專利名稱：一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天產(chǎn)品加工工藝裝備，具體涉及一種定位支撐裝置。
背景技術(shù)：
大型薄壁箱體環(huán)縫結(jié)構(gòu)直徑大(Cp 5000mm)左右，材料薄，結(jié)構(gòu)剛性弱，材料為鋁合金。焊接時(shí)，要求產(chǎn)品水平放置，且使產(chǎn)品沿軸線轉(zhuǎn)動。焊接難點(diǎn)在于，箱體焊接區(qū)均較薄，結(jié)構(gòu)尺寸大，箱體剛性差，自身抵抗變形能力差，裝配難度極大。上述情況使得大型薄壁貯箱環(huán)縫的焊接難度大大增加，需要采取相關(guān)的措施予以解決。需要設(shè)計(jì)一種用于貯箱中間殼段環(huán)縫焊接的定位支撐裝置，來保證產(chǎn)品總裝時(shí)能 夠滿足焊接的尺寸公差要求和形狀公差要求，還要還要求該裝置有足夠的剛性來支撐和減小產(chǎn)品焊接時(shí)的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足圓筒段產(chǎn)品焊接時(shí)的尺寸公差要求和形狀公差要求的用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案如下—種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，它包括可以轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)基座，所述的旋轉(zhuǎn)基座中心上方固定設(shè)有中心軸盤，中心軸盤設(shè)有中心支撐環(huán)，中心軸盤上方設(shè)有頂環(huán)，所述的中心支撐環(huán)上方設(shè)有連接盤，連接盤外沿固定設(shè)有若干根傘狀分布的長撐桿，每根長撐桿末端通過調(diào)整套連接短撐桿，所述的調(diào)整套雙螺柱結(jié)構(gòu)，其左右兩端加工有內(nèi)螺紋孔，通過螺紋連接長撐桿和短撐桿；所述的旋轉(zhuǎn)基座周向邊沿設(shè)有垂直長定位桿，其外部設(shè)有壓桿，壓桿上方設(shè)有壓板；在短撐桿和旋轉(zhuǎn)基座之間安裝有垂直的短定位桿；在短撐桿外端設(shè)有弧形的短撐塊和長撐塊，所述的短撐塊和長撐塊依次交叉焊接成整體的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的中心軸盤由同軸的圓柱形筒體和圓盤組成，圓盤中心底部加工有凸臺。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的頂環(huán)為圓盤形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它通過螺紋安裝在中心軸盤的上端。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的中心軸盤通過定位壓板、定位螺栓和定位螺母定位安裝在旋轉(zhuǎn)基座上。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的旋轉(zhuǎn)基座周向均勻固定設(shè)有L形的止動支座。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中短撐桿包括柱段和軸用彈性擋圈，柱段外壁加工有螺紋，另一端的軸用彈性擋圈用于安裝短定位桿的上端。
在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的長撐桿的末段之間設(shè)有連接體，所述連接體包括左管夾片、中間連接管和右管夾片，左管夾片和右管夾片向內(nèi)傾斜。在上述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置中所述的短撐塊的主體是為帶有弧度的短圓弧板，其外沿設(shè)有短肋板，側(cè)邊沿設(shè)有短端板；長撐塊的主體為帶有弧度的長圓弧板，其側(cè)邊沿設(shè)有長肋板和長端板。