專利名稱：一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大型半球形結(jié)構(gòu)件攪拌摩擦焊接領(lǐng)域，特別是涉及ー種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置。
背景技術(shù)：
在航空航天領(lǐng)域中大型薄壁鋁合金構(gòu)件應(yīng)用十分廣泛?，F(xiàn)有生產(chǎn)中，用于大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件焊接的專用夾具幾乎都是專用型的，即ー種型號(hào)薄壁鋁合金構(gòu)件配備ー套專用夾具。當(dāng)結(jié)構(gòu)件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時(shí)，往往采取人工調(diào)整定位元件的安裝位置，使其與エ件輪廓接觸實(shí)現(xiàn)定位。這種方法不僅降低了生產(chǎn)效率，而且調(diào)整精度完全依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)，因此導(dǎo)致エ件定位往往不可靠，嚴(yán)重制約了我國(guó)航天運(yùn)載工具及導(dǎo)彈類產(chǎn)品的生產(chǎn)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置及方法，以解決現(xiàn)有安裝技術(shù)中在實(shí)現(xiàn)大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時(shí)人工調(diào)整定位裝置的安裝缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，包括自適應(yīng)定位器、變徑機(jī)構(gòu)及基架，所述基架包括上導(dǎo)向座、下導(dǎo)向座、立柱、襯套及導(dǎo)向軸，所述立柱的一端安裝在下導(dǎo)向座上，另一端安裝有所述上導(dǎo)向座；所述襯套壓配在上導(dǎo)向座和下導(dǎo)向座中，并構(gòu)成兩支承，所述導(dǎo)向軸安裝在兩支承內(nèi)；所述的變徑機(jī)構(gòu)包括豎直升降模塊和水平伸縮模塊；所述豎直升降模塊包括雙作用氣缸、連接板及升降板，所述連接板通過雙螺母固緊在雙作用氣缸的輸出軸上，所述升降板位于連接板上，并通過銷釘、螺釘與連接板固定；所述升降板套裝在所述的導(dǎo)向軸上；所述的水平伸縮模塊由多個(gè)水平伸縮單元構(gòu)成；所述水平伸縮單元包括上支承座、推桿、推塊、下支承座及鎖緊彈簧，所述推塊固定在推桿的后端；所述推桿安裝在上支承座和下支承座組成的支承孔內(nèi)；所述推桿的前端固定有所述自適應(yīng)定位器；所述的鎖緊彈簧位干支承孔與推桿軸肩之間的環(huán)形空間內(nèi)，并處于受壓狀態(tài)；所述下支承座均布在所述下導(dǎo)向座的安裝基面上；所述升降板的外框面呈斜楔形，且外框面上制有T形槽；所述推塊的端部呈T形凸臺(tái)狀；所述推塊嵌入在所述升降板外框面的T形槽中。所述自適應(yīng)定位器包括定位件和銷軸，所述定位件呈凹字形，端部有兩個(gè)圓形凸臺(tái)。所述導(dǎo)向軸外圓周上分布有四個(gè)導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有內(nèi)保持架、外保持架和若干個(gè)鋼珠，所述鋼珠通過內(nèi)保持架和外保持架進(jìn)行隔離。所述推桿呈階梯狀結(jié)構(gòu)；所述支承孔為階梯孔。所述的推桿前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個(gè)通孔，所述定位元件通過銷軸安裝在推桿的前端。
所述的升降板的水平截面為八邊形。所述的水平伸縮模塊由八個(gè)水平伸縮單元構(gòu)成；所述水平伸縮單元通過所述下支承座均布在所述下導(dǎo)向座的安裝基面上。所述的下導(dǎo)向座與升降板之間裝有鎖緊彈簧，所述鎖緊彈簧沿所述升降板的圓周方向均布有八個(gè)；所述鎖緊彈簧處于受拉狀態(tài)。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明通過豎直升降模塊實(shí)現(xiàn)水平伸縮機(jī)構(gòu)的徑向位置調(diào)整；通過水平伸縮機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整自適應(yīng)定位器的安裝姿態(tài)，以適應(yīng)半球形結(jié)構(gòu)件直徑在一定尺寸范圍內(nèi)變化時(shí)的定位需求，以解決現(xiàn)有安裝技術(shù)中在實(shí)現(xiàn)大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時(shí) 人工調(diào)整定位裝置的安裝缺陷。


