带波棱的V型槽双层结构钣金组合件的加工方法及装置

摘要

本发明公开了一种带波棱的V型槽双层结构钣金组合件的加工方法及装置，先通过氩弧焊工艺定位采用带波棱的V型槽把内环和外环连接起来，构成一个环形通道，再进行焊接内外环外侧面的安装座和打火支座；通过对V型槽单个波棱进行角向定位装夹，进行零件一周铆接底孔的机械加工，最后进行铆接加工。本发明加工可操作性好、提高了定位的准确性和加工效率、减少了返工返修情况。

说明书

技术领域

本发明属于装配焊接、铆接加工技术领域，具体涉及一种带波棱V型槽双层结构钣金组合件的装配加工方法和装置。

背景技术

如图1和图2所示，为一种发动机中的钣金焊接组件，该组件结构较为复杂，直径尺寸超过650mm，属于大直径钣金加工组合件。该组件由带波棱的V型槽3将钣金内环1、钣金外环2通过铆接连接组成一个半封闭的环形通道，同时焊接打火支座5，最后在钣金内环1和钣金外环2的外侧面通过焊接将第一安装座6、第二安装座7、第三安装座8、第四安装座9固定起来，以供该组件在发动机部件中的装配用。

在该组件的加工过程中，需要保证环形通道上宽度尺寸L、下宽度尺寸N在周向上的一致性，保证内外1、环外2外侧安装座焊接装配的准确性。带波棱的V型槽3属于大型钣金成型件，铆接用底孔孔径小仅为Φ3mm，且铆接孔需要位于V型槽波棱凹槽的中心位置，由于V型槽自身波棱在圆周方向分布一致性差，容易导致V型槽3的波棱与内环1、外环2之间配合处的间隙大且周向分布的不均匀，机械加工定位准确性差，常规装夹方法加工会导致铆接孔加工偏移，造成铆接干涉，影响零件的使用稳定性。内环1和外环2的环外壁同心度差，会导致安装座装配位置严重偏离理论位置，导致在发动机部件中的装配干涉。当前，该组件尚无成熟加工方案可以借鉴，因此急需确定有效加工工艺路线，为该组件的加工提供高效可靠的技术方案。

发明内容

本发明旨在针对带波棱的V型槽双层结构钣金组合件，通过摸索加工方法，设计该组件的装配加工方法，保证装配焊接加工一致性，提高装配焊接加工效率；进一步，通过自主设计制造一套针对带波棱的V型槽中铆接孔加工的定位装夹装置，提高铆接孔加工准确性和加工效率。

带波棱的V型槽双层结构钣金组合件的加工方法，包括，

步骤一，采用定位焊的方式把内环和外环通过带波棱的V型槽连接起来，构成一个环形通道；

步骤二，分别焊接内外和外环表面的第一安装座、第二安装座、第三安装座、第四安装座和打火支座；

步骤三，对带波棱的V型槽中的V型槽单个波棱进行角向定位装夹，逐一进行周向铆接底孔的加工；

步骤四，铆接内环、外环和带波棱的V型槽。

进一步，所述步骤一之前还包括，在自由状态下对内环、外环、带波棱的V型槽的圆度进行钣金校正。

进一步，所述步骤一之前还包括，将环形衬套装配焊接在带波棱的V型槽外侧的孔中。

进一步，所述步骤一中，把内环和外环通过带波棱的V型槽连接起来的同时，将打火支座插入外环和带波棱的V型槽。

进一步，所述步骤一和步骤二之间还包括，在带波棱的V型槽的波棱和内环、外环待铆接位置进行点焊定位，焊点直径不大于铆接底孔外径，钣金校正内环、外环之间的上宽度尺寸L和下宽度尺寸N。

进一步，所述步骤二和步骤三之间还包括，在限位状态下使用工具固定内环、外环的周向位置和轴向位置，然后进行去焊接应力热处理，钣金校正内环、外环之间的上宽度尺寸L和下宽度尺寸N。

带波棱的V型槽双层结构钣金组合件的加工装置，包括，

间隔布置的第一支承架和第二支承架；

定位销，所述定位销穿过第一支承架并插入内环、外环之间下宽度尺寸N一端的开口处，且定位销的插入端包含一个外径等于内环、外环之间下宽度尺寸N的截面；

角向定位销，所述角向定位销穿过第二支承架并插入内环、外环之间上宽度尺寸L一端的开口处，且角向定位销的插入端有一个向上凸起的波棱，波棱端面上开有孔；

钻模限位块，所述钻模限位块可转动连接在第一支承架上端，钻模限位块上安装有钻模。

进一步，所述第一支承架和第二支承架的下端固定在底座表面，第一支承架上端设置有螺孔，第二支承架上端设置有压紧角向定位销的压块；

所述钻模限位块上开有通槽，通槽内为锁紧座，锁紧座包括螺纹段和头部，螺纹段与第一支承架上端的螺孔连接，头部的宽度大于通槽的宽度；

所述定位销与第一支承架之间设置有衬套。

与现有技术相比，本发明的加工方法和装置具备下述特点：

(1)加工可操作性好。本发明突破了传统加工方法，提出一种合理有效的加工工艺路线，保证了该复杂结构加工过程的可实现和可操作，稳定加工质量，固化加工技术方案。

(2)提高了零件加工质量。使用本发明的加工方法和装置后，现场加工零件状态良好，多个安装座和打火支座同心装配一致性好，通过电阻点焊方法控制铆接处间隙，组件刚性提高，铆接加工变形量小，通过对V型槽的单个波棱进行角向定位装夹，提高了定位的准确性和加工效率，铆接孔加工位置满足了设计图纸要求，为后续铆接加工提供了良好条件，保证发动机的装配要求和使用性能要求。

