專利名稱：一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，用于航空航天系統中細油、氣和水管的管管對接焊接前的對中對接，屬于焊接夾具技術領域。
背景技術：
由于在航空航天系統中經常要進行氣、油、水管得折彎后對接焊，這就要求進行折彎加工后的管管對中對接精度較高，在焊接過程中經常發生焊縫成形差，焊接后變形較大不美觀，且焊接效率低。現有的管焊焊接設備不能很好的解決上述問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種細管六自由度約束對中對接方法和焊接裝置，該裝置能保證細管間的管管對接焊前的對中精度，操作簡便，提高了焊接效率，減小了焊接變形，保證了焊接質量。實現上述目的的技術方案是一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，由兩個軸向對中機構，軸向對接機構和機架組成；所述的軸向對中機構，由軸向對中機構I和軸向對中機構II組成，軸向對中機構I由叉鎖I 2、帶V型槽的立塊I 3、擋板I 19、絲桿頂桿I 18、絲杠螺母I 20、搖把I 24、緊固螺母I 21和緊固螺母II 22組成；帶V型槽的立塊I 3上垂直于V型槽的方向設置有用于插入插鎖I 2的凹槽，凹槽的底部設置有兩個平行的通孔，叉鎖I 2的兩個叉臂通過上述的兩個通孔后后再與擋板I 19兩端的兩個通孔接合并用緊固螺母I 21和緊固螺母
II22將其緊固，絲杠頂桿I 18穿過擋板I 19中央通孔頂在帶V型槽的立塊I 3上，絲杠螺母I 20與擋板I 19相連且套于絲杠 桿I 18上，絲杠螺母I 20與絲杠頂桿I 18相配合用于壓緊叉鎖I 2和被焊細管エ件6，絲杠頂桿I 18連接有用于搖動絲杠頂桿的搖把
I24 ;叉鎖I 2兩個叉臂之間的空間與帶V型槽的立塊I 3的V型槽構成了放置被焊細管エ件6的空間。軸向對中機構II由叉鎖II 7、帶V型槽的立塊II 8、擋板II 26、絲杠螺母II 28、絲杠頂桿II 25和搖把II 29組成；帶V型槽的立塊II 8上垂直于V型槽的方向設置有用于插入插鎖II 7的凹槽，凹槽的底部設置有兩個平行的通孔，叉鎖II 7的兩個叉臂通過上述的兩個通孔后再與擋板II 26兩端的兩個通孔接合并用緊固螺母III 27和緊固螺母IV 30將其緊固，絲杠頂桿I 18穿過擋板II 26中央通孔頂在帶V型槽的立塊II 8上，絲杠螺母II 28與擋板
II19與絲杠頂桿II 25相配合用于壓緊叉鎖II 6和被焊細管エ件6，，最后絲杠頂桿II 25連接有用于搖動絲杠頂桿的搖把II 29 ；導向光桿I 14和導向光桿II 16穿過帶V型槽的塊I 3兩側的通孔后；通孔與導向光桿I 14、導向光桿II 16通過的通孔相異面垂直的；所述的細管軸向對接機構，由導向光桿I 14、導向光桿II 16、對接絲杠軸15、絲杠螺母4、軸承II 23、軸承I 13、蝸輪11、蝸桿31和手搖把32組成；導向光桿I 14和導向光桿II 16通過帶V型槽的立塊I 3、帶V型槽的立塊II 8兩側的與V型槽相垂直的通孔，帶V型槽的立塊I 3、帶V型槽的立塊II 8相互平行，帶V型槽的立塊I 3的中心位置固定有絲杠螺母4，絲杠螺母4與對接絲杠軸15聯接，對接絲杠軸15穿過帶V型槽的立塊II 8與蝸輪11通過鍵結合，蝸輪11與蝸桿31嚙合，蝸桿31與手搖把32結合。所述的機架，由立板I I、立板II 9、立板III 12、立板IV 17和立板V 10組成；立板
