一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置及精密加工方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置及精密加工方法。首先利用焊接过程的数值仿真技术，将在焊接过程中伴随金相转变导致的热膨胀和收缩、内应力和结构的扭曲与变形通过仿真模拟出焊接结果，通过在正式焊接工艺进行之前对结构变形和内应力进行计算，通过调整焊接参数、焊接工艺、焊接顺序、约束条件等优化最终的焊接结果；其次，根据毛坯结构和焊接工艺，设计专用的焊接工装，实现焊接组件的相对位置尺寸；最后利用校正工艺及精密热处理工艺，逐步消除焊接过程的各种应力引起的变形，实现大型薄壁构件毛坯的精确焊接成型。
【专利说明】一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置及精密加工方法
【技术领域】
[0001]本发明是针对大型薄壁构件精确焊接成型技术，特别是一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置及精密加工方法。
【背景技术】
[0002]随着全球装备现代化、信息化的发展，武器装备向轻量化、精确打击等方面发展。对制造技术的需求体现在精确成型加工及精密加工、惯性零件的超精密加工等【技术领域】。大型薄壁构件由于重量轻、强度高等结构特点，已被广乏应用在军工产品中。
[0003]大型薄壁结构属于机械成型中较难成型的结构之一，尤其是大型薄壁回转箱体类零部件更加难以控制，主要表现在整体尺寸大、结构复杂、加工部位较多、薄壁且壁厚不均匀、整体刚性较差、精度要求较高,成型过程易变形。整体部件焊接时易产生局部弯曲变形和整体扭曲变形，整个过程焊接工艺难以控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能有效提高大型薄壁构件精确焊接成型加工的一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置及精密加工方法。
[0005]本发明的目的是这样实现的，一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置，其特征是:至少包括:底板焊接组件、顶板焊接件、零位销座、右转轴座、后顶焊接件、左转轴座，顶板焊接件焊在底板焊接组件上，后顶焊接件焊在底板焊接组件尾部上与顶板焊接件相连，右转轴座、左转轴座焊于顶板焊接件的右、左两端，零位销座焊于底板焊接组件前端的下面。
[0006]所述的底板焊接组件包括:后外焊接件、后中焊接件、垫板、后侧板、后直筋、斜坡侧板、长侧筋板、左垫板、中直筋、外侧板、短侧筋板、矮前侧板、前内侧板、左前侧板、左前侧环、前斜筋、正前侧板、右前侧板、上立筒；中斜筋、后内侧板、右垫板、套座、缸座板、底板、短后筋板、后隔板、长后筋板；底板位于底板焊接组件的底部，上立筒位于底板中心，前斜筋位于上立筒前方，正前侧板位于两个前斜筋的末端，中斜筋分别位于上立筒前方左右，中直筋分别位于上立筒左右，后直筋分别位于中直筋的后方，套座位于后内侧板的中部，后内侧板位于中直筋的左右且垂直相交，后隔板位于后直筋和后内侧板的后方且垂直相交，短后筋板位于后隔板两侧后方且垂直相交，后垫板位于后隔板中间后方且垂直相交，后中焊接件位于底板的尾部与短后筋板和后垫板位垂直相交，长后筋板位于后中焊接件后方且垂直相交，后侧板位于后中焊接的两侧，后外焊接件位于底板的最后端，长侧筋板位于底板后部两端与后内侧板垂直相连；斜坡侧板位于底板后部两端，两端与后隔板、长侧筋板端部相连；左垫板位于底板中部后左方，右垫板位于底板中部后右方；左前侧环位于左前侧板中部，左前侧板位于底板左前端与前斜筋相连，右前侧板位于底板右前端与前斜筋相连，前内侧板位于底板左、右前端与中斜筋相连且平行于中轴线；短侧筋板位于前内侧板外侧且垂直相连，外侧板位于底板两侧与短侧筋板垂直相连，矮前侧板位于底板前部与短侧筋板、和前内侧板端部相连；缸座板位于底板中部左右两侧；后外焊接件位于底板焊接组件的尾部。
[0007]所述的零位销座位于底板焊接组件的下面，底板焊接组件下面有划好的位置线安放焊接。
[0008]一种用于大型薄壁构件精确焊接成型的精密加工方法，它至少包括如下步骤:
1)、按回转平台的设计要求下料；
2)、对下料进行热处理，使单板调质HRC28?32，校正平面度不大于Imm；
3)、焊接单件加工:①、水切割:切割厚度大于14mm以上不规则形状的单板焊接组件；②、激光切割:切割厚度小于14mm的单板焊接组件；
4)、焊接坡口加工:采用自动行进式焊接坡口倒边机倒45°焊接坡口；
5)、组焊各单件及底板；包括①、清除待焊接部位的污溃、按图在大底板上划出中心线及各焊接单件的焊接位置边缘线、用压板将底板刚性固定在焊接平台上，并将各焊接单件拼装在底板上，并点固、钣金钳工校正完成后，对称焊接各焊接单件；清理焊缝并打磨高点；
6)、振动去应力:在完成各焊接单件之后，焊缝没有全部冷却之前，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化，逐步消除因强拘束应力、高冷速带来的焊接应力；
7)、热处理:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?
