[发明专利]大直径薄壁件激光焊接机夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种夹具，特别涉及一种大直径薄壁件激光焊接机夹具。

背景技术

核电是重要的清洁能源之一，多数发达国家已经将核能作为电力的主要能源。核电站的核岛主要由核反应堆、核主泵、蒸汽发生器和稳压器四部分组成。核主泵按结构划分为屏蔽式泵和轴密封式两类。屏蔽式核主泵的定子和转子被包裹在耐腐蚀的屏蔽套内，其主要作用是用来防止转子铜条和定子绕组与反应堆冷却剂接触。屏蔽套分为定子屏蔽套和转子屏蔽套。定子屏蔽套是保护定子的绕组绝缘，转子上的屏蔽套是将转子铜条与系统隔离开来，并减少铜在其他区域出现。屏蔽套材料为耐腐蚀非磁性金属哈氏合金，为了保证电机具有高性能，并尽量减少屏蔽套内的涡流损耗，屏蔽套应越薄越好，同时考虑电机效率和转子刚度要求，应该选择合适的细长比。定子屏蔽套厚度0.381mm，直径600mm，长度2000mm。屏蔽套式典型的大长径比超薄壁高精度部件，屏蔽套与转子装配时必修在10秒内高精度热套完成，加工和装配难度极大。目前没有一套成熟可行的屏蔽套加工设备，完全依靠进口。由于试件为超薄大长径比件，形状特殊，并且激光焊接要求焊接接头的装配精度极高，目前，市场上的激光焊接机均不满足使用要求。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种对焊不咬边、焊接精度高、节约材料的大直径薄壁件激光焊接机夹具。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：大直径薄壁件激光焊接机夹具，包括支撑定位部分、对缝机构和夹紧机构，支撑定位部分包括固定架和设在固定架上的夹具体，夹具体两端的左右两侧均设有一块用于支撑大直径薄壁件的弧形板，夹具体顶部沿长度方向开设有安装槽，安装槽底部设有垫板，垫板上设有两块垫铁，垫铁上表面为内高外低的斜面，垫铁上表面与水平面的夹角为3°，两块垫铁之间形成一道通气槽，两块垫铁的相同一端分别设有定位块和定位钉，其中一块垫铁上设有与定位钉同一端的吸盘挡块；

对缝机构包括均设在通气槽内的主对缝器和辅助对缝器，主对缝器和辅助对缝器的构造相同，主对缝器和辅助对缝器均包括气缸、精密直线轴承、压板和对缝体，压板和对缝体位于通气槽内并通过螺钉连接，气缸设在固定架上，气缸上端的活塞杆穿过夹具体并与压板下表面连接传动，对缝体两端分别通过一个精密直线轴承与垫板滑动连接，压板和对缝体的侧部分别设有行程挡块，两块垫铁相对侧的侧部分别设有一道与行程挡块配合的行程槽，主对缝器的压板和对缝体之间的上侧设有一块凸出于压板上表面的定位板，垫板上垂直设有导向孔，压板底面设有滑动配合在导向孔内的导向柱；

夹紧机构位于支撑定位机构上方。

所述夹紧机构包括框架和设在框架下方的电磁吸盘架，框架内上部通过上吊环连接有弹簧平衡器，弹簧平衡器下部设有连杆，连杆下端通过下吊环与电磁吸盘架连接，框架底面设有永磁铁，电磁吸盘架上设有电磁吸盘，电磁吸盘架上侧设有一道滑槽，下吊环滑动连接在滑槽内。

采用上述技术方案，夹紧机构设在机架上部，固定架设在机架的平台上，工件设在支撑定位部分上并位于夹紧机构下方，工件为大直径薄壁件，由弧形板支撑。

夹具体为铸造件。夹具体两侧对称的弧形板对工件起支撑作用，使工件定位时有所支撑，容易调整，因而使定位操作容易进行。

垫板是垫铁、主对缝器和辅助对缝器的等定位装置的安装基础。垫板的中面上钻有安装导向孔，导向柱安装在导向孔中，起到为主对缝器与辅助对缝器的定位导向的作用。垫板在每对导向孔的中间开有矩形通孔，用于通过气缸的活塞，以驱动主对缝器和辅助对缝器上下运动。

两块垫铁是具有斜面的铁条，对称安装在垫板上，两条垫铁的斜面作为定位面来保证安装中的参数θ。两条垫铁中间的空隙为通气槽，通气槽的宽度为30mm，既用来保证安装中的参数H，又起到保护气体通路的作用。垫铁在形成通气槽的侧面开有行程槽，其作用是与对缝机构的行程挡块一同限制主对缝器和辅助对缝器的极限位置。主对缝器和辅助对缝器分别与通气槽在尺寸上呈大间隙配合并加油润滑，保证主对缝器和辅助对缝器平滑升降。

对缝机构为成对使用，其中装有定位板的为主对缝器，没有安装定位板的为辅助对缝器，它们均安装在两块垫铁之间的通气槽内，主对缝器与辅助对缝器上均安装有精密直线轴承，导向柱与垫板上的导向孔配合形成直线运动副，由固定安装在固定架下部的气缸驱动实现上下运动，以完成对缝动作。