CN214264278U - 一种双曲锥段壳体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双曲锥段壳体。其中，该包括：第一壳体、第二壳体和环肋筋、孔座；所述第一壳体和所述第二壳体内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起，每个所述第一止位环形凸起与所述环肋筋连接；其中，所述第一壳体包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体包括第二大直径端和第二小直径端。通过本实用新型，能够解决现有技术中大直径双曲锥段壳体无法实现一次成型，内部环肋筋安装位置精度低、误差大，现有设备局限带来的内部孔座无法加工等问题。

Description

一种双曲锥段壳体

技术领域

本实用新型涉及壳体成形技术领域，具体而言，涉及一种双曲锥段壳体。

背景技术

双曲锥段壳体一般是由将其内外曲面完全包络的直锥段壳体机加而成。而直锥段铝合金壳体一般通过铝板板材卷制成形或者锻压成形，由于曲率变化大，综合考虑需要拆分成两段甚至多段，再将各分段壳体合装焊接成形。由于壳体厚度大，利用普通熔焊的焊接方法，对接壳体两端需加工X形坡口，利用配焊圈结构进行焊接，焊缝一次合格率较低。另外现有技术中为了增强双曲锥段壳体强度，一般壳体内部均设有环肋筋结构，该结构一般是在壳体内圆成型后直接装焊在壳体内部。由于壳体为双曲锥段壳体，环肋筋装配很难保证装配到位，存在安装精度低、位置误差大的问题。

此外，对于大型水下装备的推进系统来说，一般壳体上均设有舵机安装孔座，而且对水平舵机与垂直舵机的内端面平面度及相互垂直度精度要求高。因此，需大变曲率锥形壳体成型后加工舵机孔座，对设备的加工能力提出要求，现有的设备量程无法满足加工要求。

针对现有技术中大直径双曲锥段壳体双曲锥段壳体无法一次成型、壳体对接焊缝一次合格率较低、内部的环肋筋安装精度低、位置误差大、现有设备能力无法满足加工要求等的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例中提供一种双曲锥段壳体，以解决大直径双曲锥段壳体无法一次成型、壳体对接焊缝一次合格率较低、内部环肋筋安装精度低、位置误差大、现有设备能力无法满足加工要求等。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种大直径双曲锥段壳体，其中，该双曲锥段壳体包括：第一壳体、第二壳体和环肋筋；

所述第一壳体和所述第二壳体内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起，每个所述第一止位环形凸起与所述环肋筋连接；

其中，所述第一壳体包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体包括第二大直径端和第二小直径端。

可选的，

所述第一小直径端设有第一小端止口，所述第二大直径端设有第二大端止口；

所述第一小端止口通过电子束焊接方式连接所述第二大端止口。

可选的，

所述双曲锥段壳体外表面设置有多个孔座孔；

每个所述孔座孔装配孔座，其中所述孔座外表面设置有第二止位环形凸起。

可选的，

所述双曲锥段壳体通过定位锁紧装置固定在工作台上；

其中，所述定位锁紧装置顶面与所述双曲锥段壳体底面相切；

所述定位锁紧装置底面与所述工作台顶面相切，用于水平放置在所述工作台上。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供了一种双曲锥段壳体。其中，该包括：第一壳体、第二壳体和环肋筋、孔座；所述第一壳体和所述第二壳体内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起，每个所述第一止位环形凸起与所述环肋筋连接；其中，所述第一壳体包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体包括第二大直径端和第二小直径端。通过本实用新型，解决了现有技术中双曲锥段壳体的环肋筋安装精度低、位置误差大的问题。保证了环肋筋的安装精度以及提高了安装效率。以及在两个所述壳体的焊接一端分别设计了两个止口，并通过电子束焊接方式连接固定好环肋筋的两个所述止口，解决了两个所述壳体环焊缝焊接变形量大，误差大的问题，保证了工作精度以及提高了工作效率。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的第一壳体的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的第二壳体的结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的一种双曲锥段壳体的结构示意图；