3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在
1.5mm以内、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、热冷循环，稳定组织；先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温；
8)、钳工:以底板内侧面为划线基准，检查底面平面度控制在1.5mm以内，并划出各加工面加工线；
9)、立车，其工作台面为Φ3000:①、按线找正零件，并用四爪卡盘夹紧零件、立车底面，保证平面度0.1mm 、立车上端各筋及上立筒上端面，保证尺寸；
10)、焊接顶板:①、以立车加工过的底面作为焊接基准，刚性压紧在焊接平台上；②、焊接顶板焊接组件；③、在完成顶板的焊接后，松开压板，用焊接工装找正左右耳轴的位置，点焊固定后检查焊接位置，位置满足设计要求后对称焊接；将左转轴座、右转轴座用同心定位工装按图纸尺寸固定在箱体上，并用压板与组件基体固定于平台上，分别焊接，焊接后变形控制在3?5mm以内，经校正后变形控制在I?2mm以内；
11)、振动去应力:在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化；
12)、热处理精确控制:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在Imm以内；@、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温；④、热冷循环，稳定组织。先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温；
13)、焊接:焊接下立筒，利用焊接用直角尺，及划线尺，划出焊接零位的尺寸线，按图纸所示要求焊接，合理设置工艺凸台以控制加工变形和压紧变形，提高成品的质量；
14)、喷砂处理:清渣，除锈；
15)、钳工划线:划线，检查毛坯余量分布，并划出机械加工所需的粗基准；
16)、数控龙门铣:①、按线找正零件，在机床主轴上架百分表，检查4个工艺凸台平面度在0.02_以内，并压紧、粗铣工艺凸台端面、松开压板，利用零件自重，精铣工艺凸台端面；
17)、立车:①、以4个工艺凸台定位，利用四爪卡盘按线找正孔中心，车回转座圈安装面，保证尺寸精度及平面度不大于0.05 、粗镗下立筒端面孔；
18)、振动去应力，在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化；
19)、数控龙门铣:以工艺凸台定位，找正上道下立筒端面孔中心，精镗该孔，并用加长专用镗刀，镗周围安装孔到尺寸，保证三组孔系同轴度要求达到Φ 0.03mm ;①、以上道立车加工过的回转座圈安装孔为定位基准，找正孔中心，压紧零件、粗精加工升降支架、高低机、方向机等机构的安装接口部位；
20)、钳工:去工艺凸台；去所有毛刺；攻丝；
21)、精饰:喷砂；磷化；底漆；吸波涂料。
[0009]本发明的特点是:首先利用焊接过程的数值仿真技术，将在焊接过程中伴随金相转变导致的热膨胀和收缩、内应力和结构的扭曲与变形通过仿真模拟出焊接结果，通过在正式焊接工艺进行之前对结构变形和内应力进行计算，通过调整焊接参数、焊接工艺、焊接顺序、约束条件等优化最终的焊接结果；其次，根据毛坯结构和焊接工艺，设计专用的焊接工装，实现焊接组件的相对位置尺寸；最后利用校正工艺及精密热处理工艺，逐步消除焊接过程的各种应力引起的变形，实现大型薄壁构件毛坯的精确焊接成型。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]下面结合实施例附图对本发明作进一步说明:
图1是各单件及底板焊接壳体示意图:
图2是所加工回转平台大型薄壁构件结构示意图:
图3是图2的俯视图:
图4是图2的A-A剖视图:
