CN111922727A - 薄壁回转体立式原位加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括以下步骤：吊装前底；移入筒段；前底下移至加工位置并铣削其下端面；筒段上移至加工位置并铣削其上端面；并缝并焊接筒段；上移筒段至加工位置并铣削其下端面；移入新的筒段，并上移至加工位置，重复步骤：铣削筒段上端面、焊接筒段、铣削筒段下端面，直至完成所有筒段焊接；移入后底；后底上移至加工位置并铣削其上端面；并缝并焊接后底。如此设置，在竖直状态下进行加工，占地面积小，而且焊接过程中回转体始终保持竖立状态，重力对回转体的圆度影响较小，不会出现水平放置所导致的筒段变形难以对接焊缝的问题，并且对前底、筒段以及后底的铣削端面以及进行焊接等均在一个工位处即可完成，无需更换工位，操作更加简单快捷。

Description

薄壁回转体立式原位加工方法

技术领域

本发明涉及型薄壁回转体加工技术领域，更具体地说，涉及一种薄壁回转体立式原位加工系统。

背景技术

航空航天飞行器的燃料储存箱多为大型薄壁回转体结构，参考图1所示，其主要由前底1、后底3以及若干个筒段2构成，其中前底1和后底3可以是球形结构、椭球形结构或者锥形结构，筒段2为圆柱形结构。相邻的两个筒段2以及筒段2与前底1或者后底3之间均需通过焊接的方式连接。现有技术中，大型薄壁回转体机构通常采用卧式多工位焊接方法，而采用卧式焊接方法焊接时所采用的设备需要水平设置，其长度大多超过60m，占地面积大；并且由于储存箱为薄壁圆筒结构，在水平放置时由于重力作用易发生形变，容易导致对缝难度大，焊接精度低，焊接质量差等问题；除此之外，采用卧式焊接方法进行加工时，需要更换不同的工位以对筒段的端面进行铣切和焊接，从而需要多次装夹和拆卸，工序繁琐复杂。因此，如何解决现有技术中卧式多工位焊接方法的设备占地面积大，储存箱容易发生形变并且需要多工位加工的问题是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够解决上述技术问题的薄壁回转体立式原位加工方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种薄壁回转体立式原位加工方法，包括以下步骤：吊装前底，将所述前底保持竖直状态进行固定并吊装，以使所述前底能够升降；移入筒段，将待焊接筒段移动至所述前底下方；铣削前底下端面，撑紧所述前底内壁并压紧所述前底外壁，铣削所述前底的下端面；铣削筒段上端面，撑紧所述筒段内壁并压紧所述筒段外壁，铣削所述筒段的上端面；焊接筒段，将所述前底下端与所述筒段上端对接，并撑紧所述前底和所述筒段的接缝，对所述前底和所述筒段的接缝进行搅拌摩擦焊；铣削筒段下端面，撑紧所述筒段内壁并压紧所述筒段外壁，铣削所述筒段的下端面；移入新的筒段，并重复步骤：铣削筒段上端面、焊接筒段、铣削筒段下端面，直至完成所有筒段焊接；移入后底，将后底移动至焊接完成的所述筒段下方；铣削后底上端面，撑紧所述后底内壁并压紧所述后底外壁，铣削所述后底的上端面；焊接后底，将所述筒段下端与所述后底上端对接，并撑紧所述筒段和所述后底的接缝，对所述筒段和所述后底进行搅拌摩擦焊。