II,立板II 9和立板III 12平行放置與立板IV 17和立板V 10垂直聯接成一體；立板I I、立板III12，立板IV 17和立板V 10構成了裝置的機架外圍，立板II 9位于軸向對中機構II遠離軸向對中機構I的外側，立板I I、立板II 9、立板III12穿過對接絲杠軸15對焊接裝置齊支撐作用。
軸向對中機構實現被焊細管的六個自由度的約束。叉鎖I的叉臂通過帶V型槽的立塊I的導向通孔，形成一個抱閘式的調節方式，將細管的六個自由度實現全定位，叉臂的頂部與擋板I連接，用緊固螺母I II將擋板I壓緊，在擋板I的中央有個中心孔，絲杠螺母I與這個中心孔貼合，絲杠頂桿I通過絲杠螺母I最終于帶V型槽的立塊I的底接觸，絲杠頂桿I的另一端與搖把I連接，當手動轉動搖把I時絲杠頂桿I發生轉動由于絲杠頂桿I的另一端與帶V型槽的立塊I接觸，所以絲杠頂桿I在發生旋轉時，位移不會發生移動，而與其嚙合的絲杠螺母就會發生位移變化，從而帶動叉鎖I抱緊エ件與松開エ件的動作，實現細管エ件的全定位。叉鎖II的叉臂通過帶V型槽的立塊II的導向通孔，形成一個抱閘式的調節方式，將細管的六個自由度實現全定位，在叉臂的頂部與擋板II連接，用緊固螺母III、IV將擋板II壓緊，在擋板II的中央有個中心孔，絲杠螺母II與這個中心孔貼合，絲杠頂桿II通過絲杠螺母II最終與帶V型槽的立塊II的底接觸，絲杠頂桿II的另一端與搖把II連接，當手動轉動搖把II時絲杠頂桿II發生轉動由于絲杠頂桿II的另一端與帶V型槽的立塊II接觸，所以絲杠頂桿II在發生旋轉時，位移不會發生移動，而與其嚙合的絲杠螺母II就會發生位移變化，從而帶動叉鎖II抱緊エ件與松開エ件的動作，實現細管エ件的全定位。軸向對接機構是將全定位后的細管エ件進行管管對接的功能。軸向對接主要由兩根導向光桿I、導向光桿II實現定位導向，兩根導向光桿穿過帶V型槽的立塊I和帶V型槽的立塊II，導向光桿的兩端固定在立板I和立板II上。對接絲杠軸實現軸向對中機構I的移動，對接絲杠軸與固定在帶V型槽的立塊I上的絲杠螺母嚙合，實現帶V型槽的立塊I的左右移動，對接絲杠軸上安裝有蝸輪，蝸輪與蝸桿嚙合，蝸桿固定在立板IV和立板V，V型塊II與立板II接觸并固定在立板II上，由于軸向對中機構II是靜止的，只需透過搖動手搖把拉動軸向對中機構I最終實現細管エ件的管管對接功能。本發明可以獲得如下有益效果本發明通過軸向對中機構的抱緊作用，能夠實現被焊エ件的軸向對中且對中精度高，通過軸向對接機構來實現管管的接觸能夠調整到合適的焊接位置進行焊接，由于設計上采用了較多的標準間所以加工安裝比較方便，并且機械結構比較簡單，采用叉鎖式抱緊方式有利于エ件的安裝方便并且提高了焊接效率，整臺設備體積小重量輕便于攜帯。
圖I :細管六自由度對中對接焊接裝置總裝軸測圖I
圖2 :細管六自由度對中對接焊接裝置總裝軸測圖II圖3 :軸向對接機構軸側剖視4 :軸向對中機構I軸側視5 :軸向對中機構II軸側視圖 圖6:機架視7 :軸向對中機構I軸側爆炸視中1、立板I，2、叉鎖I，3、帶V型槽的立塊I，4、絲杠螺母，5、遮蓋板，6、被焊細管エ件，7、叉鎖蝸輪II，8、帶V型槽的立塊II，9、立板II，10、立板IV，11、蝸輪，12、立板III，13、軸承I ,14、導向光桿I，15、絲杠導向軸,16、導向光桿II, 17、立板V，18、絲杠頂桿I，19、擋板I，20、絲杠螺母I，21、緊固螺母I，22、緊固螺母II，23、軸承II，24、搖把I，25、絲杠頂桿II，26、擋板II，27、緊固螺母III，28、絲杠螺母II，29、搖把II，30、緊固螺母IV，31、蝸桿，32、手搖把。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步的詳細說明。