[发明专利]一种可伸缩的内撑工装

说明书

一种可伸缩的内撑工装，左旋螺杆的一端装入一个支撑板平面几何中心的螺杆安装孔内，并使该左旋螺杆与该螺杆安装孔之间转动配合；该左旋螺杆另一端的左旋螺纹装入套筒一端中心的螺纹孔内。右旋螺杆的一端装入另一个支撑板平面几何中心的螺杆安装孔内，并使该右旋螺杆与该螺杆安装孔之间转动配合；该右旋螺杆另一端的右旋螺纹装入套筒另一端中心的螺纹孔内。发明具有伸缩功能，缩短状态下放入壳体内部，然后伸长，对圆筒形成支撑，实现对圆筒的刚性约束，减小焊接变形，并通过带工装去应力退火热处理，消除变形应力，从而保证焊接后圆筒圆度，壳体的圆度由无工装的10mm减小至2.5mm。

技术领域

本发明涉及固体发动机壳体的控制焊接变形领域，具体是一种固体发动机壳体焊接外部零件过程中的控制变形内撑工装。

背景技术

固体发动机壳体主要由前、后法兰和圆筒组焊而成，且前、后法兰内径远远小于圆筒内径，成壳后需在圆筒外型面上焊接各类外部零件，由于圆筒壁厚较薄，焊接外部零件过程中极易导致圆筒发生变形，影响产品圆度。常规解决方法是在圆筒内部采用工装对圆筒进行刚性支撑，减小变形产生，目前常用的内撑方式为整体内撑工装，但整体内撑工装的涨径范围一般不大，对于前、后法兰内径远小于圆筒内径的固体发动机壳体，存在着无法将整体内撑工装放入壳体内部的问题。

专利CN106271354A《一种自动定心内撑具》中提出了一种采用不等深度的滑槽结构实现工装伸缩的整体内撑工装；专利CN104625136A《一种分瓣式可调节内撑工装》中提出采用分瓣式支撑块，利用斜面T型槽结构，实现支持块对工件的内撑作用；专利CN108608352A《一种内撑夹头》中提到了采用三角形螺纹或梯形螺纹结构实现工装涨径功能，从而对产品进行内撑的工装，但这三种方式涨径范围都较小，对于上述固体发动机壳体，其两端与中间内径相差较大的情况，工装无法在缩径至最小直径时，进入壳体内部，从而实现对壳体中间部位的内撑。

专利CN108213829A《一种用于搅拌摩擦焊的交错轮辐式可伸缩工装及其调节方法》中提到了采用分层交错辐射状弧板结构，并利用气动装置，实现工装收缩功能，但气动装置结构在小直径产品中涨径范围也有一定局限，且不能跟随产品一起进行去应力热处理，控制变形效果相对较差。

发明内容

为克服现有技术中存在的无法将整体内撑工装放入壳体内部，以及不能有效控制焊接变形的不足，本发明提出了一种可伸缩的内撑工装。

本发明包括两个支撑板、套筒和螺杆。所述螺杆有两个，分别是左旋螺杆和右旋螺杆。其中：左旋螺杆的一端装入一个支撑板平面几何中心的螺杆安装孔内，并使该左旋螺杆与该螺杆安装孔之间转动配合；该左旋螺杆另一端的左旋螺纹装入套筒一端中心的螺纹孔内。右旋螺杆的一端装入另一个支撑板平面几何中心的螺杆安装孔内，并使该右旋螺杆与该螺杆安装孔之间转动配合；该右旋螺杆另一端的右旋螺纹装入套筒另一端中心的螺纹孔内。

所述两个支撑板的一个表面为弧形，该弧形的曲率半径与工件内表面的曲率半径相同。各支撑板的另一个表面为平面，在该平面的几何中心有螺杆安装孔；该螺杆安装孔为盲孔。

所述螺杆安装孔的内表面分为两段，在靠近孔口处为螺纹段，靠近孔底处为光面段；所述螺纹段的长度：光面段的长度＝2:3。

所述左旋螺杆的外圆周表面分为三段，分别是位于该左旋螺杆一端的连接段、位于该左旋螺杆另一端的左旋螺纹段，以及位于所述连接段与左旋螺纹段之间的六方段。所述连接段的端头处为与所述支撑板上螺杆安装孔的螺纹段配合的外螺纹。所述左旋螺杆连接段一端的端面为球面，使该端面的中心顶点处与所述螺杆安装孔孔底面之间形成点配合。

所述右旋螺杆的结构与所述左旋螺杆的结构相似。不同之处在于，该右旋螺杆的一端为连接段，另一端为右旋螺纹段。

所述套筒两端端面的中心均为螺纹盲孔，并且其中的一端为与左旋螺杆配合的左旋螺纹，另一端为与右旋螺杆配合的右旋螺纹。