【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于貯箱加工領域，尤其是涉及型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置及方法。
技術介紹
1、貯箱是運載火箭燃料的承載體，其中箱底和筒段是貯箱最主要的核心部件，而筒段在整個貯箱中占比最大，我國現役型號貯箱通常由1-8個筒段組成，焊接厚度為5-10mm之間，高度從250-2200mm不等，直徑主要有φ2250mm、φ3350mm和φ5000mm三種。筒段一般由4塊壁板采用攪拌摩擦的方式拼焊而成，其密封性、焊縫強度、形位尺寸精度直接影響貯箱的承載能力。
2、筒段焊接完成后和箱底及其它筒段進行環縫焊接形成貯箱，火箭貯箱環縫存在箱底-筒段和筒段-筒段兩種接頭形式。其中，筒段-筒段焊縫尺寸匹配及環縫裝配控制相對簡單，焊縫質量較好；箱底-筒段環縫由于箱底過渡環為整體鋁鍛件，熱處理狀態為淬火+冷鍛+人工時效，筒段熱處理狀態為淬火+10％左右冷加工變形+人工時效，過渡環的變形能力較筒段差，焊接過程中必須嚴格控制筒段周長小于箱底過渡環。目前貯箱環縫一般采用熔焊方法進行焊接，一方面，熔焊對裝配質量要求相對較低，裝配錯縫裕度較大；另一方面，筒段厚度較小，剛性較弱，可以通過環縫焊接型架內支撐進行筒段圓度矯形滿足對接要求；第三方面，筒段可通過內撐工裝實現彈性變形對周長進行補償。綜上，貯箱環縫焊接對筒段圓度、周長、焊接變形要求較低，裝配焊接過程可通過工裝進行調整滿足焊接要求。
3、前筒段縱縫只依靠焊接墊板和設備主軸，再配合壁板支撐升降車小車輔助即可實現攪拌摩擦焊接。這樣，筒段的圓度、焊縫質量、周長都無法保證，第一，筒段縱縫攪拌
4、前筒段縱縫只依靠焊接墊板和設備主軸，再配合壁板支撐升降車小車輔助即可實現攪拌摩擦焊接。這樣，筒段的圓度、焊縫質量、周長都無法保證，第一，筒段縱縫攪拌摩擦焊接設備沒有保形工裝對焊接過程的圓度進行保形，筒段圓度偏差較大；第二，筒段縱縫定位后通過一次正式焊接進行焊透，由于攪拌工具的結構特點導致焊縫出現凹心變形嚴重；第三方面，和箱底過渡環對接的筒段周長必須小于箱底周長才可通過環縫焊接型架內支撐補償周長消除裝配錯邊，一旦筒段周長大于箱底過渡環周長則無法進行裝配焊接。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術旨在提出型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置及方法，以解決
技術介紹
中至少一個技術問題。
2、為達到上述目的，本專利技術的技術方案是這樣實現的：
3、型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，包括底座、工裝支架、上內撐保型環結構、下內撐保型環結構、豎直驅動結構；
4、若干個工裝支架沿著圓周等距設置在底座上，上內撐保型環結構、下內撐保型環結構分別設置在工裝支架的上下兩側；
5、豎直驅動結構設置在工裝支架上，豎直驅動結構能夠驅動上內撐保型環結構沿著工裝支架上下運動。
6、進一步地，上內撐保型環結構包括若干個上內撐保型環裝置，若干個上內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
7、上內撐保型環裝置包括第一工作臺、上內撐調節臺、上夾緊組件；
8、第一工作臺滑動設置在工裝支架上，上內撐調節臺通過第一徑向驅動組件沿著第一工作臺滑動；
9、若干個上夾緊組件沿著圓周設置在上內撐調節臺上；
10、上內撐調節臺的端面為弧形。
11、進一步地，第一徑向驅動組件包括第一驅動氣缸、第一螺紋桿、第一滑動塊；
12、第一驅動氣缸的安裝端設置在第一工作臺上，第一驅動氣缸的輸出端與第一螺紋桿連接；
13、第一滑動塊設置在上內撐調節臺的底部，第一滑動塊螺紋設置在第一螺紋桿上，第一驅動氣缸能夠驅動上內撐調節臺進行徑向調節；
14、第一工作臺的上部設有第二滑動塊，上內撐調節臺上設有與第二滑動塊對應的第一滑軌。
15、進一步地，豎直驅動結構包括驅動電機、第二螺紋桿、第三滑動塊；
16、驅動電機的安裝端設置在工裝支架上，驅動電機的輸出端與第二螺紋桿連接，上內撐保型環結構通過第三滑動塊與第二螺紋桿螺紋連接。
17、進一步地，下內撐保型環結構包括若干個下內撐保型環裝置，若干個下內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
18、下內撐保型環裝置包括第二工作臺、下內撐調節臺、下夾緊組件；
19、第二工作臺滑動設置在工裝支架上，下內撐調節臺通過第二徑向驅動組件沿著第二工作臺滑動；
20、若干個下夾緊組件沿著圓周設置在上內撐調節臺上。
21、進一步地，第二徑向驅動組件包括第二驅動氣缸、第三螺紋桿、第四滑動塊；
22、第二驅動氣缸的安裝端設置在第二工作臺上，第二驅動氣缸的輸出端通過皮帶帶動第三螺紋桿轉動，第三螺紋桿安裝在第二工作臺上，第四滑動塊設置在下內撐調節臺的底部，第四滑動塊螺紋設置在第三螺紋桿上，第二驅動氣缸能夠驅動上內撐調節臺進行徑向調節；
23、底座的上部設有第二滑軌，下內撐調節臺上設有與第五滑動塊對應的第二滑軌。
24、進一步地，上夾緊組件和下夾緊組件均包括第三驅動氣缸、氣缸底座、推動塊、連接桿、轉動板、夾緊板；
25、第三氣缸的安裝端設置在氣缸底座的上方，氣缸底座設置在上內撐調節臺或下內撐調節臺上，第三氣缸的輸出端與推動塊連接；
26、推動塊的兩側設有第六滑動塊，氣缸底座上設有雨第五滑塊對應的滑槽；
27、氣缸底座上設有轉動桿，轉動板上設有與轉動桿的對應的第一活動孔,轉動桿設置在氣缸底座上：
