可快速替换管座产品的电子束焊接夹具的制作方法

1.本发明涉及核燃料零部件制造技术领域，尤其涉及一种可快速替换管座产品的电子束焊接夹具。


背景技术：

2.上管座、下管座是fa300-3型核燃料组件的关键组成部分之一，具有定位燃料组件堆芯位置，约束定位骨架，过滤一回路流通中异物等不可替代的功能。在特定生产场景下，部分产品生产要求的特殊性，需要上、下管座两种产品配套在同一设备上顺序焊接，即，1个上管座+1个下管座为1组，焊接完1组2件不同产品后，再焊接下一组产品。焊接顺序为两种产品交替焊接，需要不停切换焊接夹具。
3.现有技术中，技术人员只能每焊接1件产品后就拆卸现有焊接夹具，安装调试另一种产品的焊接夹具。这样不仅安装调试时间长，而且容易因装错夹具零件造成夹具安装定位基座错误导致产品报废。不但费时费工，还浪费了大量的时间和金钱。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种可快速替换管座产品的电子束焊接夹具，该可快速替换管座产品的电子束焊接夹具在焊接不同的管座产品时无需频繁更换焊接夹具，简化了不同管座产品装夹切换时的操作难度，仅需快速拆卸替换下定位菱形销柱或上定位销柱即可实现不同类型的管座产品焊接生产切换，提高了生产效率。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种可快速替换管座产品的电子束焊接夹具，包括基座和压紧板，所述基座上连接有下定位菱形销柱和上定位件，所述下定位菱形销柱用以定位下管座，所述上定位件用以定位上管座，所述压紧板为板形结构用以压紧所述下管座或者所述上管座。
7.作为一种可实施的方式，所述上定位件为上定位轴套，所述上定位轴套可拆卸地连接于所述下定位菱形销柱的上方。
8.作为一种可实施的方式，所述上定位件为上定位销柱，所述上定位销柱的长度大于所述下定位菱形销柱。
9.作为一种可实施的方式，所述基座上开设有4个第一阶梯孔用以定位所述上定位销柱，所述基座上开设有4个第二阶梯孔用以定位所述下定位菱形销柱。
10.作为一种可实施的方式，所述基座的中心开设有减重孔，所述减重孔的侧壁上开设有第一螺纹孔，所述第一螺纹孔通向所述第一阶梯孔。
11.作为一种可实施的方式，所述第一螺纹孔内设有锁紧螺钉用以固定所述上定位销柱。
12.作为一种可实施的方式，所述基座上还设有6个第二螺纹孔，所述第二螺纹孔通过螺钉与电子束焊接设备连接。
13.作为一种可实施的方式，所述压紧板上设有通孔，所述下定位菱形销柱的顶部或所述上定位销柱的顶部穿过所述通孔实现定位和限位。
14.作为一种可实施的方式，所述下定位菱形销柱的顶部或所述上定位销柱的顶部通过拧紧螺母固定。
15.作为一种可实施的方式，所述压紧板的下方设有弹簧垫圈，所述弹簧垫圈套设于所述下定位销柱或所述上定位销柱。
16.与现有技术相比，本发明提供的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具具有以下有益效果：
17.本发明提供的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具，包括基座和压紧板，基座连接有下定位菱形销柱和上定位件，根据不同的管座产品安装下定位销柱或者上定位件，在焊接时无需频繁更换整个夹具，焊接下管座使用下定位销柱，焊接上管座使用上定位件，压紧板为板形结构能够很好地压紧下管座或者上管座，以提高焊接质量与效率。
18.该可快速替换管座产品的电子束焊接夹具在有效控制焊接变形，提高焊接质量的前提下，简化了不同产品装夹切换时的操作难度，仅需快速拆卸替换不同的定位件即可实现不同类型的管座产品焊接生产切换，提高生产效率30％以上。
19.使用该可快速替换管座产品的电子束焊接夹具能够保证在管座电子束焊接完成后，焊缝横向收缩变形量小于0.15mm，焊缝纵向收缩变形量小于0.30mm。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本发明实施例所提供的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具的第一种实施方式的爆炸图；
22.图2为本发明实施例所提供的基座的正面图；
23.图3为本发明实施例所提供的基座的背面图；
24.图4为本发明实施例所提供的上定位销柱的结构示意图；
25.图5为本发明实施例所提供的下定位菱形销柱的结构示意图；