图4是根据本实用新型实施例的一种双曲锥段壳体置于工作台上的结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的定位锁紧装置的结构示意图。

附图说明：

第一壳体-1，第二壳体-2，第一止位环形凸起-3，环肋筋-4，双曲锥段壳体-5，孔座孔-6，定位锁紧装置-7，工作台-8，第一小端止口-9，第二大端止口-10。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本实用新型的可选实施例。

图1是根据本实用新型实施例的第一壳体的结构示意图；图2是根据本实用新型实施例的第二壳体的结构示意图；如图1、图2所示：

第一壳体1、第二壳体2和环肋筋4；所述第一壳体1和所述第二壳体2内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起3，每个所述第一止位环形凸起3与所述环肋筋4连接；其中，所述第一壳体1包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体2包括第二大直径端和第二小直径端。现有技术中双曲锥段壳体5一般是由直锥段壳体机加而成。由于双曲锥段壳体5曲率变化大，综合考虑需要将双曲锥段壳体5拆分成两段甚至多段，再将各分段壳体合装焊接成形。为了增加壳体强度，一般在壳体内部均设有环肋筋4结构，该结构一般是在各分段壳体内表面成型后装焊在各分段壳体内部。而由于该壳体为双曲锥段壳体5，环肋筋4装配很难保证装配到位，即环肋筋4安装精度低，位置误差大，起不到一定的作用，致使双曲锥段壳体5强度不够。

因而，本申请通过在两个所述壳体内表面设置多个第一止位环形凸起3以固定相对应的环肋筋4，其中，环肋筋4也是环形的，能够方便的固定在第一止位环形凸起3上，为了保证环肋筋4顺利装焊到位，设计了环肋筋4外径与两个所述壳体内径的配合公差，以中间环肋筋4为例，即环肋筋4外径为1349.4(-0.2 -0.4)mm，壳体内径1349.4(0.2 0)mm，环肋筋4焊接在第一止位环形凸起3上后，将环肋筋4和第一止位环形凸起3两端的角焊缝跟壳体焊接在一起。通过设置的多个第一止位环形凸起3能够精准的确定环肋筋4的位置，从而保证环肋筋4安装精度，进一步的，能够增加两个所述壳体的强度。

在上述实施方式的基础上进一步优化，即所述第一小直径端设有第一小端止口9，所述第二大直径端设有第二大端止口10；所述第一小端止口9通过电子束焊接方式连接所述第二大端止口10。

现有技术中，一般采用手工焊焊接方法直接焊接两个所述壳体，该方法焊缝热影响区大，两个所述壳体焊后变形量大、误差也较大，因而本申请设计了一种对接接头结构，即在第一壳体的第一小直径端加工出第一小端止口9，在第二壳体的第二大直径端加工出第二大端止口10，针对于该对接接头结构，通过真空电子束焊接方式连接固定好环肋筋的第一小端止口9和第二大端止口10，该焊接方式精确、速度快、热影响区小，故可达到两个所述壳体焊接变形量小、误差小的目的，且焊缝质量稳定。

图3是根据本实用新型实施例的一种双曲锥段壳体的结构示意图，如图1所示：

所述双曲锥段壳体5外表面设置有多个孔座孔6；每个所述孔座孔6装配孔座，其中所述孔座外表面设置有第二止位环形凸起。

图4是根据本实用新型实施例的一种双曲锥段壳体置于工作台上的结构示意图，如图4所示：

所述双曲锥段壳体5通过定位锁紧装置7固定在工作台8上；其中，所述定位锁紧装置7顶面与所述双曲锥段壳体5底面相切；所述定位锁紧装置7底面与所述工作台8顶面相切，用于水平放置在所述工作台8上。