图中:1、后外焊接件；2、后中焊接件；3、后垫板；4、后侧板；5、后直筋；6、斜坡侧板；7、长侧筋板；8、电机座孔一 ；9、左垫板；10、中直筋；11、外侧板；12、短侧筋板；13、矮前侧板；14、前内侧板；15、左前侧板；16、左前侧环；17、前斜筋；18、正前侧筋；19、右前侧板；20、立筒；21、中斜筋；22、后内侧板；23、右垫板；24、套座；25、电机座孔二 ；26、两电机座孔到缸座板中心的尺寸；27、缸座板；28、底板；29、短后筋板；30、外形尺寸；31、后隔板；32、长后筋板；33、外形尺寸；34与35、左右支耳两孔；36、上圆环；37、上圆环端面；38、挂钩；39、4个工艺凸台；40、零位销座；41、底板焊接件；42、下圆环端面；43、下圆环；44、下筋板；45、上筋板；46、右转轴座；47、后顶焊接件；48、左转轴座；49、顶板焊接件；50、左插座板；51、中插座板；52、右插座板；53、电气连接座；54、小顶板；55、斜坡顶板；56、周视仪安装孔；57、上立筒；58、左右转轴内侧距离；59、左右转轴槽宽；60、底板厚度；61、立筒高度；62、大齿圈安装孔径；63、下立筒；64、桅杆安装孔；65、底面；66、大齿圈安装底面。
【具体实施方式】
[0011]一种用于大型薄壁构件精确焊接成型的精密加工方法，它至少包括如下步骤:
1、按回转平台的设计要求下料；
2、对下料进行热处理，使单板调质HRC28?32，校正平面度不大于Imm；
3、焊接单件加工:①、水切割:切割厚度大于14mm以上不规则形状的单板焊接组件；②、激光切割:切割厚度小于14mm的单板焊接组件；
4、焊接坡口加工:采用自动行进式焊接坡口倒边机倒45°焊接坡口；利用焊接坡口倒边工艺技术代替金切铣削工艺，大大提高了加工效率；
5、组焊各单件及底板；包括①、清除待焊接部位的污溃、按图在大底板上划出中心线及各焊接单件的焊接位置边缘线、用压板将底板刚性固定在焊接平台上，并将各焊接单件拼装在底板上，并点固、钣金钳工校正完成后，对称焊接各焊接单件；清理焊缝并打磨高点；
6、振动去应力:在完成各焊接单件之后，焊缝没有全部冷却之前，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化，逐步消除因强拘束应力、高冷速带来的焊接应力；
7、热处理:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?4601:，保温2.8?
3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在
1.5mm以内、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温；④、热冷循环，稳定组织；先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温；
8、钳工(划线):以底板内侧面为划线基准，检查底面平面度控制在1.5mm以内，并划出各加工面加工线；
9、立车(工作台面为Φ3000):①、按线找正零件，并用四爪卡盘夹紧零件、立车底面，保证平面度0.1mm 、立车上端各筋及上立筒上端面，保证尺寸；
10、焊接顶板:①、以立车加工过的底面作为焊接基准，刚性压紧在焊接平台上、焊接顶板焊接组件；③、在完成顶板的焊接后，松开压板，用焊接工装找正左右耳轴的位置，点焊固定后检查焊接位置，位置满足设计要求后对称焊接；将左转轴座、右转轴座用同心定位工装按图纸尺寸固定在箱体上，并用压板与组件基体固定于平台上，分别焊接，既保证了两轴同心，又控制了焊接变形。焊接后变形控制在3?5mm以内，经校正后变形控制在I?2mm以内；
11、振动去应力:在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化；
12、热处理精确控制:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温
2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在Imm以内、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温；④、热冷循环，稳定组织。先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温；
13、焊接:焊接下立筒，利用焊接用直角尺，及划线尺，划出焊接零位的尺寸线，按图纸所示要求焊接，合理设置工艺凸台以控制加工变形和压紧变形，提高成品的质量；
14、喷砂处理:清渣，除锈；
