一种用于大型薄壁筒状零件的焊接夹具的制作方法
【专利摘要】一种用于大型薄壁筒状零件的焊接夹具，根据零件的理论外形制作焊接夹具，该焊接夹具含有中心支撑框架、多个定位支臂、多个内形卡板、多个压紧机构和零件定位槽，用内形卡板定位蒙皮内形，定位支臂的支撑端有与蒙皮对应的定位孔，以槽型托座托起零件的唇口翻边，焊接完成后，拔掉定位支臂的定位销，打开压紧机构使其向外侧翻转，松开内形卡板的快卸销，使内形卡板转向中心支撑框架，实现零件从焊接夹具的上方顺利出架。
【专利说明】一种用于大型薄壁筒状零件的焊接夹具
【技术领域】
[0001]本申请属于飞机生产中的零组件焊接领域，涉及一种解决焊接多条焊缝连接而成的腰鼓状，大型薄壁筒状零件的焊接定位方法和焊接夹具。
【背景技术】
[0002]飞机进气道是保证喷气式发动机正常工作的重要部件之一，它由进气口、辅助进气口、放气口、进气通道等几部分组成。此次加工的产品是进气口端的唇口蒙皮部位，这种大型薄壁构件很难整体一次成型，需要先分段制造再联接为整体，故该产品是由4片壁厚1.2_的蒙皮焊接而成的筒状零件，最大处直径约1.6m，高约1.3m，两端粗，中间稍细，呈腰鼓形(图1)。对于管类零件焊接夹具一般采用外形定位的方式，而该零件尺寸大，形状不规贝U，刚性差，焊接部位长，如果仍然采用外形定位其一占用空间较大，其二操作空间不开敞，其三焊后产品不易出架，那么如何可以保证做到便于零件焊接、焊后变形小，焊后产品方便下架，这就需要研制一种新型的焊接夹具来解决上述问题。
【发明内容】
[0003]本申请的目的在于提供一种焊接大型筒状薄壁蒙皮构件的焊接定位方法和焊接夹具，以解决焊接大型筒状不规则曲面的薄壁零件时不易定位，操作不开敞，焊接变形大，焊后产品不易下架的问题。
[0004]为达到上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现:
[0005]一种用于大型薄壁筒状零件的焊接夹具，该焊接夹具含有中心支撑框架、多个定位支臂、多个内形卡板、多个压紧机构和零件定位槽，所述的中心支撑框架的上端是一个环形架，下端是一个环形基座，上端环形架和下端环形基座之间有垂直的连接撑杆，上端环形架的直径小于零件直径，所述的定位支臂是一个悬臂结构，定位支臂的上端铰接在上端环形架外侧的双耳连接座上，在铰接点的下方，该定位支臂还通过一个定位销连接在该双耳连接座的定位孔上，定位支臂的另一端可支撑定位零件的内壁，内形卡板具有与零件内壁曲率吻合的工作型面，内形卡板的下端铰接在中心支撑框架下端的环形基座内侧的连接座上，内形卡板的上端通过快卸销连接在上端环形架外侧的连接座上，压紧机构是一个可翻转机构，由支撑座和铰接在支撑座上的翻转压紧机构组成，压紧机构的支撑座固定在中心支撑框架下端的环形基座的外侧，所述的零件定位槽是由多个槽型托座组成的与零件匹配的环形结构，槽型托座固定在中心支撑框架下端的环形基座的上表面；
[0006]使用时，用内形卡板定位蒙皮内形，定位支臂的支撑端有与蒙皮对应的定位孔，以槽型托座托起零件的唇口翻边，外侧选择柔性压紧带固定蒙皮，压紧机构用带型面的压块压紧零件，使蒙皮更好地与内形卡板贴合焊接；焊接完成后，拔掉定位支臂的定位销，打开压紧机构使其向外侧翻转，松开内形卡板的快卸销，使内形卡板转向中心支撑框架，实现零件从焊接夹具的上方顺利出架。
[0007]本申请的有益效果在于:夹具为筒状封闭式框架结构，位于产品中心位置，在夹具中心框架上设置多个竖卡板和定位支臂定位零件筒壁内形，竖卡板和定位支臂可以伞状内收，整体结构为伞状，每组卡板上端可快速拆卸向内收和，使其小于被焊接件最小直径处，便于焊接好的零件下架。
[0008]以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述:
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1零件结构示意图
[0010]图2焊接夹具整体结构轴侧示意图
[0011]图3中心框架结构示意图
[0012]图4单组卡板组件工作状态示意图
[0013]图5卡板上端及定位支臂结构示意图
[0014]图中编号说明:I零件、2中心支撑框架；3内形卡板、4定位支臂、5压紧机构、6环形架、7环形基座、8槽型托座、9支撑座、10快卸销、12定位销、连接撑杆13
