專(zhuān)利名稱(chēng)：支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件焊接的自適應(yīng)定位裝置，屬于大型半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件攪拌摩擦焊接領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著宇航連接技術(shù)的發(fā)展，大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件作為典型的航天產(chǎn)品，其焊接夾具也備受關(guān)注?，F(xiàn)有生產(chǎn)中，用于大型薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)件的焊接夾具是專(zhuān)用一體型的?，F(xiàn)有的定位裝置一旦出現(xiàn)變形，便無(wú)法進(jìn)行局部修復(fù)或更換，只能整體報(bào)廢，造成資源上的浪費(fèi)。而且現(xiàn)有的定位裝置體積較大，占據(jù)存放空間，搬運(yùn)也非常不便
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在變形后能進(jìn)行修改且便于存放及運(yùn)輸?shù)亩ㄎ谎b置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于包括位于底部的基架，由基架形成對(duì)升降模塊及伸縮模塊的支撐，在基架的頂部設(shè)有定位環(huán)板，處于工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊向外展開(kāi)，從而在升降模塊的頂部與定位環(huán)板之間形成支撐焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊向內(nèi)收攏，升降模塊的頂部下降至設(shè)定位置。優(yōu)選地，所述基架包括底座，至少三塊立板設(shè)于底座上，在立板的頂部設(shè)有圓環(huán)狀頂板。優(yōu)選地，在所述至少一塊立板的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有側(cè)板。優(yōu)選地，所述伸縮模塊包括第二雙作用伺服液壓缸，第二雙作用伺服液壓缸固定在所述基架上，過(guò)渡板固定在第二雙作用伺服液壓缸的伸縮端上，至少三根沿圓周面均布的支桿的一端均與過(guò)渡板鉸接，在另一端上分別鉸接有一塊定位筋板，定位筋板的底端均與所述定位環(huán)板鉸接，處于工作狀態(tài)時(shí)，第二雙作用伺服液壓缸伸出，從而帶動(dòng)所有定位筋板向外展開(kāi)并鎖緊在所述升降模塊的頂部與所述定位環(huán)板之間，從而形成所述待焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，第二雙作用伺服液壓缸下降，從而帶動(dòng)所有定位筋板向內(nèi)收縮至設(shè)定位置。優(yōu)選地，所述升降模塊包括至少一個(gè)第一雙作用伺服液壓缸，第一雙作用伺服液壓缸的伸縮端與定位板相連，至少一個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的一端連接定位板，另一端連接所述基架，第一雙作用伺服液壓缸帶動(dòng)定位板在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向下上升或下降。優(yōu)選地，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括過(guò)渡板，在所述定位板上設(shè)有第一直線軸承，在過(guò)渡板位于第一直線軸承正下方的部分上設(shè)有第二直線軸承，導(dǎo)向軸的一端與所述基架固定連接，其另一端穿過(guò)第二直線軸承穿入第一直線軸承內(nèi)。優(yōu)選地，所述第一直線軸承與所述第二直線軸承所在位置所成的直線，與所述第一雙作用伺服液壓缸及所述第二雙作用伺服液壓缸與所述定位板連接處所在位置所成的
直線相垂直。
優(yōu)選地，在所述定位板邊緣均布有至少三個(gè)楔形槽，楔形槽的數(shù)量與所述定位筋板的數(shù)量相等，且所述楔形槽與所述定位筋板頂端的形狀相配合。優(yōu)選地，所述楔形槽的楔角為10度。優(yōu)選地，所述定位環(huán)板的外輪廓為階梯狀，其中一部分外輪廓與待焊接結(jié)構(gòu)件焊接部分的內(nèi)型面完全貼合，其內(nèi)輪廓制有均布的凹槽。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I、本發(fā)明能夠一次性裝夾滿足縱或環(huán)縫焊接要求，在生產(chǎn)過(guò)程中，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省裝夾時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；2、本發(fā)明維護(hù)方便，便于檢測(cè)定位面的弧度，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)更換局部零件，解 決了現(xiàn)有定位裝置一旦出現(xiàn)變形，無(wú)法進(jìn)行局部修復(fù)或更換，只能整體報(bào)廢，造成資源浪費(fèi)的缺陷。3、本發(fā)明節(jié)省存放空間，易于搬運(yùn)；4、對(duì)于半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱縫焊接，若待焊縱縫增加，定位筋板可在原有基礎(chǔ)上相應(yīng)增加，擴(kuò)大了定位裝置的利用率。