15、钳工划线:划线，检查毛坯余量分布，并划出机械加工所需的粗基准；
16、数控龙门铣:①、按线找正零件(在机床主轴上架百分表，检查4个工艺凸台平面度在0.02_以内)，并压紧；②、粗铣工艺凸台端面、松开压板，利用零件自重，精铣工艺凸台端面；
17、立车:①、以4个工艺凸台定位，利用四爪卡盘按线找正孔中心，车回转座圈安装面，保证尺寸精度及平面度不大于0.05 、粗镗下立筒端面孔；
18、振动去应力，在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化；
19、数控龙门铣:以工艺凸台定位，找正上道下立筒端面孔中心(该零件为薄壁箱式零件，压紧时一定要架表，避免压紧变形)，精镗该孔，并用加长专用镗刀，镗周观安装孔到尺寸，保证三组孔系同轴度要求达到Φ0.03mm;①、以上道立车加工过的回转座圈安装孔为定位基准，找正孔中心，压紧零件、粗精加工升降支架、高低机、方向机等机构的安装接口部位；
20、钳工:去工艺凸台；去所有毛刺；攻丝；
21、精饰:喷砂；磷化；底漆；吸波涂料。
[0012]步骤5、步骤10和步骤13焊接中，毛坯全部采用手工电弧焊接。
[0013]所述手工电弧焊接是根据毛坯结构进行全方位焊接，焊接速度根据焊接部位和焊缝的大小、长短进行变化，保证焊缝质量和焊缝高度及宽度；焊接材料选用结构钢焊条J507和不锈钢焊条A302,这样保证了每条焊缝组织的均勻；利用Simufact.welding焊接仿真工艺分析软件精确预测该薄壁构体的焊后变形、残余应力、应变、温度等，选用60?80A、85?120A的焊接电流，为了控制底板和中间的立筋厚度相差大导热的不同，焊接操作时，焊条偏离中心向着厚度大的零件一边，尽量让厚的基体材料熔化多，热量大，保证焊接时和焊后的两种零件的热量相差小，减小焊缝被拉裂的影响，保证了焊缝的质量。设计专用焊接用工装，购置大型焊接平台、检验平台等工艺设备，精密控制各焊接部件的相对位置尺寸(经校正后各部位相对尺寸控制在I?2_及焊后基面的平面度要求2_以内)，以达到精确焊接的目的。
[0014]所述步骤6、7、11、12、18热处理精确控制技术是一种消除结构零部件组织应力、热应力和校正应力的工艺方法，该工艺方法是可利用现有设备很容易实现的先进工艺方法。通过冷热冲击时效即可消除部件热处理后的残余奥氏体又可消除焊接时焊接淬火时产生的贝氏体组织，减少因残余奥氏体和贝氏体的不稳定造成的组织转变引起的变形，通过冷热冲击时效可将零部件因各种原因产生的变形提前释放和应力均衡，达到零部件应力和尺寸的稳定，其次，利用振动去应力专家系统均化各焊接单件和粗加工引起的各种应力，最终实现零部件的焊接变形和加工控制在要求的范围内。该工艺方法将过去只能通过长时间自然时效才能达到的效果在几天内得到实现，通常采用的时效对均衡因机械加工或变形造成的应力很有效，但无法消除自然时效时产生的组织应力，因此该工艺方法对大型薄壁构件是一种省时高效的均衡各种应力控制后续变形的独特工艺方法。
[0015]一种用于大型薄壁构件精确焊接成型的装置，至少包括:底板焊接组件41、顶板焊接组件49、右转轴座46、后顶焊接件47、左转轴座48，顶板焊接件49焊在底板焊接件41上，后顶焊接件47焊在底板焊接件41尾部上与顶板焊接件49相连，右转轴座46、左转轴座48焊于顶板焊接件49的右、左两端。
[0016]一种用于大型薄壁构件精确焊接成型的装置，由63种(合计91个)零件组焊而成。其毛还材质有钢35、3Crl3组成，板材厚度分别为30mm、12mm、8mm、6mm,管材规格为Φ 272X 10 ;外形尺寸为1786mmX1640mmX510mm，属大型薄壁箱体结构类组件。零件结构如图1?图4所示。
[0017]如图1所示，底板焊接件41包括:后外焊接件1、后中焊接件2、后垫板3、后侧板
