CN112192127B - 一种装配焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配焊接装置，包括底座；底座为环形盘状，底座内径小于机匣内径，底座上设置有弧形支座和两个定位轴；弧形支座高度等于旁通匣下壁板与机匣底端距离，弧形支座顶面为平面，弧形支座内圆和底座内孔同心；旁通匣上壁板和下壁板之间设置有支撑柱，支撑柱位于弧形支座上方，支撑柱长度等于上壁板和下壁板的间距；两个定位轴与旁通匣两个法兰孔位置对应，定位轴长度大于旁通匣上壁板与机匣底端距离，定位轴伸入法兰孔中，定位轴顶端超出法兰孔顶端，定位轴上固定有定距环，定距环位于上壁板和下壁板之间，定距环直径大于法兰孔直径。能够在旁通匣焊接时，对其上壁板和下壁板实现精确定位和有效支撑。

Description

一种装配焊接装置

技术领域

本发明属于发动机机匣旁通匣的装配焊接领域，涉及一种装配焊接装置。

背景技术

某发动机低压压气机机匣，在其靠近大端面圆周面上有两个旁通匣。在旁通匣的加工过程中，焊接壁板时，由于焊接区域弧线长，壁板较薄容易翘曲，且上、下壁板轴向、角向定位及壁板内孔上下两侧法兰定心、同心很难保证。使用原焊接工装对零件防变形控制效果不明显，并且因为工装结构不合理造成安装和拆卸困难，焊接时基准定位难以实现，壁板定位焊周期长达24～30小时左右，焊接后零件的轴向尺寸难以保证，壁板轴向尺寸屡次超差，严重影响了该类机匣的加工质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种装配焊接装置，能够在旁通匣焊接时，对其上壁板和下壁板实现精确定位和有效支撑。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种装配焊接装置，包括底座；底座为环形盘状，底座内径小于机匣内径，机匣靠近旁通匣的一端为底端，旁通匣靠近机匣底端一侧为旁通匣下壁板，底座上设置有弧形支座和两个定位轴；弧形支座高度等于旁通匣下壁板与机匣底端距离，弧形支座顶面为平面，弧形支座内圆和底座内孔同心；旁通匣上壁板和下壁板之间设置有支撑柱，支撑柱位于弧形支座上方，支撑柱长度等于上壁板和下壁板的间距；两个定位轴与旁通匣两个法兰孔位置对应，定位轴长度大于旁通匣上壁板与机匣底端距离，定位轴伸入法兰孔中，定位轴顶端超出法兰孔顶端，定位轴上固定有定距环，定距环位于上壁板和下壁板之间，定距环直径大于法兰孔直径。

优选的，定位轴上滑动连接有上连接板和下连接板，上连接板和下连接板直径大于法兰孔直径，上连接板和下连接板之间通过螺栓连接。

进一步，上连接板底面和下连接板顶面均设置有台阶面，台阶面直径与法兰孔两端的法兰内径相同。

进一步，上连接板的台阶面和下连接板的台阶面均分割为四段同心圆弧面。

进一步，定位轴上固定有定位环，定位环与底座的距离等于下壁板与机匣底端距离。

优选的，底座上设置有多个支撑杆，支撑杆上设置有G型夹，G型夹夹头朝向底座内孔，G型夹夹头底端与底座距离小于下壁板与机匣底端距离。

进一步，旁通匣上壁板和下壁板之间设置有定距块，定距块位于G型夹夹头之间，定距块长度等于上壁板和下壁板的间距。

进一步，G型夹与支撑杆铰接，能够绕支撑杆轴线转动。

优选的，底座顶面内孔边沿设置有多个定位块，定位块通过键与底座连接，定位块上设置有第一腰孔，第一腰孔长度方向为底座径向，定位块朝向底座圆心一端设置有方形止口，定位块与底座间距为机匣底端法兰安装边的厚度。