优选地，在焊接筒段步骤中以及焊接后底步骤中均包含焊缝检测步骤，以对焊缝进行检测，并记录具有焊接缺陷的位置。

优选地，在各个焊缝检测步骤之后均包含补焊步骤，以对具有焊接缺陷的位置进行补焊。

优选地，在所述补焊步骤后还设有焊缝检测步骤，以对补焊的焊接位置进行检测，若有缺陷则再进行补焊步骤，若无缺陷则进行下一步。

优选地，在焊接后底步骤后还包括外形测量步骤，利用激光测距仪，在回转体外表面建立极坐标空间离散点，在计算机中拟合为回转体外形数学模型，完成外形测量。

优选地，在外形测量步骤后还包括喷涂标记步骤，以在回转体外表面的附件安装位置喷上安装标记。

优选地，在喷涂标记步骤后还包括称重步骤，以获取回转体的重量。

优选地，在焊接后底步骤后采用吊车将焊接完成的回转体吊下。

优选地，所述前底固定于吊装夹具上，所述吊装夹具可拆卸地连接于架体的第一平台上，所述第一平台可沿所述架体升降，所述第一平台上设有供回转体穿过的避让孔。

优选地，所述吊装夹具包括吊装架，所述吊装架底部设有用于与所述前底的端框连接的连接环，所述连接环用于通过紧固件与所述前底的端框连接，所述吊装架顶部设有连接杆，所述连接杆用于通过紧固件与所述第一平台可拆卸地相连接。

本发明提供的技术方案中，一种薄壁回转体立式原位加工方法，包括以下步骤：吊装前底，将前底保持竖直状态进行固定并吊装，以使前底能够升降；移入筒段，将待焊接筒段移动至前底下方；铣削前底下端面，撑紧前底内壁并压紧前底外壁，铣削前底的下端面；铣削筒段上端面，撑紧筒段内壁并压紧筒段外壁，铣削筒段的上端面；焊接筒段，将前底下端与筒段上端对接，并撑紧前底和筒段的接缝，对前底和筒段的接缝进行搅拌摩擦焊；铣削筒段下端面，撑紧筒段内壁并压紧筒段外壁，铣削筒段的下端面；移入新的筒段，并重复步骤：铣削筒段上端面、焊接筒段、铣削筒段下端面，直至完成所有筒段焊接；移入后底，将后底移动至焊接完成的筒段下方；铣削后底上端面，撑紧后底内壁并压紧后底外壁，铣削后底的上端面；焊接后底，将筒段下端与后底上端对接，并撑紧筒段和后底的接缝，对筒段和后底进行搅拌摩擦焊。

如此设置，在竖直状态下进行加工，占地面积小，而且焊接过程中回转体始终保持竖立状态，重力对回转体的圆度影响较小，不会出现水平放置所导致的筒段变形难以对接焊缝的问题，并且对前底、筒段以及后底的铣削端面以及进行焊接等均在一个工位处即可完成，无需更换工位，操作更加简单快捷。除此之外，在对筒段、前底以及后底等进行焊接时，均采用内撑和外压的方式进行固定，能够有效地减少回转体的焊接变形，保证焊接精度。而通过逐段焊接的方式，能够实现任意长度的回转体结构的生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为大型薄壁回转体的结构示意图；

图2为本发明实施例中薄壁回转体立式原位加工系统的结构示意图；

图3为图2中薄壁回转体立式原位加工系统的架体的结构示意图；

图4为图2中薄壁回转体立式原位加工系统的吊装夹具的结构示意图；

图5为图2中薄壁回转体立式原位加工系统的第二平台和第三平台上外压夹具的安装状态；

图6为图2中薄壁回转体立式原位加工系统的筒段内撑夹具的结构示意图；

图7为图6中Ⅰ局部视图；

图8为本发明实施例中外压夹具的结构示意图；

图9为本发明实施例中箱底内撑夹具的结构示意图；

图10为图9中箱底内撑夹具与后底配合时的结构示意图；

图11为两个需要焊接的部件焊接过程示意图；

图12为本发明实施例中端框支撑机构的结构示意图；

图13为本发明实施例中弧形块的结构示意图；

图14为本发明实施例中焊缝检测装置以及电阻焊装置的工作状态图。

图1-图14中：

1、前底；2、筒段；3、后底；4、架体；5、第一平台；6、第二平台；7、第三平台；8、机头；9、连接环；10、连接杆；11、支座；12、摆臂；13、压头；14、第一底座；15、支撑板；16、顶块；17、撑紧环；18、顶头；19、第二底座；20、中心架；21、撑杆；22、连杆；23、驱动机构；24、弧形块；25、第五直线驱动装置；26、铣刀；27、焊接搅拌头；29、导杆；30、导块；31、摆杆；32、壳体；33、顶紧机构；34、定位销；35、检测头；36、电阻焊头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

