真空电子束焊扩展装夹工装及其使用方法与流程

本发明涉及空间姿轨控动力系统真空电子束焊领域，具体地，涉及一种真空电子束焊扩展装夹工装及其使用方法。

背景技术：

1、在当前的空间姿轨控动力系统中，存在着大量的小尺寸、环焊缝电子束焊组件，例如通类、阀门和微小推力室等。主流的真空电子束焊机一般只配备一个真空舱，舱内预置一套自转卡盘，因此一次抽放真空过程只能完成一件产品的焊接，导致电子束焊工序的生产效率十分低下。在航天科研生产任务日益繁重的今天，上述效率瓶颈亟需加以补足。

2、其他行业内存在一些多工位焊接工装，但此类工装需要外部输入动力以切换产品位置，因此无法在密闭的真空舱室内使用，不能满足本细分专业领域的应用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种真空电子束焊扩展装夹工装及其使用方法。

2、根据本发明提供的一种真空电子束焊扩展装夹工装,包括：主传动轴、次传动轴、三爪卡盘以及分度盘，所述分度盘上开设有中心孔和多个通孔，多个所述通孔绕所述中心孔均匀分布，所述分度盘竖直安装在真空电子束焊机的真空舱体内，所述真空电子束焊机与所述分度盘传动连接，所述分度盘能够绕其水平中心轴线旋转；所述主传动轴穿过所述分度盘的中心孔，且两端均安装在所述真空电子束焊机上，多根所述次传动轴分别穿过所述通孔，任一所述次传动轴的两端均安装有所述三爪卡盘，所述真空电子束焊机与所述主传动轴传动连接，所述主传动轴与任一所述次传动轴均传动连接。

3、优选地，所述真空舱体底部设置有焊机滑移托盘，所述焊机滑移托盘上紧固安装有换位齿条，所述分度盘的外圆呈正齿轮形，所述换位齿条呈直齿条形，所述分度盘的外圆与所述换位齿条相互啮合，所述换位齿条包括铝合金齿条。

4、优选地，所述真空舱体内部设置有尾架和焊机自转卡盘，所述尾架与所述焊机自转卡盘配合夹持所述主传动轴，所述焊机自转卡盘与所述主传动轴的一端传动连接，所述主传动轴的另一端通过轴承安装在所述尾架的安装孔内，所述轴承包括钢质轴承，所述尾架包括钢质尾架。

5、优选地，所述主传动轴通过轴承安装在所述分度盘的中心孔内，且所述主传动轴在所述分度盘两侧的露出长度相同。

6、优选地，任一所述次传动轴均通过轴承安装在所述分度盘的通孔内，且所述次传动轴在所述分度盘两侧的露出长度相同。

7、优选地，所述主传动轴和所述次传动轴在所述分度盘两侧均套设有齿轮，所述主传动轴上的齿轮与所述次传动轴上的齿轮相互啮合。

8、优选地，所述齿轮的直径大于所述轴承的直径，所述齿轮与所述轴承、所述分度盘均贴合设置，所述齿轮包括钛合金齿轮。

9、优选地，所述分度盘上绕所述中心孔均匀开设有三个通孔，三根所述次传动轴分别穿过三个所述通孔，六个所述三爪卡盘分别安装在三根所述次传动轴的端部，任一所述三爪卡盘均装夹有产品，形成六个待焊工件位。

10、优选地，所述主传动轴包括钛合金传动轴，所述次传动轴包括钛合金传动轴，所述三爪卡盘包括钛合金卡盘，所述分度盘包括铝合金分度盘。

11、根据本发明提供的一种真空电子束焊扩展装夹工装的使用方法，采用上述的真空电子束焊扩展装夹工装，包括以下步骤：

12、步骤s1，将所述真空电子束焊扩展装夹工装在所述真空电子束焊机的真空舱体内安装完毕，再将多个产品分别装夹在所述三爪卡盘中，手动控制所述真空电子束焊机，使一组所述三爪卡盘处于所述分度盘的最高点；

13、步骤s2，关闭真空舱门开始抽真空，直至工艺预设真空度；

14、步骤s3，手动控制横移舱顶处的电子枪，观察焊机监视器内的十字叉线，确保叉线中心对准顶部两件所述产品之一的焊缝中心，运行焊接程序进行第一次焊接；

15、步骤s4，手动控制横移舱顶处的电子枪，观察焊机监视器内的十字叉线，确保叉线中心对准顶部两件所述产品之二的焊缝中心，运行焊接程序进行第二次焊接；

16、步骤s5，手动控制所述真空电子束焊机旋转所述分度盘，将顶部的一组所述三爪卡盘移出焊接区，将另一组所述三爪卡盘移入顶部焊接区，直至最高点为止；

17、步骤s6，重复s3和s4的操作过程，完成所有所述产品的焊接；

18、步骤s7，充气并打开所述真空舱体，全部焊接过程结束。

19、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

20、1、本发明通过依靠焊机自带且可控的焊机滑移托盘，手动控制纵移舱底处的焊机滑移托盘，带动其上的换位齿条纵移，从而联动旋转分度盘，将其上多个三爪卡盘依次移动至焊接区，不需要步进电机等外部动力的输入，即可完成多个产品的焊接，避免了破坏性地改造真空舱体。

