本發(fā)明涉及但不限于導(dǎo)管焊接，尤指一種用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具及焊接方法。

背景技術(shù)：

1、飛機(jī)導(dǎo)管在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中扮演著關(guān)鍵角色，負(fù)責(zé)輸送液壓油、燃油、空氣等，對于飛機(jī)的正常運行作用至關(guān)重要。飛機(jī)導(dǎo)管不僅數(shù)量眾多，而且需要精確布置和連接，以確保導(dǎo)管在飛機(jī)系統(tǒng)中的有效運作。在飛機(jī)制造中，焊接導(dǎo)管具有一定占比，尤其是在飛機(jī)導(dǎo)管產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較特殊的零部件中。

2、對于焊接導(dǎo)管，焊縫余高是指焊縫表面兩焊趾連線上凸出的金屬高度，焊縫余高是指鼓出母材表面的部分或角焊末端連接線以上部分的熔敷金屬，焊縫余高的存在破壞了焊縫表面幾何形狀的連續(xù)性，會因外形突變產(chǎn)生附加彎矩，造成較高的局部應(yīng)力，這些因焊縫缺陷而產(chǎn)生的裂紋源，將在局部應(yīng)力作用下加速擴(kuò)展直至斷裂。

3、如何控制導(dǎo)管焊接對縫的焊縫余高成為影響焊接導(dǎo)管中焊縫質(zhì)量的重要難題，針對小直徑導(dǎo)管的環(huán)焊縫和局部的耳片焊接，受限于空間結(jié)構(gòu)使得支撐導(dǎo)管內(nèi)壁的很多機(jī)構(gòu)無法使用，另外，用于焊接的工裝還需求在飛機(jī)導(dǎo)管焊縫處開通氣保護(hù)槽，從而導(dǎo)致飛機(jī)焊接導(dǎo)管的焊縫余高難以控制的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具及焊接方法，以解決針對小直徑導(dǎo)管的環(huán)焊縫和局部的耳片焊接，受限于空間結(jié)構(gòu)使得支撐導(dǎo)管內(nèi)壁的很多機(jī)構(gòu)無法使用，從而導(dǎo)致飛機(jī)焊接導(dǎo)管的焊縫余高難以控制的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：第一方面，本發(fā)明實施例提供一種用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具，包括：導(dǎo)管堵頭1、螺母2、芯軸17、螺桿4、螺紋套3、連接銷15、定位套16、芯軸17，以及至少1組錐套和脹塊組件；

3、其中，所述定位套16的一端端面開設(shè)有臺階孔，另一端設(shè)置為臺階軸；所述芯軸17通過其端部設(shè)置的定位連接法蘭同軸固定安裝在定位套16的臺階孔內(nèi)；

4、所述芯軸17沿其軸線開設(shè)有中心軸孔，芯軸17一端外側(cè)套設(shè)有導(dǎo)管堵頭1，并通過螺接在芯軸17上的螺母2壓緊導(dǎo)管堵頭1外端，用于對導(dǎo)管堵頭1進(jìn)行軸向定位；所述螺桿4從芯軸17一端穿入其中心軸孔內(nèi)，螺桿4位于芯軸17內(nèi)的一端螺紋連接有沿徑向垂直芯軸17軸線的連接銷15，螺桿4位于芯軸17外部的螺紋桿螺接有螺紋套3，且螺紋桿的端部設(shè)置為四方柱體，通過夾持住四方柱體，并旋擰螺紋套3以驅(qū)動螺桿4在芯軸17內(nèi)沿軸向移動；

5、第1組錐套和脹塊組件中包括：設(shè)置為周向分體結(jié)構(gòu)的第一錐套12和第一脹塊11；通過所述第一錐套12套設(shè)在芯軸17的軸體外側(cè)，且具有外圓錐面，第一脹塊11套設(shè)在錐套外側(cè)，且具有與第一錐套12的外圓錐面的相匹配的內(nèi)圓錐面；所述第一脹塊11固定連接在芯軸17軸體中部的限位結(jié)構(gòu)上；所述螺桿4一端的連接銷15穿過芯軸17軸體一端的第一腰形孔后，通過螺釘與第一錐套12連接，用于在螺桿4沿軸向移動時，通過連接銷15帶動第一錐套12沿軸向移動，從而實現(xiàn)對第一脹塊11的收縮或脹開。