本发明实施例中提供了一种薄壁回转体立式原位加工方法，包括以下步骤：

吊装前底，将前底1保持竖直状态进行固定并吊装，以使前底1能够升降。例如，可以前底1将固定于吊装夹具上，吊装夹具可拆卸地连接于架体4的第一平台5上，第一平台5可沿架体4升降，第一平台5上设有供回转体穿过的避让孔。例如，第一平台5可以是环形结构，其中心的环空即构成上述避让孔。参考图3所示，架体4可以是通过焊接形成的桁架结构，架体4上设有沿竖直方向设置的导轨，第一平台5通过滑块可滑动地设置在架体4的导轨上。在架体4上设有可转动的丝杠，丝杠由伺服电机驱动，第一平台5上设有用于与该丝杠螺纹配合的螺母，通过控制伺服电机即可控制第一平台5的升降。吊装前底后，通过第一平台下降将前底下降至加工位置。

移入筒段，将待焊接筒段2移动至前底1下方。参考图2所示，例如，可先将待焊接筒段2固定于筒段内撑夹具上，筒段内撑夹具用于从内部撑紧筒段2，然后筒段内撑夹具通过设置在架体4下方的导轨移动至前底1下方。可以通过筒段支撑夹具将筒段2提升至加工位置，加工位置的高度应便于操作者进行观察。

铣削前底下端面，参考图11中左数第一图片所示，撑紧前底1内壁并压紧前底1外壁，铣削前底1的下端面。例如，可以松开筒段2内的筒段内撑夹具，并使筒段内撑夹具伸入前底1内部并撑紧前底1内壁。此外，架体4上位于第一平台5下方还设有第二平台6和第三平台7。第二平台6和第三平台7均可沿架体4升降且分别设有用于供回转体穿过的避让孔，二者具体设置形式可参考上述第一平台5的设置形式。参考图5所示，第二平台6和第三平台7均设有用于压紧回转体的外侧壁的外压夹具，通过第二平台6的外压夹具压紧前底1外壁。第二平台6或者第三平台7上设有加工装置，加工装置用于对筒段2的端面、前底1的端面和后底3的端面进行铣削，并用于对前底1与筒段2、筒段2与筒段2以及筒段2与后底3之间的接缝进行焊接，加工装置能够绕回转体的周向和径向进给。通过加工装置铣削前底1的下端面。

铣削筒段上端面，参考图11中左数第二图片所示，撑紧筒段2内壁并压紧筒段2外壁，铣削筒段2的上端面。例如，可以松开前底1内的筒段内撑夹具，并使筒段内撑夹具伸入筒段2内撑紧筒段2内壁，再利用第三平台7上的外压夹具压紧筒段2外壁，最后利用加工装置铣削筒段2的上端面。

焊接筒段，参考图11中左数第三和第四图片所示，将前底1下端面与筒段2上端面对接，即，先将前底1下端和筒段2上端进行并缝，然后撑紧前底1和筒段2的接缝，再对前底1和筒段2的接缝进行搅拌摩擦焊。例如，先松开筒段2内的筒段内撑夹具，并将前底1下端与筒段2对接，然后利用筒段内撑夹具撑紧前底1和筒段2的接缝处，并利用第二平台6和第三平台7上的外压夹具压紧在接触处的周围，最后利用加工装置焊接前底1和筒段2的接缝。

