聚变堆真空室扇区加工专用工装的制作方法

本发明涉及核聚变装置加工工装，具体为聚变堆真空室扇区加工专用工装。

背景技术：

1、随着人类对能源的需求越来越高，核聚变发电成为最佳方案,需对可控热核聚变装置关键部件真空室进行加工制造，核聚变装置向着大型化、精密化方向发展，而对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件的制造需要制造对应加工工装。

2、对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件制造过程中需要面临曲面加工基准找平困难，不同扇区曲面组队要求精度搞，焊接坡口加工精度要求高，焊接过程收缩变形量大等问题，需要制造对应加工工装。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供聚变堆真空室扇区加工专用工装，以满足大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构加工、焊接的要求。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：聚变堆真空室扇区加工专用工装，包括中心框架，所述中心框架为梯形，所述中心框架的四周分别安装有左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部，四个所述支撑部共同对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件支撑。

3、优选的，所述中心框架包括贴面支撑板、第一方钢管和镂空钢板，所述第一方钢管构成中心框架的整体支撑架，所述镂空钢板为两个，且两个所述镂空钢板分别固定连接在第一方钢管构成的整体支撑架两侧，所述贴面支撑板的数量为多个，且多个所述贴面支撑板均匀固定连接在第一方钢管构成整体支撑架的四周并通过螺栓与四个支撑部连接。

4、优选的，所述左支撑部包括第二方钢管、第三方钢管、左侧支撑板、第一夹具安装板、第一仿形支撑块、第一侧面支撑板和第一卡座，所述第二方钢管和第三方钢管的数量为两组，位于同侧的第二方钢管和第三方钢管之间通过第一侧面支撑板固定连接，两个所述第二方钢管之间通过左侧支撑板固定连接，所述第一夹具安装板固定连接在对称设置的两个第一侧面支撑板的顶部，所述第一仿形支撑块固定连接在第一夹具安装板的中部，所述第一卡座固定连接在第一夹具安装板的端部，所述左侧支撑板与通过螺栓与贴面支撑板连接。

5、优选的，所述上支撑部包括第四方钢管、第五方钢管、第二夹具安装板、第二卡座、第二侧面支撑板、支撑钢管、上侧面支撑板、第二仿形支撑块和液压顶杆，所述第四方钢管和第五方钢管的数量为两组，位于同侧的所述第四方钢管与第五方钢管之间通过第二侧面支撑板固定连接，两个所述第五方钢管之间通过支撑钢管固定连接，所述上侧面支撑板固定连接在支撑钢管的下表面，所述第二夹具安装板固定连接在对称的两个第二侧面支撑板上部，所述第二卡座固定连接在第二夹具安装板的端部，所述第二仿形支撑块固定连接在第二夹具安装板的中部，位于两侧的所述第二夹具安装板的中部固定连接有支撑座，所述液压顶杆固定连接在其中一个支撑座的中部。

6、优选的，所述右支撑部包括第三卡座、第三仿形支撑块、第三夹具安装板，第六方钢管、第七方钢管、右侧面支撑板和第三侧面支撑板，所述第六方钢管与第七方钢管均为两组，位于同侧的所述第六方钢管与第七方钢管之间通过第三侧面支撑板固定连接，两个所述第六方钢管之间通过右侧面支撑板固定连接，所述第三夹具安装板固定连接在对称的两个第三侧面支撑板上部，所述第三卡座固定连接在第三夹具安装板的端部，所述第三仿形支撑块固定连接在第三夹具安装板的中部。

7、优选的，所述下支撑部包括第四卡座、第四侧面支撑板、第四仿形支撑块、下侧面支撑板、第八方钢管、第九方钢管和第四夹具安装板，所述第八方钢管和第九方钢管均为两组，位于同侧的所述第八方钢管与第九方钢管之间通过第四侧面支撑板固定连接，两个所述第八方钢管之间通过下侧面支撑板固定连接，所述第四夹具安装板固定连接在对称的两个第四侧面支撑板的底部，所述第四仿形支撑块固定连接在在第四夹具安装板的中部，所述第四卡座固定连接在第四夹具安装板的端部。

8、优选的，所述侧面支撑板由第一固定板、固定管和第二固定板构成，所述固定管固定连接在第一固定板和第二固定板之间。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

10、1、本发明通过将中心框架吊起将工装进行翻转，根据起吊翻转的姿态，使得吊机吊接在中心框架上的位置做出改变，由中心框架为装置整体提供支撑，左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部共同对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件支撑，且左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部与中心框架之间能够进行拆卸，进而便于对工件的分次装夹以及焊接，有效提高变真空室不同曲面的组队精度，曲面结构的加工制造精度、降低成本和减少工作量。

11、2、本发明通过设置液压顶杆，对焊接工件起到一个对外的支撑作用，卡座起到向内拉紧焊接的壳体作用，使得壳体的轮廓与位置不发生变化。

12、3、本发明通过在第四夹具安装板上焊接第四仿形支撑块用于对板材进行均匀的力支撑，使得整体在加工焊接过程中，可以提供预紧力。

13、4、本发明在加工内壳体边缘坡口时，各支撑部的卡座可以拆卸，便于机加工，并且窗口加工时，壳体中部的仿形支撑块也避开了窗口加工位置，便于加工。

14、5、本发明在各支撑部完成坡口加工以及筋板与外板的焊接后，将各支撑部按照焊接顺序安装于中心框架，完成焊接组对，在完成大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件的1/8环后，拆除两侧卡座，进行1/8组对焊接。

