一种核燃料组件快拆件焊接夹具的制作方法

1.本实用新型涉及夹具技术领域，具体涉及一种核燃料组件快拆件焊接夹具。


背景技术：

2.核燃料组件是核反应堆的重要组成部分，核燃料组件内含有的放射性核素在反应堆内发生链式核反应，从而产生巨大的热量，核燃料组件通常由燃料棒、上管座、骨架等组成。核燃料组件快拆件，是一种新型核燃料组件的创新结构设计，可实现核燃料组件上管座与骨架的快速装卸，包括连接管、承力环、定位环、弹簧、导向管套管等部件。
3.这种快拆件中的导向管套管内孔与连接管外圆之间最大可至100μm的间隙可能引发定位不准及偏心问题，以及倾斜和同轴旋转的问题，影响快拆件产品的质量。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种核燃料组件快拆件焊接夹具，旨在解决现有技术中存在的如下问题:快拆件焊接时倾斜和同轴旋转。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种核燃料组件快拆件焊接夹具，包括基板，通过定位滑销与基板相连的固定板，和基板相连的等高块，和基板相连的压紧机构以及和基板相连的推动机构；
6.所述固定板上设有定位台，所述固定板与定位台上分别开有第一通孔和第二通孔，所述固定板与定位台固定连接，且第一通孔和第二通孔同轴设置，所述第二通孔沿边缘设有工件定位销和工件定位阶梯销，所述第一通孔内设有胀套定位套，所述胀套定位套内设有穿过所述第二通孔的胀套；
7.所述定位台上设有浮动定位台，所述浮动定位台与固定板通过浮动导向滑套连接，所述浮动定位台上设有开合模块，所述开合模块设有第三通孔，所述第三通孔与第一通孔和第二通孔之间导通，并且同轴，所述开合模块能打开或闭合，所述开合模块闭合时构成所述第三通孔，所述第三通孔沿边缘设有止转销；
8.所述压紧机构包括位于浮动定位台上方的压紧螺杆，所述压紧螺杆轴线与第一通孔、第二通孔和第三通孔同轴。
9.所述推动机构位于胀套一侧，推动胀套在胀套定位套内向所述压紧螺杆的方向运动。
10.进一步地，所述压紧机构还包括，
11.压紧板支撑立柱，所述压紧板支撑立柱垂直基板固定连接，所述压紧板支撑立柱高度大于所述开合模块的高度，
12.与压紧板支撑立柱连接的压紧横板，所述压紧螺杆穿过压紧横板，
13.套装于压紧螺杆上的压紧轴螺纹套，
14.以及设于压紧螺杆靠近所述浮动定位台一端的压紧块，和设于压紧螺杆另一端的压紧手轮。
15.进一步地，所述推动机构包括杠杆和立杆，所述杠杆与立杆相连，所述立杆与基板相连，所述杠杆一端抵靠所述胀套，推动胀套在胀套定位套内向所述压紧螺杆的方向运动。
16.进一步地，所述开合模块包括t型块和一组对称设置的半模，所述t型块固定连接于所述浮动定位台上，所述半模与t型块匹配，能够沿t型块滑动，所述半模于中心侧开有半圆槽，所述半模靠近时半圆槽构成所述第三通孔，所述半模开有方槽，所述浮动定位台表面开有与方槽匹配的键槽，所述方槽内安装定位方销，所述定位方销能沿所述键槽滑动。
17.进一步地，所述工件定位阶梯销数量为四个，并且沿第二通孔边缘均匀分布，所述止转销数量为四个，并且沿第三通孔边缘均匀分布。
18.进一步地，所述工件定位阶梯销呈第一矩形分布，所述止转销呈第二矩形分布，所述第一矩形的对角线和第二矩形的对角线重合。
19.进一步地，所述工件定位阶梯销外表面与所夹持工件外表面匹配，所述工件定位销卡持所夹持工件，所述止转销的最大外径与所夹持工件的外表面配合。
20.进一步地，所述等高块数量为两块，沿基板两边呈90
°
方向布置。
21.进一步地，所述压紧螺杆的螺纹为细牙螺纹。
22.进一步地，所述胀套定位套与定位台的第二通孔的同轴度小于0.05，所述定位滑销与基板的垂直度小于0.03。
23.有益效果：
