一种运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装制造技术

一种运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，包括安装基座和多组组合夹具组件，其特征在于所述组合夹具组件安装在所述安装基座上，并能沿着所述安装基座径向移动，所述组合夹具组件包括背部刚性支撑构件和正面压紧构件，所述刚性支撑构件上有安装接口，所述正面压紧构件通过所述接口，与所述刚性支撑构件相连接。本发明专利技术解决了现有装配中工装制造成本高以及装配流程繁琐的技术问题，具有简化工装结构，提升生产制造效率和提高工装利用率的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种搅拌摩擦焊工装，具体说是一种用于多规格运载火箭推进剂贮箱箱底圆环搅拌摩擦焊的工装。
技术介绍
运载火箭贮箱箱底圆环多由4~6块瓜瓣以纵缝对接方式焊接成形，是推进剂贮箱中最重要的焊接结构之一，为保证焊后尺寸和焊接稳定性，焊前需对工件进行装配固定。贮箱组件的制造工艺中，通常采用熔化焊焊接方法，但由于熔焊工艺的热输入量较大，容易产生较明显的焊后变形，因此焊接前通常使用一体式装配方式固定全部零件以限制变形。现有装配形式需要针对不同规格的箱底，设计专用全尺寸固定工装。背部支撑设计为贴合箱底形貌的全尺寸模胎，体积较大，造价昂贵；正面压紧装置采用分体式压条结构，数量多，装配精度低。为完成不同规格箱底圆环焊接，需针对产品规格逐一配套专用工装，工装制造成本极高，且对不同规格箱底进行焊接时，需要将焊接工装反复拆装，严重影响生产效率。贮箱制造工艺的发展趋势为广泛使用搅拌摩擦焊工艺，该工艺属于锻造焊接方式，其焊接过程热输入量小，焊后变形与残余应力小，因此焊前装配只需对焊缝位置进行固定，适合采用局部装配方式。尤其是对于尺寸规格不同的箱底产品，设计一种可焊接不同规格箱底圆环的同工位工装，能够有效降低工装制造成本，简化装配流程，提高生产效率。截至目前，尚没有一种工装形式能够实现多规格箱底圆环的高效装配与焊接。
技术实现思路
为了解决上述箱底圆环搅拌摩擦焊工装结构庞大、工装利用率低、生产效率低等问题，本专利技术的目的在于提供一种搅拌摩擦焊焊接工装，专用于运载火箭推进剂贮箱箱底圆环的装配、焊接，它可以实现多种规格箱底圆环的搅拌摩擦焊装配焊接。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种用于多种规格箱底圆环焊接的工装，该工装包括多套组合夹具、安装基座，所述组合夹具，能够根据产品需求选择某一夹具进行使用，其余部分收缩放置。所述的组合夹具由焊接位置背部刚性支撑和焊接位置正面压紧装置组件；每个组合夹具仅为一种规格的箱底圆环焊接使用，不同的组合夹具均布在转台上。所述的组合夹具背部刚性支撑构件采用仿形模胎，其特征在于，模胎与瓜瓣理论曲线一致，设计型面宽度200mm，型面长度大于瓜瓣长度150~200mm。所述组合夹具中正面压紧构件由整体式压板和琴键式气动压紧装置组成，压板为一体式结构，可实现对一条纵缝进行整体压紧；使用时，通过旋转工件的方法实现六条纵缝的焊接。所述安装基座用于固定所述组合夹具，可通过基座的转动选择使用不同的组合夹具；基座上设计有径向导轨，可实现组合夹具收缩时的轴向运动。所述组合夹具可通过导轨调整位置及角度，以方便收缩，避免其他支撑使用中与工件发生干涉。本专利技术提供的贮箱箱底纵缝焊接用工装设备，与现有工装设备相比，达到了以下有益效果：1）局部背部支撑可有效减少工装制造材料的使用量，结构明显简化，体积质量大幅降低，明显降低了制造成本；2）该工装可实现同工位上不同尺寸箱底纵缝的装配，取消了工装切换，提升了生产制造效率，并提高工装利用率；3）该工装可通过收放功能实现多种规格组合夹具的转换，不仅防止工件与设备的干涉现象，也避免了工装调整的反复吊运，节省了时间及人力，大大提升了装焊效率。结合附图，根据下文通过示例说明本专利技术主旨的描述，可清楚本专利技术的其他方面和优点。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1（a）为本专利技术工装的整体结构示意图；图1（b）为本专利技术中组合夹具示意图；图2（a）为本专利技术中背部刚性支撑示意图；图2（b）为本专利技术中正面压紧装置示意图；图3为不同使用状态下的工装示意图;图4为传统纵缝焊接工装示意图。图中1为安装基座；2为组合夹具；3为背部刚性支撑构件；4为正面压紧构件；5为径向移动导轨。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步详细的描述。应理解，以下实施例仅用于说明本专利技术而非用于限定本专利技术的范围。由
