大直径薄壁件激光焊接机夹具，包括支撑定位部分、对缝机构和夹紧机构，支撑定位部分包括固定架和设在固定架上的夹具体，夹具体两端的左右两侧均设有一块用于支撑大直径薄壁件的弧形板，夹具体顶部沿长度方向开设有安装槽，安装槽底部设有垫板，垫板上设有两块垫铁，垫铁上表面为内高外低的斜面，垫铁上表面与水平面的夹角为3°，两块垫铁之间形成一道通气槽，两块垫铁的相同一端分别设有定位块和定位钉，其中一块垫铁上设有与定位钉同一端的吸盘挡块。本发明专利技术设计合理、结构简单，解决了大长径比薄壁件激光焊接不易对接的问题，避免在对焊中产生咬边、材料流失和焊接弧坑等问题的出现。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】大直径薄壁件激光焊接机夹具，包括支撑定位部分、对缝机构和夹紧机构，支撑定位部分包括固定架和设在固定架上的夹具体，夹具体两端的左右两侧均设有一块用于支撑大直径薄壁件的弧形板，夹具体顶部沿长度方向开设有安装槽，安装槽底部设有垫板，垫板上设有两块垫铁，垫铁上表面为内高外低的斜面，垫铁上表面与水平面的夹角为3°，两块垫铁之间形成一道通气槽，两块垫铁的相同一端分别设有定位块和定位钉，其中一块垫铁上设有与定位钉同一端的吸盘挡块。本专利技术设计合理、结构简单，解决了大长径比薄壁件激光焊接不易对接的问题，避免在对焊中产生咬边、材料流失和焊接弧坑等问题的出现。【专利说明】大直径薄壁件激光焊接机夹具
本专利技术涉及一种夹具，特别涉及一种大直径薄壁件激光焊接机夹具。
技术介绍
核电是重要的清洁能源之一，多数发达国家已经将核能作为电力的主要能源。核 电站的核岛主要由核反应堆、核主泵、蒸汽发生器和稳压器四部分组成。核主泵按结构划 分为屏蔽式泵和轴密封式两类。屏蔽式核主泵的定子和转子被包裹在耐腐蚀的屏蔽套内， 其主要作用是用来防止转子铜条和定子绕组与反应堆冷却剂接触。屏蔽套分为定子屏蔽套 和转子屏蔽套。定子屏蔽套是保护定子的绕组绝缘，转子上的屏蔽套是将转子铜条与系统 隔离开来，并减少铜在其他区域出现。屏蔽套材料为耐腐蚀非磁性金属哈氏合金，为了保 证电机具有高性能，并尽量减少屏蔽套内的涡流损耗，屏蔽套应越薄越好，同时考虑电机效 率和转子刚度要求，应该选择合适的细长比。定子屏蔽套厚度〇. 381mm，直径600mm，长度 2000mm。屏蔽套式典型的大长径比超薄壁高精度部件，屏蔽套与转子装配时必修在10秒内 高精度热套完成，加工和装配难度极大。目前没有一套成熟可行的屏蔽套加工设备，完全依 靠进口。由于试件为超薄大长径比件，形状特殊，并且激光焊接要求焊接接头的装配精度极 高，目前，市场上的激光焊接机均不满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种对焊不咬边、焊接精度高、节约 材料的大直径薄壁件激光焊接机夹具。 为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：大直径薄壁件激光焊接机夹具， 包括支撑定位部分、对缝机构和夹紧机构，支撑定位部分包括固定架和设在固定架上的夹 具体，夹具体两端的左右两侧均设有一块用于支撑大直径薄壁件的弧形板，夹具体顶部沿 长度方向开设有安装槽，安装槽底部设有垫板，垫板上设有两块垫铁，垫铁上表面为内高外 低的斜面，垫铁上表面与水平面的夹角为3°，两块垫铁之间形成一道通气槽，两块垫铁的 相同一端分别设有定位块和定位钉，其中一块垫铁上设有与定位钉同一端的吸盘挡块； 对缝机构包括均设在通气槽内的主对缝器和辅助对缝器，主对缝器和辅助对缝器的构 造相同，主对缝器和辅助对缝器均包括气缸、精密直线轴承、压板和对缝体，压板和对缝体 位于通气槽内并通过螺钉连接，气缸设在固定架上，气缸上端的活塞杆穿过夹具体并与压 板下表面连接传动，对缝体两端分别通过一个精密直线轴承与垫板滑动连接，压板和对缝 体的侧部分别设有行程挡块，两块垫铁相对侧的侧部分别设有一道与行程挡块配合的行程 槽，主对缝器的压板和对缝体之间的上侧设有一块凸出于压板上表面的定位板，垫板上垂 直设有导向孔，压板底面设有滑动配合在导向孔内的导向柱； 夹紧机构位于支撑定位机构上方。 所述夹紧机构包括框架和设在框架下方的电磁吸盘架，框架内上部通过上吊环连 接有弹簧平衡器，弹簧平衡器下部设有连杆，连杆下端通过下吊环与电磁吸盘架连接，框架 底面设有永磁铁，电磁吸盘架上设有电磁吸盘，电磁吸盘架上侧设有一道滑槽，下吊环滑动 连接在滑槽内。 采用上述技术方案，夹紧机构设在机架上部，固定架设在机架的平台上，工件设在 支撑定位部分上并位于夹紧机构下方，工件为大直径薄壁件，由弧形板支撑。 夹具体为铸造件。夹具体两侧对称的弧形板对工件起支撑作用，使工件定位时有 所支撑，容易调整，因而使定位操作容易进行。 