【具体实施方式】
[0015]参见附图，待焊的零件I是飞机进气道口端的唇口蒙皮零件，这种大型薄壁构件很难整体一次成型，需要先分段制造再联接为整体，故该零件是由四片壁厚1.2mm的蒙皮焊接而成的筒状零件，最大处直径约1.6m，高约1.3m，两端粗，中间稍细，呈腰鼓形。
[0016]本申请的焊接夹具，主要含有中心支撑框架2、定位支臂4、内形卡板3、压紧机构5和零件定位槽，所述的中心支撑框架2的上端是一个环形架6，下端是一个环形基座7，上端环形架6和下端环形基座7之间有垂直的连接撑杆13，上端环形架6的直径小于零件I的最小直径，定位支臂4是一个悬臂结构，定位支臂的上端铰接在上端环形架外侧的双耳连接座上，在铰接点的下方，该定位支臂还通过一个定位销12连接在该双耳连接座的定位孔上，定位支臂的另一端可支撑零件的内壁，内形卡板3具有与零件内壁曲率吻合的工作型面，内形卡板的下端铰接在中心支撑框架下端的环形基座7内侧的连接座上，内形卡板的上端通过快卸销10连接在上端环形架6外侧的连接座上，压紧机构5是一个可翻转机构，由支撑座9和铰接在支撑座上的翻转压紧机构组成，压紧机构5的支撑座9固定在中心支撑框架下端的环形基座7的外侧，所述的零件定位槽是由多个槽型托座8组成的与零件匹配的环形结构，槽型托座8固定在中心支撑框架下端的环形基座7的上表面。
[0017]零件的四个待焊蒙皮分别采用边缘刻线、工艺孔和型面定位的形式确定装配位置，用内形卡板3和定位支臂4支撑定位蒙皮套筒内形，以槽型托座8托起零件的唇口翻边，用来准确定位蒙皮位置。
[0018]所述内形卡板3共设置十二块，每片蒙皮设置三块，以防止蒙皮型面变形。每块卡板下端与环形基座7的内侧的连接座采用间隙配合铰接。定位零件时内形卡板与上端环形架外侧的连接座由快卸销10定位夹紧，使蒙皮与竖卡板外侧的工作型面贴合。同时每片蒙皮设置两个工艺定位孔，定位支臂4前端设置定位孔配合插销以定位蒙皮上的工艺孔，达到零件的精准定位，最后从外侧选择柔性压紧带固定，从而保证了蒙皮筒状部分外形。
[0019]环形基座7的上表面设置有多个槽型托座8用于定位零件一周的唇口部位，在相应槽型托座外侧设置可翻转压紧机构5，该压紧机构用带型面的压块压紧零件，使蒙皮更好地贴合，达到控制变形的目的。焊接完成后，拔掉定位支臂4的定位销12，使其绕铰轴在连接支座上转离零件，打开.压紧机构5使其向外侧翻转，松开内形卡板3的快卸销10，使内形卡板转向中心支撑框架，如图4中的虚线所示，如同伞骨架收合，实现零件从焊接夹具的上方顺利出架。
[0020]本申请的焊接夹具改变以往圆筒类零件焊接夹具采用的外形定位方式，采用内形卡板定位支撑构件内壁，外壁可以选择用柔性压紧带固定，该结构增加了焊接过程中的开敞性，方便零件下架，降低了劳动强度，提高了生产率，可广泛应用于类似大型薄壁筒状构件的定位焊接。
【权利要求】
1.一种用于大型薄壁筒状零件的焊接夹具，含有中心支撑框架、多个定位支臂、多个内形卡板、多个压紧机构和零件定位槽，其特征在于，所述的中心支撑框架的上端是一个环形架，下端是一个环形基座，上端环形架和下端环形基座之间有垂直的连接撑杆，上端环形架的直径小于零件直径，所述的定位支臂是一个悬臂结构，定位支臂的上端铰接在上端环形架外侧的双耳连接座上，在铰接点的下方，该定位支臂还通过一个定位销连接在该双耳连接座的定位孔上，定位支臂的另一端可支撑零件的内壁，内形卡板具有与零件内壁曲率吻合的工作型面，内形卡板的下端铰接在中心支撑框架下端的环形基座内侧的连接座上，内形卡板的上端通过快卸销连接在上端环形架外侧的连接座上，压紧机构是一个可翻转机构，由支撑座和铰接在支撑座上的翻转压紧机构组成，压紧机构的支撑座固定在中心支撑框架下端的环形基座的外侧，所述的零件定位槽是由多个槽型托座组成的与零件匹配的环形结构，槽型托座固定在中心支撑框架下端的环形基座的上表面。
【文档编号】B23K37/04GK204183152SQ201420596200
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月15日 优先权日:2014年10月15日
【发明者】韩云, 伍东升, 董凤岩, 韩美洲, 纪严 申请人:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司