优选的，底座顶面内孔边沿设置有多个压板，压板上设置有第二腰孔，第二腰孔长度方向为底座径向，压板通过螺钉穿过第二腰孔与底座连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述装配焊接装置，底座对机匣进行支撑，弧形支座对旁通匣的下壁板进行轴向位置限位及支撑，支撑柱对上壁板进行轴向位置限位及支撑，并保证上壁板和下壁板的间距，定位轴上的定距环实现焊接时上壁板和下壁板的定距和支撑，实现了对上壁板和下壁板的精确定位和有效支撑，有效控制其焊接扭曲变形。

进一步，上连接板和下连接板对上壁板和下壁板能够贴合设置，能够减少上连接板和下连接板的焊接扭曲变形。

进一步，台阶面与法兰配合，保证了上壁板和下壁板法兰的同心要求。

进一步，将台阶面分割为四段同心圆弧面来定心支撑，从而方便将上连接板和下连接板从法兰中取出。

进一步，实现下连接板的轴向位置的准确定位，使用时拉紧螺栓，使得下连接板的大台阶面贴紧定位环。

进一步，通过设置G型夹和定距块，能够对旁通匣进行有效支撑和限位。

进一步，定位块在键上活动，从而对机匣底端法兰安装边进行固定，实现对机匣的角向限位。

进一步，压板在底座上活动，从而对机匣进行径向限位。

附图说明

图1为本发明的机匣和旁通匣结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的俯视图；

图4为本发明的图3的A-A截面图；

图5为本发明的图3的B-B截面图；

图6为本发明的与机匣装配后示意图；

图7为本发明的底座结构示意图；

图8为本发明的定位装置结构示意图；

图9为本发明的弓形夹紧装置结构示意图；

图10为本发明的定位块俯视图；

图11为本发明的定位块侧视图；

图12为本发明的键的截面图；

图13为本发明的键的俯视图；

图14为本发明的支座俯视图；

图15为本发明的支座截面图；

图16为本发明的支撑杆结构示意图；

图17为本发明的支块结构示意图；

图18为本发明的定位轴俯视图；

图19为本发明的定位轴截面图；

图20为本发明的上连接板截面图；

图21为本发明的上连接板俯视图；

图22为本发明的下连接板截面图；

图23为本发明的下连接板俯视图；

图24为本发明的转动垫圈结构示意图；

图25为本发明的定位环截面图；

图26为本发明的定位环俯视图；

图27为本发明的定距环结构示意图；

图28为本发明的定距环俯视图；

图29为本发明的压板截面图；

图30为本发明的压板俯视图；

图31为本发明的定距块结构示意图。

其中：1-底座；2-定位块；3-键；4-支座；5-支撑杆；6-支块；7-定位轴；8-上连接板；9-下连接板；10-转动垫圈；11-定位环；12-定距环；13-等长双头螺柱；14-弧形支座；15-压板；16-定距块；17-上壁板；18-下壁板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1所示，为发动机机匣及旁通匣结构示意图，中间圆筒形部件为机匣，机匣周面上突出部位为旁通匣。以机匣靠近旁通匣的一端端面为机匣底端，以机匣底端为基准建立装配焊接装置轴向定位面，旁通匣靠近机匣底端一侧为旁通匣下壁板18，旁通匣远离机匣底端一侧为旁通匣上壁板17。

如图2和图3所示，为本发明所述的装配焊接装置，包括底座1、弧形支座14、压板15、定位块2、定位装置和弓形夹紧装置。

如图7所示，底座1为环形盘状，装配焊接装置轴向定位面为底座1环形底盘的内孔端面；底座1外圆端面上，沿机匣外壁，在壁板焊接区域均布两个弧形支座14，弧形支座14高度等于旁通匣下壁板18与机匣底端距离，弧形支座14顶面为平面，弧形支座14内圆和底座1内孔同心，实现旁通匣下壁板18的轴向定位和支撑。使用时底座1内孔端面与机匣大端面接触，底座1圆弧顶面与旁通匣下壁板18底面接触，通过保证环形底座1内孔端面与弧形支座14上端面轴向位置尺寸来实现旁通匣焊接轴向尺寸的控制。旁通匣上壁板17和下壁板18之间设置有支撑柱，支撑柱位于弧形支座14上方，支撑柱长度等于上壁板17和下壁板18的间距。