26.图6为本发明实施例所提供的下管座装夹前的结构示意图；
27.图7为本发明实施例所提供的下管座装夹后的结构示意图；
28.图8为本发明实施例所提供的上管座装夹前的结构示意图；
29.图9为本发明实施例所提供的上管座装夹后的结构示意图；
30.图10为本发明实施例所提供的下管座组装示意图；
31.图11为图10的剖视图；
32.图12为本发明实施例所提供的上管座组装示意图；
33.图13为图12的剖视图；
34.图14为本发明实施例所提供的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具的第二种实施方式的爆炸图；
35.图15为本发明实施例所提供的上定位轴套的结构示意图；
36.图16为本发明实施例所提供的焊接上管座时的上定位轴套的安装示意图。
37.附图标记说明：
38.1、基座；2、压紧板；3、下定位菱形销柱；41、上定位销柱；42、上定位轴套；5、下管座；6、上管座；7、第一阶梯孔；8、第二阶梯孔；9、减重孔；10、第一螺纹孔；11、锁紧螺钉；12、第二螺纹孔；13、拧紧螺母；14、弹簧垫圈；15、长条形槽；16、第一限位棒；17、第二限位棒；18、销键；19、销孔。
具体实施方式
39.虽然本发明的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具可以通过多种不同方式来实施，但是本文将结合附图对示例性实施方式进行详细描述，可以理解的是，本文的描述应被认为是对可快速替换管座产品的电子束焊接夹具的结构进行举例说明，而无意将本发明的保护范围局限于示例性实施方式。因此，在本质上，附图和具体实施方式的描述应被认为用于说明而非限制本发明。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，本文的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”、“水平”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.下面通过具体实施方式进一步详细说明。
42.如图1至图5所示，本发明提供了一种可快速替换管座产品的电子束焊接夹具，包括基座1、压紧板2、下定位菱形销柱3和上定位销柱41。基座1为四方形结构，它的正面上可拆卸地安装下定位菱形销柱3和上定位销柱41，下定位菱形销柱3的轴向尺寸小于上定位销柱41的轴向尺寸，下定位菱形销柱3用来定位下管座5，上定位销柱41用来定位上管座6。如图6至图9所示，使用者根据待焊接的管座产品(即下管座5和上管座6)的类型来选择下定位菱形销柱3和上定位销柱41，当需要焊接下管座5时，在基座1的正面第二阶梯孔8上安装2个下定位菱形销柱3，在基座1的背面通过拧入标准螺钉锁紧下定位菱形销柱；之后将基板1连同下定位菱形销柱3一起安装在电子束焊接设备上，使用标准螺钉拧入第二螺纹孔12锁紧夹具；之后，当需要焊接上管座6时，在基座1的正面的第一阶梯孔7安装2个上定位销柱41，并通过锁紧螺钉11锁紧；之后，当再次焊接下管座5时，松开锁紧螺钉11，取下2个上定位销柱41，但保留2个下定位菱形销柱不动；再次焊接上管座6时再安装2个上定位销柱41，以此类推。因此通过设置具备快速拆卸功能的上定位销柱41，在焊接时能够直接通过拆、卸上定位销柱41实现快速焊接不同的管座产品，以及实现连续地、连贯地焊接，而不需要重新拆卸、安装、调试整个焊接夹具。
43.如图1、图6至图9所示，压紧板2为扁平板形结构，压紧板2用来压紧下管座5的顶部或者上管座6的顶部。优选地，压紧板2的矩形底面形状与下管座5的顶面或者上管座6的顶面形状相同，以此更好地贴紧下管座5或者上管座6。
44.如图1所示，基座1上还开设有第一阶梯孔7、第二阶梯孔8、减重孔9、第一螺纹孔10、第二螺纹孔12、长条形槽15。4个第一阶梯孔7用以定位上定位销柱41。4个第一阶梯孔8
用以定位下定位菱形销柱3。减重孔9为中心圆孔，用来减重和消除焊接热应力集中。减重孔9的侧壁上开设有第一螺纹孔10，第一螺纹孔10通向第一阶梯孔7。第一阶梯孔7与锁紧螺钉11适配，上定位销柱4插入到第二阶梯孔8中，通过锁紧螺钉11从侧面固定/锁紧上定位销柱41。锁紧螺钉11为标准锁紧螺钉，例如内六角圆柱筒螺钉或者内六角平端顶紧螺钉。基座1通过6个均布的第二螺纹孔12与电子束焊接设备连接，使用常规的螺钉即可。两端的长条形槽15用以安装定位焊接生产试样和焊接试验试样。