4、后直筋5、斜坡侧板6、长侧筋板7、左垫板9、中直筋10、外侧板11、短侧筋板12、矮前侧板13、前内侧板14、左前侧板15、左前侧环16、前斜筋17、正前侧板18、右前侧板19、上立筒20、中斜筋21、后内侧板22、右垫板23、套座24、两电机座孔到缸座板中心的尺寸26、缸座板27、底板28、短后筋板29、外形尺寸30、后隔板31、长后筋板32 ;底板28位于底板焊接组件41的底部，上立筒20位于底板28中心，前斜筋17位于上立筒20前方，正前侧板18位于前斜筋17的末端，中斜筋21分别位于上立筒20前方左右，中直筋10分别位于上立筒20左右，后直筋5分别位于中直筋10的后方，套座24位于后内侧板22的中部，后内侧板22位于中直筋10的左右且垂直相交,后隔板31位于后直筋5和后内侧板22的后方且垂直相交，短后筋板29位于后隔板31两侧后方且垂直相交，后垫板3位于后隔板31中间后方且垂直相交，后中焊接件2位于底板28的尾部与短后筋板29和后垫板3位垂直相交，长后筋板32位于后中焊接件2后方且垂直相交，后侧板4位于后中焊接件2的两侧，后外焊接件I位于底板28的最后端，长侧筋板7位于底板28后部两端与后内侧板22垂直相连；斜坡侧板6位于底板28后部两端，两端与后隔板31、长侧筋板7端部相连；左垫板9位于底板28中部后左方，右垫板23位于底板28中部后右方；左前侧环16位于左前侧板15中部，左前侧板15位于底板28左前端与前斜筋17相连，右前侧板19位于底板28右前端与前斜筋17相连，前内侧板14位于底板28左、右前端与中斜筋21相连且平行于中轴线；短侧筋板12位于前内侧板14外侧且垂直相连，外侧板11位于底板28两侧与短侧筋板12垂直相连，矮前侧板13位于底板28前部与短侧筋板12和前内侧板14端部相连；缸座27位于底板28中部左右两侧；后外焊接件I位于底板焊接组件41的尾部。两电机座孔为电机座孔一 8和电机座孔二 25。
[0018]如图2所示，包括:左右支耳两孔34与35、上圆环36、上圆环端面37、挂钩38、4个工艺凸台39、零位销座40、底板焊接件41、下圆环端面42、下圆环43、下筋板44、上筋板45，上圆环36位于上立筒20之上，挂钩38位于回转平台两侧，矮前侧板13与后外焊接件I上，4个工艺凸台39位于回转平台表面四个角处，零位销座40位于底板焊接组件41正前部的下方，下圆环43位于下立筒63的底部，下筋板44位于底板焊接件41的下方均匀分布在下立筒63周围且相交。上筋板45位于顶板焊接件49上均匀分布在上立筒20周围且相交。左支耳孔34位于左转轴座48上，右支耳孔35位于右转轴座46上。
[0019]如图3所示，包括:右转轴座46、后顶焊接件47、左转轴座48、顶板焊接件49、左插座板50、中插座板51、右插座板52、电气连接座53、小顶板54、斜坡顶板55、右转轴座46位于回转平台尾部的右角上，左转轴座48位于回转平台尾部的左角上，后顶焊接件47位于回转平台尾部，顶板焊接件49位于回转平台的上部，中插座板51、右插座板52、电气连接座53位于上立筒20正前方且相连，小顶板54位于回转平台前部两侧外侧板11、短侧筋板12和矮前侧板13的上面,斜坡顶板55位于回转平台中后部两侧斜坡侧板6和长侧筋板7的上面。
[0020]如图4所示，包括:周视仪安装孔56、上立筒57、左右转轴内侧距离58、左右转轴槽宽59、底板厚度60、立筒高度61、大齿圈安装孔径62、下立筒63、桅杆安装孔64、底面65、大齿圈安装底面66。周视仪安装孔56位于上圆环端面37上,左右转轴内侧距离58、左右转轴槽宽59、底板厚度60、立筒高度61、大齿圈安装孔径62、下立筒63位于底板28的下面，桅杆安装孔64位于下圆环端面42上，底面65位于回转平台的底部，大齿圈安装底面66位于底板28下部。
[0021]焊接工艺过程:首先组焊底板焊接件41，焊接前首先将底板28固定在焊接平台上，其余的零件按图纸要求固定在焊接平台上，并在各接头部位两次相距50mm处用压板压紧在平台上，其余四周用压板固定在平台上，采用刚性固定法(利用辅助装置将零件固定在焊接平台上)将各个零件全部固定；再次采用对称焊接(对称焊缝部位以次序焊接，其余部位待对称部位焊缝冷却后再焊接)对组合件进行焊接，先将组合件上各立筋与底板28点固，再对称焊接立焊缝，待整体组合件冷却后(大约2小时后)，再焊接与底板28的平焊缝，每对称部位焊接后整体冷却后才能进行下一对称部位，整体组件焊接全部完成后，用敲打消除应力法(焊接变形部位及周围用榔头敲击使引起变形的应力均匀，以减少变形量)将组件每一部位进行敲打，并采用振动去应力专家系统，对底板焊接组件进行振动以均化焊接应力。然后进行热校平和机械加工。
