一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具及其校形工藝的製作方法

2023-06-30 03:21:46

一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具及其校形工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具，它包括夾緊板（1）、弧形墊塊（4）、撐杆（5）和壓塊（6），夾緊板（1）上下兩側分別固設有上拉緊螺杆（2）和下拉緊螺杆（3），上拉緊螺杆（2）的下側固設有固定板（7），下拉緊螺杆（3）的上方固定有弧形墊塊（4），撐杆（5）穿過固定板（7）並通過螺母鎖定，撐杆（5）的下端連接有壓塊（6）；其校形工藝以下步驟：S1、裝夾工裝夾具；S2、加熱；S3、加力變形；S4、釋放應力；S5、冷卻；S6、拆卸工裝；S7、靜置；S8、檢測。本發明的優點在於：能夠解決殼體產品由於焊接、機加後的母線直線度超差問題，殼體、部段的合格率顯著提升，縮短殼體的生產和問題處理周期。
【專利說明】一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具及其校形工藝

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具及其校形工藝。

【背景技術】
[0002]高強度鋼圓筒薄壁焊接結構的變形問題一直是殼體生產製造的重點和難點，為保證其製造精度，通常需要控制焊接變形和採取焊後校形。控制焊接變形主要是通過專用工裝夾具對焊接部位進行「內撐外抱」固定後再進行焊接，但是仍會產生母線直線度誤差，即高強度鋼圓筒薄壁焊接結構的母線直線度超出設計誤差範圍。
[0003]某殼體產品材料為2A14，直徑2000mm，高度505mm，壁厚14mm，殼體由上殼段、下殼段組焊而成，組焊完成後，局部還需要焊接口框、加強框、墊塊等裝配零件。因為焊接時大量的熱輸入，造成焊接應力巨大，導致焊接變形嚴重，零件最終外形尺寸母線直線度(設計值Imm)超差。
[0004]殼體母線直線度超差，後續殼體將無法裝配和鉚接，最終殼體報廢，將造成難以估量的經濟損失，耗費大量的人力、時間成本。目前，還沒有殼體產品的母線直線度的熱校形技術。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在於克服現有技術的缺點，提供一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具及其校形工藝，能夠解決殼體產品由於焊接、機加後的母線直線度超差問題，保障各部段的最終外形尺寸，顯著提升了殼體、部段的的合格率，縮短殼體的生產和問題處理周期。
[0006]本發明的目的通過以下技術方案來實現:一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具，它包括兩塊夾緊板1、上拉緊螺杆2、下拉緊螺杆3、弧形墊塊4、撐杆5和壓塊6，所述兩塊夾緊板I對稱設置，兩根上拉緊螺杆2水平對稱可拆卸地固定於夾緊板I上側，上拉緊螺杆2的下側固設有水平的固定板7，兩根下拉緊螺杆3水平對稱可拆卸地固定於夾緊板I的下側，下拉緊螺杆3的上方固定有弧形墊塊4，所述的撐杆5的上部為螺紋部分，下部為光杆部分，撐杆5穿過固定板7並通過螺母鎖定，撐杆5的下端連接有壓塊6。
[0007]所述的弧形墊塊4為兩邊高中間低的凹形結構。
[0008]採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝括以下步驟:
51、裝夾工裝夾具:找出殼體產品8母線直線度超差處，並在殼體產品8母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板1，並通過上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拉緊固定，在殼體產品8母線直線度超差處與下拉緊螺杆3之間固定弧形墊塊4，壓塊6通過調節撐杆5與螺母之間的相對位置，並與殼體產品8母線直線度超差處的內壁接觸；
52、加熱:通過加熱器9對殼體產品8母線直線度超差處進行加熱，加熱溫度範圍為150°C?180°C，並保溫； 53、加力變形:調節撐杆5上部的螺母，使壓塊6下移，對殼體產品8母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品8母線直線度超差處向外部凸出變形4mm?5mm ;
54、釋放應力:用木槌在以壓塊6為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為80Kg?120Kg,每組敲擊時間為2min?3min,相鄰兩組敲擊間隔3.5h?4.5h ;
55、冷卻:關閉加熱器9，隨空冷卻；
56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拆除，使殼體產品8與工裝夾具分離；
57、靜置:將殼體產品8靜置22h?26h；
58、檢測:對殼體產品8母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度，若直線度不大於Imm,則符合要求,若直線度大於Imm,則重複步驟SI?S7。
[0009]本發明具有以下優點:本發明通過專用的撐杆、螺杆等部件組成的校形工裝，對殼體母線直線度超差處進行支撐和加熱，然後採取加力和錘擊方法消除加熱、校形應力，再使用在空氣中緩慢冷卻殼體的手段，將殼體超差處的母線直線度校正到滿足要求，這在航天產品部段焊接、生產中屬首創，具有關鍵技術創新價值，能夠解決殼體產品由於焊接、機加後的母線直線度超差問題，保障各部段的最終外形尺寸，顯著提升了殼體、部段的的合格率,縮短殼體的生產和問題處理周期。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為熱校形工裝夾具的結構示意圖；
圖2為圖1中A-A剖視結構示意圖；
圖3為本發明的工作狀態結構示意圖；
圖中:1-夾緊板，2-上拉緊螺杆，3-下拉緊螺杆，4-弧形墊塊，5-撐杆，6-壓塊，7-固定板，8-殼體廣品，9-加熱器。

