[发明专利]定位夹具及贮箱箱底环缝焊接设备

说明书

技术领域

本发明涉及火箭贮箱焊接自动化领域，尤其涉及一种定位贮箱箱底的圆环和型材框的定位夹具及具有该定位夹具的贮箱箱底环缝焊接设备。

背景技术

运载火箭的箭体结构主要由推进剂贮箱、铆接舱段、整流罩等部分构成。其中，推进剂贮箱（简称贮箱）是一种大尺寸、薄壁高强铝合金焊接结构，作为运载火箭的主承力结构，是箭体结构中最大的结构部件和影响运载火箭安全性和可靠性的关键部件，占火箭总质量的60%、全箭长度的2/3。

贮箱又由贮箱箱底和筒段装焊而成：筒段由壁板拼焊而成；火箭的贮箱箱底由瓜瓣、顶盖、型材框拼焊而成；其中6个瓜瓣通过6个纵缝焊接后形成圆环，圆环的底部与型材框通过环缝焊接，圆环的顶部与顶盖也通过环缝焊接。

由于贮箱箱底为旋转椭球面，共有纵缝6条，环缝2条，材料是2A14铝合金，为大型薄壁构件，与黑色金属相比，2A14铝合金材料热应力大，焊接后容易变形，所以要把箱底各个零件焊接成一整体时，一定要定位可靠、装夹牢固，才能把焊接变形控制在允许范围内，因此焊接工装困难。在焊接过程中要求定位夹具具有良好的刚性，焊缝的焊接边必须可靠固定，准确对齐，不许出现错边及明显变形等现象。然而，目前大型钢结构自动化焊接设备主要包括立缝、横缝、角缝自动焊接操作机，这些设备都无法直接应用于贮箱的焊接。

有鉴于此，有必要对现有的定位夹具及贮箱箱底环缝焊接设备予以改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种定位贮箱箱底的圆环和型材框的定位夹具及具有该定位夹具的贮箱箱底环缝焊接设备。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于贮箱箱底环缝焊接时定位贮箱箱底的圆环和型材框的定位夹具，包括呈环状的基座、固定于所述基座上且从内侧定位所述圆环和所述型材框的模胎、从圆环外侧压紧所述圆环的第一压紧组件以及从所述型材框外侧压紧所述型材框的第二压紧组件；所述模胎包括固定于所述基座上用于定位所述型材框的下模胎、位于所述下模胎上方用于定位所述圆环的瓜瓣模胎；所述第一压紧组件包括从外侧套于所述圆环上的第一压环、作用于所述第一压环上以使得所述第一压环将所述圆环紧压于所述模胎上的第一压紧机构；所述第二压紧组件包括从外侧套于所述型材框上的第二压环、作用于所述第二压环上以使得所述第二压环将所述型材框紧压于所述模胎上的第二压紧机构、从外侧向内压紧所述型材框的第三压紧机构；所述第一压紧机构、第二压紧机构和第三压紧机构固定于所述基座上且位于所述模胎外侧；所述第二压紧机构包括固定于所述基座上的第二气缸座、位于所述第二气缸座上的第二气缸、枢转连接于所述第二气缸座上的第二压臂；所述第二气缸的第二气缸杆驱动所述第二压臂相对于所述第二气缸座枢转，进而使得所述第二压臂压紧所述第二压环。

作为本发明的进一步改进，所述下模胎与所述瓜瓣模胎之间呈台阶设置，且所述下模胎的顶端直径大于所述瓜瓣模胎底端的直径。

作为本发明的进一步改进，所述第一压环包括可紧密贴合在所述圆环表面的第一卡箍圈、自第一卡箍圈顶端向外凸伸的第一压圈、位于所述第一压圈下方用于向上支撑所述第一压圈的环形的支撑圈、间隔设置于所述第一卡箍圈上以从下侧支撑所述支撑圈的若干支撑块。

作为本发明的进一步改进，所述第一压紧机构包括第一气缸座、固定于所述第一气缸座内的第一气缸、固定于所述第一气缸座上的支撑板、位于所述支撑板背离所述第一气缸座一侧面上的连接块、与所述连接块靠近所述第一气缸的第一气缸杆一侧枢转连接的第一压臂、与所述连接块朝背离所述支撑板的一侧凸伸的凸块枢转连接的连接杆、设于所述连接杆上用于控制所述第一压臂枢转角度的限制块；所述连接杆与所述第一气缸杆连接，所述第一气缸杆可驱动所述连接杆相对所述连接块枢转；所述支撑板固定于所述基座上。

作为本发明的进一步改进，所述第一压紧机构包括第一气缸座、固定于所述第一气缸座内的第一气缸、固定于所述第一气缸座上的滑套、固定于所述滑套上的支撑腿、与所述支撑腿远离所述滑套一端连接且朝向所述第一气缸的第一气缸杆延伸的支撑板、位于所述支撑板背离所述支撑腿一侧面上的连接块、与所述连接块靠近所述第一气缸杆的一侧枢转连接的第一压臂、从两侧夹住所述连接块靠近所述第一气缸杆的一侧朝背离所述支撑板的一侧凸伸的三角状的凸块且与所述凸块枢转连接的呈L状的连接杆、设于所述连接杆上用于控制所述第一压臂枢转角度的限制块。

作为本发明的进一步改进，所述第二压环包括可紧密贴合在所述型材框外表面的第二卡箍圈、自第二卡箍圈顶端向外凸伸的第二压圈。