(3)减少了返工返修情况。使用本发明的加工方法和装置后，铆接前进行点焊固定后刚性提高，零件基准位置状态良好，装配稳定性好，加工质量稳定，修整校正工作量小，加工铆接孔时零件状态良好，无需进行钣金校正工作即可直接进行加工。

附图说明

图1是带波棱的V型槽双层结构钣金组合件局部装配简图；

图2是带波棱的V型槽双层结构钣金组合件局部俯视图；

图3是带波棱的V型槽双层结构钣金组合件铆接底孔加工装夹局部视图；

图中，1内环；2外环；3带波棱的V型槽；4环形衬套；5打火支座；6第一安装座；7第二安装座；8第三安装座；9第四安装座；10铆钉；11底座；12第一支承架；13定位销；14第二支承架；15压块；16角向限位销；17衬套；18连接销；19锁紧座；20钻模限位块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。

本发明设计了一套装配定位焊接加工方法，其基本思路如下：

(1)设计依据：根据组件实际装配要求，以及组件的结构和位置关系，设计一套装配加工的工艺方法及配套铆接孔加工装夹的定位装置；

(2)设计思路：根据组件的技术要求和可操作性，先通过氩弧焊定位采用带波棱的V型槽把内环1和外环2连接起来(氩弧焊定位的焊缝位置位于带波棱的V型槽3与内环1搭接处，以及带波棱的V型槽3与外环2搭接处，即带波棱的V型槽3与内、外环搭接配合处)，构成一个环形通道，再进行焊接内环1、外环2外侧面的多个安装座和打火支座5；通过对V型槽单个波棱进行角向定位装夹，如图3所示，再进行沿零件一周铆接底孔的机械加工，最后进行铆接加工。

本发明的具体实施方法如下：

设计如图3所示的定位装置，包括底座1、间隔布置的第一支承架12和第二支承架14、定位销13、角向定位销16、锁紧座19、钻模限位块20。定位销13穿过第一支承架12并插入内环1、外环2之间下宽度尺寸N一端的开口处，且定位销13的插入端包含一个外径等于内环1、外环2之间下宽度尺寸N的截面；角向定位销16穿过第二支承架14并插入内环1、外环2之间上宽度尺寸L一端的开口处，且角向定位销16的插入端有一个向上凸起的波棱，波棱端面上开有孔；钻模限位块20可转动连接在第一支承架12上端，钻模限位块20上安装有钻模。第一支承架12和第二支承架14的下端固定在底座1表面，第一支承架12上端设置有螺孔，第二支承架14上端设置有压紧角向定位销16的压块15；钻模限位块20上开有通槽，通槽内为锁紧座19，锁紧座19包括螺纹段和头部，螺纹段与第一支承架12上端的螺孔连接，头部的宽度大于通槽的宽度；定位销13与第一支承架12之间设置有衬套17。锁紧座19主要作用是将钻模限位块20固定住，防止加工过程钻模发生位移导致孔位置偏移。图3中，锁紧座19的头部宽度方向已经旋转到与通槽宽度方向平行的位置，此时由于头部宽度大于通槽宽度，此时，锁紧座19将钻模限位块20压紧在第一支承座12上端，确保钻模限位块20末端的钻模不发生移动。

1、在自由状态进行钣金校正，保证内环1、外环2、带波棱的V型槽3的圆度不大于0.5。

2、通过氩弧焊工艺方法，将环形衬套4装配焊接在带波棱的V型槽外侧的孔中，并进行钳工修配，去除粗大焊瘤。

3、通过氩弧焊工艺定位，将带波棱的V型槽把内环1和外环2连接起来，形成一个环形通道，同时使用打火支座5插入外环2和V型槽3的孔中，以确定周向位置，调整内环1，保证内环1和外环2的翻边槽口在周向角度的一致。

4、通过电阻点焊工艺，在V型槽波棱和内外环待铆接位置进行点焊定位，焊点直径不大于3，消除V型槽波棱与内外环之间的间隙，保证两者相配出紧密贴合。

5、通过钣金校正，保证内外环构成的通道的上宽度尺寸L、下宽度尺寸N，保证互差不大于0.5(这里的互差是指上宽度尺寸L或下宽度尺寸N在圆周方向一周的最小值和最大值的差值)，圆度不大于0.5。

6、通过氩弧焊工艺，将第一安装座6、第三安装座8装配焊接在内环1内侧面，保证周向和轴向位置要求；将第二安装座7、第四安装座9装配焊接在外环2外侧面，保证周向和轴向位置要求；同时装配焊接打火支座5。

7、在限位状态下使用工具固定组件内外环周向和轴向位置，进行去焊接应力热处理。

8、通过钣金校正，保证内环1、外环2构成的通道的上宽度尺寸L、下宽度尺寸N，保证互差不大于0.5，圆度不大于0.5。

9、如图3所示，定位销13插入内环1、外环2上宽度尺寸N一端(通过定位销13上截面外径等于N的外圆面支撑定位)，角向定位销16插入内环1、外环2上宽度尺寸L一端，确保角向定位销16末端的波棱上端面与V型槽的波棱型面相配合，在加工铆接底孔时，将带波棱的V型槽双层结构钣金组合件装在限位装置上，通过角向定位销16上的波棱与待加工孔位置波棱相配合，保证钻孔位置位于波棱中心，从而进行角向定位，同时用锁紧座19压紧钻模限位块20。通过钻削加工，移动波棱相配位置，加工外环2一周铆接底孔，去除毛刺；使用小台钻加工内环1铆接底孔，去除毛刺，保证孔径满足铆接要求。

10、将若干铆钉10插入铆接底孔中，使用专用气动压铆机，对内环1和外环2进行铆接，保证铆接墩粗直径和高度要求。