圖I為本發(fā)明提供的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明提供的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明提供的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置的另一個(gè)方向上的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明提供的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置的俯視圖；圖5為圖4中的A-A向剖視圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明敘述的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣歸于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。如圖I所示，一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，包括位于底部的基架40，由基架40形成對(duì)升降模塊10及伸縮模塊20的支撐，在基架40的頂部設(shè)有定位環(huán)板30，處于工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊20向外展開(kāi)，從而在升降模塊10的頂部與定位環(huán)板30之間形成支撐焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊20向內(nèi)收攏，升降模塊10的頂部下降至設(shè)定位置。定位環(huán)板30的外輪廓為階梯狀，其中一部分外輪廓與待焊接的結(jié)構(gòu)件的待焊部分的內(nèi)型面完全貼合；其內(nèi)輪廓制有均布的凹槽。如圖2所示，基架40包括底座44，在底座44上固定立板42。立板42呈工字形，其上、下端面制有腰型孔。圓環(huán)狀頂板41固定在立板42的頂端。還包括兩塊側(cè)板43，側(cè)板43呈T字形，其端部通過(guò)螺釘與立板42內(nèi)側(cè)面連接。如圖2及圖3所示，升降模塊10包括第一雙作用伺服液壓缸14，第一雙作用伺服液壓缸14的下端通過(guò)螺釘與法蘭連接板15連接，法蘭連接板15通過(guò)螺釘分別固定在側(cè)板43上。第一雙作用伺服液壓缸14的活塞桿前端與定位板11通過(guò)螺紋連接。定位板11的外形面呈圓弧狀，其曲率半徑與待焊接的結(jié)構(gòu)件內(nèi)型面曲率半徑相等。兩個(gè)第一直線軸承12-1通過(guò)螺釘固定在定位板11上，另兩個(gè)與第一直線軸承12-1位置相對(duì)應(yīng)的第二直線軸承12-2固定在過(guò)渡板23上。導(dǎo)向軸13帶螺紋的一端固定在底座44上，另一端穿過(guò)第一直線軸承12-1后嵌裝在第二直線軸承12-2中，以構(gòu)成可伸縮調(diào)節(jié)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。結(jié)合圖4及圖5，伸縮模塊20包括第二雙作用伺服液壓缸24，第二雙作用伺服液壓缸24的下端通過(guò)螺釘與法蘭連接板25連接，法蘭連接板25通過(guò)螺釘固定在底座44的幾何中心上。第二雙作用伺服液壓缸24的活塞桿前端與過(guò)渡板23通過(guò)螺紋連接，四個(gè)鉸鏈座26通過(guò)螺釘均布在過(guò)渡板23上。支桿22的兩端均制有通孔，一端通過(guò)銷(xiāo)軸與鉸鏈座
26鉸接，另一端通過(guò)銷(xiāo)軸與固定在定位筋板21上的鉸鏈座27鉸接。定位筋板21的外輪廓為圓弧狀，其曲率半徑與結(jié)構(gòu)件內(nèi)型面曲率半徑相等。定位筋板21的下端制有通孔，并通過(guò)銷(xiāo)軸、鉸鏈座(未畫(huà)出)與定位環(huán)板30鉸接。定位筋板21的上端制有楔形凸臺(tái),楔角為10度。定位板11邊緣均布有四個(gè)楔形槽，楔角為10度。楔形槽與楔形凸臺(tái)相配合，從而實(shí)現(xiàn)伸縮模塊20定位后的自鎖功能。第一直線軸承12-1與第二直線軸承12-2所在位置所成的直線，與第一雙作用伺服液壓缸14及第二雙作用伺服液壓缸24的前端與定位板連接的螺紋孔所在位置所成的直線相垂直。四塊定位筋板21、四根支桿22、分別與第二雙作用伺服液壓缸24及底座44構(gòu)成鉸鏈四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。上述裝置的使用方法具體如下由非工作狀態(tài)向工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)，升降模塊10中的第一雙作用伺服液壓缸14提供推力使定位板11上移至最大位移。再由伸縮模塊20中的第二雙作用伺服液壓缸24提供動(dòng)力源，滿足鉸鏈四桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)執(zhí)行既定運(yùn)動(dòng)使定位筋板21達(dá)到極限位置，即四個(gè)定位筋板21如“撐傘”般完全撐開(kāi)。然后，第一雙作用伺服液壓缸14再次提供反向力使定位板11下移，定位筋板21的楔形凸端面插入對(duì)應(yīng)的定位板11的楔形槽中，起輔助鎖緊作用。此時(shí)，本發(fā)明提供的定位裝置處于工作狀態(tài)。待焊接完成后，第一雙作用伺服液壓缸14提供推力將定位板11上移，將已焊接的結(jié)構(gòu)件頂出，便于脫卸。同時(shí)，定位筋板21的楔形凸端面與定位板11的楔形槽分離。第二雙作用伺服液壓缸24提供作用力使過(guò)渡板23下移，支桿22收縮，即將“傘”收攏。最后，第一雙作用伺服液壓缸14繼續(xù)提供作用力使定位板11下移至已折疊的定位筋板21的外表面，即完成本發(fā)明提供的定位裝置的折疊收攏，使其處于非工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于包括位于底部的基架(40)，由基架(40)形成對(duì)升降模塊(10)及伸縮模塊(20)的支撐，在基架(40)的頂部設(shè)有定位環(huán)板(30)，處于工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊(20)向外展開(kāi)，從而在升降模塊(10)的頂部與定位環(huán)板(30)之間形成支撐焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊(20)向內(nèi)收攏，升降模塊(10)的頂部下降至設(shè)定位置。
