專利名稱：一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及大型半球形結構件攪拌摩擦焊接領域，特別是涉及ー種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置。
背景技術：
在航空航天領域中大型薄壁鋁合金構件應用十分廣泛。現有生產中，用于大型薄壁鋁合金結構件焊接的專用夾具幾乎都是專用型的，即ー種型號薄壁鋁合金構件配備ー套專用夾具。當結構件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時，往往采取人工調整定位元件的安裝位置，使其與エ件輪廓接觸實現定位。這種方法不僅降低了生產效率，而且調整精度完全依賴于操作者的經驗，因此導致エ件定位往往不可靠，嚴重制約了我國航天運載工具及導彈類產品的生產周期。

發明內容
本發明提供一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置及方法，以解決現有安裝技術中在實現大型薄壁鋁合金結構件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時人工調整定位裝置的安裝缺陷。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，包括自適應定位器、變徑機構及基架，所述基架包括上導向座、下導向座、立柱、襯套及導向軸，所述立柱的一端安裝在下導向座上，另一端安裝有所述上導向座；所述襯套壓配在上導向座和下導向座中，并構成兩支承，所述導向軸安裝在兩支承內；所述的變徑機構包括豎直升降模塊和水平伸縮模塊；所述豎直升降模塊包括雙作用氣缸、連接板及升降板，所述連接板通過雙螺母固緊在雙作用氣缸的輸出軸上，所述升降板位于連接板上，并通過銷釘、螺釘與連接板固定；所述升降板套裝在所述的導向軸上；所述的水平伸縮模塊由多個水平伸縮單元構成；所述水平伸縮單元包括上支承座、推桿、推塊、下支承座及鎖緊彈簧，所述推塊固定在推桿的后端；所述推桿安裝在上支承座和下支承座組成的支承孔內；所述推桿的前端固定有所述自適應定位器；所述的鎖緊彈簧位干支承孔與推桿軸肩之間的環形空間內，并處于受壓狀態；所述下支承座均布在所述下導向座的安裝基面上；所述升降板的外框面呈斜楔形，且外框面上制有T形槽；所述推塊的端部呈T形凸臺狀；所述推塊嵌入在所述升降板外框面的T形槽中。所述自適應定位器包括定位件和銷軸，所述定位件呈凹字形，端部有兩個圓形凸臺。所述導向軸外圓周上分布有四個導向槽，所述導向槽內安裝有內保持架、外保持架和若干個鋼珠，所述鋼珠通過內保持架和外保持架進行隔離。所述推桿呈階梯狀結構；所述支承孔為階梯孔。所述的推桿前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個通孔，所述定位元件通過銷軸安裝在推桿的前端。
所述的升降板的水平截面為八邊形。所述的水平伸縮模塊由八個水平伸縮單元構成；所述水平伸縮單元通過所述下支承座均布在所述下導向座的安裝基面上。所述的下導向座與升降板之間裝有鎖緊彈簧，所述鎖緊彈簧沿所述升降板的圓周方向均布有八個；所述鎖緊彈簧處于受拉狀態。有益效果由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果本發明通過豎直升降模塊實現水平伸縮機構的徑向位置調整；通過水平伸縮機構自動調整自適應定位器的安裝姿態，以適應半球形結構件直徑在一定尺寸范圍內變化時的定位需求，以解決現有安裝技術中在實現大型薄壁鋁合金結構件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時 人工調整定位裝置的安裝缺陷。


圖I是本發明的外形示意圖；圖2是本發明的主剖面圖；圖3是圖2中A向的局部放大圖；圖4是本發明中自適應定位器的局部放大圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進ー步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。如圖I所示，一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，包括自適應定位器10、變徑機構20及基架30。如圖2和圖4所示，本發明的自適應定位器10由定位件11和銷軸12組成，定位件11呈凹字形狀，端部有兩個半球形凸臺。如圖I和圖2所示，變徑機構20包括豎直升降模塊21和水平伸縮模塊22。其中，豎直升降模塊21由雙作用氣缸211、連接板212、升降板213及彈簧214組成，連接板212通過雙螺母固緊在雙作用氣缸211的輸出軸上，升降板213位于連接板212之上，通過銷釘、螺釘與連接板212相連接。同時，升降板213套裝在基架30中的導向軸35上。升降板213的外輪廓在水平面內呈八邊形(即水平截面呈八邊形)，在豎直面呈斜楔形，且斜楔面上制有T形槽。水平伸縮模塊22由8個水平伸縮單元220構成，水平伸縮單元220由上支承座221、推桿222、推塊223、下支承座224及鎖緊彈簧225組成，推塊223通過螺紋固定在推桿222的后端；推桿222呈階梯狀，安裝在上支承座221和下支承座224組成的階梯孔內；鎖緊彈簧225位于階梯孔與推桿222軸肩之間的環形空間內，并處于受壓狀態，以確保自適應定位器10始終與エ件內表面接觸。水平伸縮單元220通過下支承座224均布在基架30中下導向座32的安裝基面上，并通過推塊223嵌入在豎直升降模塊21的升降板213的外框中。如圖3所示，推塊223的端部呈T形凸臺狀，并嵌在升降板213的T形槽內滑移。如圖2所示，推桿222前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個通孔，定位元件11通過銷軸12安裝在推桿222的前端。如圖2所示，基架30由上導向座31、下導向座32、立柱33、襯套34及導向軸35組成，襯套34壓配在上導向座31和下導向座32中，并構成兩支承以安裝導向軸35。