【摘 要】
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搅拌摩擦焊因其优异的技术特点在航空航天领域得到极大的应用,但焊接过程中需要相应的内撑外压辅助工装。我国现已成熟掌握3.35m级贮箱的生产技术,采用卧式总装工艺,在实现最后一道封箱环缝焊接时,需要技术人员通过人孔进入贮箱内部安装内撑装置,操作极其不便且费时费力。新一代5m级运载火箭推进剂贮箱直径大且壁板较薄,在卧式装配水平放置时会产生严重的自重变形,传统的手工拆卸内撑装置已不再适用。本文针对立式总装
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搅拌摩擦焊因其优异的技术特点在航空航天领域得到极大的应用,但焊接过程中需要相应的内撑外压辅助工装。我国现已成熟掌握3.35m级贮箱的生产技术,采用卧式总装工艺,在实现最后一道封箱环缝焊接时,需要技术人员通过人孔进入贮箱内部安装内撑装置,操作极其不便且费时费力。新一代5m级运载火箭推进剂贮箱直径大且壁板较薄,在卧式装配水平放置时会产生严重的自重变形,传统的手工拆卸内撑装置已不再适用。本文针对立式总装封箱环缝焊接,设计了一种具备自动折展撑紧功能的辅助工装。首先根据设计要求,并综合国内外现有内撑装置的使用现状,完成自动折展撑紧装置的结构设计,将其分为中心立柱、校形展开机构、支撑平台三个部分,介绍其具体细节和设计依据,使用三维建模软件进行展示,并对螺旋升降机、液压缸等关键部件进行选型;之后利用复数矢量法建立两个展开机构的正运动学模型,设定原动件运动规律,绘制机构运动简图,得到输出构件的运动特性曲线,将该公式曲线与ADAMS软件运动仿真得到的运动曲线进行比较,得到相对符合真实运动情况的运动特性;最后在有限元软件ANSYS Workbench中对内撑装置的校形要求和受力情况进行分析,搅拌摩擦焊对工件有严格的并缝错位要求,需要内撑装置在展开过程中对贮箱箱底和筒段强制校形,且搅拌头在顶入工件内部时会产生巨大的顶锻力,影响装置的支撑强度和稳定性,需要校核内撑装置在这两个情况下的受力和位移状态。本文的研究成果完成了自动折展撑紧装置的结构设计、运动学特性分析和静力学分析,为立式总装封箱环缝焊接提供了一种全新的辅助工装。
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