本發(fā)明的顯著效果在于由于采用長撐塊和短撐塊組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，對圓筒段產(chǎn)品進(jìn)行定位支撐，有效減少定位誤差，滿足焊接的公差要求，同時(shí)使得焊接過程中參數(shù)穩(wěn)定，內(nèi)應(yīng)力小，變形小，還有助于防止攪拌針扎穿被焊接工件；進(jìn)一步設(shè)計(jì)定位桿、壓桿與壓板為圓筒段產(chǎn)品施加垂直方向的力，能夠?qū)A筒段產(chǎn)品上緣進(jìn)一步壓緊固定，進(jìn)一步減小定位誤差；旋轉(zhuǎn)基座周向均布有L形的止動支座，可以對圓筒段產(chǎn)品進(jìn)行徑向限位。通過設(shè)計(jì)調(diào)整套將長定位桿和短定位桿連接起來，可以根據(jù)產(chǎn)品直徑需要調(diào)整整個(gè)定位支撐裝置 的總定位長度，適用范圍更廣，實(shí)用性更強(qiáng)；中心軸盤底部設(shè)計(jì)凸臺結(jié)構(gòu)，便于與旋轉(zhuǎn)基座的總體定位，保證整體結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)同心度的要求。


圖I為用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置俯視結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為中心軸盤整體結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為頂環(huán)結(jié)構(gòu)簡圖；圖5為中心連接盤結(jié)構(gòu)簡圖；圖6為連接體結(jié)構(gòu)簡圖；圖7為調(diào)整套結(jié)構(gòu)簡圖；圖8為短撐桿結(jié)構(gòu)簡圖；圖9為定位銷結(jié)構(gòu)簡圖；圖10為短撐塊結(jié)構(gòu)簡圖；圖11為長撐塊結(jié)構(gòu)簡圖；圖中1.中心軸盤；2.中心支撐環(huán)；3.頂環(huán)；4.固定螺栓；5.中心連接盤；6.長撐桿；7.連接體；8.連接螺栓組件；9.調(diào)整套；10.短撐桿；11.定位銷；12.短撐塊；13.長定位桿；14.壓板；15.壓桿；16.螺母；17.短定位桿；18.定位壓板；19.定位螺栓；20.定位螺母；21.止動支座；22.螺桿；23.連接螺母；24.旋轉(zhuǎn)基座；25.長撐塊；26.定位楔塊；101.圓柱形筒體；102·圓盤；701·左管夾片；702·中間連接管；703·右管夾片；1001.柱段；1002.軸用彈性擋圈；121.短肋板；122.短圓弧板；123.短端板；251.長肋板；252.長圓弧板；253.長端板。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。如圖I和圖2所示，旋轉(zhuǎn)基座24為環(huán)形圓盤，它安裝在轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)上可以轉(zhuǎn)動。中心軸盤I通過定位壓板18、定位螺栓19和定位螺母20定位安裝在旋轉(zhuǎn)基座24上，中心軸盤I的筒體外套有中心支撐環(huán)2，其上端通過固定螺栓安裝為頂環(huán)3，在中心支撐環(huán)2上端安裝中心連接盤5，同時(shí)支撐環(huán)2可以定位支撐中心連接盤5 ;在連接盤5的外側(cè)通過螺紋固定安裝若干根長撐桿6，本實(shí)施中安裝36個(gè)，為了使延伸出來的長撐桿6末端安裝穩(wěn)固，在長撐桿6的末段之間通過連接螺栓8安裝連接體7，在每個(gè)長撐桿6的末端通過調(diào)整套9連接短撐桿10。本實(shí)施中，在旋轉(zhuǎn)基座24的周向上均布有若干根垂直的長定位桿13，長定位桿13外套有壓桿15，壓桿15上端通過螺母16固定安裝壓板14。在短撐桿10和旋轉(zhuǎn)基座24之間安裝有短定位桿17，其下端與旋轉(zhuǎn)基座24固定，短定位桿17上端通過定位銷11連接短撐桿10，從而支撐起長撐桿6和短撐桿10組成的桁架結(jié)構(gòu)。短撐塊12或者長撐塊25在徑向方向上以螺紋連接方式與短撐桿10連接。旋轉(zhuǎn)基座24周向均布有L形的止動支座21，止動支座21通過螺桿22和連接螺母23固定在基座24邊沿，用于對需要焊接的圓筒形產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行限位。為了調(diào)整由于產(chǎn)品直徑變化所需支撐裝置工藝裝備尺寸大小，可以在短撐塊12和長撐塊25之間安裝定位楔塊。