对于大型水下运载体的推进段来说，一般双曲锥段壳体5上均设有孔座，因而在两个所述壳体合装后的双曲锥段壳体5筒壁上需机加出相应的孔座孔6，且为了满足电子束焊接装配要求，孔座孔6的公差设计为(+0.3 +0.1)mm；之后加工孔座，并将所述孔座装配到所述孔座孔6中，且所述孔座装配外圆公差设计为(-0.4 -0.2)mm，以保证孔座装配精确。装配好孔座后，由于双曲锥段壳体5外形截面为非均匀曲线，为了保证双曲锥段壳体5中心线与工作台表面平行，需要设计专用定位锁紧装置7将所述双曲锥段壳体5水平放置在工作台8上，以将所述孔座内表面加工成形。

为了保证孔座装配到位，在所述孔座的外表面设置一圈第二止位环形凸起，通过所述第二止位环形凸起将所述孔座固定于所述孔座孔6中。该第二止位环形凸起保证了孔座能准确的装配到所述孔座孔6中，从而使得加工所述双曲锥段壳体5更精准。

以下通过一具体实施例对本实用新型的一种双曲锥段壳体成形过程进行说明。

1、沿着双曲锥段壳体5内表面的中间环肋筋4拆分，以得到待加工的两个壳体；

2、在两个所述壳体的小直径端分别焊接法兰以加工两个壳体的内表面和外表面；

3、通过加工两个所述壳体的内表面以得到多个均匀间隔的第一止位环形凸起3；

4、通过两个所述壳体的多个第一止位环形凸起3以固定相对应的环肋筋4，并拆除所述法兰；

5、将大端法兰与第一壳体1的第一大直径端止口装配到位，并利用电子束焊接外环焊缝；

6、加工第一壳体的第一小端止口，将小端法兰与第一壳体1的第一小端止口装焊，加工第二壳体的第二大端止口，将大端法兰与第二壳体2的第二大端止口装焊，两个所述止口装焊法兰并进行插接之后，将第一壳体1的第一小端止口与第二壳体2的第二大端止口通过电子束焊接方式焊接，以得到双曲锥段壳体5；

7、加工第二壳体2的第二小直径端止口，并焊接小端法兰外环焊缝；

8、在所述双曲锥段壳体5筒壁上机加出孔座孔6，孔座孔6公差设计为(-0.05 -0.15)；

9、加工孔座的外表面以得到第二止位环形凸起，通过所述第二止位环形凸起将所述孔座固定于所述孔座孔6中。

10、将适配好孔座的所述双曲锥段壳体5通过定位锁紧装置7进行固定，并加工所述孔座内表面。

以下通过一优选实施例对本实用新型进行说明：

将一种大变曲率双曲锥形壳体从工艺上拆分为两段壳体，分别为第一壳体1、第二壳体2。为了保证强度，第一壳体1、第二壳体2的分割位置设计为双曲锥段壳体5中间位置某一环肋筋4的中心面上。两个壳体内表面均加工成，外径单边留有3mm余量。第一壳体1、第二壳体2合装环焊缝焊接方法采用电子束焊接，该焊接方法精确、速度快，热影响区小，故可达到壳体环焊缝焊接变形量小的目的，且焊缝质量稳定。而电子束焊接方法对接头位置要求较高(对接间隙≤0.25mm、错边量≤0.3mm,粗糙度≤3.2μm)，对接间隙小且均匀，装配要求严格。本方案设计了一种对接接头结构以满足电子束焊接要求，从而保证了两个壳体环焊缝焊接变形小，误差小。另外，在两个壳体内部装焊环肋筋4的位置设计了第一止位环形凸起3结构，为环肋筋4的装配到位提供了准确依据。于此同时，设计了环肋筋4外径与壳体内径的配合公差，进一步保证环肋筋4顺利装焊到位，从而保证了环肋筋4的安装精度。将该双曲锥段壳体5合段后，开孔并装焊相应的孔座。最后通过专用台架定位锁紧装置7将双曲锥段壳体5水平放置在工作台8上，将孔座内部结构加工成形。