技术特征：

1.聚变堆真空室扇区加工专用工装，包括中心框架(5)，其特征在于：所述中心框架(5)为梯形，所述中心框架(5)的四周分别安装有左支撑部(1)、上支撑部(2)、右支撑部(3)和下支撑部(4)，四个所述支撑部共同对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件支撑。

2.根据权利要求1所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述中心框架(5)包括贴面支撑板(51)、第一方钢管(52)和镂空钢板(53)，所述第一方钢管(52)构成中心框架(5)的整体支撑架，所述镂空钢板(53)为两个，且两个所述镂空钢板(53)分别固定连接在第一方钢管(52)构成的整体支撑架两侧，所述贴面支撑板(51)的数量为多个，且多个所述贴面支撑板(51)均匀固定连接在第一方钢管(52)构成整体支撑架的四周并通过螺栓与四个支撑部连接。

3.根据权利要求2所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述左支撑部(1)包括第二方钢管(15)、第三方钢管(16)、左侧支撑板(17)、第一夹具安装板(14)、第一仿形支撑块(13)、第一侧面支撑板(12)和第一卡座(11)，所述第二方钢管(15)和第三方钢管(16)的数量为两组，位于同侧的第二方钢管(15)和第三方钢管(16)之间通过第一侧面支撑板(12)固定连接，两个所述第二方钢管(15)之间通过左侧支撑板(17)固定连接，所述第一夹具安装板(14)固定连接在对称设置的两个第一侧面支撑板(12)的顶部，所述第一仿形支撑块(13)固定连接在第一夹具安装板(14)的中部，所述第一卡座(11)固定连接在第一夹具安装板(14)的端部，所述左侧支撑板(17)与通过螺栓与贴面支撑板(51)连接。

4.根据权利要求2所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述上支撑部(2)包括第四方钢管(29)、第五方钢管(291)、第二夹具安装板(21)、第二卡座(22)、第二侧面支撑板(23)、支撑钢管(27)、上侧面支撑板(24)、第二仿形支撑块(28)和液压顶杆(26)，所述第四方钢管(29)和第五方钢管(291)的数量为两组，位于同侧的所述第四方钢管(29)与第五方钢管(291)之间通过第二侧面支撑板(23)固定连接，两个所述第五方钢管(291)之间通过支撑钢管(27)固定连接，所述上侧面支撑板(24)固定连接在支撑钢管(27)的下表面，所述第二夹具安装板(21)固定连接在对称的两个第二侧面支撑板(23)上部，所述第二卡座(22)固定连接在第二夹具安装板(21)的端部，所述第二仿形支撑块(28)固定连接在第二夹具安装板(21)的中部，位于两侧的所述第二夹具安装板(21)的中部固定连接有支撑座(25)，所述液压顶杆(26)固定连接在其中一个支撑座(25)的中部。

5.根据权利要求2所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述右支撑部(3)包括第三卡座(31)、第三仿形支撑块(32)、第三夹具安装板(33)，第六方钢管(34)、第七方钢管(341)、右侧面支撑板(35)和第三侧面支撑板(36)，所述第六方钢管(34)与第七方钢管(341)均为两组，位于同侧的所述第六方钢管(34)与第七方钢管(341)之间通过第三侧面支撑板(36)固定连接，两个所述第六方钢管(34)之间通过右侧面支撑板(35)固定连接，所述第三夹具安装板(33)固定连接在对称的两个第三侧面支撑板(36)上部，所述第三卡座(31)固定连接在第三夹具安装板(33)的端部，所述第三仿形支撑块(32)固定连接在第三夹具安装板(33)的中部。

6.根据权利要求2所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述下支撑部(4)包括第四卡座(41)、第四侧面支撑板(42)、第四仿形支撑块(43)、下侧面支撑板(44)、第八方钢管(45)、第九方钢管(46)和第四夹具安装板(47)，所述第八方钢管(45)和第九方钢管(46)均为两组，位于同侧的所述第八方钢管(45)与第九方钢管(46)之间通过第四侧面支撑板(42)固定连接，两个所述第八方钢管(45)之间通过下侧面支撑板(44)固定连接，所述第四夹具安装板(47)固定连接在对称的两个第四侧面支撑板(42)的底部，所述第四仿形支撑块(43)固定连接在在第四夹具安装板(47)的中部，所述第四卡座(41)固定连接在第四夹具安装板(47)的端部。

7.根据权利要求3-6任一项所述的聚变堆真空室扇区加工专用工装，其特征在于：所述侧面支撑板由第一固定板(61)、固定管(62)和第二固定板(63)构成，所述固定管(62)固定连接在第一固定板(61)和第二固定板(63)之间。

技术总结
本发明公开了聚变堆真空室扇区加工专用工装，属于核聚变装置加工工装领域，聚变堆真空室扇区加工专用工装，包括中心框架，中心框架为梯形，中心框架的四周分别安装有左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部，四个支撑部共同对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件支撑。本发明通过将中心框架吊起将工装进行翻转，由中心框架为装置整体提供支撑，左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部共同对大型磁约束核聚变真空室的双曲面结构部件支撑，左支撑部、上支撑部、右支撑部和下支撑部与中心框架之间能够进行拆卸，进而便于对工件的分次装夹以及焊接，有效提高变真空室不同曲面的组队精度，曲面结构的加工制造精度、降低成本和减少工作量。

技术研发人员：严建文,刘琼,朱连伟,曾繁韬,戴文超,付冬生,蔡运晨,杨晨
受保护的技术使用者：合肥合锻智能制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13