一种航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置的制作方法

1.本实用新型属于航空金属滤芯加工技术领域，具体涉及一种航空金属滤芯焊接前扩口成型、焊接时充气保护的装夹装置。


背景技术：

2.如图12，为航空金属滤芯基本结构，其中，包括骨架b、滤网c和连接环d，滤网c安装在骨架b上，骨架b两端与连接环d焊接在焊缝a位置。航空金属滤芯通常使用锥面扩口工装对滤芯骨架b进行扩口，并且在扩口后需要拆除锥面扩口工装才能对航空金属滤芯进行焊接。航空金属滤芯焊接时因内腔未封闭，背面氩气保护效果不好。就目前而言，航空金属滤芯加工领域的研究不足，没有一种集成扩口成型与焊接保护的装夹装置。
3.航空金属滤芯的传统加工方法通常存在以下3个问题：
4.1、航空金属滤芯扩口过程中滤芯骨架易发生塌陷变形；
5.2、航空金属滤芯扩口后滤芯滤网被挤压变形；
6.3、航空金属滤芯焊接过程背面氧化严重；
7.综上所述，现有航空金属滤芯的装夹装置加工效率低，产品质量低，耗费人力。


技术实现要素：

8.本实用新型旨在提供一种航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置，以解决现有航空金属滤芯加工过程使用传统装夹装置加工效率低、耗费人力、航空金属滤芯骨架扩口时易塌陷变形、航空金属滤芯扩口后滤芯滤网被挤压变形和航空金属滤芯焊接过程背面无保护气体的问题。
9.本实用新型的创新点在于将扩口成型、焊接、焊接保护功能集成在一套装夹装置中，并配合该装置实施焊接，从而解决上述问题。
10.本实用新型是通过如下技术方案予以实现的：
11.一种航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置，包括，
12.安装座，所述安装座的下端面与半自动焊接设备的工作台相连；
13.套筒，所述套筒为带有空腔的回转筒体，套筒的下端可拆卸连接在安装座的上端面，套筒的空腔内径大于航空金属滤芯的滤网外径；
14.定位芯轴，所述定位芯轴为带有空腔的回转壳体，定位芯轴置于套筒的空腔内，定位芯轴的下端可拆卸连接在安装座的上端面，定位芯轴的外径小于航空金属滤芯骨架的内径，且定位芯轴周向表面有一圈环形台阶面和多条通气槽口；
15.压板，所述压板为带有空腔的回转壳体，压板的一端插接在套筒的空腔内，另一端位于套筒上方，压板的周向外表面上有一圈定位台阶面；
16.卡圈，所述卡圈为环形体结构，卡圈上有两个凸台，凸台上开设有凹槽，且两个凸台位于环形体结构的同一条直径线上，卡圈搭接在压板的定位台阶面上；
17.拉杆，所述拉杆插接在定位芯轴的空腔内并延伸至安装座下端，且拉杆对应该延
伸部分的外表面设置有外螺纹，拉杆内部开有气体流道，拉杆的外表面开有与气体流道连通的气孔；
18.铜胀块，所述铜胀块套接在拉杆上，铜胀块的外表面包括一圈锥形面和一圈圆柱面，锥形面的最小外径大于定位芯轴的空腔内径，圆柱面的外径小于定位芯轴的空腔内径；
19.门闩式快速夹钳，两个所述门闩式快速夹钳分别连接在套筒的外表面，且两个门闩式快速夹钳分别与卡圈上的两个凸台一一匹配且可拆卸连接。
20.进一步，航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置还包括，
21.定位凹槽，所述定位凹槽开设在拉杆远离外螺纹一端的外表面上；
22.定位凸起，所述定位凸起设置在拉杆的外表面；
23.挡块，所述挡块套接在定位凹槽内；
24.所述铜胀块介于挡块和定位凸起之间。
25.进一步，所述拉杆带有外螺纹的一端与液压机连接。
26.进一步，所述压板的空腔表面有一圈内锥形面。
27.进一步，所述压板包括第一压板壳体和第二压板壳体，第一压板壳体和第二压板壳体关于过压板回转轴线的平面对称，第一压板壳体和第二压板壳体沿着对称平面拼接形成压板。
28.作为一种选择，航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置还包括调整衬垫，所述调整衬垫位于套筒的空腔中且放置在定位芯轴环形台阶面上。
