【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于贮箱加工领域，尤其是涉及型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置及方法。
技术介绍
1、贮箱是运载火箭燃料的承载体，其中箱底和筒段是贮箱最主要的核心部件，而筒段在整个贮箱中占比最大，我国现役型号贮箱通常由1-8个筒段组成，焊接厚度为5-10mm之间，高度从250-2200mm不等，直径主要有φ2250mm、φ3350mm和φ5000mm三种。筒段一般由4块壁板采用搅拌摩擦的方式拼焊而成，其密封性、焊缝强度、形位尺寸精度直接影响贮箱的承载能力。
2、筒段焊接完成后和箱底及其它筒段进行环缝焊接形成贮箱，火箭贮箱环缝存在箱底-筒段和筒段-筒段两种接头形式。其中，筒段-筒段焊缝尺寸匹配及环缝装配控制相对简单，焊缝质量较好；箱底-筒段环缝由于箱底过渡环为整体铝锻件，热处理状态为淬火+冷锻+人工时效，筒段热处理状态为淬火+10％左右冷加工变形+人工时效，过渡环的变形能力较筒段差，焊接过程中必须严格控制筒段周长小于箱底过渡环。目前贮箱环缝一般采用熔焊方法进行焊接，一方面，熔焊对装配质量要求相对较低，装配错缝裕度较大；另一方面，筒段厚度较小，刚性较弱，可以通过环缝焊接型架内支撑进行筒段圆度矫形满足对接要求；第三方面，筒段可通过内撑工装实现弹性变形对周长进行补偿。综上，贮箱环缝焊接对筒段圆度、周长、焊接变形要求较低，装配焊接过程可通过工装进行调整满足焊接要求。
3、前筒段纵缝只依靠焊接垫板和设备主轴，再配合壁板支撑升降车小车辅助即可实现搅拌摩擦焊接。这样，筒段的圆度、焊缝质量、周长都无法保证，第一，筒段纵缝搅拌
4、前筒段纵缝只依靠焊接垫板和设备主轴，再配合壁板支撑升降车小车辅助即可实现搅拌摩擦焊接。这样，筒段的圆度、焊缝质量、周长都无法保证，第一，筒段纵缝搅拌摩擦焊接设备没有保形工装对焊接过程的圆度进行保形，筒段圆度偏差较大；第二，筒段纵缝定位后通过一次正式焊接进行焊透，由于搅拌工具的结构特点导致焊缝出现凹心变形严重；第三方面，和箱底过渡环对接的筒段周长必须小于箱底周长才可通过环缝焊接型架内支撑补偿周长消除装配错边，一旦筒段周长大于箱底过渡环周长则无法进行装配焊接。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在提出型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置及方法，以解决
技术介绍
中至少一个技术问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，包括底座、工装支架、上内撑保型环结构、下内撑保型环结构、竖直驱动结构；
4、若干个工装支架沿着圆周等距设置在底座上，上内撑保型环结构、下内撑保型环结构分别设置在工装支架的上下两侧；
5、竖直驱动结构设置在工装支架上，竖直驱动结构能够驱动上内撑保型环结构沿着工装支架上下运动。
6、进一步地，上内撑保型环结构包括若干个上内撑保型环装置，若干个上内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
7、上内撑保型环装置包括第一工作台、上内撑调节台、上夹紧组件；
8、第一工作台滑动设置在工装支架上，上内撑调节台通过第一径向驱动组件沿着第一工作台滑动；
9、若干个上夹紧组件沿着圆周设置在上内撑调节台上；
10、上内撑调节台的端面为弧形。
11、进一步地，第一径向驱动组件包括第一驱动气缸、第一螺纹杆、第一滑动块；
12、第一驱动气缸的安装端设置在第一工作台上，第一驱动气缸的输出端与第一螺纹杆连接；
13、第一滑动块设置在上内撑调节台的底部，第一滑动块螺纹设置在第一螺纹杆上，第一驱动气缸能够驱动上内撑调节台进行径向调节；
14、第一工作台的上部设有第二滑动块，上内撑调节台上设有与第二滑动块对应的第一滑轨。
15、进一步地，竖直驱动结构包括驱动电机、第二螺纹杆、第三滑动块；
16、驱动电机的安装端设置在工装支架上，驱动电机的输出端与第二螺纹杆连接，上内撑保型环结构通过第三滑动块与第二螺纹杆螺纹连接。
17、进一步地，下内撑保型环结构包括若干个下内撑保型环装置，若干个下内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
18、下内撑保型环装置包括第二工作台、下内撑调节台、下夹紧组件；
19、第二工作台滑动设置在工装支架上，下内撑调节台通过第二径向驱动组件沿着第二工作台滑动；
20、若干个下夹紧组件沿着圆周设置在上内撑调节台上。
21、进一步地，第二径向驱动组件包括第二驱动气缸、第三螺纹杆、第四滑动块；
22、第二驱动气缸的安装端设置在第二工作台上，第二驱动气缸的输出端通过皮带带动第三螺纹杆转动，第三螺纹杆安装在第二工作台上，第四滑动块设置在下内撑调节台的底部，第四滑动块螺纹设置在第三螺纹杆上，第二驱动气缸能够驱动上内撑调节台进行径向调节；
23、底座的上部设有第二滑轨，下内撑调节台上设有与第五滑动块对应的第二滑轨。
24、进一步地，上夹紧组件和下夹紧组件均包括第三驱动气缸、气缸底座、推动块、连接杆、转动板、夹紧板；
25、第三气缸的安装端设置在气缸底座的上方，气缸底座设置在上内撑调节台或下内撑调节台上，第三气缸的输出端与推动块连接；
26、推动块的两侧设有第六滑动块，气缸底座上设有雨第五滑块对应的滑槽；
27、气缸底座上设有转动杆，转动板上设有与转动杆的对应的第一活动孔,转动杆设置在气缸底座上：