【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖和實施例對本發明做進一步的描述，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
[0012]【實施例1】:
如圖1和圖2所示，一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具，它包括兩塊夾緊板、上拉緊螺杆、下拉緊螺杆、弧形墊塊、撐杆和壓塊，所述兩塊夾緊板對稱設置，兩根上拉緊螺杆水平對稱可拆卸地固定於夾緊板上側，上拉緊螺杆的下側固設有水平的固定板，兩根下拉緊螺杆水平對稱可拆卸地固定於夾緊板的下側，下拉緊螺杆的上方固定有弧形墊塊，所述的撐杆的上部為螺紋部分，下部為光杆部分，撐杆穿過固定板並通過螺母鎖定，撐杆的下端連接有壓塊。
[0013]所述的弧形墊塊為兩邊高中間低的凹形結構。
[0014]採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝括以下步驟:
S1、裝夾工裝夾具:找出殼體產品母線直線度超差處，並在殼體產品母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板，並通過上拉緊螺杆和下拉緊螺杆拉緊固定，在殼體產品母線直線度超差處與下拉緊螺杆之間固定弧形墊塊，壓塊通過調節撐杆與螺母之間的相對位置，並與殼體產品母線直線度超差處的內壁接觸；
52、加熱:通過加熱器對殼體產品母線直線度超差處進行加熱，加熱至180°C，並保溫；
53、加力變形:如圖3所示，調節撐杆上部的螺母，使壓塊下移，對殼體產品母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品母線直線度超差處向外部凸出變形5mm ；
54、釋放應力:用木槌在以壓塊為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為120Kg,每組敲擊時間為3min,相鄰兩組敲擊間隔4.5h ；
55、冷卻:關閉加熱器，隨空冷卻；
56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆和下拉緊螺杆拆除，使殼體產品與工裝夾具分離；
57、靜置:將殼體產品靜置26h；
58、檢測:對殼體產品母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度。
[0015]【實施例2】:
一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的結構同實施例1。
[0016]採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝括以下步驟:
51、裝夾工裝夾具:找出殼體產品8母線直線度超差處，並在殼體產品8母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板1，並通過上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拉緊固定，在殼體產品8母線直線度超差處與下拉緊螺杆3之間固定弧形墊塊4，壓塊6通過調節撐杆5與螺母之間的相對位置，並與殼體產品8母線直線度超差處的內壁接觸；
52、加熱:通過加熱器9對殼體產品8母線直線度超差處進行加熱，加熱至165°C，並保溫；
53、加力變形:如圖3所示，調節撐杆5上部的螺母，使壓塊6下移，對殼體產品8母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品8母線直線度超差處向外部凸出變形4.5mm ；
54、釋放應力:用木槌在以壓塊6為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為10Kg,每組敲擊時間為2.5min,相鄰兩組敲擊間隔4h ；
55、冷卻:關閉加熱器9，隨空冷卻；
56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拆除，使殼體產品8與工裝夾具分離；
57、靜置:將殼體產品8靜置24h；
58、檢測:對殼體產品8母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度。
[0017]【實施例3】:
一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的結構同實施例1。
[0018]採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝括以下步驟:
51、裝夾工裝夾具:找出殼體產品8母線直線度超差處，並在殼體產品8母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板1，並通過上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拉緊固定，在殼體產品8母線直線度超差處與下拉緊螺杆3之間固定弧形墊塊4，壓塊6通過調節撐杆5與螺母之間的相對位置，並與殼體產品8母線直線度超差處的內壁接觸；
52、加熱:通過加熱器9對殼體產品8母線直線度超差處進行加熱，加熱至170°C，並保溫；