如图4所示，定位块2通过键3与底座1连接；如图12和图13所示，键3两端设置有螺孔；如图10和图11所示，定位块2上设置有第一腰孔，第一腰孔长度方向为底座1径向，定位块2朝向底座1圆心一端设置有方形止口，定位块2与底座1间距为机匣底端法兰安装边的厚度。如图6所示，使用时机匣底端的水平法兰安装边镶嵌在方形止口内，确定机匣的角向位置。控制机匣与底座1的角向定位。

在底座1外环端面沿圆周设计四处可径向移动的压板15，如图29和图30所示，压板15上设置有第二腰孔，第二腰孔长度方向为底座1径向，压板15通过螺钉穿过第二腰孔与底座1连接，如图6所示，在机匣端面和角向安装找正到位后，对机匣进行径向限位，将机匣固定在底座1上。

如图5和图6所示，在底座1上的设计安装定位装置，保证上壁板17和下壁板18法兰内孔定位、同心及轴向定位，并实现轴向和径向支撑。

如图8所示，定位装置由定位轴7、上连接板8、下连接板9、定位环11、定距环12以及转动垫圈10和等长双头螺柱13等构成。

如图18和图19所示，定位轴7采用焊接件，由底座1和轴焊接组成，装配在底座1上的两处定位孔处，两个定位轴7与旁通匣两个法兰孔位置对应，定位轴7长度大于旁通匣上壁板17与机匣底端距离，定位轴7伸入法兰孔中，定位轴7顶端超出法兰孔顶端，保证上壁板17和下壁板18的角向定位。

如图20-23所示，上连接板8和下连接板9设计为台阶状圆柱块，其内孔与定位轴7配合，可上下滑动。上连接板8和下连接板9设计为台阶状，大台阶面对壁板实现轴向定位和支撑，小台阶外圆与法兰配合实现壁板的角向定位，并与壁板孔两侧的法兰内孔配合，保证了上下壁板18法兰孔的同心要求。并将上连接板8的台阶面和下连接板9的台阶面均分割为四段同心圆弧面来定心支撑，解决了之前完整圆柱面定位焊接后拆卸难的问题。如图24所示，上连接板8上设置有转动垫圈10，上连接板8和下连接板9采用等长双头螺柱13连接。

如图25和图26所示，定位环11固定在定位轴7上，实现下连接板9的轴向位置的准确定位，使用时拉紧等长双头螺柱13，使得下连接板9的大台阶面贴紧定位环11。使得此处下壁板18的轴向位置与底座1处壁板轴向位置在同一高度。

如图27和图28所示，定距环12为圆环形，上面设计有减重孔，其高度值为上壁板17和下壁板18的轴向位置距离，定距环12直径大于法兰孔直径，其作用在于实现焊接时上下壁板18圆孔处的定距和支撑。在定距环12上设计一处小缺口，使得圆环能够水平穿过定位轴7，便于定距环12的安装和拆卸。

如图4和图6所示，沿着壁板在机匣外圆的焊接区域，在底座1上设计安装四个弓形夹紧装置，如图9所示，弓形夹紧装置由支撑杆5，支座4，定距块16，上支块6、下支块6以及衬套、垫圈、和螺母等组成。弓形夹紧装置的上支块6和下支块6可以绕着支撑杆5旋转，方便零件安装与拆卸。如图14和图15所示，支撑杆5连接支座4，支座4竖直设置有加劲肋；支撑杆5如图16所示，支撑杆5上设置有G型夹，G型夹夹头朝向底座1内孔，G型夹夹头底端与底座1距离小于下壁板18与机匣底端距离。旁通匣上壁板17和下壁板18之间设置有定距块16，定距块16位于G型夹夹头之间，如图31所示，定距块16长度等于上壁板17和下壁板18的间距。支撑杆5上轴承连接有两个支块6，支块6如图17所示，焊接时可以旋转两个支块6避开焊缝，找到适合的支撑压紧位置后，将定距块16放置在相应的位置，将其余的定距块16沿壁板周向均匀放置在上下壁板18之间，并安装G型夹，拧紧螺母，上紧G型夹，完成了上下壁板18的定位和支撑。通过若干定距块16、和两处定距环12保证上壁板17的焊接位置。