2.如權(quán)利要求I所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述基架(40)包括底座(44)，至少三塊立板(42)設(shè)于底座(44)上，在立板(42)的頂部設(shè)有圓環(huán)狀頂板(41)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于在所述至少一塊立板(42)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有側(cè)板(43)。
4.如權(quán)利要求I所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述伸縮模塊(20)包括第二雙作用伺服液壓缸(24)，第二雙作用伺服液壓缸(24)固定在所述基架(40)上，過(guò)渡板(23)固定在第二雙作用伺服液壓缸(24)的伸縮端上，至少三根沿圓周面均布的支桿(22)的一端均與過(guò)渡板(23)鉸接，在另一端上分別鉸接有一塊定位筋板(21)，定位筋板(21)的底端均與所述定位環(huán)板(30)鉸接，處于工作狀態(tài)時(shí)，第二雙作用伺服液壓缸(24)伸出，從而帶動(dòng)所有定位筋板(21)向外展開(kāi)并鎖緊在所述升降模塊(10)的頂部與所述定位環(huán)板(30)之間，從而形成所述待焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，第二雙作用伺服液壓缸(24)下降，從而帶動(dòng)所有定位筋板(21)向內(nèi)收縮至設(shè)定位置。
5.如權(quán)利要求4所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述升降模塊(10)包括至少一個(gè)第一雙作用伺服液壓缸(14)，第一雙作用伺服液壓缸(14)的伸縮端與定位板(11)相連，至少一個(gè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的一端連接定位板(11)，另一端連接所述基架(40)，第一雙作用伺服液壓缸(14)帶動(dòng)定位板(11)在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向下上升或下降。
6.如權(quán)利要求5所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括過(guò)渡板(23)，在所述定位板(11)上設(shè)有第一直線軸承(12-1)，在過(guò)渡板(23)位于第一直線軸承(12-1)正下方的部分上設(shè)有第二直線軸承(12-2)，導(dǎo)向軸(13)的一端與所述基架(40)固定連接，其另一端穿過(guò)第二直線軸承(12-2)穿入第一直線軸承(12-1)內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述第一直線軸承(12-1)與所述第二直線軸承(12-2)所在位置所成的直線，與所述第一雙作用伺服液壓缸(14)及所述第二雙作用伺服液壓缸(24)與所述定位板(11)連接處所在位置所成的直線相垂直。
8.如權(quán)利要求5所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于在所述定位板(11)邊緣均布有至少三個(gè)楔形槽，楔形槽的數(shù)量與所述定位筋板(21)的數(shù)量相等，且所述楔形槽與所述定位筋板(21)頂端的形狀相配合。
9.如權(quán)利要求8所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述楔形槽的楔角為10度。
10.如權(quán)利要求I所述的一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于所述定位環(huán)板(30)的外輪廓為階梯狀，其中一部分外輪廓與待焊接結(jié)構(gòu)件焊接部分的內(nèi)型面完·全貼合，其內(nèi)輪廓制有均布的凹槽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種支持半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱或環(huán)縫焊接的定位裝置，其特征在于包括位于底部的基架，由基架形成對(duì)升降模塊及伸縮模塊的支撐，在基架的頂部設(shè)有定位環(huán)板，處于工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊向外展開(kāi)，從而在升降模塊的頂部與定位環(huán)板之間形成支撐焊接結(jié)構(gòu)件的定位面，處于非工作狀態(tài)時(shí)，伸縮模塊向內(nèi)收攏，升降模塊的頂部下降至設(shè)定位置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省裝夾時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；本發(fā)明維護(hù)方便，便于檢測(cè)定位面的弧度，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可及時(shí)更換局部零件；本發(fā)明節(jié)省存放空間，易于搬運(yùn)。對(duì)于半球類(lèi)或橢球類(lèi)結(jié)構(gòu)件縱縫焊接，若待焊縱縫增加，定位筋板可在原有基礎(chǔ)上相應(yīng)增加，擴(kuò)大了定位裝置的利用率。
文檔編號(hào)B23K37/04GK102699606SQ20121021999
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者李蓓智, 楊建國(guó), 王莉, 郭立杰 申請(qǐng)人:東華大學(xué)