一种舱体法兰盘焊接定位装置的制作方法

1.本发明涉及航天设备制造领域，具体涉及到一种舱体法兰盘焊接定位装置。


背景技术：

2.焊接是一种非常常见的材料连接方法。在航空、航天、船舶、化工等领域，将法兰盘零件焊接在舱体上是一种非常重要的工艺。在焊接前，为保证焊后舱体与法兰盘二者具有对接处错缝小、高的尺寸精度和形位公差，必须将二者正确定位和固定。因此，迫切需要一种装置，在焊前，将法兰盘牢牢固定在舱体上，使二者在周向和垂直方向上均不发生相对位移，以确保焊后二者具有对接处错缝小、高的尺寸精度和形位公差。
3.目前，将法兰盘固定在该舱体上的方法有两种：一种是将法兰盘放置在一个支撑块上，支撑块的高度满足在垂直方向上法兰盘与舱体的位置尺寸要求，法兰盘轴线到舱体内侧周向下端母线的距离通过钢尺来测量。另一种是在保证法兰盘轴线处于垂直方向以及高度满足要求的情况下，凭肉眼判断对接处的对齐情况，将二者焊接在一起。
4.其主要缺陷在于：
5.1、采用支撑块和钢尺测量距离法进行定位，由于舱体直径有3米多，并且其轴线具体位置不能准确确定，因此当测量法兰盘轴线到舱体内侧母线的距离时，钢直尺的测量面很可能没有通过舱体轴线，加加上钢直尺由于长度长，容易发生变形，因此测量结果非常不准确，无法满足设计要求。
6.2、采用肉眼判断对接处的对齐情况来焊接，由于焊接对接处没有加工到位，留有一定的打磨与量，因此采用该法焊接，法兰盘的水平位置尺寸精度很差，也无法满足设计要求。


