[發明專利]一種薄壁圓筒防變形內撐工裝

有效

• 申請號: 201911348536.1
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111020130B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 魁國禎;趙清辰;劉麗莉;張武;楊軍;張珊;熊然;王秉祥;楊禮軍;楊波;賀志勇
• 申請（專利權）人: 西安航天動力機械有限公司
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;C21D9/00;B23K37/053
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 慕安榮

一種薄壁圓筒防變形內撐工裝，利用支撐圓盤轉動桿上的方頭與支撐圓盤中心的方孔互相配合，實現支撐圓盤上的支撐圓角在分瓣弧撐內型面上的深度漸變槽內的周向移動；利用分瓣弧撐導向架與分瓣弧撐一側表面導向槽的相互作用，實現分瓣弧撐在圓周直徑方向上的移動。當支撐圓角轉過分瓣弧撐內型面深度漸變槽拐點時，分瓣弧撐外型面與圓筒內型面緊密貼合，圓筒被剛性撐圓，為薄壁圓筒提供足夠的剛性，使其在外表面零件焊接、整體退火等熱加工過程中不會發生變形，從而保證薄壁圓筒在熱加工后的圓度指標滿足設計要求，達到防變形的目的。

技術領域

本發明涉及熱加工工裝裝置技術領域。具體是設計制作了一種應用于薄壁圓筒外表面零件焊接、薄壁圓筒整體熱處理防變形工裝。

背景技術

固體火箭發動機金屬殼體為最大限度減少消極重量，殼體均為薄壁弱剛性結構。根據總體要求，金屬殼體外表面設計有大量外部零件，外部零件焊接在金屬殼體外表面，焊接后為保證焊縫內部成型質量，需要進行退火處理。在這個過程中，外部零件焊接時產生收縮變形，殼體退火時焊接應力及圓筒旋壓應力釋放會導致殼體圓筒變形，最終導致金屬殼體圓筒圓度達不到產品精度要求。

專利CN206355652U公開了一種薄壁管形位公差控制治具，其主要特征在于設計的內撐圓工裝是通過傳動錐形盤上的傳動螺紋作用于滑塊，使滑塊沿徑向移動，從而起到將薄壁管撐圓，在加工過程中減少變形的目的。但這種利用螺紋傳動的工裝，不適宜在熱加工過程中使用，尤其是在整體入爐熱處理過程中，螺紋自身會產生變形，導致工裝在熱處理后極難從薄壁管中取出。專利CN109366052A公開了一種可伸縮的內撐工裝，其主要特征是利用工裝兩端的雙螺旋結構，使工裝兩端的支撐板貼合至圓筒表面實現對圓筒的撐圓。但這種工裝采用的螺紋結構容易在熱處理過程中產生變形，使得工裝拆卸困難。

發明內容

為克服現有技術中存在的熱處理過程中產生變形導致工裝拆卸困難的不足，本發明提出了一種薄壁圓筒防變形內撐工裝。

本發明包括支撐圓盤轉動桿、分瓣弧撐導向架、支撐圓盤和分瓣弧撐。其中所述支撐圓盤轉動桿的圓管插入該分瓣弧撐導向架內，并使該支撐圓盤轉動桿一段的立板位于該分瓣弧撐導向架的端頭固定板外。所述支撐圓盤套裝在支撐圓盤轉動桿另一端的方頭上。所述分瓣弧撐有4塊，分別卡裝在所述支撐圓盤的支撐圓角上。

所述支撐圓盤轉動桿桿身的一端有方形的端板，在該桿身的另一端端頭為方頭。在所述端板的表面有軸向凸出的一對相互平行的立板，并且該立板幾何中心有通孔，用于鋼管的穿入。

所述分瓣弧撐導向架包括支撐環、導向架、端頭固定板和工藝板；在該端頭固定板的下表面固定在所述四根導向架的上端端面，并使所述四根導向架沿所述端頭固定板下表面的外緣均布；在所述固定板的下表面均布有四個工藝板，并使各所述工藝板分別與所述導向架的位置一一對應；在所述四根導向架之間有上下分布的兩個支撐環，各所述導向架固定在所述的兩個支撐環的外圓周表面；裝配時，使各導向架的端頭伸入各所述分瓣弧撐的導向槽內。

所述四根導向架沿所述端頭固定板下表面的外緣均布；各所述導向架寬度的表面垂直于所處位置的支撐環外圓周表面。

所述支撐圓盤的中心有方形的通孔，并使該方形通孔的中心與支撐圓盤的中心重合。在該圓盤的圓周表面均布有4個支撐圓角，所述支撐圓角根部弧長為45.7mm，頂部圓弧半徑為5mm，徑向高度13mm。

所述分瓣弧撐為塊狀。該分瓣弧撐的一個表面為弧面，于該弧面相對應的另一個表面為平面。所述弧面與所支撐的圓筒的內型弧面一致，圓心角為74°。在該分瓣弧撐平面上加工有深度漸變的凹槽，該凹槽長度為向深度呈兩個弧面，其中一個弧面的半徑為75mm，另一個弧面的半徑為64mm；兩個弧面之間通過半徑為4.5mm的過度圓環銜接。所述過渡圓環位于該凹槽長度方向的二分之一處，所述凹槽的寬度為40mm。在該分瓣弧撐的一個側表面有導向槽為導向架安裝槽。