24.本实用新型提供的夹具，通过定位台和浮动定位台对快拆件进行定位，通过工件定位阶梯销，工件定位销和止转销限制快拆件转动，通过开合模块锁紧快拆件，以及通过压紧装置限制快拆件轴向位移，有效地防止了快拆件焊接过程中的倾斜、同轴旋转等问题，并且能够保证快拆件导向管套管与连接管间隙均匀。
附图说明
25.为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
26.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例的右视图；
28.图3为本实用新型实施例的右视图沿c-c方向的剖视图；
29.图4为本实用新型实施例的剖视图；
30.图5为本实用新型实施例的开合模块的俯视图；
31.图6为本实用新型实施例的定位台结构示意图；
32.图7为一种快拆件结构示意图。
33.附图标记：
34.10-基板；11-定位滑销；
35.20-等高块；
36.30-固定板；
37.40-胀套定位套；41-胀套；
38.50-定位台；51-工件定位阶梯销；52-工件定向销；
39.60-浮动定位台；61-浮动导向滑套；62-键槽；63-定位方销；
40.70-开合模块；71-t型块；72-半模；73-止转销；
41.80-压紧板支撑立柱；81-压紧横板；82-压紧螺杆；83-压紧轴螺纹套；84
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压紧手轮；85-压紧块；
42.90-立杆；91-杠杆板；
43.100-导向管套管；200-承力环；300-定位环；400-弹簧；500-连接管。
具体实施方式
44.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
46.还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
47.另外，在本实用新型中涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
48.如图1-6所示，为本实用新型提供一种实施例。
49.包括基板10，基板材质为304型不锈钢，为整个夹具的底座，其形状为矩形。沿基板两边呈90
°
方向布置有等高块20，等高块20共两块，用绝缘材质制成，作为焊接时对焊枪的支撑件。
50.在基板10中部设有呈正方形布置的四个孔，定位滑销11插入四个孔中，通过加工与装配保证与基板10垂直度在0.03以内，定位滑销10的材质选用 4cr13。固定板30上均布四个φ10通孔，用于通过定位滑销11，与定位滑销 20固定连接，固定板的材质选用4cr13，固定板30的中部设有第一通孔，第一通孔大小为φ20，用于安装胀套定位套40和定位台50，通过加工精度使得两者同轴度在0.05以内。
51.胀套定位套40安装于固定板30一侧，作用是固定焊接胀套41，其材质选用材质304，定位台50安装于固定板30另一侧，材质选用304，如图6所示，定位台50上设有四个φ4通孔，用以安装工件定位阶梯销51，定位阶梯销51 采用外接圆形式定位连接管并使两者同轴度保证在0.03以内，定位台50上还设有两个φ2盲孔用以安装工件定向销52，保证承力环与连接管的偏转角度小于1
°
。
52.在定位台50上方设有浮动定位台60，浮动定位台60均布四个φ14通孔，用以安装
与固定板30连接的浮动导向滑套61，浮动定位台60的材质选用4cr13。浮动定位台60表面沿中心线分布有4个m4螺纹通孔，用来安装开合模块70，浮动定位台60表面横向开两条宽10mm，深5mm键槽62，用于定位方销63 的滑动，浮动定位台60中心设有通孔，定位台50嵌入该孔中。
53.开合模块70由t型块71和一组两件对称放置的半模72组成，半模72沿 t型块71滑动，每个半模72靠近中心侧开有φ16半圆槽用以工件通过，开槽侧各有两个φ6螺钉孔，用以安装止转销73，止转销73保证工件焊接完后，导向管套管与承力环偏转角度在
