[实用新型]用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工装夹具，特别涉及一种用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具。

背景技术

薄壁零件具有重量轻，节约材料，结构紧凑等特点，其在航空工业中的应用已日益广泛，但薄壁结构形状复杂、相对刚度较低，易发生加工变形，难以控制加工精度和达到较高的加工效率。对于本实用新型所述涉及的在内外两个大型薄壁圆锥形筒体之间的环形空间中焊接叶片这一过程更是如此，一方面，要求控制薄壁圆锥筒体本身在焊接后不发生变形、保证环形空间的形状具有高的精确度，另一方面，要求将叶片精确地焊接在环形空间中的特定位置。常规的涨紧焊接夹具对于焊接壁厚度较大，并且对焊接精度要求不高的工件而言是不错的选择，但本实用新型涉及的是在内外两个薄壁圆锥形筒体之间的空腔中精确焊接叶片，由于薄壁工件本身在焊接过程中极其容易发生变形，而且是在内外两个圆锥形薄壁筒体之间的环形空间中进行焊接操作，这还需要考虑到被焊接零件的装、取方式以及焊接工具的可达性，另外，由于该焊接件是应用于航空工业中，因而对焊接精度的要求是非常高的。常规的涨紧夹具操作繁琐，生产效率低下，生产成本过高，无法实现批量化生产，最重要的是不能保证焊缝的质量要求和无法避免焊接收缩变形，且不能保证叶片位置的精确度，因而常规的涨紧焊接夹具不再适合用于焊接本实用新型所涉及的加工对象。

发明内容

针对大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的技术要求和现有焊接工装夹具的技术现状，本实用新型的目的旨在提供一种适用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的全新结构的工装夹具，以保证薄壁环形空间的形状以及叶片焊接位置具有高的精确度，而且操作简单快速，可提高加工生产效率。

本实用新型提供的用于在大型内外薄壁圆锥筒环形空间焊接叶片的工装夹具，其构成包括内外薄壁圆锥筒置于其上的夹具底座、位于内外薄壁圆锥筒之间环形腔内用于限制环形腔焊接收缩变形的第一组件、用于定位两端焊接于内外薄壁圆锥筒壁上的空腔叶片焊接位置的第二组件、和用于轴向限制内外薄壁圆锥筒焊接变形的第三组件，所述第一组件至少有均匀对称设置的四组，每组均由固定在夹具底座上的下支承定位块、与下支承定位块形成向下契入配合的下活动垫块、上活动垫块和与上活动垫块形成向下契入配合的上活动压块构成，所述下支承定位块下部设计有与内外薄壁圆锥筒壁面相配合的内外圆弧面，下支承定位块和下活动垫块相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，上部设计有与位于上方被焊接空腔叶片下部叶形相吻合的含接槽，上活动压块和上活动垫块相互契入配合面为平面，背面为与薄壁圆锥筒壁面相配合的圆弧面，下部设计有与位于下方被焊接空腔叶片上部叶形相吻合的含接槽；所述第二组件由固定于夹具底座上的支架和安装在支架上与空腔叶片异形孔口相配合的定位芯轴构成；所述第三组件由下端安装在夹具底座上的若干支承杆和安装在支承杆上端轴向压紧内外薄壁圆锥筒的压板构成。

为了更好地实现本实用新型的目的，本实用新型还可进一步采取以下技术措施。

上述技术方案中，所述第一组件设计有压紧调节块，其上端作用于第三组件中的压板，下端作用于第一组件中的上活动压块。

上述技术方案中，所述上活动压块设计有用于扣紧上活动垫块上端面的扣紧结构。

上述技术方案中，下支承定位块和下活动垫块同上活动垫块和上活动压块的接合面位于被焊接空腔叶片的中部。

上述技术方案中，所述第一组件中的下支承定位块、下活动垫块、上活动垫块和上活动压块设计有焊接保护气引入流道，所述流道由位于上述块体上的组合结构管孔和位于上述块体弧形面上环绕被焊接空腔叶片焊接位置的组合结构环形槽构成，组合结构管孔通过连接头与气源连接，组合结构环形槽与组合结构管孔相连通。

上述技术方案中，所述第三组件中的压板由轴向压紧外薄壁圆锥筒的环形压板和轴向压紧内薄壁圆锥筒的若干独立压块构成，环形压板通过螺纹副结构安装支承杆上端，独立压块通过螺纹副结构安装在环形压板上。

上述技术方案中，所述压紧调节块上端作用于构成第三组件中的环形压板，下端作用于第一组件中的上活动压块。

上述技术方案中，所述第二组件中的定位芯轴，其与被定位的空腔叶片孔口相配合部分的断面为异形断面，左右两侧面为与空腔叶片孔口相吻合的异形面，上下两侧面为平面；所述定位芯轴上最好设计有用于减轻定位芯轴重量的轴向孔。

上述技术方案中，所述夹具底座设计有定位下支承定位块位置的止口结构，所述下支承定位块通过定位销和螺栓固定安装在夹具底座上。

本实用新型具有以下十分突出有益技术效果：