53、加力變形:如圖3所示，調節撐杆5上部的螺母，使壓塊6下移，對殼體產品8母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品8母線直線度超差處向外部凸出變形4.6mm ；
54、釋放應力:用木槌在以壓塊6為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為90Kg,每組敲擊時間為2.4min,相鄰兩組敲擊間隔4.2h ；
55、冷卻:關閉加熱器9，隨空冷卻；
56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拆除，使殼體產品8與工裝夾具分離；
57、靜置:將殼體產品8靜置23h；
58、檢測:對殼體產品8母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度。
[0019]【實施例4】:
一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的結構同實施例1。
[0020]採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝括以下步驟:
51、裝夾工裝夾具:找出殼體產品8母線直線度超差處，並在殼體產品8母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板1，並通過上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拉緊固定，在殼體產品8母線直線度超差處與下拉緊螺杆3之間固定弧形墊塊4，壓塊6通過調節撐杆5與螺母之間的相對位置，並與殼體產品8母線直線度超差處的內壁接觸；
52、加熱:通過加熱器9對殼體產品8母線直線度超差處進行加熱，加熱至150°C，並保溫；
53、加力變形:如圖3所示，調節撐杆5上部的螺母，使壓塊6下移，對殼體產品8母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品8母線直線度超差處向外部凸出變形4mm ；
54、釋放應力:用木槌在以壓塊6為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為80Kg,每組敲擊時間為2min,相鄰兩組敲擊間隔3.5h ；
55、冷卻:關閉加熱器9，隨空冷卻；
56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆2和下拉緊螺杆3拆除，使殼體產品8與工裝夾具分離；
57、靜置:將殼體產品8靜置22h；
58、檢測:對殼體產品8母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度。
【權利要求】
1.一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具，其特徵在於:它包括兩塊夾緊板(I)、上拉緊螺杆(2)、下拉緊螺杆(3)、弧形墊塊(4)、撐杆(5)和壓塊(6)，所述兩塊夾緊板(I)對稱設置，兩根上拉緊螺杆(2)水平對稱可拆卸地固定於夾緊板(I)上側，上拉緊螺杆(2)的下側固設有水平的固定板(7)，兩根下拉緊螺杆(3)水平對稱可拆卸地固定於夾緊板(I)的下側，下拉緊螺杆(3)的上方固定有弧形墊塊(4)，所述的撐杆(5)的上部為螺紋部分，下部為光杆部分，撐杆(5)穿過固定板(7)並通過螺母鎖定，撐杆(5)的下端連接有壓塊(6)。
2.根據權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具，其特徵在於:所述的弧形墊塊(4)為兩邊高中間低的凹形結構。
3.如採用權利要求1所述的一種殼體產品母線直線度熱校形工裝夾具的校形工藝，其特徵在於:它包括以下步驟: . 51、裝夾工裝夾具:找出殼體產品(8)母線直線度超差處，並在殼體產品(8)母線直線度超差處的兩側安裝夾緊板(1)，並通過上拉緊螺杆(2)和下拉緊螺杆(3)拉緊固定，在殼體產品(8)母線直線度超差處與下拉緊螺杆(3)之間固定弧形墊塊(4)，壓塊(6)通過調節撐杆(5)與螺母之間的相對位置，並與殼體產品(8)母線直線度超差處的內壁接觸； .52、加熱:通過加熱器(9)對殼體產品(8)母線直線度超差處進行加熱，加熱溫度範圍為150°C?180°C，並保溫； . 53、加力變形:調節撐杆(5)上部的螺母，使壓塊(6)下移，對殼體產品(8)母線直線度超差處進行緩慢加力，並使殼體產品(8)母線直線度超差處向外部凸出變形4mm?5mm ; .54、釋放應力:用木槌在以壓塊(6)為中心，直徑為200mm範圍內進行分組敲擊，敲擊力為80Kg?120Kg,每組敲擊時間為2min?3min,相鄰兩組敲擊間隔3.5h?4.5h ; .55、冷卻:關閉加熱器(9)，隨空冷卻； .56、拆卸工裝:將上拉緊螺杆(2)和下拉緊螺杆(3)拆除，使殼體產品(8)與工裝夾具分離； . 57、靜置:將殼體產品(8)靜置22h?26h； .58、檢測:對殼體產品(8)母線直線度超差處通過直線尺測量其直線度，若直線度不大於Imm,則符合要求,若直線度大於Imm,則重複步驟SI?S7。
【文檔編號】B21D1/08GK104384251SQ201410688394
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】瞿峰, 李兵 申請人:中國航天科技集團公司長徵機械廠