[发明专利]一种新型轨迹运动琴键压紧机构

说明书

本发明属于搅拌摩擦焊接领域，具体涉及一种新型轨迹运动琴键压紧机构，用于运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接过程中铝合金板料的定位、压紧与固定，包括气缸(1)、增力杠杆(2)、机架(3)、轨迹导向块(4)、压头(5)、搅拌头(6)、焊接板料(7)和型胎(8)。新型轨迹运动琴键压紧与增力机构相结合，即可以使新的压紧机构压头压紧分力始终向内挤胎，产生压紧增力，又可以简化装备装配难度，提高装配精度，满足搅拌摩擦焊工艺参数对工装性能的各项要求。有效解决“扒胎”难题，满足搅拌摩擦焊工艺参数对工装性能的各项要求，提高工装控制精度，提高焊缝质量和生产效率，降低工人劳动强度。

技术领域

本发明属于搅拌摩擦焊接领域，具体涉及一种新型轨迹运动琴键压紧机构。

背景技术

贮箱箱底是运载火箭贮箱的主要构件，是贮箱的主承力结构。箱底由若干瓜瓣拼接后再焊接成一个整体构件，因此瓜瓣间焊缝的质量直接关系到箱底的结构强度和密封性能，关系到飞行试验的成败。当前国际主流贮箱焊接工艺都采搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊消除了熔化结晶产生气孔的根源，同时也是一种先进、高效、节能的绿色制造技术。箱底搅拌摩擦焊接的进行需要借助一整套具有足够强度和多种功能的工装、设备来完成。

运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝焊接采用琴键压紧机构压紧，工装分为膜胎组件、琴键压紧组件两大部分。将箱底瓜瓣装配在型胎和压紧琴键之间，这时搅拌主机在相应焊缝处开始进行焊接。首都航天机械公司于2015年11月5日申请的申请号为CN201510749975.9、发明名称为“一种平行四边形琴键压紧机构”的专利中记载了焊接时要求压紧后两排琴键间的宽度不能小于40mm；压紧时能够保证瓜瓣焊缝在径向上压紧，在周向上对紧，不能出现压紧后琴键将两零件扒开的趋势，保证对接间隙及错缝小于0.1mm，局部不大于0.3mm。因此对瓜瓣压紧机构有一个并缝要求，即在整个焊接过程中，压紧琴键需对所压的瓜瓣具有并缝的分力，始终使两片瓜瓣紧凑的靠在一起，保证要求间隙，而不能产生使两片瓜瓣分离的分力，即不能出现“扒胎”现象。同时，搅拌摩擦焊接过程中，搅拌头高速旋转时，两块瓜瓣会承受很大的轴向力和周向力，必须设计专用的机构使板料牢牢固定在垫板上，并且保证两个板料焊缝对接面不得大于0.4mm。

因此，针对瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接的技术参数要求特点，琴键外压机构是瓜瓣纵缝焊接的一个非常重要的关键点，有必要研制一种新型轨迹运动琴键压紧机构以解决上述问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供种新型轨迹运动琴键压紧机构，以解决当下箱底搅拌摩擦焊纵缝工装所存在的一系列固有问题，解决“扒胎”难题，满足搅拌摩擦焊工艺参数对工装性能的要求，提高工装控制精度，提高焊缝质量和生产效率，降低工人劳动强度。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种新型轨迹运动琴键压紧机构，用于运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣纵缝搅拌摩擦焊接过程中铝合金板料的定位、压紧与固定，包括气缸、增力杠杆、机架、轨迹导向块、压头、搅拌头、焊接板料和型胎；

机架是三个活动件气缸、增力杠杆、压头的基础，用于固定上述三个活动件上；

型胎用来定位和支撑运载火箭铝合金贮箱箱底瓜瓣；

压头用来在焊接过程中产生施加在压紧点上的压力F1的一个机构；

F1方向垂直于轨迹中心圆的圆心O与压紧点A之间的连线向下，通过F1产生使焊接板料向内挤压趋向于搅拌头中心的并缝分力，满足搅拌摩擦焊并缝参数要求；

增力杠杆的一端与气缸连接，另外一端与压头连接，中间部分与机架连接；

压头与增力杠杆采用分体结构，通过增力杠杆起增力作用，通过压头与轨迹导向块组合，起控制施加在压紧点上的压力F1方向作用；

压头上固定装配两个导向销，与压头形成一个刚体；