圖I是本發(fā)明的外形示意圖；圖2是本發(fā)明的主剖面圖；圖3是圖2中A向的局部放大圖；圖4是本發(fā)明中自適應(yīng)定位器的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)ー步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。如圖I所示，一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，包括自適應(yīng)定位器10、變徑機(jī)構(gòu)20及基架30。如圖2和圖4所示，本發(fā)明的自適應(yīng)定位器10由定位件11和銷軸12組成，定位件11呈凹字形狀，端部有兩個(gè)半球形凸臺(tái)。如圖I和圖2所示，變徑機(jī)構(gòu)20包括豎直升降模塊21和水平伸縮模塊22。其中，豎直升降模塊21由雙作用氣缸211、連接板212、升降板213及彈簧214組成，連接板212通過雙螺母固緊在雙作用氣缸211的輸出軸上，升降板213位于連接板212之上，通過銷釘、螺釘與連接板212相連接。同時(shí)，升降板213套裝在基架30中的導(dǎo)向軸35上。升降板213的外輪廓在水平面內(nèi)呈八邊形(即水平截面呈八邊形)，在豎直面呈斜楔形，且斜楔面上制有T形槽。水平伸縮模塊22由8個(gè)水平伸縮單元220構(gòu)成，水平伸縮單元220由上支承座221、推桿222、推塊223、下支承座224及鎖緊彈簧225組成，推塊223通過螺紋固定在推桿222的后端；推桿222呈階梯狀，安裝在上支承座221和下支承座224組成的階梯孔內(nèi)；鎖緊彈簧225位于階梯孔與推桿222軸肩之間的環(huán)形空間內(nèi)，并處于受壓狀態(tài)，以確保自適應(yīng)定位器10始終與エ件內(nèi)表面接觸。水平伸縮單元220通過下支承座224均布在基架30中下導(dǎo)向座32的安裝基面上，并通過推塊223嵌入在豎直升降模塊21的升降板213的外框中。如圖3所示，推塊223的端部呈T形凸臺(tái)狀，并嵌在升降板213的T形槽內(nèi)滑移。如圖2所示，推桿222前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個(gè)通孔，定位元件11通過銷軸12安裝在推桿222的前端。如圖2所示，基架30由上導(dǎo)向座31、下導(dǎo)向座32、立柱33、襯套34及導(dǎo)向軸35組成，襯套34壓配在上導(dǎo)向座31和下導(dǎo)向座32中，并構(gòu)成兩支承以安裝導(dǎo)向軸35。其中，導(dǎo)向軸35外圓周上分布有四個(gè)導(dǎo)向槽，槽內(nèi)安裝有內(nèi)保持架351、外保持架352和若干個(gè)鋼珠353，并且鋼珠353通過內(nèi)保持架351、外保持架352進(jìn)行隔離。下導(dǎo)向座32與升降板213之間裝有彈簧214，并沿圓周方向均布八個(gè)；彈簧214處于受拉狀態(tài)，以確保推塊223始終與升降板213導(dǎo)向槽的某個(gè)固定邊接觸。該裝置的使用方法具體如下雙作用氣缸211的活塞桿向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接板212帶動(dòng)升降板213向下運(yùn)動(dòng)，在升降板213楔形面的作用下，推塊223沿著楔形導(dǎo)向槽滑移，并推動(dòng)推桿222沿著上支承座221和下支承座224形成的導(dǎo)向孔方向，向外運(yùn)動(dòng)，直至自適應(yīng)定位器10中的定位件11與半球形結(jié)構(gòu)件的內(nèi)壁接觸，以適應(yīng)半球形結(jié)構(gòu)件圓周直徑變大的定位需求。同理，雙作用氣缸211的活塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接板212帶動(dòng)升降板213向上運(yùn)動(dòng)，在升降板213楔形面的作用下，推塊223沿著楔形導(dǎo)向槽滑移，在T型槽/凸臺(tái)連接副和彈簧225的雙重作用下，推桿222沿著上支承座221和下支承座224形成的導(dǎo)向孔方向，向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，直至自適應(yīng)定位器10中的定位件11與半球形結(jié)構(gòu)件的內(nèi)壁接觸，以適應(yīng)半球形結(jié)構(gòu)件圓周直徑變小的定位需求。
權(quán)利要求