技术介绍
可知，现今的贮箱任务多样化，加工尺寸也日益繁杂，箱底瓜瓣的纵缝焊接是数量最大的焊接结构。现实情况需要在同一工位上加工多种尺寸规格的瓜瓣纵缝，而尺寸繁多的工装制作以及工装的反复吊运定位成为限制产品提效的瓶颈。在本专利技术中提供一种用于箱底多尺寸纵缝焊接的工装。所述专利技术采用类同化思路，将传统工装分区域焊接多条圆环纵缝改进为一个组合夹具依次焊接多条纵缝，大大缩小了工装尺寸，简化了设计结构；同时采用整体式思路，将多个经简化的组合夹具整合在同一安装基座上，实现同工位同工装焊接多种尺寸纵缝的目的。为了解决加工过程中工件与工装的干涉问题，专利技术为分体式组合夹具增加了转动及移动功能，可实现各个组合夹具的收缩，最终实现了使用要求。产品更换时，只需将各部分支撑工装调整到位，并将转台位置转动到位，即可快速实现加工产品的更换。下面结合附图和实施实例对本专利技术进行进一步详细说明。图1（a）中三种尺寸的组合夹具呈120°均匀分布于转台上，可通过转动安装基座选择使用三种组合夹具。图1（b）为其中一种尺寸的组合夹具，由焊接位置的背部刚性支撑和正面压紧装置组成。参考图1（a）和图1（b），采用本专利技术所提供的工装能够对六块瓜瓣进行逐一焊接，瓜瓣可通过平移转动实现各条纵缝的焊接。图2（a）为一种尺寸的背部刚性支撑，采用仿形模胎支撑，根据瓜瓣工件的理论尺寸设计，设计型面宽度为200mm，以提供足够面积支撑工件；上下端面尺寸较瓜瓣实际尺寸增大150~200mm，以固定一体式压板；背部支撑工装具有角度调整功能，能够实现竖直方向上的角度调节，在不使用时，能够配合转台径向导轨实现平移收缩，以缩小空间，防止干涉。图2（b）为一种尺寸的焊接位置正面压紧装置，即一体式压板示意图，其尺寸根据工件尺寸设计，为整体式压紧，用于在焊接位置正面装配压紧；根据焊具的轴肩直径留出焊接位置，保证零件紧贴模胎，并且与焊接主机及零件转配不存在干涉。压板整体制造，结构强度可保证装配位置固定，实现对一条纵缝进行整体压紧，能有效减小装配间隙及装配阶差。图3为工装使用状态下的示意图，图示为圆环组件中最后一条瓜瓣纵缝的焊接。使用1号组合夹具时，其余两部分组合夹具通过角度调节及径向移动，能够完全避开圆环零件以及1号组合夹具。使用中并未出现干涉现象，可按预期完成六条纵缝的焊接。在使用2号组合夹具时，只需安装基座，使搅拌焊设备对准2号组合夹具位置，并调整2号工装角度为正常状态，移至焊接位置；1号组合夹具通过位置调整收拢后即可。3号组合夹具的使用过程以此类推。相对于图4传统纵缝焊接工装，本专利技术工装调整过程无需使用行车等吊装设备，调节简易，容易实现，且无需布置工装的专用储存位置，能有效节省成本，提升效率。本专利技术的基本使用过程为：1）将安装基座安装固定于焊接转台上；2）将不同尺寸的组合夹具固定于安装基座的固定槽上；3）根据需求调整组合夹具的位置以及角度，以选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，包括安装基座和多组组合夹具组件，其特征在于多组所述组合夹具组件安装在所述安装基座上，并能沿着所述安装基座径向移动，所述组合夹具组件包括背部刚性支撑构件和正面压紧构件，所述背部刚性支撑构件上有安装接口，所述正面压紧构件通过所述安装接口，与所述背部刚性支撑构件相连接。

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，包括安装基座和多组组合夹具组件，其特征在于多组所述组合夹具组件安装在所述安装基座上，并能沿着所述安装基座径向移动，所述组合夹具组件包括背部刚性支撑构件和正面压紧构件，所述背部刚性支撑构件上有安装接口，所述正面压紧构件通过所述安装接口，与所述背部刚性支撑构件相连接。
2.根据权利要求1所述的运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，其特征在于所述安装基座上设有移动导轨，所述组合夹具组件通过所述移动导轨在所述安装基座上径向移动。
3.根据权利要求1所述的运载火箭推进剂贮箱箱底圆环焊接工装，其特征在于所述背部刚性支撑构件采...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文豪，崔凡，姚君山，康志明，贾洪德，黄征，赵萧，沈浩然，
申请(专利权)人：上海航天设备制造总厂，
类型：发明
国别省市：上海;31