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如圖3所示，中心軸盤I由圓柱形筒體101和圓盤102焊接而成，圓柱形筒體101和圓盤102的中心保持同軸，圓柱形筒體101的上端外壁加工有螺紋，圓盤102中心底部加工有凸臺，便于工藝裝備整體與上述旋轉(zhuǎn)基座24的定位，其作用是為了保證整體結(jié)構(gòu)在旋轉(zhuǎn)時(shí)保證同心度要求。如圖4所示，頂環(huán)3為整體加工成形的圓盤形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，中心孔內(nèi)壁加工有內(nèi)螺紋，在中心孔的外側(cè)的環(huán)面上均布通孔。當(dāng)頂環(huán)3與中心軸盤I安裝時(shí)，通過圓柱形筒體101的外壁螺紋將中心軸盤I上端旋擰在頂環(huán)3內(nèi)，再通過將螺栓4安裝在通孔內(nèi)使得頂環(huán)與中心軸盤I連接。如圖5所示，中心連接盤5周向外側(cè)均布有36根可用于固定長撐桿6的內(nèi)螺紋孔，其中心通孔與上述中心軸盤I和頂環(huán)3同軸安裝。如圖6所示，連接體7分別由左管夾片701、中間連接管702和右管夾片703焊接而成，安裝在長撐桿6末段，使之穩(wěn)固連接到一起。如圖7所示，調(diào)整套9整體采用雙螺柱結(jié)構(gòu)，其左右兩端加工有內(nèi)螺紋孔，分別用于連接長撐桿6、短撐桿10，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)整套9可調(diào)整整個(gè)桿系結(jié)構(gòu)的長度。圖8為短撐桿10包括柱段1001和軸用彈性擋圈1002，柱段1001外壁加工有螺紋，另一端的軸用彈性擋圈1002用于安裝短定位桿17的上端。如圖9所示，定位銷11的中心為銷孔，兩端加工有螺紋孔，兩端螺紋孔分別與長撐桿6和短撐桿10連接。圖10所示，短撐塊12的主體是為帶有弧度的短圓弧板122，其外沿焊接短肋板121，側(cè)邊沿焊接有短端板123。圖11所示，長撐塊25的主體為帶有弧度的長圓弧板252，其側(cè)邊沿焊接有長肋板251和長端板253。短撐塊12和長撐塊25依次交叉焊接成整體的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，用于對待焊接的圓筒段產(chǎn)品的定位支撐。在產(chǎn)品焊接之前，首先將圓筒段產(chǎn)品吊裝到短撐塊12和長撐塊25所組成的圓環(huán)形支撐環(huán)外側(cè)，通過旋轉(zhuǎn)基座24周向均布的止動支座21、螺桿22和連接螺母23組成的限位機(jī)構(gòu)，通過定位桿13、壓桿15與壓板14通過螺母16連接到一起壓緊機(jī)構(gòu)將筒段產(chǎn)品上緣壓緊，固定好后，旋轉(zhuǎn)調(diào)整套9即可調(diào)整長撐桿6和短撐桿10組成的桿系結(jié)構(gòu)長度將筒段產(chǎn)品壓緊，調(diào)整裝配間隙滿足攪拌摩擦焊的焊接要求，即可進(jìn)行焊接。焊接完成后，首先將調(diào)整套9逆向旋轉(zhuǎn)即可松開桿系結(jié)構(gòu)壓緊力，而后將壓板14及止動支座21拆卸，即可將 筒段產(chǎn)品順利吊裝下來，即完成一次產(chǎn)品的焊接過程。
權(quán)利要求
1.一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，它包括可以轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)基座(24)，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)基座(24)中心上方固定設(shè)有中心軸盤(1)，中心軸盤(I)外設(shè)有中心支撐環(huán)(2)，中心軸盤(I)上方設(shè)有頂環(huán)(3)，所述的中心支撐環(huán)(2)上方設(shè)有連接盤(5)，連接盤(5)外沿固定設(shè)有若干根傘狀分布的長撐桿(6)，每根長撐桿(6)末端通過調(diào)整套(9)連接短撐桿(10)，所述的調