±1°
内，半模72开有方槽，方槽与浮动定位台60的键槽62配合安装，定位方销63经过键槽62滑动至方槽内。开合模块 70材质选用4cr13。
54.图7为一种快拆件的结构示意图。
55.请参考图7，包括导向管套管100、承力环200、定位环300、弹簧400和连接管500。
56.为使快拆件的导向管套管100四块凸台与连接管500上两块凸台之间同轴旋转角度不超过2
°
的止转要求，在定位台50上安装四根精加工的工件定位阶梯销51，从而通过“四点定位法”确定连接管外圆，在定位台50上另安装两根工件定向销52，消除由于公差所带来的连接管500与承力环200之间的旋转。对于对导向管套管100，在开合模块70的半模72上共安装四根止转销73，止转销73最大直径与导向管套管100外径尺寸相配合，使得工装在不干涉快拆件安装的状态下最大程度地限制导向管套管100、连接管500与承力环200之间的旋转，夹具加工件之间的旋转角度通过加工精度来保证。
57.在基板10表面的其中一组对角线两端分别装有压紧板支撑立柱80，压紧板支撑立柱80的材质为304不锈钢，通过加工使压紧板支撑立柱80与基板10 垂直，在压紧板支撑立柱80的顶端设有配合的压紧横板81，压紧横板81材质为4cr13，压紧横板81上设有供压紧螺杆82通过的第二通孔，通过加工及装配使压紧横板81的第一通孔与固定板30的第二通孔的同轴度在0.02以内。压紧轴螺纹套83套装在压紧螺杆82上，材质选用h62，其作用是防止与不锈钢材质的压紧螺杆82“咬死”。压紧螺杆82的材质选用4cr13，采用细牙螺纹以防止工件之间在焊接夹紧时发生窜动导致成品尺寸超差，其次保证连接管与导向管套管在焊接过程中同轴度在0.05以内。压紧手轮84与压紧螺杆82通过销连接，便于压紧操作，压紧手轮84材质选用304不锈钢。压紧块85材质为聚乙烯或其它软质材料以防止在工作中损伤工件，其形状呈半圆环形，内表面与压紧螺杆82外表面配合，作用为工作时压紧导向管套管。
58.在基板10上设有立杆90，立杆90通过方孔与基板10连接，用销及螺钉与两组杠杆板91连接，其材质均选用4cr13，利用杠杆原理，通过远端螺钉的旋紧使胀套41撑开，对焊点起到支撑作用。
59.为使产品尺寸满足导向管套管与承力环之间较高的精度要求，直接采用快拆件承力环200上表面及导向管套管100下表面作为定位面，以精加工到微米级的导向管套管100作为基准，使产品的尺寸精度误差在标准尺寸以上20μm 以内，而不受连接管500及承力环200可能的共150μm加工精度误差影响。具体定位方式为：两块开合模块70的两块半模72滑动至工作位，定位方销63 从侧面定位并防止导向管套管100旋转，随后压紧块85从上向下压住导向管套管100，浮动定位台60从活动状态转换至压紧状态，即完成定位。
60.为解决导向管套管100内孔与连接管500外圆之间最大可至100μm的间隙可能引发的定位不准及偏心问题，在以连接管500外圆为基准定快拆件中心以外，还以导向管套管
100内孔为基准定心，保证导向管套管100与连接管500 间隙均匀，导向管套管中心100通过压紧块85及压紧螺杆82定位确定，夹具加工件之间的定位精度通过加工精度来保证。
61.本实用新型提供实施例的使用方法：
62.工作时，按顺序将连接管、承力环、弹簧、定位环按照设计方式装配并安放在夹具的定位台上，将开合模块滑动合拢至工作位并推入定位方销，放下导向管套管，压下压紧螺杆，完成定位、锁紧、压紧，拧紧杠杆螺钉以胀紧连接管内壁，最后焊接，即完成了快拆件的组装。
63.综上所述，本实用新型提供的实施例，有效地防止了快拆件焊接过程中的倾斜、同轴旋转等问题，并且能够保证快拆件导向管套管与连接管间隙均匀。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。