垫板是垫铁、主对缝器和辅助对缝器的等定位装置的安装基础。垫板的中面上钻 有安装导向孔，导向柱安装在导向孔中，起到为主对缝器与辅助对缝器的定位导向的作用。 垫板在每对导向孔的中间开有矩形通孔，用于通过气缸的活塞，以驱动主对缝器和辅助对 缝器上下运动。 两块垫铁是具有斜面的铁条，对称安装在垫板上，两条垫铁的斜面作为定位面来 保证安装中的参数Θ。两条垫铁中间的空隙为通气槽，通气槽的宽度为30mm，既用来保证 安装中的参数H，又起到保护气体通路的作用。垫铁在形成通气槽的侧面开有行程槽，其作 用是与对缝机构的行程挡块一同限制主对缝器和辅助对缝器的极限位置。主对缝器和辅助 对缝器分别与通气槽在尺寸上呈大间隙配合并加油润滑，保证主对缝器和辅助对缝器平滑 升降。 对缝机构为成对使用，其中装有定位板的为主对缝器，没有安装定位板的为辅助 对缝器，它们均安装在两块垫铁之间的通气槽内，主对缝器与辅助对缝器上均安装有精密 直线轴承，导向柱与垫板上的导向孔配合形成直线运动副，由固定安装在固定架下部的气 缸驱动实现上下运动，以完成对缝动作。 在焊接接头初始安装时，使焊接接头两侧工件伸出的悬臂长度相同，实现焊接接 头对中，满足焊接接头对称安装的安装要求。焊接接头定位，保证焊接接头缝隙的方向与激 光头进给的轨迹方向平行度，减小焊接轨迹误差中的系统误差。 辅助对缝器的作用是在主对缝器完成一边的定位并且降下后，在另一边向一定位 边靠拢定位时，作为此边的支撑，帮助操作者将待定边准确的与已定位边靠合。 进行工件的定位和夹紧过程为：首先将工件放在夹具体上，启动气缸，升起三组主 对缝器与辅助对缝器至上方极限位置。将工件的一边作为基准边铺在定位部分安装有定位 钉的一侧的定位面上。调整此侧工件待焊边的位置，使其紧紧靠在主对缝器的定位板上，与 待焊边相垂直的一边紧靠在定位钉上，完成了这一侧工件待焊边的初步定位。然后拉下夹 紧机构中的两个电磁吸盘于工件的中段附近，启动电磁吸盘使电磁吸盘隔着工件吸紧在垫 铁的定位面上，使定位好的工件初步固定。由于工件较大，电磁吸盘较小，并且采用较小的 吸力，所以初步固定后仍然可以微调工件待焊边的位置，在确保定位准确后从靠近定位钉 侧开始逐一拉下电磁吸盘，采用较大的吸力吸附在工作位置，将工件牢固固定。接下来操控 气缸降下主对缝器，然后将工件的另一边拉至另一侧的定位面上，将与待焊边垂直的一边 紧靠在定位块上，调整待焊边的位置，使它的下棱边与已定位好的基本边的下棱边靠拢。然 后使用基准边固定时同样的方法完成吸紧固定。最后降下辅助对缝器。此时完成焊接接头 的初始安装，在通气槽上部形成保护气体通路，为焊接进给做好准备。 气缸是主对缝器和辅助对缝器的驱动器。气缸安装在固定架上，气缸的活塞均对 准主对缝器和辅助对缝器底部中间。根据工艺动作的需求，气缸的活塞向上运动，驱动主对 缝器和辅助对缝器向上升起。气缸的活塞向下运动时，主对缝器和辅助对缝器由于重力而 降下。 定位钉、定位块均安装在垫铁上，作用是消除工件的自由度，使工件定位。吸盘挡 块则用来确定电磁吸盘的吸附位置。 主对缝器和辅助对缝器是本专利技术中唯一可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
大直径薄壁件激光焊接机夹具，其特征在于：包括支撑定位部分、对缝机构和夹紧机构，支撑定位部分包括固定架和设在固定架上的夹具体，夹具体两端的左右两侧均设有一块用于支撑大直径薄壁件的弧形板，夹具体顶部沿长度方向开设有安装槽，安装槽底部设有垫板，垫板上设有两块垫铁，垫铁上表面为内高外低的斜面，垫铁上表面与水平面的夹角为3°，两块垫铁之间形成一道通气槽，两块垫铁的相同一端分别设有定位块和定位钉，其中一块垫铁上设有与定位钉同一端的吸盘挡块；对缝机构包括均设在通气槽内的主对缝器和辅助对缝器，主对缝器和辅助对缝器的构造相同，主对缝器和辅助对缝器均包括气缸、精密直线轴承、压板和对缝体，压板和对缝体位于通气槽内并通过螺钉连接，气缸设在固定架上，气缸上端的活塞杆穿过夹具体并与压板下表面连接传动，对缝体两端分别通过一个精密直线轴承与垫板滑动连接，压板和对缝体的侧部分别设有行程挡块，两块垫铁相对侧的侧部分别设有一道与行程挡块配合的行程槽，主对缝器的压板和对缝体之间的上侧设有一块凸出于压板上表面的定位板，垫板上垂直设有导向孔，压板底面设有滑动配合在导向孔内的导向柱；夹紧机构位于支撑定位机构上方。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，姜燕，张燕，崔晓斌，徐飞飞，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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