铣削筒段下端面，撑紧筒段2内壁并压紧筒段2外壁，铣削筒段2的下端面。提升第一平台5，以使第一平台5带动筒段2上升，如此，一方面可使筒段2下端与筒段内撑夹具相对，利用筒段内撑夹具撑紧筒段2下端内壁，最后利用加工装置铣削筒段2的下端面，另一方面，每次将上端焊接完成的筒段提升一个高度再在该筒段下端焊接新的筒段，这种提升式焊接制造的方式能够使得前底与筒段、筒段与筒段以及筒段与后底的焊接位置始终处于同一个合适的高度，便于操作者实时观察和操作。

移入新的筒段，并重复步骤：铣削筒段上端面、焊接筒段、铣削筒段下端面，直至完成所有筒段2焊接。

移入后底，将后底3移动至焊接完成的筒段2下方。例如，先移出筒段内撑夹具，将后底3固定于箱底内撑夹具上，箱底内撑夹具用于从内部撑紧后底3，并沿架体4下方的导轨移动箱底内撑夹具至筒段2正下方。可以通过箱底内撑夹具将后底3提升至加工位置。

铣削后底上端面，撑紧后底3内壁并压紧后底3外壁，铣削后底3的上端面。同样可以参考图11中左数第二图片所示，利用第三平台7上的外压夹具压紧后底3外壁，再利用加工装置铣削后底3的上端面。

焊接后底，将筒段2下端与后底3上端对接，即先将筒段2下端与后底3上端进行并缝，然后撑紧筒段2和后底3的接缝，再对筒段2和后底3进行搅拌摩擦焊。参考图11中左数第三和第四图片所示，例如，先松开后底3内部的箱底内撑夹具，并将箱底内撑夹具移动至筒段2与后底3的接缝处撑紧，再用第二平台6和第三平台7上的外压夹具压在接缝的附近，最后利用加工装置对筒段2与后底3的接缝进行焊接。焊接完成后，利用吊车将回转体吊下。

如此设置，架体4保持竖直设置占地面积小，节省空间，而且焊接过程中回转体始终保持竖立状态，重力对回转体的圆度影响较小，不会出现水平放置时所导致的筒段2变形难以对接焊缝的问题。对前底1、筒段2以及后底3的铣削端面以及搅拌摩擦焊接等均在一个工位处即可完成，无需更换工位，操作更加简单快捷，避免了多次装夹容易产生装配误差的问题。除此之外，在对筒段2、前底1以及后底3等进行焊接时，均采用内撑和外压的方式进行固定，能够有效地减少回转体的焊接变形，保证焊接精度。而通过逐段焊接的方式，能够实现在架体4高度范围内任意长度的回转体结构的生产，使得薄壁回转体立式原位加工系统能够加工多种规格的产品，适用范围更加广泛。

一些实施例中，在焊接筒段步骤中以及焊接后底步骤中均包含焊缝检测步骤，以对焊缝进行检测，并记录具有焊接缺陷的位置。参考图14中左数第一图片所示，可以采用现有技术中的焊缝检测装置，焊缝检测装置通常包括一个检测头35，利用检测头35能够对焊缝进行检测。可选地，各个焊缝检测步骤之后均包含补焊步骤，以对具有焊接缺陷的位置进行补焊，例如，可以利用电阻焊装置，电阻焊装置上的电阻焊头36能够对缺陷焊缝进行补焊。如此设置，能够消除焊缝的焊接缺陷。当然，为了完全的消除焊接缺陷，一些实施例中，在补焊步骤后还设有焊缝检测步骤，以对补焊的焊接位置进行检测，若有缺陷则再进行补焊步骤，若无缺陷则进行下一步。

一些实施例中，在焊接后底步骤后还包括外形测量步骤，利用激光测距仪，在回转体外表面建立极坐标空间离散点，在计算机中拟合为回转体外形数学模型，完成外形测量。在外形测量步骤后还包括喷涂标记步骤，以在回转体外表面的附件安装位置喷上安装标记，以便于后续工序中，安装回转体上的附件。