1.一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，包括自適應(yīng)定位器(10)、變徑機(jī)構(gòu)(20)及基架(30)，其特征在于，所述基架(30)包括上導(dǎo)向座(31)、下導(dǎo)向座(32)、立柱(33)、襯套(34)及導(dǎo)向軸(35)，所述立柱(33)的一端安裝在下導(dǎo)向座(32)上，另一端安裝有所述上導(dǎo)向座(31);所述襯套(34)壓配在上導(dǎo)向座(31)和下導(dǎo)向座(32)中，并構(gòu)成兩支承，所述導(dǎo)向軸(35)安裝在兩支承內(nèi)；所述的變徑機(jī)構(gòu)(20)包括豎直升降模塊(21)和水平伸縮模塊(22);所述豎直升降模塊(21)包括雙作用氣缸(211)、連接板(212)及升降板(213)，所述連接板(212)通過雙螺母固緊在雙作用氣缸(211)的輸出軸上，所述升降板(213)位于連接板(212)上，并通過銷釘、螺釘與連接板(212)固定；所述升降板(213)套裝在所述的導(dǎo)向軸(35)上；所述的水平伸縮模塊(22)由多個(gè)水平伸縮單元(220)構(gòu)成；所述水平伸縮單元(220)包括上支承座(221)、推桿(222)、推塊(223)、下支承座(224)及鎖緊彈簧(225 )，所述推塊(223 )固定在推桿(222 )的后端；所述推桿(222 )安裝在上支承座(221)和下支承座(224)組成的支承孔內(nèi)；所述推桿(222)的前端固定有所述自適應(yīng)定位器(10);所述的鎖緊彈簧(225)位干支承孔與推桿(222)軸肩之間的環(huán)形空間內(nèi)，并處于受壓狀態(tài)；所述下支承座(224)均布在所述下導(dǎo)向座(32)的安裝基面上；所述升降板(213)的外框面呈斜楔形，且外框面上制有T形槽；所述推塊(223)的端部呈T形凸臺(tái)狀；所述推塊(223)嵌入在所述升降板(213)外框面的T形槽中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述自適應(yīng)定位器(10)包括定位件(11)和銷軸(12)，所述定位件(11)呈凹字形，端部有兩個(gè)圓形凸臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向軸(35)外圓周上分布有四個(gè)導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽內(nèi)安裝有內(nèi)保持架(351)、外保持架(352)和若干個(gè)鋼珠(353)，所述鋼珠(353)通過內(nèi)保持架(351)和外保持架(352)進(jìn)行隔離。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述推桿(222)呈階梯狀結(jié)構(gòu)；所述支承孔為階梯孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的推桿(222)前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個(gè)通孔，所述定位元件(11)通過銷軸(12)安裝在推桿(222)的前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的升降板(213)的水平截面為八邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的水平伸縮模塊(22)由八個(gè)水平伸縮單元(220)構(gòu)成；所述水平伸縮單元(220)通過所述下支承座(224)均布在所述下導(dǎo)向座(32)的安裝基面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的下導(dǎo)向座(32)與升降板(213)之間裝有鎖緊彈簧(214)，所述鎖緊彈簧(214)沿所述升降板的圓周方向均布有八個(gè)；所述鎖緊彈簧(214)處于受拉狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于半球形結(jié)構(gòu)件環(huán)縫焊接的定位裝置。該裝置包括自適應(yīng)定位器、變徑機(jī)構(gòu)及基架，基架的導(dǎo)向軸上安裝有豎直升降模塊，在升降板的外框上圓周均布有水平伸縮機(jī)構(gòu)，并空間排列成圓弧狀，自適應(yīng)定位器位于水平伸縮機(jī)構(gòu)的前端，并通過銷軸相連。該裝置通過升降板實(shí)現(xiàn)水平伸縮機(jī)構(gòu)的徑向位置調(diào)整；通過水平伸縮機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整自適應(yīng)定位器的安裝姿態(tài)，以適應(yīng)半球形結(jié)構(gòu)件直徑在一定尺寸范圍內(nèi)變化時(shí)的定位需求，以解決現(xiàn)有安裝技術(shù)中在實(shí)現(xiàn)大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時(shí)人工調(diào)整定位裝置的安裝缺陷。
文檔編號(hào)B23K20/26GK102642080SQ20121014748
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月11日
發(fā)明者丁玲龍, 張華德, 楊建國(guó), 王慶霞, 王莉 申請(qǐng)人:東華大學(xué)