燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，包括用于沿轴向安装燃气轮机燃烧室机匣的加工平台(1)以及用以承放加工平台(1)并使加工平台(1)沿球状表面轨迹滑动的球头底座(2)，加工平台(1)底部中心开设有与球头底座(2)的球头的球体上表面相匹配的第一球状孔(3)，加工平台(1)通过第一球状孔(3)放置在球头底座(2)的球头上；加工平台(1)底部还设置有用于在装夹燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具稳定性的可拆卸的活动支座(4)。本镗床夹具结构简单、定位方便、加工方便、定位准确、加工质量好、加工成本低，能够保证燃气轮机燃烧室机匣外型面的每个面到中心的距离在设计要求的公差范围内。
【专利说明】燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空发动机加工领域，特别地，涉及一种燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具。
【背景技术】
[0002]燃气轮机燃烧室机匣为铸件机匣，机匣外型面上遍布凸台a及孔b，且凸台a及孔b的分布角度不一，每一凸台a的型面均留有余量需机加去除且在凸台需镗孔，如图1所示。
[0003]由于燃气轮机铸件燃烧室机匣为不规则外表面，普通的加工方法在燃气轮机铸件燃烧室机匣外型面上的凸台及孔的加工过程中无法定位准确，难以保证加工质量，同时难以保证每个面到中心的距离在设计要求的公差范围内。而采用五坐标数控加工，设备及刀具成本较高，由于铸件燃烧室机匣外型面凸台及孔的位置度及尺寸精度要求并不太高，使用数控机床投资大，使用费用高，整个加工过程采用程序控制，数控加工的前期准备工作较为复杂，包含工艺确定、程序编制等，大大提高了经济成本，不利于生产经营。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于提供一种燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，以解决现有普通加工方法难以保证加工质量，精度加工方法程序复杂加工成本过高的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0006]一种燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，包括用于沿轴向安装燃气轮机燃烧室机匣的加工平台以及用以放置加工平台并使加工平台沿球状表面轨迹滑动的球头底座，加工平台底部中心开设有与球头底座的球头的球体上表面相匹配的第一球状孔，加工平台通过第一球状孔放置在球头底座的球头上；加工平台底部还设置有用于在装夹燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具稳定性的可拆卸的活动支座。
[0007]进一步地，加工平台底部还设有与加工平台对应设置用以与加工平台配合夹持球头底座的球头的夹持板，夹持板的中部开设有与球头底座的球头的球体下表面相匹配的第二球状孔，夹持板与加工平台平行，夹持板与加工平台之间相对位置通过固接件固接。
[0008]进一步地，夹持板由至少两块相同形状的弧形板通过连接件沿环向拼合成中部带拼合的第二球状孔的整体板；拼合成的夹持板通过中部拼合成的第二球状孔环绕在球头底座的球头上。
[0009]进一步地，球头底座的底部还设有用于球头底座在水平方向上沿轴线旋转的水平旋转组件；水平旋转组件包括固定座，固定座与球头底座的水平接触面上对应开设有用于水平旋转的环形滚珠槽；环形滚珠槽内放有等间距布置用以水平旋转的滚珠，或者环形滚珠槽内充满有紧贴布置用以水平旋转的滚珠；固定座与球头底座的竖直接触面之间装有轴承。
[0010]进一步地，固定座与球头底座之间通过垫片以及定位螺栓在固定座和球头底座的中轴线上进行活动连接，轴承通过垫片承托在固定座与球头底座的竖直接触面之间。[0011]进一步地，加工平台的表面设有用于放置燃气轮机燃烧室机匣的定位凹槽。
[0012]进一步地，加工平台的表面还设有至少两组用以固定燃气轮机燃烧室机匣的安装边的夹紧组件，夹紧组件沿环向等间距布置，夹紧组件包括用于将燃气轮机燃烧室机匣紧固在加工平台上的夹板、设于夹板底部用以调节夹板对燃气轮机燃烧室机匣的安装边的紧固力的上旋紧螺栓以及用以将夹板紧固在加工平台上的下旋紧螺栓。
[0013]进一步地，加工平台下部设有用于在镗床夹具旋转时倾斜支靠并固定在镗床卡盘上的斜面，以便于镗床对燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔进行加工。
[0014]进一步地，加工平台底部还设有用于调节加工平台与镗床卡盘之间夹角的可拆卸的角度调节块。
[0015]进一步地，角度调节块与所述加工平台的斜面配合使用以实现燃气轮机燃烧室机匣在镗床卡盘上形成不同摆设角度的待加工状态。
[0016]本发明具有以下有益效果:
[0017]本镗床夹具结构简单，通过加工平台作为燃气轮机燃烧室机匣的放置平台，通过将加工平台底部的第一球状孔与球头底座的球头配合连接，加工平台能够在球体表面上自由滑动，实现加工平台的自由旋转以及角度的自由调节，从而将燃气轮机燃烧室机匣外型面上的凸台端面及孔旋转至方便镗床加工的角度利用镗床进行加工，定位方便、加工方便、定位准确、加工质量好、加工成本低,能够保证燃气轮机燃烧室机匣外型面的每个面到中心的距离在设计要求的公差范围内；通过在加工平台的底部设置可拆卸的活动支座能够在装夹燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具的稳定性，同时在加工时也能够稳定加工平台及其上部的燃气轮机燃烧室机匣，从而提高定位精度和加工质量。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0020]图1是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣的结构示意图；
[0021]图2是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具的结构示意图；