一些实施例中，在喷涂标记步骤后还包括称重步骤，以获取回转体的重量。例如，吊车可以通过拉力传感器去吊起回转体，则通过拉力传感器即可获知回转体的质量。

一些实施例中，加工装置包括机头8、铣刀26和焊接搅拌头27。铣刀26和焊接搅拌头27二者中的任一者可选择地安装于机头8上，机头8用于带动铣刀26或焊接搅拌头27转动。例如，机头8上设有可转动的主轴以及与主轴传动连接的驱动电机，驱动电机可以通过联轴器或者减速器等与主轴传动连接以带动主轴转动。而铣刀26或者焊接搅拌头27可以通过现有技术中的刀柄安装于主轴上以随主轴转动。铣刀26转动能够进行铣削加工，焊接搅拌头27转动能够进行搅拌摩擦焊加工。第三平台7与第二平台6相对的端面二者之一设有环形导轨，环形导轨与回转体同轴设置。参考图2所示，环形导轨设置在第三平台7上。机头8可滑动地设置于环形导轨上。薄壁回转体立式原位加工系统还包括用于驱动机头8绕环形导轨位移的驱动装置。例如，驱动装置可以包括与环形导轨同轴设置的圆环形齿条、与该圆环形齿条啮合传动的齿轮以及该齿轮传动连接的电机，其中齿条也固定地设置在第三平台7上，电机可以固定到机头8上，齿轮可以与电机的输出轴键连接，通过电机驱动齿轮与齿条啮合，从而驱动机头8沿环形导轨位移。

一些实施例中，机头8通过机头座与环形导轨滑动连接。即，机头设置在机头座上，机头座设置在环形导轨上，上述用于驱动齿轮的电机安装在机头座上，电机驱动齿轮转动时即可带动机头座沿环形导轨滑动。机头座上设有沿筒段2径向延伸的第四导向机构，机头8可滑动地安装于第四导向机构上。例如，第四导向机构是导轨，机头8上设有与导轨滑动配合的导槽。还包括用于驱动机头8沿第四导向机构位移的第六直线驱动装置。例如，第六直线驱动装置包括伺服电机、与伺服电机传动连接的丝杠以及与该丝杠螺纹配合的螺母。伺服电机固定到机头座上，螺母与机头8连接，转动丝杠即可驱动机头8沿第四导向机构位移。如此设置，机头8能够沿回转体径向进给，从而使得薄壁回转体立式原位加工系统能够加工直径大小不同的回转体，增大薄壁回转体立式原位加工系统的适用范围。

焊缝检测装置以及电阻焊装置同样可滑动地设置于环形导轨上，焊接检测装置和电阻焊装置均可以与机头8连接的一起，从而与机头8一起沿环形导轨位移，当然焊机检测装置和电阻焊装置也可以分别设置与机头8相同的驱动装置而独立运行。

参考图4所示，一些实施例中，吊装夹具包括吊装架，吊装架可由型材等焊接构成。吊装架底部设有用于与前底1的端框连接的连接环9，连接环9能够通过紧固件与前底1的端框连接，参考图1所示，前底1的端框也为环状结构，并且前底1的端框上设有贯通孔。需要将前底1固定到吊装夹具上时，首先将吊装架的连接环9与前底1的端框相对，再用螺栓将连接环9与前底1的端框进行固定即可，简单方便，连接稳定。吊装架顶部设有连接杆10，连接杆10通过紧固件与第一平台5可拆卸地相连接。参考图2所示，连接杆10可以搭在第一平台5上，并可以通过螺钉将连接杆10与第一平台5连接固定。使用时，先将前底1固定到连接环9上，在利用吊车将吊装夹具吊到第一平台5上进行安装。