技术实现要素：

7.本发明的目的设计一种法兰盘焊接定位装置，解决目前加工过程中难以实现舱体件精准定位的问题。
8.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
9.一种舱体法兰盘焊接定位装置，包括：
10.底座，所述底座上沿着水平方向设置有两端贯通的凹槽，
11.滑动座，所述滑动座设置在底座的凹槽内，所述滑动座上设置有柱体，所述柱体沿着轴线两端贯通，
12.垂直丝杠，所述垂直丝杠设置在滑动座上的柱体内，垂直丝杠与柱体之间设置有转动轮，转动轮与垂直丝杠通过螺纹啮合，垂直丝杆的顶端连接法兰盘，
13.水平螺杆座，所述水平螺杆座固定设置在底板上，水平螺杆座上连接有水平螺杆，所述水平螺杆的一端与滑动座固定连接，
14.所述滑动座能够沿着凹槽水平移动，所述垂直丝杠能够沿着柱体上下移动。
15.在上述技术方案中，所述滑动座包括顶板、底板和连接顶板与底板的立板，所述底
板设置在凹槽内，所述顶板上设置有通孔，所述柱体设置在通孔上，垂直丝杠依次穿过柱体和顶板。
16.在上述技术方案中，所述滑动座的柱体内设置有圆形凹槽，所述转动轮的下端设置在圆形凹槽内。
17.在上述技术方案中，所述滑动座的柱体内固定设置有导向键，与导向键对应的垂直丝杠上沿着轴向设置有键槽，导向键的另一端插入到键槽内。
18.在上述技术方案中，所述滑动座的底板与顶板之间设置有挡板，所述垂直丝杆的一端连接到挡板上。
19.在上述技术方案中，所述底座的一侧设置有垫高台，所述垫高台上表面中心位置设置有周向对其器，水平螺杆座设置在底座的另一侧，滑动座设置在垫高台与水平螺杆座之间。
20.在上述技术方案中，所述水平螺杆座上通过螺纹与水平螺杆连接，水平螺杆的一端固定连接到立板上，所述水平螺杆与底座相互平行。
21.在上述技术方案中，滑动座的顶板上设置有刻度柱和立柱，垂直指针的一端通过圆孔与立柱间隙配合连接，垂直指针的另一端与刻度柱间隙配合连接。
22.在上述技术方案中，所述周向对其器的对称面通过垂直丝杆的轴线，与底板凹槽对称面重合。
23.在上述技术方案中，当垂直丝杆升降时，垂直指针对齐的刻度柱上的刻度值与舱体上高度参考基准面到调整垫片顶部的距离值是一致的；当滑动座水平移动时，滑动座对齐的刻度值与垫高台上的弧形板弧面、周向对齐器对称面二者交线到垂直丝杆轴线的距离值是一致的。
24.本发明的工作原理以及工作过程为：
25.步骤一：将高度相同的一组等高块置于工作平台上，将舱体置于等高块上。将装置置于另一固定高度的一等高块上。将法兰盘装配在连接法兰上，用螺栓螺母连接并紧固。垫等高块的目的是为了提供充足的操作空间。
26.步骤二：连同等高块一起水平移动装置，使弧形板弧面与舱体下端内弧面重合，使周向对齐器的对称面与舱体上的周向位置刻线对齐。
27.步骤三：由于水平螺杆座是固定的，因此水平螺杆在水平方向上发生左右移动。由于水平螺杆左侧位于滑动座和挡板一形成的空腔内，且只能发生旋转运动，因此水平螺杆会带动滑动座及固连其上的零部件沿底板凹槽方向发生左右移动。观察滑动座对齐的刻度值，当达到设计要求值时，停止手柄的转动。用手将蝶形螺母拧紧，以防止在后期操作时，滑动座发生水平移位。
28.步骤四：由于滑动座和挡板三限制了手轮在垂直方向的运动，导向键阻止了垂直丝杆的旋转运动，垂直丝杆在垂直方向上发生升降运动。观察垂直指针对齐的刻度值，当达到设计要求值时，停止手轮的转动。
29.步骤五：当法兰盘焊接对接处存在修锉量时，首先需要转动手轮，将连接法兰降下来。然后转动手柄，将连接法兰的水平位置向舱体中心轴线方向移动。然后将法兰盘从连接法兰上取下，并完成相应的修锉工作。最后再重复进行步骤三和四。
30.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
31.1、整个装置结构简单，零件数量少，并且没有复杂的零件，制造成本低。
32.2、装置操作简单，只需进行法兰盘安装、重合弧形板与舱体下端内弧面、对齐周向对齐器，垂直升降垂直丝杆、水平移动水平丝杆等简单操作，即可完成所有操作，不需要对工人进行专门培训。
33.3、不仅适合焊接的单件、小批量生产，而且适合大批量生产。
34.4、装置制造完毕后，经检测：连接法兰与装置下底面的平行度为0.6mm，连接法兰轴线对装置下底面的垂直度为0.5mm，水平刻度对测量基准的尺寸精度为
±
0.45mm，垂直刻度对测量基准的尺寸精度为
±
0.35mm，形位公差非常高，均能够满足设计要求。
附图说明
35.本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
36.图1是本发明的整体结构主视图；
37.图2是的a-a视图；
38.图3是滑动台的结构示意图；
39.其中：1是底座，2是滑动台，2-1是底板，2-2是顶板，2-3是立板，2-4是加强板，2-5是柱体，3是垂直丝杠，4是水平丝杠座，5是水平丝杠，6是连接法兰，7是刻度柱，8是立柱，9是垫高台，10是垂直指针，11是挡板，12是转动轮，13是导向键。
具体实施方式
40.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
41.本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
42.如图1和图2所示，本实施例的焊接定位装置主要包括底座1、滑动座2、水平螺杆5和水平螺杆座4、垂直丝杠3、垫高台9、立柱8和刻度柱7，连接法兰6连接在垂直丝杠3的顶端，具体结构如下。
43.底座1为平板结构，在上表面沿着水平方向设置有一个两端贯穿的方形截面的凹槽，该凹槽用于放置滑动座2。在底座1的上表面沿着凹槽设置有刻度线和对应的刻度值，当滑动座2在凹槽内移动时可以根据对应的刻度值判断出滑动座2的位移。在凹槽的一端设置有限位块，用于限制滑动座2滑出凹槽。
44.滑动座2如图3所示，包括有底板2-1、顶板2-2和立板2-3，顶板2-2与底板2-1平行设置，在顶板2-2上设置有一个贯穿的通孔，在通孔上设置有柱体2-5，柱体2-5沿着轴线两端贯穿，贯穿部分与通孔连通。垂直丝杠3的一端穿过柱体2-5和通孔后伸入到顶板2-2与底板2-1之间。在柱体2-5内部设置有圆形的凹槽，转动轮12的下端设置在圆形的凹槽内，垂直丝杠3穿过转动轮12，垂直丝杠3与转动轮12之间通过螺纹连接。为了限制垂直丝杠3进行转动，在柱体2-5的贯通区域内部固定设置有一个导向键13，在垂直丝杠3表面沿着轴线设置有键槽，导向键13的一端插入到导向槽内，从而限定了垂直丝杠3旋转，当转动轮12转动时，垂直丝杠3只能在其带动下进行垂直方向的升降。在垂直丝杠3的下端设置有挡板11，防止
垂直丝杠3在垂直方向移动时从滑动座2上脱落。
45.在底座2上固定设置有水平螺杆座4，水平螺杆座4通过螺纹连接有水平螺杆5，水平螺杆5可以通过驱动轮进行转动，带动水平螺杆5在水平螺杆座4上进行水平位置的移动。水平螺杆5的一端固定连接到滑动座2上，滑动座2上为了增加稳定性，在立板2-3的两侧分别增加了加强板2-4，加强板2-4与立板2-3相互构成一个腔体，而水平螺杆5的一端伸入到腔体内固定连接。通过水平螺杆5带动滑动座2在底座1的凹槽内移动。
46.在底座2上设置有垫高台9，垫高台9主要用于设置待焊接的舱体，在垫高台9的上表面中心位置设置有周向对其器。
47.在滑动座2的顶板2-2上连接有立柱8和刻度柱7，在立柱8与刻度柱7之间设置有垂直指针，垂直指针的一端通过圆孔与立柱8进行间隙配合连接，垂直指针的另一端与刻度柱间隙配合连接。
48.在整个系统中，垂直丝杠3、滑动座2、导向键13、转动轮12和连接法兰6构成一个垂直升降机构；底座1、滑动座2、水平螺杆5、水平螺杆座4构成一个水平滑动机构。整体系统安装完毕后，需要保证当垂直丝杆升降时，垂直指针对齐的刻度值与舱体上高度参考基准面到调整垫片顶部的距离值是一致的；保证周向对齐器的对称面通过垂直丝杆的轴线，并与底板凹槽对称面重合；保证当滑动座左右移动时，滑动座对齐的刻度值与弧形板弧面、周向对齐器对称面二者交线到垂直丝杆轴线的距离值是一致的。
49.本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。