[发明专利]用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置

说明书

技术领域

本发明属于航天产品加工工艺装备，具体涉及一种定位支撑装置。 

背景技术

推进剂贮箱是运载火箭的燃料贮箱，其直径大 材料薄（3.7mm--7mm），结构刚性弱。贮箱一般由前、后短壳，前、后底，中间壳段等结构件组合焊接而成。前、后底顶盖通常包含有法兰盘和圆环形弧顶的拼焊结构，一般材料为铝合金。 

焊接采用搅拌摩擦焊等先进焊接方式，均要求产品水平放置，且使产品沿轴线转动。 

该大型薄壁结构件的焊接难点在于，焊接区均较薄，最薄壳段焊接区厚度3.7mm；结构尺寸大，箱体刚性差，自身抵抗变形能力差，装配难度极大；上述情况使得法兰盘环缝的焊接难度大大增加，需要采取相关的措施予以解决。 

需要设计一种应用于贮箱顶盖法兰盘处环缝焊接的定位支撑装置，来保证产品总装时能够满足焊接的尺寸公差要求和形状公差要求，还要还要求该装置有足够的刚性来支撑和减小产品焊接时的变形。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够满足航天产品推进剂贮箱焊接尺寸公差要求和形状公差要求的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置。 

本发明的技术方案如下： 

一种用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置，它包括定位支撑旋转支座，所述的定位支撑旋转支座为整体焊接架构，其下底面中心设有 孔，在其上方设有圆环形垫板，所述的圆环形垫板上方设有外压环；所述的圆环形垫板和外压环中心均设有与定位支撑旋转支座下底面中心孔同轴的圆孔，在孔内设有中心轴，所述的中心轴的下端固定在定位支撑旋转支座的下底面上；所述的圆环形垫板上设有外压紧环，该外压紧环与上述外压环通过紧固结构连接，并且该外压紧环套装在中心轴外，所述的中心轴顶端设有锁丝螺母；所述的紧固结构包括内压紧螺钉，其上端外部设有螺纹，中段外套有蝶形弹簧和球形垫圈，所述的内压紧螺钉的下端通过连接定位螺栓和平垫圈安装在下方的压爪上，该压爪的一端向下弯折。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述的圆环形垫板主体为圆环，在圆环内壁外侧设有一圈内凹槽，内凹槽以外的圆环形垫板上表面为向下延伸的斜面；所述的斜面上放置倾斜的贮箱顶盖，其末端向下延伸，在定位支撑旋转支座的下底面上固定设有定位支座支撑贮箱顶盖的末端。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述的圆环形垫板的内凹槽设有下平垫板和上平压板，两者之间为法兰盘。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述的定位支座的上表面为倾斜面，下端加工有螺孔，所述倾斜面的角度与部件倾斜角度相同，在所述定位支撑旋转支座的下底面加工螺孔，螺栓外套装定位螺母旋拧至螺孔中，上述定位支座的下端螺纹连接在螺栓上。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述的外压环为整体焊接的桁架结构，它包括加工有螺纹孔的外圆和内圆，两者之间设有肋板支撑，外圆的底部与上述定位支撑旋转支座的下底面采用连接螺栓固定连接。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述外压紧环由外圆环，支撑肋板和内定位圆筒组成，外圆环上均布有若干组螺纹孔，内定位套筒与中心轴同心安装。 

在上述的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置中：所述的锁丝螺母包括固定安装的圆柱形筒体和手柄，圆柱形筒体内部加工螺纹，中心轴上端螺纹连接固定。 

本发明的显著效果在于：本发明的定位支撑装置通过外压紧环、外压环和独特的紧固结构对整个焊接产品起到定位压紧作用，同时，外压紧环的设计与中心轴同心，起到定位旋转中心的作用，紧固结构的设计对于整个定位支撑装置的连接起到了承接外压力装换为压紧力的过渡作用，因此由于上设计使得本发明能够适用于焊接装配的高精度要求，实现近无间隙装配的搅拌摩擦焊焊接。 

进一步的，在支座上安装下平垫板和上平压板组成的垫板结构，使得焊接过程中参数稳定，内应力小，变形小，还有助于防止搅拌针扎穿被焊接工件。 

同时，为了进一步强化整个工艺装备的定位压紧作用，在中心轴上端设计带有手柄的锁丝螺母，便于对其施加较大的力矩，从而增加整个定位支撑装置的锁紧作用。 

本发明结构简单，易于实现，操作简单，运用此装置后焊接出来的产品与传统的熔焊相比具有接头质量高、变形小、缺陷少。 

附图说明

图1为本发明的用于贮箱顶盖法兰盘环缝搅拌摩擦焊接的定位支撑装置示意图；