参考图5、8所示，一些实施例中，各个外压夹具均包括支座11、摆臂12、压头13以及第一直线驱动装置。各个外压夹具均包括多个支座11，多个支座11沿筒段2的周向分布。摆臂12、压头13和第一直线驱动装置均与支座11的数量相同且一一对应。摆臂12与支座11铰接，压头13设置于摆臂12第一端以用于压紧筒段2的外壁。第一直线驱动装置一端与摆臂12第二端铰接，另一端与支座11铰接。第一直线驱动装置伸缩时，能够带动摆臂12绕摆臂12与支座11的铰接点转动。例如，第一直线驱动装置伸长时，摆臂12可以带动压头13压向回转体外壁，第一直线驱动装置缩短时，摆臂12可以带动压头13远离回转体外壁。可选地，第一直线驱动装置可以是气缸或者电缸。

参考图6-7所示，一些实施例中，筒段内撑夹具包括第一底座14、支撑板15、顶块16、第二直线驱动装置和第三直线驱动装置。第一底座14高度可调。参考图6所示，第一底座14包括通过多个竖杆连接的上下两个部分，可选地，竖杆与第一底座14下部分固定连接，而与第一底座14上部分滑动连接，以使第一底座14上部分能够上下位移。第一底座14下部分上可以设置电机以及与电机传动连接的丝杠，并在第一底座14上部分设置于该丝杠螺纹配合的螺母，从而通过丝杠螺母的形式驱动第一底座14上部分升降，以达到第一底座14高度可调的效果。

支撑板15的数量为多个，多个支撑板15沿第一底座的周向设置以用于支撑筒段2的下端面。第一底座14上设有沿竖直方向设置的第一导向机构，第一导向机构的数量与支撑板15的数量相同且一一对应，支撑板15可滑动地设置于相应的第一导向机构上。例如，第一导向机构可以是导轨，支撑板15通过滑块可滑动地安装导轨上。第二直线驱动装置用于驱动支撑板15位移，例如，第二直线驱动装置可以是气缸或电缸。可选地，第二直线驱动装置的数量与支撑板15的数量相同且一一对应。通过设置支撑板15一方面能够起到对筒段2支撑的作用；另一方面，参考图11所示，在进行两个筒段2或者前底1与筒段2的焊接过程中，通过调整支撑板15下降，筒段内撑夹具的压块就能够凸出于下方筒段2的上端面，然后使第一支座11升高，则压块就能够进入到上方的筒段2内或者前底1内进行撑紧，以便于对上方的筒段2的下端面或者前底1的下端面进行铣削。

参考图7所示，顶块16的数量为多个，第一底座14上还设有与顶块16数量相同且一一对应的第二导向机构。多个第二导向机构沿筒段2的周向分布且分别沿筒段2的径向延伸，顶块16可滑动地设置于第二导向机构上，例如，第二导向机构为导轨，顶块16上设有与该导轨滑动配合的导槽。第三直线驱动装置用于驱动顶块16位移。第三直线驱动装置可以是气缸或者电缸。参考图7所示，第三直线驱动装置的外壳与第一底座14铰接，第三直线驱动装置的活动部件与顶块16铰接，以推动顶块16沿第二导向机构位移。

为了保证所撑紧的筒段2的圆度，一些实施例中，筒段内撑夹具还包括呈环状结构的撑紧环17，各个顶块16均与给撑紧环17的内壁相抵。如此设置，撑紧过程中，第三直线驱动装置推动顶块16，各个顶块16顶紧与撑紧环17的内壁，使得撑紧环17涨紧筒段2，即利用撑紧环17的形变从筒段2内部进行撑紧，如此能够避免由于各个第三直线驱动装置运行不同步或者安装误差等导致筒段2被撑紧时圆度较差的问题，保证被撑紧筒段2的圆度。