[0022]待底板焊接组件校平和加工完成后，再将顶板焊接件49组装在底板焊接件41上，用大压板将组件固定压紧在台面上，保证组件整体在台面上压紧。再左右对称焊接，冷却后进行前后焊接，待整体冷却后反向焊接内部，到冷却。
[0023]最后将左右转轴用同心定位辅助装置按图纸尺寸固定在箱体上，并用压板与组件基体固定于平台上，分别焊接，既保证了两轴同心，又控制了焊接变形。
[0024]本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
【权利要求】
1.一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置，其特征是:至少包括:底板焊接组件(41)、顶板焊接件(49)、零位销座(40)、右转轴座(46)、后顶焊接件(47)、左转轴座(48)，顶板焊接件(49 )焊在底板焊接组件(41)上，后顶焊接件(47 )焊在底板焊接组件(41)尾部上与顶板焊接件(49)相连，右转轴座(46)、左转轴座(48)焊于顶板焊接件(49)的右、左两端，零位销座(40)焊于底板焊接组件(41)前端的下面。
2.根据权利要求1所述的一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置，其特征是:所述的底板焊接组件(41)包括:后外焊接件(I)、后中焊接件(2)、垫板(3)、后侧板(4)、后直筋(5)、斜坡侧板(6)、长侧筋板(7)、左垫板(9)、中直筋(10)、外侧板(11)、短侧筋板(12)、矮前侧板(13)、前内侧板(14)、左前侧板(15)、左前侧环(16)、前斜筋(17)、正前侧板(18)、右前侧板(19)、上立筒(20);中斜筋(21)、后内侧板(22)、右垫板(23)、套座(24)、缸座板(27)、底板(28)、短后筋板(29)、后隔板(31)、长后筋板(32);底板(28)位于底板焊接组件(41)的底部，上立筒(20)位于底板(28)中心，前斜筋(17)位于上立筒(20)前方，正前侧板(18)位于两个前斜筋(17)的末端，中斜筋(21)分别位于上立筒(20)前方左右，中直筋(10)分别位于上立筒(20)左右，后直筋(5)分别位于中直筋(10)的后方，套座(24)位于后内侧板(22)的中部，后内侧板(22)位于中直筋(10)的左右且垂直相交，后隔板(31)位于后直筋(5)和后内侧板(22)的后方且垂直相交，短后筋板(29)位于后隔板(31)两侧后方且垂直相交，后垫板(3)位于后隔板(31)中间后方且垂直相交，后中焊接件(2)位于底板(28)的尾部与短后筋板(29)和后垫板(3)位垂直相交，长后筋板(32)位于后中焊接件(2)后方且垂直相交，后侧板(4)位于后中焊接(2)的两侧，后外焊接件(I)位于底板(28)的最后端，长侧筋板(7)位于底板(28)后部两端与后内侧板(22)垂直相连；斜坡侧板(6)位于底板(28)后部两端，两端与后隔板(31)、长侧筋板(7)端部相连；左垫板(9)位于底板(28)中部后左方，右垫板(23)位于底板(28)中部后右方；左前侧环(16)位于左前侧板(15)中部，左前侧板(15 )位于底板(28 )左前端与前斜筋(17 )相连，右前侧板(19 )位于底板(28 )右前端与前斜筋(17)相连，前内侧板(14)位于底板(28)左、右前端与中斜筋(21)相连且平行于中轴线；短侧筋板(12)位于前内侧板(14)外侧且垂直相连，外侧板(11)位于底板(28)两侧与短侧筋板(12)垂直相连，矮前侧板(13)位于底板(28)前部与短侧筋板(12)、和前内侧板(14)端部相连；缸座板(27)位于底板(28)中部左右两侧；后外焊接件(I)位于底板(28)焊接组件的尾部。
3.根据权利要求1所述的一种用于大型薄壁构件精确焊接成型装置，其特征是:所述的零位销座(40)位于底板焊接组件(41)的下面，底板焊接组件(41)下面有划好的位置线安放焊接。