如圖I和圖2所示，本發明提供一種細管六自由度對中對接焊接裝置，待對中對接的被焊細管エ件6，經過軸向對中機構I和軸向對中機構II的作用后，軸向對中精度達到焊接標準，此時搖動搖把手32拉動軸向對接機構運轉，使其完成管管焊接之前的對接任務。本實施例中裝置的結構與發明內容中的一致，在此不在贅述。本發明的工作原理如下如圖4和圖7所示，使用叉鎖I 2將被焊細管エ件6的一端部分抱卡，將叉鎖I 2的叉鎖臂通過帶V型槽的立塊I 3的通孔，使用擋板I 19與叉鎖I 2的叉鎖臂頂端的軸肩結合使用緊固螺母I 21、緊固螺母II 22將其緊固，由于擋板I 19的中央有安裝孔與絲杠螺母I 20結合，所以用手轉動搖把I 24時，與絲杠螺母I 20嚙合的絲桿頂桿I 18發生旋轉，因為絲桿頂桿I 18的一端與帶V型槽的立塊I 3的底部接觸，所以當絲桿頂桿I 18發生旋轉時由于不會發生位移變化，從而反作用于絲杠螺母I 20，從而帶動叉鎖I 2對被焊細管エ件6的抱紫，由于帶V型槽的立塊I 3上具有V型卡槽，所以被焊細管エ件6最終定位到合適位置。如圖5所示，使用叉鎖II 7將被焊細管エ件6的另一端部分抱卡，將叉鎖II 7的叉鎖臂通過帶V型槽的立塊II 86的通孔，使用擋板II 26與叉鎖II 7的叉鎖臂頂端的軸肩配合使用緊固螺母III27、緊固螺母IV 30將其緊固，由于擋板II 26的中央有安裝孔與絲杠螺母
II28結合，所以用手轉動搖把II 29時，與絲杠螺母II 25嚙合的絲桿頂桿II 25發生旋轉，因為絲桿頂桿II 25的一端與帶V型槽的立塊II 8的底部接觸，所以當絲桿頂桿II 25發生旋轉時由于不會發生位移變化，從而反作用于絲杠螺母II 28，從而帶動叉鎖II 7對被焊細管エ件6的抱紫，由于帶V型槽的立塊II 8上具有V型卡槽，所以被焊細管エ件6最終定位到合適位置。如圖3所示當對中定位后，開始進行被焊細管エ件6的管管對接，轉動手搖把32此時蝸桿31開始旋轉，由于蝸桿31與渦輪11嚙合，渦輪11通過鍵連接與對接絲杠軸15配合，對接絲杠軸15與絲杠螺母4嚙合，絲杠螺母4與帶V型槽的立塊I 3緊固為一體，所以在對接絲杠軸15的轉動下，帶V型槽的 立塊I 3連同叉鎖I 2、被焊細管工件6、絲杠螺母4、擋板I 19、緊固螺母I 21、緊固螺母II 22、絲杠頂桿I 18和搖把I 24—塊移動進行對接動作，在進行對接動作時由于帶V型槽的立塊II 8是連接固定在立板II 9上，所以當叉鎖II 7抱緊定位好被焊細管工件6的另一半時此時靜止等待軸向對中機構I的對接動作。對中對接完畢后，使用管焊設備進行焊接。由于在焊接過程中，有可能會產生焊接飛濺物，為了防止飛濺物落到隊中對接裝置的內部而被損壞，所以由圖6所示，在機架的一個端面上覆蓋有遮蓋板5保護隊中對接裝置的內部結構不被焊接飛濺物損壞。
權利要求
1.一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，其特征在于由兩個軸向對中機構，軸向對接機構和機架組成； 所述的軸向對中機構，由軸向對中機構I和軸向對中機構II組成，軸向對中機構I由叉鎖I (2)、帶V型槽的立塊I (3)、擋板I (19)、絲桿頂桿I (18)、絲杠螺母I (20)、搖把I (24)、緊固螺母I (21)和緊固螺母II (22)組成；帶V型槽的立塊I (3)上垂直于V型槽的方向設置有用于插入插鎖I (2)的凹槽，凹槽的底部設置有兩個平行的通孔，叉鎖I (2)的兩個叉臂通過上述的兩個通孔后后再與擋板I (19)兩端的兩個通孔接合并用緊固螺母I(21)和緊固螺母II (22)將其緊固，絲杠頂桿I (18)穿過擋板I (19)中央通孔頂在帶V型槽的立塊I (3)上，絲杠螺母I (20)與擋板I (19)相連且套于絲杠頂桿I (18)上，絲杠螺母I (20)與絲杠頂桿I (18)相配合用于壓緊叉鎖I (2)和被焊細管エ件￠)，絲杠頂桿I (18)連接有用于搖動絲杠頂桿的搖把I (24);叉鎖I (2)兩個叉臂之間的空間與帶V型槽的立塊I (3)的V型槽構成了放置被焊細管エ件(6)的空間； 軸向對中機構II由叉鎖II (7)、帶V型槽的立塊II (8)、擋板II (26)、絲杠螺母II (28)、絲杠頂桿II (25)和搖把II (29)組成；帶V型槽的立塊II (8)上垂直于V型槽的方向設置有用于插入插鎖II (7)的凹槽，凹槽的底部設置有兩個平行的通孔，叉鎖II (7)的兩個叉臂通過上述的兩個通孔后再與擋板II (26)兩端的兩個通孔接合并用緊固螺母III (27)和緊固螺母IV (30)將其緊固，絲杠頂桿I (18)穿過擋板II (26)中央通孔頂在帶V型槽的立塊II(8)上，絲杠螺母II (28)與擋板II (19)與絲杠頂桿II (25)相配合用于壓緊叉鎖II (6)和被焊細管エ件(6)，，最后絲杠頂桿II (25)連接有用于搖動絲杠頂桿的搖把II (29)； 導向光桿I (14)和導向光桿II (16)穿過帶V型槽的塊I (3)兩側的通孔后； 通孔與導向光桿I (14)、導向光桿II (16)通過的通孔相異面垂直的； 所述的細管軸向對接機構，由導向光桿I (14)、導向光桿II (16)、對接絲杠軸(15)、絲杠螺母⑷、軸承II (23)、軸承I (13)、蝸輪(11)、蝸桿(31)和手搖把(32)組成；導向光桿I(14)和導向光桿II (16)通過帶V型槽的立塊I (3)、帶V型槽的立塊II (8)兩側的與V型槽相垂直的通孔，帶V型槽的立塊I (3)、帶V型槽的立塊II (8)相互平行，帶V型槽的立塊I (3)的中心位置固定有絲杠螺母(4)，絲杠螺母(4)與對接絲杠軸(15)聯接，對接絲杠軸(15)穿過帶V型槽的立塊II⑶與蝸輪(11)通過鍵結合，蝸輪(11)與蝸桿(31)嚙合，蝸桿(31)與手搖把(32)結合。
2.根據權利要求I所述的ー種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，其特征在于所述的機架，由立板I (I)、立板II (9)、立板III (12)、立板IV (17)和立板V (10)組成；立板I(I)，立板II O)和立板III (12)平行放置與立板IV (17)和立板V (10)垂直聯接成一體；立板I (I)、立板III (12)，立板IV (17)和立板V (10)構成了裝置的機架外圍，立板II (9)位于軸向對中機構II遠離軸向對中機構I的外側，立板I (I)、立板II (9)、立板III (12)穿過對接絲杠軸(15)對焊接裝置齊支撐作用。
全文摘要
一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，屬于焊接夾具領域。一種細管六自由度約束對中對接焊接裝置，包括軸向對中機構Ⅰ，軸向對中機構Ⅱ，軸向對接機構和機架，通過軸向對中機構Ⅰ、Ⅱ對被焊細管工件的對中定位后，通過軸向對接機構完成被焊細管工件的對接接觸工作，完成焊接前的準備工作。本發明能夠較好地改善被焊細管工件的焊接質量，使焊接變形量減小，使焊縫更加美觀，同時被焊細管工件便于安裝和拆卸，操作簡單并提高了焊接效率。
文檔編號B23K37/053GK102615467SQ201210076850
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月21日 優先權日2012年3月21日
發明者于洋, 盧振洋, 夏羽, 白立來, 陳樹君, 馬建波 申請人:北京工業大學