可选地，各个顶块16前端均设有顶头18，顶块16上设有沿竖直方向延伸的第三导向机构，顶头18可滑动地设置于第三导向机构上。例如，第三导向机构是竖直设置的导轨，顶头18上设有与导轨滑动配合的导槽。各个顶块16分别通过相应的顶头18与撑紧环17连接。而各个顶头18能够沿顶块16上下位移，则使得筒段内撑夹具能够沿竖直方向调整对筒段2的撑紧位置。

参考图9-10所示，一些实施例中，箱底内撑夹具包括第二底座19、中心架20和撑紧机构。第二底座19高度可调，第二底座19的具体设置形式可参考上述第一底座14，二者结构相同，不再赘述。

参考图10所示，中心架20上设有沿其轴向延伸的第四直线驱动装置。撑紧机构数量为多个，多个撑紧机构沿中心架20的周向分布。各个撑紧机构均包括撑杆21、连杆22及校形块。连杆22和校形块均与撑杆21一一对应。撑杆第一段可相对于撑杆第二段伸缩。例如，撑杆第一段与撑杆第二段滑动连接，并且撑杆第一段上设有气缸，气缸的活塞杆与撑杆第二段连接，以带动撑杆第二段相对于撑杆第一段位移。撑杆21第一段与中心架20铰接，连杆22一端与第四直线驱动装置的运动部件铰接，另一端与撑杆21第一段铰接，以使第四直线驱动装置通过连杆22带动撑杆21绕撑杆21与中心架20的铰接点转动。例如，第四直线驱动装置可以是螺旋升降机、电缸或者气缸。其推杆或者活塞杆即构成上述第四直线驱动装置的运动部件。第四直线驱动装置伸缩时，能够通过连杆22带动撑杆21绕撑杆21与中心架20的铰接点转动。例如，第四直线驱动装置伸出时，撑杆21处于水平状态，然后控制撑杆伸长以撑紧后底3的内壁；第四直线驱动装置缩回时，撑杆21处于竖直状态，以减小箱底内撑夹具的径向尺寸，便于将箱底内撑夹具从焊接完毕的回转体结构内取出。

参考图13所示，校形块设置于撑杆21第二段上远离中心架的一端，且各个校形块均包括两个弧形块24。两个弧形块24分别设置于撑杆21的两侧且分别与撑杆21铰接。撑紧机构还包括用于驱动弧形块转动的驱动机构23。驱动机构23的数量与弧形块的数量相同且一一对应。例如，驱动机构23可以是气缸或者电缸。弧形块上均设有滑槽，各个驱动机构23均一端铰接于撑杆第二段上，另一端通过销轴可滑动地安装于相应弧形块的滑槽内。参考图13所示，驱动机构23伸长时，能够使得弧形块张开，以撑紧后底的内壁；驱动机构缩短时，使得弧形块合拢，以使得撑杆能够转动至竖直收拢状态时，相邻的弧形块不会干涉。

参考图10所示，为了提高撑紧机构的刚度，一些实施例中，撑紧机构还包括第五直线驱动装置25，第五直线驱动装置25一端与中心架20铰接，另一端与一个滑动座铰接，该滑动座可滑动地设置于沿撑杆21轴向设置的滑道内。第五直线驱动装置可以是气缸，撑杆转动过程中，第五直线驱动装置可以保持随动状态，当撑杆处于水平状态时，将第五直线驱动装置断气锁止，以使第五直线驱动装置能够为撑杆提供支撑力，提高撑杆刚度，增加撑杆撑紧时的稳定性。