6、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，還包括第2組錐套和脹塊組件，包括：第二脹塊9和第二錐套10；所述第二錐套10套設(shè)在芯軸17外側(cè)，且具有外圓錐面，第二脹塊9套設(shè)在第二錐套10外側(cè)，且具有與第二錐套10的外圓錐面的相匹配的內(nèi)圓錐面；第二脹塊9固定連接在芯軸17軸體中部的限位結(jié)構(gòu)上；

7、所述變形控制夾具還包括：拉栓5和連接組件；

8、所述拉栓5設(shè)置為套筒結(jié)構(gòu)，整體套設(shè)連接在芯軸17軸體外部靠近導(dǎo)管堵頭1的位置，拉栓5一端設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，另一端有臺階過孔，且臺階過孔端部具有環(huán)形凸肩，拉栓5中部外壁設(shè)置為六方柱體；所述拉栓5通過其內(nèi)螺紋孔螺紋連接在芯軸17接近堵頭1一端軸體外部，拉栓5環(huán)形凸肩的端面貼合在第二錐套10的外側(cè)端面上，并通過連接組件將拉栓5的環(huán)形凸肩與第二錐套10固定連接；

9、通過旋擰拉栓5中部的六方柱結(jié)構(gòu)使得拉栓5沿芯軸17的軸向移動，并帶動第二錐套10軸向移動，從而實現(xiàn)對第二脹塊9的收縮或脹開。

10、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，

11、所述芯軸17中部設(shè)置有脹塊連接法蘭，第一脹塊11和第二脹塊9的大圓端面相對設(shè)置在脹塊連接法蘭的兩端，分別通過螺釘與脹塊連接法蘭固定連接，第一脹塊11位于脹塊連接法蘭與定位套16之間，第二脹塊9位于脹塊連接法蘭與導(dǎo)管堵頭1之間；且第一錐套12和第二錐套10的外圓錐面方向相反。

12、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，所述第二錐套10與拉栓5連接的一端端面設(shè)置有柱狀凸肩；所述連接組件包括：壓蓋8、內(nèi)六角圓柱頭螺釘6和平墊圈7；

13、所述壓蓋8設(shè)置為套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)部具有臺階通孔，壓蓋8以其小徑孔端套設(shè)在拉栓5外部，并通過其小徑孔端的蓋板內(nèi)環(huán)抵靠在拉栓5的環(huán)形凸肩的外側(cè)端面上，形成軸向限位結(jié)構(gòu)；壓蓋8大徑孔端整體套設(shè)在拉栓5的環(huán)形凸肩和第二錐套10的柱狀凸肩外側(cè)，并采用平墊圈7和內(nèi)六角圓柱頭螺釘6將壓蓋8固定連接在第二錐套10的大圓端面上。

14、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，所述第1組錐套和脹塊組件中，

15、所述第一錐套12設(shè)置為外圓錐面、內(nèi)圓孔的外錐結(jié)構(gòu)，所述第一脹塊11設(shè)置為外圓柱面、內(nèi)圓錐面的內(nèi)錐結(jié)構(gòu)，且所述第一脹塊11包括沿周向分段設(shè)置的多個環(huán)段脹塊；

16、所述第一錐套12通過其內(nèi)圓孔套設(shè)在芯軸17上，并與芯軸17間隙配合，其外圓錐面與第一脹塊11的內(nèi)圓錐面配合，且第一錐套12的內(nèi)圓孔為臺階孔，臺階端面上開設(shè)有螺紋孔，通過螺釘將連接銷15連接在第一錐套12的臺階端面上，從而實現(xiàn)螺桿4通過連接銷15和螺釘與第一錐套12的連接，當(dāng)轉(zhuǎn)動螺桿4在螺紋套3的旋轉(zhuǎn)帶動下沿軸向移動時，通過螺桿4帶動第一錐套12沿芯軸17軸向移動，從而使第一脹塊11脹開或收縮；