29.进一步，所述铜胀块的材质为h62，铜胀块外表面的锥形面锥角为20度。
30.进一步，所述定位芯轴的外径较航空金属滤芯骨架内径小0.5mm，所述套筒的空腔内径较航空金属滤芯滤网外径大1.5mm。
31.一种航空金属滤芯的扩口焊接方法，采用前述的扩口焊接保护装夹装置，且包括以下步骤：
32.步骤一，将航空金属滤芯的骨架与滤网安装在定位芯轴上，将航空金属滤芯的连接环装在压板中，将卡圈套在压板的定位台阶面上，将门闩式快速夹钳卡在卡圈的凸台上，压紧门闩式快速夹钳；
33.步骤二，将铜胀块与挡块装在拉杆上，再将拉杆插入定位芯轴的空腔中，且拉杆带有外螺纹的一端安装在液压机上，使用液压机将拉杆向下拉，直至铜胀块与定位芯轴端部贴合；
34.步骤三，启动氩弧焊机对航空金属滤芯进行焊接，焊接时通过拉杆内部的气体流道和外表面的气孔通入保护气体；
35.步骤四，完成航空金属滤芯一端的焊接后，从定位芯轴上拆下航空金属滤芯，然后将调整衬垫装入套筒内，翻转航空金属滤芯度后装入定位芯轴，重复步骤一道步骤三，完成航空金属滤芯另一端的焊接。
36.进一步，所述步骤四中，调整衬垫高度为航空金属滤芯滤网焊接后滤网熔化下降的高度。
37.与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：
38.(1)本实用新型提供了一种航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置，解决了航空金属滤芯骨架扩口时易塌陷变形的问题，具体来说，焊接保护装夹装置中铜胀块设置有夹
角为20
°
的锥面，该锥面可以减小骨架扩口变形过程中受到的垂直方向的作用力，从而防止骨架发生塌陷变形，而定位芯轴在滤芯骨架扩孔时对骨架内部起支撑作用，同样能够防止骨架发生塌陷变形。
39.(2)本实用新型解决了航空金属滤芯扩口后滤芯滤网被挤压变形的问题，具体来说，通过设置合适的压板内腔锥面夹角，使得航空金属滤芯的滤网在压板下压过程中沿锥面收口变形，避免收口过程中发生挤压变形等问题。
40.(3)本实用新型解决了航空金属滤芯焊接过程背面无保护气体的问题。
41.(4)采用本实用新型的装置和焊接方法后，航空金属滤芯可装入扩口焊接保护装夹装置后，进行扩口后直接进行焊接，不但提高了生产效率与产品质量，还节省了人力资源。
附图说明
42.图1为本实用新型的装置主视图；
43.图2为图1的剖视图；
44.图3为压板的零件图；
45.图4为压板的剖面图；
46.图5为卡圈的零件图；
47.图6为图5的左视图；
48.图7为铜胀块的剖视图；
49.图8为拉杆的剖视图；
50.图9为套筒的零件图；
51.图10为图9中截面a-a的剖面图；
52.图11为图9的俯视图；
53.图12为航空金属滤芯基本结构示意图；
54.图13为定位芯轴剖面图；
55.图14为焊接前后滤网高度变化示意图；
56.图中：1-安装座、2-定位芯轴、3-压板、4-卡圈、5-铜胀块、6-挡块、7-套筒、 8-拉杆、9-调整衬垫、10-门闩式快速夹钳、11-螺钉、a-焊缝位置、b-骨架、c
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滤网、d-连接环。
具体实施方式
57.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但不应就此理解为本实用新型所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本实用新型上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本实用新型的范围内。
58.本实施例中，如图1～2所示，航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置包括安装座1、定位芯轴2、压板3、卡圈4、铜胀块5、挡块6、套筒7、拉杆8、调整衬垫9、门闩式快速夹钳10和螺钉11。
59.其中，安装座1底部开有通孔，使用螺钉连接在半自动焊接设备的工作台上。