其中，導向軸35外圓周上分布有四個導向槽，槽內安裝有內保持架351、外保持架352和若干個鋼珠353，并且鋼珠353通過內保持架351、外保持架352進行隔離。下導向座32與升降板213之間裝有彈簧214，并沿圓周方向均布八個；彈簧214處于受拉狀態，以確保推塊223始終與升降板213導向槽的某個固定邊接觸。該裝置的使用方法具體如下雙作用氣缸211的活塞桿向下運動時，連接板212帶動升降板213向下運動，在升降板213楔形面的作用下，推塊223沿著楔形導向槽滑移，并推動推桿222沿著上支承座221和下支承座224形成的導向孔方向，向外運動，直至自適應定位器10中的定位件11與半球形結構件的內壁接觸，以適應半球形結構件圓周直徑變大的定位需求。同理，雙作用氣缸211的活塞桿向上運動時，連接板212帶動升降板213向上運動，在升降板213楔形面的作用下，推塊223沿著楔形導向槽滑移，在T型槽/凸臺連接副和彈簧225的雙重作用下，推桿222沿著上支承座221和下支承座224形成的導向孔方向，向內側運動，直至自適應定位器10中的定位件11與半球形結構件的內壁接觸，以適應半球形結構件圓周直徑變小的定位需求。
權利要求
1.一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，包括自適應定位器(10)、變徑機構(20)及基架(30)，其特征在于，所述基架(30)包括上導向座(31)、下導向座(32)、立柱(33)、襯套(34)及導向軸(35)，所述立柱(33)的一端安裝在下導向座(32)上，另一端安裝有所述上導向座(31);所述襯套(34)壓配在上導向座(31)和下導向座(32)中，并構成兩支承，所述導向軸(35)安裝在兩支承內；所述的變徑機構(20)包括豎直升降模塊(21)和水平伸縮模塊(22);所述豎直升降模塊(21)包括雙作用氣缸(211)、連接板(212)及升降板(213)，所述連接板(212)通過雙螺母固緊在雙作用氣缸(211)的輸出軸上，所述升降板(213)位于連接板(212)上，并通過銷釘、螺釘與連接板(212)固定；所述升降板(213)套裝在所述的導向軸(35)上；所述的水平伸縮模塊(22)由多個水平伸縮單元(220)構成；所述水平伸縮單元(220)包括上支承座(221)、推桿(222)、推塊(223)、下支承座(224)及鎖緊彈簧(225 )，所述推塊(223 )固定在推桿(222 )的后端；所述推桿(222 )安裝在上支承座(221)和下支承座(224)組成的支承孔內；所述推桿(222)的前端固定有所述自適應定位器(10);所述的鎖緊彈簧(225)位干支承孔與推桿(222)軸肩之間的環形空間內，并處于受壓狀態；所述下支承座(224)均布在所述下導向座(32)的安裝基面上；所述升降板(213)的外框面呈斜楔形，且外框面上制有T形槽；所述推塊(223)的端部呈T形凸臺狀；所述推塊(223)嵌入在所述升降板(213)外框面的T形槽中。
2.根據權利要求I所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述自適應定位器(10)包括定位件(11)和銷軸(12)，所述定位件(11)呈凹字形，端部有兩個圓形凸臺。
3.根據權利要求I所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述導向軸(35)外圓周上分布有四個導向槽，所述導向槽內安裝有內保持架(351)、外保持架(352)和若干個鋼珠(353)，所述鋼珠(353)通過內保持架(351)和外保持架(352)進行隔離。
4.根據權利要求I所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述推桿(222)呈階梯狀結構；所述支承孔為階梯孔。
5.根據權利要求2所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的推桿(222)前端的端部制有一字型缺ロ，圓周方向制有一個通孔，所述定位元件(11)通過銷軸(12)安裝在推桿(222)的前端。
6.根據權利要求I所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的升降板(213)的水平截面為八邊形。
7.根據權利要求6所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的水平伸縮模塊(22)由八個水平伸縮單元(220)構成；所述水平伸縮單元(220)通過所述下支承座(224)均布在所述下導向座(32)的安裝基面上。
8.根據權利要求7所述的用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置，其特征在于，所述的下導向座(32)與升降板(213)之間裝有鎖緊彈簧(214)，所述鎖緊彈簧(214)沿所述升降板的圓周方向均布有八個；所述鎖緊彈簧(214)處于受拉狀態。
全文摘要
本發明涉及一種用于半球形結構件環縫焊接的定位裝置。該裝置包括自適應定位器、變徑機構及基架，基架的導向軸上安裝有豎直升降模塊，在升降板的外框上圓周均布有水平伸縮機構，并空間排列成圓弧狀，自適應定位器位于水平伸縮機構的前端，并通過銷軸相連。該裝置通過升降板實現水平伸縮機構的徑向位置調整；通過水平伸縮機構自動調整自適應定位器的安裝姿態，以適應半球形結構件直徑在一定尺寸范圍內變化時的定位需求，以解決現有安裝技術中在實現大型薄壁鋁合金結構件輪廓尺寸、形狀誤差等較大時人工調整定位裝置的安裝缺陷。
文檔編號B23K20/26GK102642080SQ20121014748
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月11日 優先權日2012年5月11日
發明者丁玲龍, 張華德, 楊建國, 王慶霞, 王莉 申請人:東華大學