[实用新型]一种飞机地板类零件搅拌摩擦焊柔性装夹装备

说明书

本申请公开了一种飞机地板类零件搅拌摩擦焊柔性装夹装备，其结构主要包含焊接平台、摆臂组件、正向压紧组、侧向压紧组、长向挡件、长向压紧件、滑轨、焊接垫板、侧向基准、工艺板转接件等；使用时，摆臂组件带动正向压紧组平移运动以适应焊缝位置在焊接平台宽度方向的变化，侧向压紧组的压紧液缸带动压紧基板和压紧件沿焊接平台宽度做平移运动。

技术领域

本申请涉及飞机装备制造技术领域，特别是一种飞机底板类零件搅拌摩擦焊零件的柔性装夹装备。

背景技术

搅拌摩擦焊是利用工件端面相互运动、相互摩擦所产生的热，使端部达到热塑性状态，然后迅速顶锻完成焊接的一种方法，摩擦焊可以方便地连接包括金属、部分金属基复材、陶瓷及塑料等同种或异种材料。搅拌摩擦焊具有是焊后组织变化小、焊接热影响小、残余应力低、无需添加焊接辅料、不易变形、焊接强度好等优点，其也有必须刚性定位、修补困难、焊速不高、搅拌头磨损快、需要有焊接垫板等缺点。

采用搅拌摩擦焊焊接的零件焊接部位的材料物理强度基本和原材料差不多(＞90％原材下限强度)，但是与其它焊接方式稍有不同的是，由于搅拌摩擦焊方法主要采用摩擦力进行零件焊接，其在焊头顶向和前向力很大，在侧向也有较大的焊接力(相对前向较小)，这就要求对被焊零件的装夹非常紧固，需要足够的对正向压紧和侧向压紧的力来克服焊接前向力和侧向力。

搅拌摩擦焊在飞机、汽车、火箭制造中的一些具有筒类、板类特征零件方面的焊接逐渐开展大量应用，在欧美发达国家，很多具有曲面特征的飞机金属壁板均采用搅拌摩擦焊焊接，甚至有的机身大部件整个筒段都是采用搅拌摩擦焊焊接而成。飞机地板是一种上部平整、中间长空腔、下部支出的类似“┬┬”的结构，如果把地板翻转180°放置，就形成了“┴┴”结构，这种结构下表面完全平整，非常适合采用搅拌摩擦焊焊接。但是单块飞机地板由好几块窄地板拼焊而成，相应就会有多条焊缝，怎样在保证焊接定位精度和经济性的情况下适应多焊缝焊接是装备研制的关键技术点。

申请内容

本申请的目的是提供一种飞机地板类零件搅拌摩擦焊柔性装夹装备，该装备结构可以适用于各类飞机地板类零件在采用搅拌摩擦焊时的装夹，其正向柔性结构可适应所有具有平行线特征的压紧。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种飞机地板类零件搅拌摩擦焊柔性装夹装备，包括焊接平台、摆臂组件、正向压紧组、侧向压紧组、滑轨、侧向基准；摆臂组件按大于摆转半径的间距均匀安装在焊接平台上表面宽度方向两侧；正向压紧组沿焊接平台长度方向均布，其两端通过导轨固定在焊接平台上，摆臂组件端头与正向压紧组形成滑动连接；侧向压紧组沿焊缝一侧镶嵌在焊接平台下方；侧向基准固定在焊接平台长度方向一侧，侧向压紧组设置在侧向基准的相对位置处；驱动机构驱动摆臂组件偏转，带动正向压紧组沿焊接平台宽度方向在滑轨上做平移运动，以适应不同零件焊接时焊缝的位置变化，正向压紧组向下运动将压紧对象固定在焊接平台表面，侧向压紧组将压紧对象推至侧向基准并固定。

其中摆臂组件由摆臂、减速转盘、双叉接头组成，摆臂一端为圆柱转杆结构，其下端为连接法兰结构，另一端为由方管、板组焊而成的悬臂梁结构，摆臂一端通过法兰结构与减速转盘通过螺钉连接，另一端端头与双叉接头通过螺钉连接；正向压紧组由压紧箱梁、压紧汽缸、直线宽轨、三耳接头组成，压紧箱梁为多段中空箱梁结构组合而成，压紧汽缸安装在压紧箱梁箱体中，压紧汽缸压紧头部朝下伸出压紧箱梁，直线宽轨按照长向安装在压紧箱梁侧边，三耳接头则侧向安装在直线宽轨的导轨副上，三耳接头在直线宽轨上沿长向滑动，安装时三耳接头行程必须大于在摆臂组件摆转半径；侧向压紧组由压紧基板、压紧液缸、压紧件组成，压紧基板下部与压紧液缸伸出轴连接，压紧基板上部与压紧件贴合安装，压紧件为采用材料硬度小于焊接材料硬度的长方体板；正向压紧组的侧向三耳接头与摆臂组件的双叉接头通过转轴连接形成转动轴心。

本申请的优点在于利用了旋转运动与直线运动的转换原理，通过较小的成本实现了在一台装备上完成多焊缝的自动化装夹和焊接，对可飞机地板类零件的柔性装夹具有普遍适用性。