[发明专利]一种薄壁箱体空间位置的定位装置及定位方法

说明书

本发明涉及一种薄壁箱体空间位置的定位装置及定位方法，定位装置，包括工装框架、定位环、定位块、定位柱卡板和定位柱；定位环连接在薄壁箱体的两端；薄壁箱体设置在定位块上；定位柱卡板设置在薄壁箱体的上方，定位柱卡板与工装框架连接，定位柱卡板上设有若干组定位孔，定位柱插设在所述定位孔内；定位环上设有与所述定位孔组数相等的定位槽，定位槽卡接在工装框架上，定位槽设置使得当一组定位槽卡接在工装框架上时，在定位槽对应该组定位孔约束下定位柱在法向方向可准确移动至薄壁箱体表面的定位位置。通过本发明定位装置可以准确定位待焊接的法兰的空间位置及不同法兰间的相对位置关系，保证焊接后法兰的位置精度。

技术领域

本发明涉及空间位置定位技术领域，特别是涉及一种薄壁箱体空间位置的定位装置及定位方法。

背景技术

航空航天领域，诸如贮箱等产品，通常为焊接薄壁箱体结构，而为满足功能性要求，箱体上需要焊接大量法兰。此类薄壁箱体，厚径比极小(通常小于0.5％)，焊接后容易产生焊接变形。箱体上焊接的法兰位置为空间维度，以柱坐标为例，涉及半径、轴向距离及角度三个方向。这类产品尺寸通常可达到直径2000-3000mm及长度6000-10000mm，由若干个不同的筒段焊接而成，每个筒段由不同的蒙皮拼焊而成。现阶段中，采用筒段阶段法兰孔数控加工定位、在法兰局部定位方式实施焊，即孔定位与焊接分工的过程。该工艺过程为，在筒段采用数控加工的方式确定法兰孔的轴向及角向，在筒段上的开孔位置，采用局部焊接工装以筒段蒙皮定位法向，实施焊接。法兰焊接后，焊接应力将导致薄壁箱体变形，无法保证法兰的空间位置。位置偏差将导致后续与法兰连接的管路无法直接装配，通常采用现场取样后期制造后再安装的方式，制造周期长，且无互换性。

除此之外，法兰定位与焊接分开实施的传统方式还存在以下问题：筒段蒙皮已存在局部变形，以蒙皮定位法兰，确定的法向存在偏差，且法兰焊接时，局部焊接定位工装无法约束法兰法向；跨越不同筒段间的法兰需要安装管路时，因筒段焊缝收缩影响，法兰在箱体轴线方向距离存在偏差。最终导致每个法兰的空间位置不准，且需要安装管路的法兰间相对位置不准。造成超大规格箱体上焊接后的法兰无法直接安装管路，通过需要现场取样，然后制造后再安装，制造周期长。另外，管路取样导致不同超大规格箱体上的管路无互换性。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例第一方面提供了一种薄壁箱体空间位置的定位装置，包括工装框架、定位环、定位块、定位柱卡板和定位柱。可以准确定位待焊接的法兰的空间位置及不同法兰间的相对位置关系，保证焊接后法兰的位置精度。

本发明实施例第二方面提供了一种薄壁箱体空间位置的定位方法，包括将定位环安装在薄壁箱体的两端，使得定位环上任一组定位槽卡接在工装框架上，将安装定位环的薄壁箱体安装至工装框架内，采用定位块将薄壁箱体定位，在定位柱卡板上选择该组定位槽对应的定位孔，在对应定位孔内法向插入定位柱，定位柱与薄壁箱体接触后完成第一组位置的定位。可以准确定位待焊接的法兰的空间位置及不同法兰间的相对位置关系，保证焊接后法兰的位置精度。

(2)技术方案

本发明的实施例第一方面提出了一种薄壁箱体空间位置的定位装置，包括工装框架、定位环、定位块、定位柱卡板和定位柱；所述定位环连接在所述薄壁箱体的两端，且所述定位环设置在所述工装框架上；所述定位块设置在所述工装框架上，所述薄壁箱体设置在所述定位块上，所述定位块用于约束所述薄壁箱体的位置；所述定位柱卡板设置在所述薄壁箱体的上方，且所述定位柱卡板与所述工装框架连接，所述定位柱卡板上设有若干组定位孔，所述定位柱插设在所述定位孔内，所述定位孔用于约束所述定位柱的法向方向及周向转动，所述定位柱用于在所述定位孔的约束下法向移动至所述薄壁箱体表面进行定位；所述定位环上设有与所述定位孔组数相等的定位槽，所述定位槽卡接在所述工装框架上，所述定位槽设置使得当一组所述定位槽卡接在所述工装框架上时，在所述定位槽对应该组定位孔约束下所述定位柱在法向方向可准确移动至所述薄壁箱体表面的定位位置。