[發明專利]一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝

有效

• 申請號: 202011024338.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112355559B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 劉萍;孫少波;王猛團;任金欣;王毅;劉玉平
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造有限公司
• 主分類號: B23K37/053
• 分類號: B23K37/053;B23K15/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王永芳

本發明提供了一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝，包括支承架、固定堵盤組件、移動堵盤組件、前底座、后底座、拉桿和抱環組件；支承架位于裝焊工裝底部，承載其上的各工裝部件；固定堵盤組件和移動堵盤組件分別安裝在支承架上的前端和后端，限定前端框和后端框的空間位置；前底座和后底座的上型面與抱環組件的內型面構成完整的艙體外型面，環抱在艙體的蒙皮和鑄件的外型面上；拉桿使艙體各組件的配合端面能夠緊密貼合。該艙體裝焊工裝能夠實現此類鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體在焊接前的精準裝配，并有效控制裝配體在焊接全過程中的變形，達到艙體的設計要求，不再需要補充焊后機加工序道，降低了制造成本，縮短了生產周期。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，特別涉及一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝。

背景技術

由于行業需要，艙體類產品的加工制造是重點研發項目。如圖1所示，這類產品的框架主要由艙體鑄件、兩側端框和薄壁蒙皮拼裝、焊接組成，鑄件和其上薄壁蒙皮之間形成貯藏空間。該艙體的整體焊接既有縱焊縫又有環焊縫，焊縫長而且不規則，焊接順序和焊縫分布以及各零件的剛度都會直接影響焊接質量。目前艙體類產品在制造中采用艙體鑄件和端框拼裝焊接成組件后再進行薄壁蒙皮的拼裝和焊接，然而，艙體鑄件和端框焊后產生的向內收口變形，造成薄壁蒙皮很難裝配到位。同時，較為嚴峻的是，艙體的薄壁蒙皮尺寸大、厚度薄(＜2mm)、剛度低，在與剛度相對高的鑄件、端框焊接過程中蒙皮受到多向應力會產生難以控制的、無規律的扭曲變形，導致艙體整體變形大、輪廓度難以達到設計要求，因此拼裝時各零件的精確定位、焊接時艙體變形的有效控制都是工裝設計需要解決的難題。焊接時工裝又必須避開焊縫位置，避免干擾焊接，盡量減少斷續焊后的補焊，給工裝設計又增加了難度。

發明內容

為了解決上述艙體零件難裝配，艙體焊接變形難控制等難題，本發明人進行了銳意研究，提供了一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝，能保證艙體各零件一次精準裝配到位，并在艙體焊接全過程中有效控制變形，從而完成本發明。

本發明提供的技術方案如下：

一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝，艙體包括下部鑄件、前端框、后端框和薄壁蒙皮，蒙皮搭接在鑄件、前端框和后端框上，通過焊接形成中部容納空間；艙體裝焊工裝包括支承架、固定堵盤組件、移動堵盤組件、前底座、后底座、拉桿和抱環組件；

所述支承架位于裝焊工裝底部，用于承載其上的各工裝部件；

所述固定堵盤組件安裝在支承架上的前端，用于限定前端框的空間位置；

所述移動堵盤組件安裝在支承架上的后端，用于限定后端框的空間位置；

所述前底座和后底座具有與艙體鑄件外形相貼合的上型面，依次前后安裝在固定堵盤組件和移動堵盤組件之間，分別固定抱環組件的前端和后端，前底座和后底座的上型面與抱環組件的內型面構成完整的艙體外型面，環抱在艙體的蒙皮和鑄件的外型面上；

所述拉桿穿過固定堵盤組件、移動堵盤組件外周加工的通孔，通過旋緊拉桿兩端的緊固件如螺母對艙體拉緊，使艙體各組件的配合端面能夠緊密貼合。

根據本發明提供的一種鑄件搭接薄壁蒙皮結構的艙體裝焊工裝，具有以下有益效果：

(1)本發明以輕量化結構的支承架作為艙體裝配的基礎基準，兩個堵盤組件和各底座上的對艙體各零件定位用的型面都與支承架的基準面相關聯，具有嚴格的形位公差尺寸要求，因而統一了裝配基準，實現了艙體各零件間的精準裝配；

(2)本發明中支承架的上表面對稱固定有結構相同的定位凸臺，為艙體裝配提供了軸向起始基準面，利于艙體的軸向安裝定位，提高了艙體重復性裝配和焊接的精準度；

(3)本發明中固定堵盤組件和移動堵盤組件起到對前端框和后端框定位的作用，配合拉桿的拉緊作用，使艙體各組件的配合端面能夠緊密貼合，保證艙體環焊縫的焊前要求；