60.定位芯轴2下端通过螺钉11连接在安装座1上，且定位芯轴2放置在套筒 7的空腔
内部。定位芯轴2的上部外径较航空金属滤芯骨架内径小0.5mm，保证航空金属滤芯可顺利装入装夹装置。如图13，定位芯轴2的周向表面开有4条竖直通气槽口，用于保护气体的流动。定位芯轴2的下端还有一圈环形台阶面，用于放置调整衬垫9，从而保证航空金属滤芯骨架高度位置。定位芯轴2在滤芯骨架扩口时对骨架内部起支撑作用，防止骨架发生塌陷变形。
61.如图9～图11所示，为套筒7的结构图，套筒7的下端同样通过螺钉11连接在安装座1上，套筒7的内径较航空金属滤芯滤网外径大，保证航空金属滤芯可顺利装入装夹装置。
62.压板3的下端插接在套筒7的空腔中，压板为两块对称的半圆柱状零件，并且内部空腔设计有夹角为30
°
的锥面，用以使航空金属滤芯的滤网顺利在压板3 下压过程中沿30
°
的锥面收口变形。
63.卡圈4卡在压板3的定位台阶面上，卡圈4的外表面设置有两个凸台，凸台上有凹槽，用于配合门闩式快速夹钳10。卡圈4的作用是限制压板3脱离套筒7。
64.门闩式快速夹钳10通过螺钉安装在套筒7的外表面上，门闩式快速夹钳10 的拉紧杆将卡圈4向下拉，使卡圈4将压板3与航空金属滤芯的连接环一起垂直下拉至与套筒7贴合。
65.拉杆8放在定位芯轴2的空腔内，并通过拉杆8底端表面的外螺纹与液压机相连。拉杆8内部的气体流道和表面的通气孔使焊接过程中从通气孔流出氩气，对航空金属滤芯进行焊接保护。拉杆8上端开有凹槽，用以卡住挡块6，并将铜胀块5向下拉。
66.如图7，铜胀块5套在拉杆8的上端，挡块6卡在拉杆8上端的凹槽内，铜胀块5外表面设计有夹角为20
°
的锥面，并且铜胀块5的材料为h62。铜胀块5 在被拉杆8联动下拉过程中，可以将航空金属滤芯骨架扩开，并且在焊接过程中起到密封航空金属滤芯内部腔体的作用。铜胀块5的夹角为20
°
的锥面可以减小骨架扩口变形过程中的受到的垂直方向的受力，从而防止骨架发生塌陷变形。
67.调整衬垫9放置在套筒7的空腔底部且放置在定位芯轴2的环形台阶上表面。调整衬垫9的高度为为航空金属滤芯滤网焊接后滤网熔化下降的高度(如图14 所示，分别示出了焊接前后滤网熔化下降的状态)，并仅在焊接完航空金属滤芯的一端后，焊接另一端前放入调整衬垫9以保证航空金属滤芯高度尺寸。
68.如图3和图4，压板3为两块对称半圆柱体状零件，并且内腔设计有夹角为 30
°
的内锥面，用以使航空金属滤芯的滤网在压板3下压过程中沿30
°
的锥面收口变形。角度过大则滤网在变形过程中易出现扭曲变形，角度过小则滤网的锥面部位过宽。
69.如图5和图6，卡圈4为环形结构，直径线两侧设计有矩形凸台，凸台表面加工有凹槽。
70.如图7，铜胀块5设计有夹角为20
°
的锥面，且锥面的一端为圆柱面，圆柱面可插入定位芯轴2的空腔中。
71.如图8，拉杆8中心轴线位置开有通气流道，垂直于通气流道开有贯穿拉杆 8外表面的通气孔，拉杆8上端开有一圈凹槽，用以卡住挡块6。
72.如图9、10和11，套筒7的空腔内径较航空金属滤芯滤网外径大1.5mm，侧面有固定门闩式快速夹钳10的螺纹孔。
73.使用上述航空金属滤芯的扩口焊接保护装夹装置时，将航空金属滤芯的骨架与滤
网装在扩口焊接保护装夹装置的定位芯轴2上，再将航空金属滤芯的连接环装在压板3中，将卡圈4套在压板3上，接着将门闩式快速夹钳10卡在卡圈4 上，压紧门闩式快速夹钳10，然后将拉杆8安装在液压机上，再将铜胀块5与挡块6装在拉杆8上，使用液压机将拉杆8向下拉，直至铜胀块5与定位芯轴2 端部贴合。通入保护气体，启动氩弧焊机对航空金属滤芯进行焊接，完成航空金属滤芯一端的焊接后(如图12，航空金属滤芯两端各有一条焊缝)，拆下航空金属滤芯，先将调整衬垫9装入套筒7内，然后翻转航空金属滤芯180度，重复以上流程，即重复再将航空金属滤芯的连接环装在压板3中及后续的步骤。
74.上述实施例并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的技术方案基础上所做出的变形、修饰或等同替换等，均应落入本实用新型的保护范围内。