一些实施例中，箱底内撑夹具还包括用于支撑后底3的端框的端框支撑机构。端框支撑机构的数量为多个，多个端框支撑机构沿后底3的周向分布。可选地，端框支撑机构可以采用与筒段内撑夹具中支撑板15相同的结构，以支撑并调整后底3的高度。当然，端框支撑机构还可采用如图12所示的结构，其可包括壳体32、与壳体32转动连接的导杆29、与导杆29螺纹配合的导块30、中部与壳体32转动连接的摆杆31、定位销34及顶紧机构33。壳体32内还设有与导块30滑动配合且能防止导块30转动的导槽，导杆29转动时能够驱动导块30沿该导槽位移。导块30上设有供摆杆31下端伸入的凹槽，摆杆31的上端用于支撑后底3的端框，导块30位移时能够带动摆杆31下端位移，从而使摆杆31转动，以使摆杆31上端将后底3的端框顶起或者放下。壳体32上还设有用于与后底3的端框上的贯通孔配合的定位销34，以对后底3的周向进行定位。顶紧机构33用于从后底3的端框的外侧顶紧。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

吊装前底，将所述前底(1)保持竖直状态进行固定并吊装，以使所述前底(1)能够升降；

移入筒段，将待焊接筒段(2)移动至所述前底(1)下方；

铣削前底下端面，撑紧所述前底(1)内壁并压紧所述前底(1)外壁，铣削所述前底(1)的下端面；

铣削筒段上端面，撑紧所述筒段(2)内壁并压紧所述筒段(2)外壁，铣削所述筒段(2)的上端面；

焊接筒段，将所述前底(1)下端与所述筒段(2)上端对接，并撑紧所述前底(1)和所述筒段(2)的接缝，对所述前底(1)和所述筒段(2)的接缝进行搅拌摩擦焊；

铣削筒段下端面，撑紧所述筒段(2)内壁并压紧所述筒段(2)外壁，铣削所述筒段(2)的下端面；

移入新的筒段，并重复步骤：铣削筒段(2)上端面、焊接筒段(2)、铣削筒段(2)下端面，直至完成所有筒段(2)焊接；

移入后底，将后底(3)移动至焊接完成的所述筒段(2)下方；

铣削后底上端面，撑紧所述后底(3)内壁并压紧所述后底(3)外壁，铣削所述后底(3)的上端面；

焊接后底，将所述筒段(2)下端与所述后底(3)上端对接，并撑紧所述筒段(2)和所述后底(3)的接缝，对所述筒段(2)和所述后底(3)进行搅拌摩擦焊。

2.根据权利要求1所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在焊接筒段步骤中以及焊接后底步骤中均包含焊缝检测步骤，以对焊缝进行检测，并记录具有焊接缺陷的位置。

3.根据权利要求2所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在各个焊缝检测步骤之后均包含补焊步骤，以对具有焊接缺陷的位置进行补焊。

4.根据权利要求3所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在所述补焊步骤后还设有焊缝检测步骤，以对补焊的焊接位置进行检测，若有缺陷则再进行补焊步骤，若无缺陷则进行下一步。

5.根据权利要求1所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在焊接后底步骤后还包括外形测量步骤，利用激光测距仪，在回转体外表面建立极坐标空间离散点，在计算机中拟合为回转体外形数学模型，完成外形测量。

6.根据权利要求5所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在外形测量步骤后还包括喷涂标记步骤，以在回转体外表面的附件安装位置喷上安装标记。

7.根据权利要求6所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在喷涂标记步骤后还包括称重步骤，以获取回转体的重量。

8.根据权利要求1所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，在焊接后底步骤后采用吊车将焊接完成的回转体吊下。

9.根据权利要求1所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，所述前底(1)固定于吊装夹具上，所述吊装夹具可拆卸地连接于架体(4)的第一平台(5)上，所述第一平台(5)可沿所述架体(4)升降，所述第一平台(5)上设有供回转体穿过的避让孔。

10.根据权利要求9所述的薄壁回转体立式原位加工方法，其特征在于，所述吊装夹具包括吊装架，所述吊装架底部设有用于与所述前底(1)的端框连接的连接环，所述连接环用于通过紧固件与所述前底(1)的端框连接，所述吊装架顶部设有连接杆，所述连接杆用于通过紧固件与所述第一平台(5)可拆卸地相连接。

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