21、2、本发明为防止磁化现象影响电子束形态，主传动轴采用钛合金传动轴，次传动轴采用钛合金传动轴，三爪卡盘采用钛合金卡盘，齿轮采用钛合金齿轮，分度盘采用铝合金分度盘，换位齿条采用铝合金齿条，轴承采用钢质轴承，尾架采用钢质尾架。

技术特征：

1.一种真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，包括：主传动轴(4)、次传动轴(5)、三爪卡盘(6)以及分度盘(8)，所述分度盘(8)上开设有中心孔和多个通孔，多个所述通孔绕所述中心孔均匀分布，所述分度盘(8)竖直安装在真空电子束焊机的真空舱体(1)内，所述真空电子束焊机与所述分度盘(8)传动连接，所述分度盘(8)能够绕其水平中心轴线旋转；

2.如权利要求1所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述真空舱体(1)底部设置有焊机滑移托盘(12)，所述焊机滑移托盘(12)上紧固安装有换位齿条(11)，所述分度盘(8)的外圆呈正齿轮形，所述换位齿条(11)呈直齿条形，所述分度盘(8)的外圆与所述换位齿条(11)相互啮合，所述换位齿条(11)包括铝合金齿条。

3.如权利要求1所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述真空舱体(1)内部设置有尾架(2)和焊机自转卡盘(10)，所述尾架(2)与所述焊机自转卡盘(10)配合夹持所述主传动轴(4)，所述焊机自转卡盘(10)与所述主传动轴(4)的一端传动连接，所述主传动轴(4)的另一端通过轴承(3)安装在所述尾架(2)的安装孔内，所述轴承(3)包括钢质轴承，所述尾架(2)包括钢质尾架。

4.如权利要求1所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述主传动轴(4)通过轴承(3)安装在所述分度盘(8)的中心孔内，且所述主传动轴(4)在所述分度盘(8)两侧的露出长度相同。

5.如权利要求4所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，任一所述次传动轴(5)均通过轴承(3)安装在所述分度盘(8)的通孔内，且所述次传动轴(5)在所述分度盘(8)两侧的露出长度相同。

6.如权利要求5所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述主传动轴(4)和所述次传动轴(5)在所述分度盘(8)两侧均套设有齿轮(7)，所述主传动轴(4)上的齿轮(7)与所述次传动轴(5)上的齿轮(7)相互啮合。

7.如权利要求6所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述齿轮(7)的直径大于所述轴承(3)的直径，所述齿轮(7)与所述轴承(3)、所述分度盘(8)均贴合设置，所述齿轮(7)包括钛合金齿轮。

8.如权利要求1所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述分度盘(8)上绕所述中心孔均匀开设有三个通孔，三根所述次传动轴(5)分别穿过三个所述通孔，六个所述三爪卡盘(6)分别安装在三根所述次传动轴(5)的端部，任一所述三爪卡盘(6)均装夹有产品，形成六个待焊工件位(9)。

9.如权利要求1所述的真空电子束焊扩展装夹工装，其特征在于，所述主传动轴(4)包括钛合金传动轴，所述次传动轴(5)包括钛合金传动轴，所述三爪卡盘(6)包括钛合金卡盘，所述分度盘(8)包括铝合金分度盘。

10.一种真空电子束焊扩展装夹工装的使用方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的真空电子束焊扩展装夹工装，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种真空电子束焊扩展装夹工装及其使用方法，包括主传动轴、次传动轴、三爪卡盘以及分度盘，分度盘上开设有中心孔和多个通孔，多个通孔绕中心孔均匀分布，真空电子束焊机与分度盘传动连接，分度盘能够绕其水平中心轴线旋转；主传动轴穿过分度盘的中心孔，且两端均安装在真空电子束焊机上，多根次传动轴分别穿过通孔，任一次传动轴的两端均安装有三爪卡盘，真空电子束焊机与主传动轴传动连接，主传动轴与任一次传动轴均传动连接。本发明通过依靠焊机自带且可控的焊机滑移托盘，联动旋转分度盘，将其上多个三爪卡盘依次移动至焊接区，不需要步进电机等外部动力的输入，即可完成多个产品的焊接，避免了破坏性地改造真空舱体。

技术研发人员：宋凡,陈晓江,谢屹,韩洪武,周杰,刘翔,徐晓丹
受保护的技术使用者：上海空间推进研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16