28、轉動板的一端設有滑輪，另一端設有夾緊板：
29、連接桿設置在氣缸底座上，轉動板上設有第二活動孔，連接桿能夠穿過第二活動孔，且轉動板能夠沿著第二活動孔滑動。
30、進一步地，氣缸底座的兩側均設有第一彈簧，第一彈簧的端部與轉動板連接；
31、轉動板上設有第二彈簧，第二彈簧的端部與夾緊板連接。
32、進一步地，夾緊板上設有調節孔，工裝支架上設有爬梯。
33、一種基于型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓制備方法，使用上述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，焊接時將內撐保形環直徑調整至產品內徑，并通過上內撐保型環結構、下內撐保型環結構進行鎖緊，壁板預留焊接收縮量，但焊接完成后最終的筒段直徑小于產品內徑；
34、計算出筒段的總周長，然后將筒段周長平均到3或6塊壁板計算出單塊壁板的弧長l；
35、6塊壁板的計算公式為：；
36、3塊壁板的計算公式為：l=；
37、筒段壁板焊接前首先測量箱底的周長l1，單位為mm；
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【技術保護點】
1.型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：包括底座、工裝支架、上內撐保型環結構、下內撐保型環結構、豎直驅動結構；
2.根據權利要求1所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：上內撐保型環結構包括若干個上內撐保型環裝置，若干個上內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
3.根據權利要求2所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：第一徑向驅動組件包括第一驅動氣缸、第一螺紋桿、第一滑動塊；
4.根據權利要求1所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：豎直驅動結構包括驅動電機、第二螺紋桿、第三滑動塊；
5.根據權利要求2所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：下內撐保型環結構包括若干個下內撐保型環裝置，若干個下內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
6.根據權利要求5所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：第二徑向驅動組件包括第二驅動氣缸、第三螺紋桿、第四滑動塊；
7.根據權利要求5所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓
8.根據權利要求7所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：氣缸底座的兩側均設有第一彈簧，第一彈簧的端部與轉動板連接；
9.根據權利要求7所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：夾緊板上設有調節孔，工裝支架上設有爬梯。
10.基于型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓制備方法，使用權利要求1-9任一項所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：焊接時將內撐保形環直徑調整至產品內徑，并通過上內撐保型環結構、下內撐保型環結構進行鎖緊，壁板預留焊接收縮量，但焊接完成后最終的筒段直徑小于產品內徑；
...【技術特征摘要】
1.型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：包括底座、工裝支架、上內撐保型環結構、下內撐保型環結構、豎直驅動結構；
2.根據權利要求1所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：上內撐保型環結構包括若干個上內撐保型環裝置，若干個上內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
3.根據權利要求2所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：第一徑向驅動組件包括第一驅動氣缸、第一螺紋桿、第一滑動塊；
4.根據權利要求1所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：豎直驅動結構包括驅動電機、第二螺紋桿、第三滑動塊；
5.根據權利要求2所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩擦焊接近圓裝置，其特征在于：下內撐保型環結構包括若干個下內撐保型環裝置，若干個下內撐保型環裝置沿圓周設置在工裝支架上；
6.根據權利要求5所述的型面偏差補償的筒段攪拌摩...
【專利技術屬性】
技術研發人員：白景彬，孫轉平，馬康，趙英杰，朱亞蓉，王賀，高文靜，杜巖峰，李繼光，張保鑫，劉旺，張睿博，王寧，李大鵬，倪明旭，陳崢，喬偉強，程康康，滿龍，徐啟達，
申請(專利權)人：天津航天長征火箭制造有限公司，
類型：發明
國別省市：
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