一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具及方法

文档序号:9820227阅读:319来源:国知局
一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具及方法,属于机械加工的工艺装备。
【背景技术】
[0002]电阻点焊、铆接作为航空航天、列车、汽车产品制造等行业产品的传统连接方法,其生产工艺、生产效率所存在的缺点制约了新一代重大产品的研发制造,搅拌摩擦点焊作为一种新型固相连接技术,可以有效解决传统点接头连接方法所存在的问题,实现产品减重、无噪音和高质量连接,促进节能减排,满足我国汽车、航空航天、铁路等工业领域的广泛需求。
[0003]完成本项目将使我国掌握大型多轴数控搅拌摩擦点焊设备制造技术、搅拌摩擦焊及搅拌摩擦点焊复合焊接制造技术,填补国内空白,直接为我国大飞机、新型战机、轨道车辆等研发、制造服务,该项重大装备技术的突破对我国航天、汽车等制造技术的提高具有重大意义。

【发明内容】

[0004]本发明目的是提供一种自动化夹具结构,采用数字化方式对飞机铝合金零件进行的搅拌摩擦点焊,实现机电一体化,代替现用的铆接和电阻点焊技术,实现产品减重、无噪音和高质量连接。
[0005]本发明的技术方案是:提供了一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,包括架体2、支撑座3、气动压紧装置(7)、光电控制系统(8)、真空栗、快换接头(5)以及管路;架体2和支撑座3连接,支撑座3有凹槽,支撑座3固定连接在夹具体上,支撑座(3)上安装有快换接头
[5],快换接头(5)通过管路与真空栗连接,架体2上设置有多个气动压紧装置(7),当零件I安装到支撑座3的凹槽上时,所有的气动压紧装置(7)都压紧到零件I上,使得零件I和所述凹槽形成密闭的空腔;每个气动压紧装置(7)都配备光电控制系统(8),当所述光电控制系统(8)感应到探头时,能够控制气动压紧装置(7)打开。
[0006]进一步,支撑座3用紧定螺钉(6)连接在夹具体上。
[0007]进一步,在凹槽与所述的地板零件之间设置有密封条(4)。
[0008]进一步,所述的零件为地板零件。
[0009]图2为本发明的一种点焊方法,利用了本发明的点焊夹具,包括以下步骤:
[0010]步骤一,把零件(I)放置在定位支撑座3上,开启气动压紧装置(7)定位压紧,开启真空栗,对密闭空腔抽真空,使零件(I)紧紧吸附在支撑座3上;
[0011]步骤二,零件完成定位后开始进行点焊工作,当光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置时,光电控制系统(8)控制对应的气动压紧装置(7)打开,让出点焊位置,点焊主轴头在所述点焊位置进行点焊,其他气动压紧装置仍处于压紧状态;
[0012]步骤三,焊接完毕后,当光电控制系统(8)感应到点焊主轴头远离点焊位置时,控制对应的气动压紧装置(7)重新压紧零件。
[0013]进一步,所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离小于100mm。
[0014]进一步,所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头远离点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离大于等于100mm。
[0015]本发明的有益效果:通过搅拌摩擦点焊替代铆接,不但可以减少零件加工时预留孔及划线等工作流程,同时在飞机减重方面做出很重要的贡献。本发明研制的夹具工装可以按照数模点阵实现全自动化搅拌摩擦点焊,同时采用全真空吸附,可以实现零件和工装的压紧尤其是薄壁板,不易产生移位而保证焊接质量,实现机电一体化,采用光电开关及气动压紧装置,能自动压紧和开合,适用于各种板的焊接,也可以与搅拌摩擦焊机相配合,实现多种用途。
【附图说明】
[0016]图1为飞机中段后地板零件主视图;
[0017]图2为飞机中段后地板零件侧视图;
[0018]图3为零件放置压紧后工装侧视图;
[0019]图4为零件放置压紧后工装主视图;
[0020]图5为零件放置压紧后工装A-A剖视图;
[0021 ]其中,1-地板零件、2-定位夹具体、3-支撑座、4-密封条、5-快换接头、6_紧定螺钉、7-气动压紧装置、8-光电控制系统。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步说明。
[0023]具体提供了一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,包括架体2、支撑座3、气动压紧装置(7)、光电控制系统(8)、真空栗、快换接头(5)以及管路;架体2和支撑座3连接,支撑座3有凹槽,支撑座3固定连接在夹具体上,支撑座(3)上安装有快换接头(5),快换接头(5)通过管路与真空栗连接,架体2上设置有多个气动压紧装置(7),当零件I安装到支撑座3的凹槽上时,所有的气动压紧装置(7)都压紧到零件I上,使得零件I和所述凹槽形成密闭的空腔;每个气动压紧装置(7)都配备光电控制系统(8),当所述光电控制系统(8)感应到探头时,能够控制气动压紧装置(7)打开。