28、转动板的一端设有滑轮，另一端设有夹紧板：
29、连接杆设置在气缸底座上，转动板上设有第二活动孔，连接杆能够穿过第二活动孔，且转动板能够沿着第二活动孔滑动。
30、进一步地，气缸底座的两侧均设有第一弹簧，第一弹簧的端部与转动板连接；
31、转动板上设有第二弹簧，第二弹簧的端部与夹紧板连接。
32、进一步地，夹紧板上设有调节孔，工装支架上设有爬梯。
33、一种基于型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆制备方法，使用上述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，焊接时将内撑保形环直径调整至产品内径，并通过上内撑保型环结构、下内撑保型环结构进行锁紧，壁板预留焊接收缩量，但焊接完成后最终的筒段直径小于产品内径；
34、计算出筒段的总周长，然后将筒段周长平均到3或6块壁板计算出单块壁板的弧长l；
35、6块壁板的计算公式为：；
36、3块壁板的计算公式为：l=；
37、筒段壁板焊接前首先测量箱底的周长l1，单位为mm；
3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：包括底座、工装支架、上内撑保型环结构、下内撑保型环结构、竖直驱动结构；
2.根据权利要求1所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：上内撑保型环结构包括若干个上内撑保型环装置，若干个上内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
3.根据权利要求2所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：第一径向驱动组件包括第一驱动气缸、第一螺纹杆、第一滑动块；
4.根据权利要求1所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：竖直驱动结构包括驱动电机、第二螺纹杆、第三滑动块；
5.根据权利要求2所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：下内撑保型环结构包括若干个下内撑保型环装置，若干个下内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
6.根据权利要求5所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：第二径向驱动组件包括第二驱动气缸、第三螺纹杆、第四滑动块；
7.根据权利要求5所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆
8.根据权利要求7所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：气缸底座的两侧均设有第一弹簧，第一弹簧的端部与转动板连接；
9.根据权利要求7所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：夹紧板上设有调节孔，工装支架上设有爬梯。
10.基于型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆制备方法，使用权利要求1-9任一项所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：焊接时将内撑保形环直径调整至产品内径，并通过上内撑保型环结构、下内撑保型环结构进行锁紧，壁板预留焊接收缩量，但焊接完成后最终的筒段直径小于产品内径；
...【技术特征摘要】
1.型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：包括底座、工装支架、上内撑保型环结构、下内撑保型环结构、竖直驱动结构；
2.根据权利要求1所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：上内撑保型环结构包括若干个上内撑保型环装置，若干个上内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
3.根据权利要求2所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：第一径向驱动组件包括第一驱动气缸、第一螺纹杆、第一滑动块；
4.根据权利要求1所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：竖直驱动结构包括驱动电机、第二螺纹杆、第三滑动块；
5.根据权利要求2所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩擦焊接近圆装置，其特征在于：下内撑保型环结构包括若干个下内撑保型环装置，若干个下内撑保型环装置沿圆周设置在工装支架上；
6.根据权利要求5所述的型面偏差补偿的筒段搅拌摩...
【专利技术属性】
技术研发人员：白景彬，孙转平，马康，赵英杰，朱亚蓉，王贺，高文静，杜岩峰，李继光，张保鑫，刘旺，张睿博，王宁，李大鹏，倪明旭，陈峥，乔伟强，程康康，满龙，徐启达，
申请(专利权)人：天津航天长征火箭制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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