图5是根据本实用新型实施例的定位锁紧装置的结构示意图，如图5所示：

一种大变曲率双曲锥形铝合金壳体的加工工艺，包括以下步骤：

第一步、在两段直锥段壳体(第一壳体1、第二壳体2)小直径端分别焊接工艺法兰，将第一壳体1、第二壳体2的内表面曲线机加成形，外径单边留3mm余量，且第一壳体1、第二壳体2的内表面装焊环肋筋4的位置均设有第一止位环形凸起3结构。

第二步、根据两个壳体内表面第一止位环形凸起3，将环肋筋1、2、3装焊至第一壳体内部，保证装配位置；将环肋筋5、6、7装焊至第二壳体内部，保证装配位置；环肋筋4装焊到位后，拆除工艺法兰。

第三步、将机加成型的大端法兰与第一壳体1的第一大直径端止口装配到位，并利用电子束焊接外环焊缝；

第四步、本方案设计了一种对接接头结构以满足电子束焊接要求，将第一壳体1、第二壳体2、环肋筋4合装，第一壳体1、第二壳体2合装后，加工第二壳体2第二小直径端止口，并焊接第二小直径端法兰外环焊缝。

第五步、在合装后的双曲锥段壳体筒壁上机加出相应的孔座孔6，且为了满足电子束焊装配要求，孔座孔6公差设计为(+0.3，+0.1)；

第六步、为了孔座装配到位，在孔座外壁上设置一圈第二止位环形凸起，且孔座装配外圆公差设计为(-0.4，-0.2)以保证孔座装配到位。并将各孔座装焊至双曲锥段壳体5上；

第七步、通过定位锁紧装置7将双曲锥段壳体5水平放置在机床工作台8上并紧固。定位锁紧装置包括托架1托架2及定位支架。

将定位支架、托架1、托架2按设计间距用螺钉固定至工作台上，定位支架定位面与支托1中线距离为720mm，定位支架定位面与定位支架2中心距离为1797mm.工作时，将产品大端法兰端面(不含端面止口)与定位支架定位面对齐贴合，将产品置于托架1、2上。

第八步，通过定位锁紧装置的不同规格垫块进行微调，实现壳体于工作台轴线平行，基准统一，孔座内部结构加工成形。

上述技术方案具有如下有益效果：本实用新型提供了一种双曲锥段壳体。其中，该包括：第一壳体、第二壳体和环肋筋、孔座；所述第一壳体和所述第二壳体内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起，每个所述第一止位环形凸起与所述环肋筋连接；其中，所述第一壳体包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体包括第二大直径端和第二小直径端。通过本实用新型，解决了现有技术中双曲锥段壳体的环肋筋安装精度低、位置误差大的问题。保证了环肋筋的安装精度以及提高了安装效率。以及在两个所述壳体的焊接一端分别设计了两个止口，并通过电子束焊接方式连接固定好环肋筋的两个所述止口，解决了两个所述壳体环焊缝焊接变形量大，误差大的问题，保证了工作精度以及提高了工作效率。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种双曲锥段壳体，其特征在于，包括：第一壳体、第二壳体和环肋筋、孔座；

所述第一壳体和所述第二壳体内表面均匀设置有多个第一止位环形凸起，每个所述第一止位环形凸起与所述环肋筋连接；

其中，所述第一壳体包括第一大直径端和第一小直径端；所述第二壳体包括第二大直径端和第二小直径端。

2.根据权利要求1所述的一种双曲锥段壳体，其特征在于：

所述第一小直径端设有第一小端止口，所述第二大直径端设有第二大端止口；

所述第一小端止口通过电子束焊接方式连接所述第二大端止口。

3.根据权利要求1所述的一种双曲锥段壳体，其特征在于：

所述双曲锥段壳体外表面设置有多个孔座孔；

每个所述孔座孔装配孔座，其中所述孔座外表面设置有第二止位环形凸起。

4.根据权利要求1所述的一种双曲锥段壳体，其特征在于：

所述双曲锥段壳体通过定位锁紧装置固定在工作台上；

其中，所述定位锁紧装置顶面与所述双曲锥段壳体底面相切；

所述定位锁紧装置底面与所述工作台顶面相切，用于水平放置在所述工作台上。

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