45.如图2和图3所示，垂直与板厚方向的4个螺纹小孔分别用于安装第一限位棒16、第二限位棒17，防止试样伸入过长阻碍夹具转动。第一限位棒16和第二限位棒17为轴类螺钉类结构，安装在特定螺纹孔中，可保持焊接试样与基座底板保持垂直，另外还可防止焊接试样插入夹具过深，影响电子束回转轴运动。
46.如图4所示，下定位菱形销柱3为圆柱削边形成的类似菱形的阶梯销柱结构，可用于一个方向(不易操作的反手安装位置)的安装让位；下定位菱形销柱3底部带固定螺纹孔，顶部带定位销和螺杆，用于定位下管座安装位置。
47.如图5所示，上定位销柱41为可替换上定位销柱。上定位销柱41也为阶梯销柱结构，方便快速拆卸和安装设计，上定位销柱41的侧面配合标准顶紧螺钉可将固定上定位销柱41。
48.如图1所示，压紧板2为异形结构件，异形结构便于安装固定和焊接件散热，四侧带阶梯孔用于辅助定位。压紧板2上设有通孔，下定位菱形销柱3的顶部或上定位销柱41的顶部穿过对应的通孔，并且通过拧紧螺母13固定。其中，拧紧螺母13为轴类结构，内部螺纹孔用于拧紧螺母以固定焊接件，外侧带防滑纹路以方便拧紧操作，下端阶梯轴用于辅助定位。
49.压紧板2的下方设有弹簧垫圈14，弹簧垫圈14设于下定位菱形销柱3或上定位销柱4。弹簧垫圈13为标准结构，用于弹性让位并锁紧固定下管座5或者上管座6。
50.如图6、图7、图10和图11所示，本发明装夹下管座5时，其使用方式为：装配前首先取下压紧板2和拧紧螺母13，留出装配空间；然后将组装点焊好的下管座5穿过下定位菱形销柱3，实现精确定位；压紧板2穿入下定位菱形销柱3后压住下管座5，拧紧螺母13拧入定位销柱头部的螺柱后贴紧压紧板2，最后拧紧螺母13旋入下定位菱形销柱头部螺杆并贴紧压紧板阶梯孔，实现下管座的刚性固定、散热、反焊接平面变形。固定好产品后对焊缝进行焊接。
51.如图8、图9、图12和图13所示，本发明装夹上管座6时，其使用方式为：装配前首先取下压紧板2和拧紧螺母13，留出装配空间；然后将可替换上定位销柱41安装在基座1上的定位孔中；基座侧面螺纹孔中拧入标准顶紧螺钉，顶紧可替换上定位销柱41；将组装点焊好的上管座6穿过可替换上定位销柱，实现精确定位；压紧板穿入可替换上定位销柱后压住上管座6，拧紧螺母13拧入定位销柱头部的螺柱后固定压紧板2，最后拧紧螺母13旋入可替换上定位销柱头部的螺杆并贴紧压紧板阶梯孔，实现上管座的刚性固定、散热、反焊接平面变形。固定好产品后对焊缝进行焊接。
52.作为另一个可实施的方式，如图14至图16所示，上定位件为上定位轴套42。上定位轴套42具有两个圆柱形连接部，圆柱形连接部的侧面具有销孔19，圆柱形连接部连接下定位销柱3的顶部，并通过销键18(下定位菱形销柱3上设有销键卡位固定槽)插入到销孔19中固定连接上定位轴套42和下定位菱形销柱3。两个圆柱形连接部上连接有连接块，连接块上
设有用来穿过压紧板2连接拧紧螺母13的两个螺纹柱。连接块能够配合压紧板2从内外两侧共同压紧上管座6，以准确定位上管座6，增加焊接质量和效率。
53.只需使用两根下定位销柱3即可完成下管座5焊接作业，并且作为优选地，两根下定位销柱3通过底部拧入标准螺钉固定的设置在基座1上，也可以通过焊接固定下定位销柱3，或者说两根下定位销柱3与基座1一体成型，基座1上不再需要开设额外安装下定位销柱3的第二阶梯孔8。这样减少了基座1开孔数量，减少了使用者判断安装孔的时间，进而减少了安装时间、安装的出错概率。并且克服了不同使用者安装两根下定位销柱3的精度不同的问题，使得下管座5的焊接精度一致，减少了人为安装因素带来的焊接产品的差别。
54.焊接下管座5完成后，当焊接上管座6时，只需将上定位轴套42安装到下定位菱形销柱3上即可实现定位安装上管座6；当再次焊接下管座5时，直接将上定位轴套42拆下，使用下定位菱形销柱3组装焊接下管座5，焊接上管座6时在安装回上定位轴套42，以此类推。通过简单拆卸、安装上定位轴套42，实现下管座5、上管座6的连续焊接，焊接过程连贯、快速，无需跟换新的夹具，提高了工作效率，减少了出错概率。
55.使用本发明提供的可快速替换管座产品的电子束焊接夹具可以保证在管座电子束焊接完成后，焊缝横向收缩变形量小于0.15mm，焊缝纵向收缩变形量小于0.30mm。使用本技术的夹具，无需更换夹具，仅需快速拆卸替换两根定位柱即可实现不同类型的管座产品焊接生产切换，提高生产效率30％以上，具有很好的经济价值。
56.以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。