本发明使用底座1、定位装置、弓形夹装置建立了起了机匣和旁通匣的焊接定位基准、支撑保障。使用该装置实现了机匣外壁上旁通匣焊接前一次性完整定位，有力控制其焊接过程的扭曲变形，全面提高了该旁通匣的焊接质量，该装置安装和拆卸操作简捷，大幅减少零件加工周期。本专利解决了旁通匣焊接相对位置保证及焊接变形控制难题，可推广应用于同类似零件的焊接加工。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配焊接装置，其特征在于，包括底座（1）；底座（1）为环形盘状，底座（1）内径小于机匣内径，机匣靠近旁通匣的一端为底端，旁通匣靠近机匣底端一侧为旁通匣下壁板（18），底座（1）上设置有弧形支座（14）和两个定位轴（7）；弧形支座（14）高度等于旁通匣下壁板（18）与机匣底端距离，弧形支座（14）顶面为平面，弧形支座（14）内圆和底座（1）内孔同心；旁通匣上壁板（17）和下壁板（18）之间设置有支撑柱，支撑柱位于弧形支座（14）上方，支撑柱长度等于上壁板（17）和下壁板（18）的间距；两个定位轴（7）与旁通匣两个法兰孔位置对应，定位轴（7）长度大于旁通匣上壁板（17）与机匣底端距离，定位轴（7）伸入法兰孔中，定位轴（7）顶端超出法兰孔顶端，定位轴（7）上固定有定距环（12），定距环（12）位于上壁板（17）和下壁板（18）之间，定距环（12）直径大于法兰孔直径。

2.根据权利要求1所述的装配焊接装置，其特征在于，定位轴（7）上滑动连接有上连接板（8）和下连接板（9），上连接板（8）和下连接板（9）直径大于法兰孔直径，上连接板（8）和下连接板（9）之间通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的装配焊接装置，其特征在于，上连接板（8）底面和下连接板（9）顶面均设置有台阶面，台阶面直径与法兰孔两端的法兰内径相同。

4.根据权利要求2所述的装配焊接装置，其特征在于，上连接板（8）的台阶面和下连接板（9）的台阶面均分割为四段同心圆弧面。

5.根据权利要求2所述的装配焊接装置，其特征在于，定位轴（7）上固定有定位环（11），定位环（11）与底座（1）的距离等于下壁板（18）与机匣底端距离。

6.根据权利要求1所述的装配焊接装置，其特征在于，底座（1）上设置有多个支撑杆（5），支撑杆（5）上设置有G型夹，G型夹夹头朝向底座（1）内孔，G型夹夹头底端与底座（1）距离小于下壁板（18）与机匣底端距离。

7.根据权利要求6所述的装配焊接装置，其特征在于，旁通匣上壁板（17）和下壁板（18）之间设置有定距块（16），定距块（16）位于G型夹夹头之间，定距块（16）长度等于上壁板（17）和下壁板（18）的间距。

8.根据权利要求6所述的装配焊接装置，其特征在于，G型夹与支撑杆（5）铰接，能够绕支撑杆（5）轴线转动。

9.根据权利要求1所述的装配焊接装置，其特征在于，底座（1）顶面内孔边沿设置有多个定位块（2），定位块（2）通过键（3）与底座（1）连接，定位块（2）上设置有第一腰孔，第一腰孔长度方向为底座（1）径向，定位块（2）朝向底座（1）圆心一端设置有方形止口，定位块（2）与底座（1）间距为机匣底端法兰安装边的厚度。

10.根据权利要求1所述的装配焊接装置，其特征在于，底座（1）顶面内孔边沿设置有多个压板（15），压板（15）上设置有第二腰孔，第二腰孔长度方向为底座（1）径向，压板（15）通过螺钉穿过第二腰孔与底座（1）连接。

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