成，组合结构管孔通过连接头（8）与气源连接，组合结构环形槽与组合结构管孔相连通。

6.根据权利要求1至5之一所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述第三组件中的压板由轴向压紧外薄壁圆锥筒的环形压板（5）和轴向压紧内薄壁圆锥筒的若干独立压块（6）构成，环形压板通过螺纹副结构安装支承杆（3）上端，独立压块通过螺纹副结构安装在环形压板上。

7.根据权利要求6所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述压紧调节块（7）上端作用于构成第三组件中的环形压板（5），下端作用于第一组件中的上活动压块。

8.根据权利要求1至5之一所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述第二组件中的定位芯轴（13），其与被定位的空腔叶片孔口相配合部分的断面为异形断面，左右两侧面为与空腔叶片孔口相吻合的异形面，上下两侧面为平面。

9.根据权利要求8所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述定位芯轴（13）上设计有用于减轻定位芯轴重量的轴向孔。

10.根据权利要求1至5之一所述的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其特征在于所述夹具底座设计有定位下支承定位块位置的止口结构，所述下支承定位块通过定位销和螺栓固定安装在夹具底座上。

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