4.一种用于大型薄壁构件精确焊接成型的精密加工方法，它至少包括如下步骤: . 1)、按回转平台的设计要求下料； . 2)、对下料进行热处理，使单板调质HRC28?32，校正平面度不大于Imm； . 3)、焊接单件加工:①、水切割:切割厚度大于14mm以上不规则形状的单板焊接组件；②、激光切割:切割厚度小于14mm的单板焊接组件； . 4)、焊接坡口加工:采用自动行进式焊接坡口倒边机倒45°焊接坡口； .5)、组焊各单件及底板；包括①、清除待焊接部位的污溃、按图在大底板上划出中心线及各焊接单件的焊接位置边缘线、用压板将底板刚性固定在焊接平台上，并将各焊接单件拼装在底板上，并点固、钣金钳工校正完成后，对称焊接各焊接单件；清理焊缝并打磨高点； .6)、振动去应力:在完成各焊接单件之后，焊缝没有全部冷却之前，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化，逐步消除因强拘束应力、高冷速带来的焊接应力； . 7)、热处理:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?.3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在.1.5mm以内、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温；④、热冷循环，稳定组织；先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温； .8)、钳工:以底板内侧面为划线基准，检查底面平面度控制在1.5mm以内，并划出各加工面加工线；. . 9)、立车，其工作台面为Φ3000:①、按线找正零件，并用四爪卡盘夹紧零件、立车底面，保证平面度0.1mm 、立车上端各筋及上立筒上端面，保证尺寸； . 10)、焊接顶板:①、以立车加工过的底面作为焊接基准，刚性压紧在焊接平台上；②、.接顶板焊接组件；③、在完成顶板的焊接后，松开压板，用焊接工装找正左右耳轴的位置，点焊固定后检查焊接位置，位置满足设计要求后对称焊接；将左转轴座、右转轴座用同心定位工装按图纸尺寸固定在箱体上，并用压板与组件基体固定于平台上，分别焊接，焊接后变形控制在3?5mm以内，经校正后变形控制在I?2mm以内； . 11)、振动去应力:在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化； . 12)、热处理精确控制:①、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、利用校正平台及压力机，校正底板平面度控制在Imm以内；@、退火，去除焊接应力；退火温度控制在440°?460°C，保温2.8?.3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温、热冷循环，稳定组织；先进行高温处理，高温处理温度为440°?460°C，保温2.8?3.2h，炉冷到300°C，空冷到室温后再进行低温处理，温度为-50°?-60°C，保温Ih，空冷到室温； . 13)、焊接:焊接下立筒，利用焊接用直角尺，及划线尺，划出焊接零位的尺寸线，按图纸所示要求焊接，合理设置工艺凸台以控制加工变形和压紧变形，提高成品的质量； .14)、喷砂处理:清渣，除锈； .15)、钳工划线:划线，检查毛坯余量分布，并划出机械加工所需的粗基准； .16)、数控龙门铣:①、按线找正零件，在机床主轴上架百分表，检查4个工艺凸台平面度在0.02_以内，并压紧、粗铣工艺凸台端面、松开压板，利用零件自重，精铣工艺凸台端面； .17)、立车:①、以4个工艺凸台定位，利用四爪卡盘按线找正孔中心，车回转座圈安装面，保证尺寸精度及平面度不大于0.05 、粗镗下立筒端面孔； . 18)、振动去应力，在完成各焊接单件之后，利用振动去应力专家系统，进行焊后应力的均化； . 19)、数控龙门铣:以工艺凸台定位，找正上道下立筒端面孔中心，精镗该孔，并用加长的镗刀，镗周围安装孔到尺寸，保证三组孔系同轴度要求达到φ 0.03mm ;①、以上道立车加工过的回转座圈安装孔为定位基准，找正孔中心，压紧零件、粗精加工升降支架、高低机、方向机的安装接口部位； . 20)、钳工:去工艺凸台；去所有毛刺；攻丝； .21)、精饰:喷砂；磷化；底漆；吸波涂料。
【文档编号】B23P15/00GK104175014SQ201410447909
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】程会民, 李时威, 冯文星, 杨永娟, 杨风军, 漆嵘, 白楠, 王帅 申请人:西安北方光电科技防务有限公司