17、所述第一脹塊11的大圓端面連接在芯軸17中部脹塊連接法蘭面向定位套16的一側(cè)端面上，用于限定第一脹塊11軸向位置；且所述第一脹塊11的大圓端面上沿徑向開設(shè)有多個導(dǎo)向槽，與脹塊連接法蘭端面上的圓柱銷配合導(dǎo)向，用于在第一脹塊11脹開或收縮時限定其徑向位置。

18、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，所述第2組錐套和脹塊組件中，

19、所述第二錐套10設(shè)置為外圓錐面、內(nèi)圓孔的外錐結(jié)構(gòu)，所述第二脹塊9設(shè)置為外圓柱面、內(nèi)圓錐面的內(nèi)錐結(jié)構(gòu)，且所述第二脹塊9包括沿周向分段設(shè)置的多個環(huán)段脹塊；

20、所述第二錐套10通過其內(nèi)圓孔套設(shè)在芯軸17上，并與芯軸17間隙配合，其外圓錐面與第二脹塊9的內(nèi)圓錐面配合，且第二錐套10的柱狀凸肩內(nèi)側(cè)安裝有沿徑向垂直于軸線的圓柱銷，圓柱銷與芯軸17軸體上的第二腰型孔配合，引導(dǎo)第二錐套10沿軸向運動；

21、所述第二脹塊9的大圓端面連接在芯軸17中部脹塊連接法蘭面向?qū)Ч芏骂^1的一側(cè)端面上，用于限定第二脹塊9軸向位置；且所述第二脹塊9的大圓端面上沿徑向開設(shè)有多個導(dǎo)向槽，與脹塊連接法蘭端面上的圓柱銷配合導(dǎo)向，用于在第二脹塊9脹開或收縮時限定其徑向位置。

22、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，

23、所述第一脹塊11和第二脹塊9的外圓柱面沿周向設(shè)置有至少1個環(huán)形凹槽，用于在環(huán)形凹槽中放置收緊機(jī)構(gòu)，以在收縮第一脹塊11和第二脹塊9的過程中，通過收緊機(jī)構(gòu)的在徑向上收緊沿周向圍設(shè)的多個環(huán)段脹塊，以便于從完成焊接的導(dǎo)管中取出變形控制夾具；

24、其中，所述收緊機(jī)構(gòu)包括：拉簧14，或者，拉簧14和拉簧桿13；

25、所述第一脹塊11和第二脹塊9的每個環(huán)形凹槽中，安裝有圍繞周圈的拉簧14，用于向圍繞一周的多個環(huán)段脹塊施加徑向壓力；或者，

26、所述第一脹塊11和第二脹塊9的外圓柱面，沿每個環(huán)形凹槽的周向，壓入多個與軸向平行的拉簧桿13，相鄰拉簧桿13之間掛接1個拉簧14，用于向圍繞一周的多個環(huán)段脹塊施加徑向壓力。

27、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具中，

28、所述第一脹塊11和第二脹塊9的外圓柱面，沿軸向開設(shè)有用于導(dǎo)入保護(hù)氣體的三角形槽；

29、所述定位套16通過其臺階軸結(jié)構(gòu)與焊接工作的三爪卡盤連接，導(dǎo)管套裝在變形控制夾具的脹塊外部后，兩端分別通過定位套16的臺階孔和導(dǎo)管堵頭1的臺階孔限定軸向位置；

30、其中，所述導(dǎo)管堵頭1的端面上開有多個通氣孔，用于在機(jī)器人焊接時經(jīng)通氣孔通入保護(hù)氣體。

31、第二方面，一種用于飛機(jī)導(dǎo)管的自動焊接方法，采用如上述任一項所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具對飛機(jī)導(dǎo)管進(jìn)行支撐，以配合實施焊接操作；其中變形控制夾具包括2組錐套和脹塊組件，分別包括：配合使用的第一錐套12和第一脹塊11，以及配合使用的第二錐套10和第二脹塊9；所述焊接方法包括：