[0024]进一步,支撑座3用紧定螺钉(6)连接在夹具体上。
[0025]进一步,在凹槽与所述的地板零件之间设置有密封条(4)。
[0026]进一步,所述的零件为地板零件。
[0027]图2为本发明的一种点焊方法,利用了本发明的点焊夹具,包括以下步骤:
[0028]步骤一,把零件(I)放置在定位支撑座3上,开启气动压紧装置(7)定位压紧,开启真空栗,对密闭空腔抽真空,使零件(I)紧紧吸附在支撑座3上;
[0029]步骤二,零件完成定位后开始进行点焊工作,当光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置时,光电控制系统(8)控制对应的气动压紧装置(7)打开,让出点焊位置,点焊主轴头在所述点焊位置进行点焊,其他气动压紧装置仍处于压紧状态;
[0030]步骤三,焊接完毕后,当光电控制系统(8)感应到点焊主轴头远离点焊位置时,控制对应的气动压紧装置(7)重新压紧零件。
[0031]进一步,所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离小于100mm。
[0032]进一步,所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头远离点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离大于等于100mm。
【主权项】
1.一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,包括架体(I)、支撑座(3)、气动压紧装置(7)、光电控制系统(8)、真空栗、快换接头(5)以及管路;架体(2)和支撑座(3)连接,支撑座(3)有凹槽,支撑座(3)固定连接在夹具体上,支撑座(3)上安装有快换接头(5),快换接头(5)通过管路与真空栗连接,架体(2)上设置有多个气动压紧装置(7),当零件(I)安装到支撑座(3)的凹槽上时,所有的气动压紧装置(7)都压紧到零件(I)上,使得零件(I)和所述凹槽形成密闭的空腔;每个气动压紧装置(7)都配备光电控制系统(8),当所述光电控制系统(8)感应到探头时,能够控制气动压紧装置(7)打开。2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,其特征在于:支撑座(3)用紧定螺钉(6)连接在夹具体上。3.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,其特征在于:在凹槽与所述的地板零件之间设置有密封条(4)。4.根据权利要求1所述的一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,其特征在于:所述的零件为地板零件。5.—种点焊方法,利用权利要求1所述的自动化夹具,包括以下步骤: 步骤一,把零件(I)放置在定位支撑座(3)上,开启气动压紧装置(7)定位压紧,开启真空栗,对密闭空腔抽真空,使零件(I)紧紧吸附在支撑座(3)上; 步骤二,零件完成定位后开始进行点焊工作,当光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置时,光电控制系统(8)控制对应的气动压紧装置(7)打开,让出点焊位置,点焊主轴头在所述点焊位置进行点焊,其他气动压紧装置仍处于压紧状态; 步骤三,焊接完毕后,当光电控制系统(8)感应到点焊主轴头远离点焊位置时,控制对应的气动压紧装置(7)重新压紧零件。6.根据权利要求5所述的一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,其特征在于:所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头到达点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离小于100mm。7.根据权利要求5所述的一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具,其特征在于:所述的光电控制系统(8)感应到搅拌摩擦点焊主轴头远离点焊位置的判断依据为,所述的搅拌摩擦点焊与气动压紧系统的距离大于等于100mm。
【专利摘要】本发明公开了一种用于搅拌摩擦点焊的自动化夹具及方法,采用数字化方式对飞机铝合金零件进行的搅拌摩擦点焊,实现机电一体化,代替现用的铆接和电阻点焊技术,有效解决传统点接头连接方法所存在的问题,实现产品减重、无噪音和高质量连接。
【IPC分类】B23K37/04, B23K103/10, B23K20/12
【公开号】CN105583515
【申请号】CN201610104077
【发明人】王宏明, 黄智勇, 黄蓉, 韩波, 全力, 郝元媛, 李翀, 曹富营, 文小卫, 田智文
【申请人】陕西飞机工业(集团)有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年2月25日
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