(diào)整套(9)雙螺柱結(jié)構(gòu)，其左右兩端加工有內(nèi)螺紋孔，通過螺紋連接長撐桿(6)和短撐桿(10);所述的旋轉(zhuǎn)基座(24)周向邊沿設(shè)有垂直長定位桿(13)，其外部設(shè)有壓桿(15)，壓桿(15)上方設(shè)有壓板(14);在短撐桿(10)和旋轉(zhuǎn)基座(24)之間安裝有垂直的短定位桿(17);在短撐桿(10)外端設(shè)有弧形的短撐塊(12)和長撐塊(25)，所述的短撐塊(12)和長撐塊(25)依次交叉焊接成整體的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的中心軸盤(I)由同軸的圓柱形筒體(101)和圓盤(102)組成，圓盤(102)中心底部加工有凸臺。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的頂環(huán)(3)為圓盤形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它通過螺紋安裝在中心軸盤(I)的上端。
4.如權(quán)利要求I所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的中心軸盤(I)通過定位壓板(18)、定位螺栓(19)和定位螺母(20)定位安裝在旋轉(zhuǎn)基座(24)上。
5.如權(quán)利要求I所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)基座(24)周向均勻固定設(shè)有L形的止動支座(21)。
6.如權(quán)利要求I所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述短撐桿(10)包括柱段(1001)和軸用彈性擋圈(1002)，柱段(1001)外壁加工有螺紋，另一端的軸用彈性擋圈(1002)用于安裝短定位桿(17)的上端。
7.如權(quán)利要求I 6中任意一項(xiàng)所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的長撐桿(6)的末段之間設(shè)有連接體(7)，所述連接體(7)包括左管夾片(701)、中間連接管(702)和右管夾片(703)，左管夾片(701)和右管夾片(703)向內(nèi)傾斜。
8.如權(quán)利要求I 6中任意一項(xiàng)所述的一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置，其特征在于所述的短撐塊(12)的主體是為帶有弧度的短圓弧板(122)，其外沿設(shè)有短肋板(121)，側(cè)邊沿設(shè)有短端板(123);長撐塊(25)的主體為帶有弧度的長圓弧板(252),其側(cè)邊沿設(shè)有長肋板(251)和長端板(253)。
全文摘要
本發(fā)明屬于航天產(chǎn)品加工工藝裝備，具體公開了一種用于貯箱筒段環(huán)縫攪拌摩擦焊接的定位支撐裝置。旋轉(zhuǎn)基座上方為中心軸盤，其中心為支撐環(huán)，中心軸盤上方為頂環(huán)，中心支撐環(huán)上方為連接盤，連接盤外設(shè)有長撐桿，每根長撐桿末端連接短撐桿，調(diào)整套雙螺柱結(jié)構(gòu)左右兩端為內(nèi)螺紋孔，分別連接長撐桿和短撐桿；旋轉(zhuǎn)基座為垂直長定位桿和壓桿，壓桿上方為壓板；在短撐桿和旋轉(zhuǎn)基座之間安裝有垂直的短定位桿。由于采用長撐塊和短撐塊組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，對圓筒段產(chǎn)品進(jìn)行定位支撐，有效減少定位誤差，滿足焊接的公差要求，同時(shí)使得焊接過程中參數(shù)穩(wěn)定，內(nèi)應(yīng)力小，變形小，還有助于防止攪拌針扎穿被焊接工件。
文檔編號B23K20/12GK102837153SQ20121027832
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者趙衍華, 郝云飛, 李書新, 孔德躍, 李曉林, 白景彬, 高培濤, 趙剛, 朱平萍 申請人:首都航天機(jī)械公司, 中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院