32、步驟1，固定螺桿4端部的四方柱體，通過順時針或逆時針方向旋擰螺紋套3，驅(qū)動螺桿4在芯軸17內(nèi)向接近定位套16一端移動，從而帶動連接銷15拉動第一錐套12同步移動，使得第一脹塊11收縮；采用扳手夾持在拉栓5中部六方柱體上，以順時針或逆時針方向轉(zhuǎn)動，使得拉栓5沿芯軸17向遠(yuǎn)離定位套16一端移動，帶動第二錐套10同步移動，使得第二脹塊9收縮；將待焊接導(dǎo)管18套裝在處于收縮狀態(tài)的第一脹塊11和第二脹塊9外部，導(dǎo)管18的一端通過定位套16定位；

33、步驟2，將螺桿4和拉栓5分別進(jìn)行逆時針或順時針方向轉(zhuǎn)動，使第一脹塊11和第二脹塊9脹塊至貼合在導(dǎo)管內(nèi)壁上，通過第一脹塊11和第二脹塊9對待焊接的焊縫處進(jìn)行支撐；

34、步驟3，將導(dǎo)管定位好后，將導(dǎo)管堵頭1套裝在導(dǎo)管18的另一端，以通過導(dǎo)管堵頭1和定位套16配和對導(dǎo)管18進(jìn)行軸向限位，并且用螺母2鎖緊導(dǎo)管堵頭1。

35、步驟4，通過操作機(jī)器人的編程，以使得弧焊機(jī)器人實施對導(dǎo)管焊縫處的自動焊接；

36、步驟5，完成導(dǎo)管焊接后，取下螺母2和導(dǎo)管堵頭1，分別用扳手順時針或逆時針轉(zhuǎn)動螺桿4和拉栓5，使將變形控制夾具的外徑縮小后，從變形控制夾具上取出焊接好的導(dǎo)管，再從三爪卡盤上取下變形控制夾具，完成焊接。

37、可選地，如上所述的用于飛機(jī)導(dǎo)管的自動焊接方法中，

38、所述步驟4中，對采用變形控制夾具支撐并固定安裝在焊接設(shè)備上的導(dǎo)管的環(huán)焊位置，或?qū)Ч艿木植慷M(jìn)行焊接，或t型導(dǎo)管的橫管，焊接過程中通入保護(hù)氣體，以在焊接操作中進(jìn)行氣體保護(hù)；且在焊接過程中，芯軸17的軸向位置固定。

39、本發(fā)明的有益效果：針對飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的小直徑導(dǎo)管的環(huán)焊縫焊接以及局部耳片焊接，本發(fā)明實施例提供一種用于飛機(jī)導(dǎo)管自動焊接的變形控制夾具，采用具有中心軸孔的芯軸17和設(shè)置于芯軸17內(nèi)部的螺桿4，螺桿4位于芯軸17內(nèi)的一端連接的連接銷15伸出徑向伸出芯軸17的腰型孔后與套設(shè)在芯軸17外部的第一錐套12固定連接，第一錐套12外部配合安裝有第一脹塊11；通過與螺桿4配合的螺紋套3的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿4沿芯軸17軸向移動，從而帶動第一錐套12的軸向移動，以實現(xiàn)對第一脹塊11的收縮或脹開；在此結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，采用螺紋連接在芯軸17外部的拉栓5與第二錐套10的連接形式，通過旋轉(zhuǎn)拉栓5使其軸向移動，以帶動第二錐套10軸向移動，從而實現(xiàn)對第二脹塊9的收縮或脹開。采用本發(fā)明實施例提供的變形控制夾具，可以在脹塊收縮的狀態(tài)下套設(shè)導(dǎo)管，套設(shè)導(dǎo)管后通過螺桿4和拉栓5的軸向移動脹開脹塊，并在脹塊脹開的狀態(tài)下實施焊接工藝，即可即滿足導(dǎo)管焊接工藝中支撐導(dǎo)管內(nèi)壁的要求，焊接完成后，通過螺桿4和拉栓5的軸向移動脹開脹塊，在脹塊收縮的狀態(tài)下取出導(dǎo)管。本發(fā)明實施例提供的變形控制夾具，通過脹塊的脹塊狀態(tài)在焊接時支撐導(dǎo)管內(nèi)壁，并配合向?qū)Ч軆?nèi)充入保護(hù)氣體實現(xiàn)對焊接工藝中焊縫余高的控制，提高導(dǎo)管的焊接質(zhì)量，提高導(dǎo)管的疲勞壽命。