[0022]图3是本发明优选实施例的加工平台的剖面结构示意图；
[0023]图4是本发明优选实施例的夹持板的结构示意图；
[0024]图5是图4的A-A剖视图；
[0025]图6是本发明优选实施例的球头底座的结构示意图；
[0026]图7是本发明优选实施例的固定座的结构示意图；
[0027]图8是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之一；
[0028]图9是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之二；
[0029]图10是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之三。[0030]图例说明:
[0031]1、加工平台；2、球头底座；3、第一球状孔；4、活动支座；5、夹持板；501、弧形板；502、连接件；6、第二球状孔；7、固接件；8、水平旋转组件；801、固定座；802、环形滚珠槽；803、滚珠；804、轴承；9、垫片；10、定位螺栓；11、定位凹槽；12、夹紧组件；1201、夹板；1202、上旋紧螺栓；1203、下旋紧螺栓；13、斜面；14、角度调节块。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0033]图2是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具的结构示意图；图3是本发明优选实施例的加工平台的剖面结构示意图；图4是本发明优选实施例的夹持板的结构示意图；图5是图4的A-A剖视图；图6是本发明优选实施例的球头底座的结构示意图；图7是本发明优选实施例的固定座的结构示意图；图8是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之一；图9是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之二 ；图10是本发明优选实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具角度调节状态的结构示意图之三。
[0034]如图2所示，本实施例的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，包括用于沿轴向安装燃气轮机燃烧室机匣的加工平台I以及用以放置加工平台I并使加工平台I沿球状表面轨迹滑动的球头底座2，加工平台I底部中心开设有与球头底座2的球头的球体上表面相匹配的第一球状孔3，加工平台I通过第一球状孔3放置在球头底座2的球头上；加工平台I底部还设置有用于在装夹燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具稳定性的可拆卸的活动支座4。本镗床夹具结构简单，通过加工平台I作为燃气轮机燃烧室机匣的放置平台，通过将加工平台I底部的第一球状孔3与球头底座2的球头配合连接，加工平台I能够在球体表面上自由滑动，实现加工平台I的自由旋转以及角度的自由调节，从而将燃气轮机燃烧室机匣外型面上的凸台端面及孔旋转至方便镗床加工的角度利用镗床进行加工，定位方便、加工方便、定位准确、加工质量好、加工成本低，能够保证燃气轮机燃烧室机匣外型面的每个面到中心的距离在设计要求的公差范围内；通过在加工平台I的底部设置可拆卸的活动支座4能够在装夹燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具的稳定性，同时在加工时也能够稳定加工平台I及其上部的燃气轮机燃烧室机匣，从而提高定位精度和加工质量。活动支座4也可以设置为高度可调节的结构，通过调节活动支座4的高度，使活动支座4支撑在加工平台I的底部，以及时稳定加工平台I。将多个活动支座4设于加工平台I底部的不同方位，以实现多方位的定点支撑，使得加工平台I的稳定效果更好。
[0035]如图2、图3、图4、图5和图6所示，本实施例中，加工平台I底部还设有与加工平台I对应设置用以与加工平台I配合夹持球头底座2的球头的夹持板5，夹持板5的中部开设有与球头底座2的球头的球体下表面相匹配的第二球状孔6，夹持板5与加工平台I平行，夹持板5与加工平台I之间相对位置通过固接件7固接。加工平台I的第一球状孔3对球头上表面的匹配连接，夹持板5的第二球状孔6对球头下面的匹配连接，实现加工平台I和夹持板5对于球头底座2的球头的上下表面进行夹持，从而实现对整个加工平台I的环球体表面滑动更加稳定；将夹持板5与加工平台I设置为相互平行，通过固接件7将夹持板5与加工平台I之间相对位置进行固接，对于加工平台I环球体滑动范围具有一定的限制作用，防止调节过度造成加工平台I及其上的燃气轮机燃烧室机匣整体倾泻。
[0036]如图2、图4和图5所示，本实施例中，夹持板5由至少两块相同形状的弧形板501通过连接件502沿环向拼合成中部带拼合的第二球状孔6的整体板；拼合成的夹持板5通过中部拼合成的第二球状孔6环绕在球头底座2的球头上。由于采用分体式的结构，弧形板501的加工制造更加简单，而且无论球头底座2采用什么样的结构形式，均能够轻易地将夹持板5安装到位，降低了安装难度，安装更方便。
[0037]如图2、图6和图7所示，本实施例中，球头底座2的底部还设有用于球头底座2在水平方向上沿轴线旋转的水平旋转组件8 ;水平旋转组件8包括固定座801，固定座801与球头底座2的水平接触面上对应开设有用于水平旋转的环形滚珠槽802 ;环形滚珠槽802内放有等间距布置用以水平旋转的滚珠803，或者环形滚珠槽802内充满有紧贴布置用以水平旋转的滚珠803 ;固定座801与球头底座2的竖直接触面之间装有轴承804。通过在球头底座2底部设置水平旋转组件8以提高镗床夹具的整体水平旋转能力，减少加工平台I与球头底座2之间由于水平旋转带来的相互摩擦，减低磨损，从而提高镗床夹具的使用寿命；在球头底座2与固定座801之间分别设置环形滚珠槽802与滚珠803相配合的水平向的旋转机构以及固定座801与球头底座2的竖直接触面之间装有轴承804的竖直向的旋转机构，实现双向的水平旋转，使得水平旋转更加平稳，能够承受的上部荷载更大，能够重型机匣的加工，适用范围更广。
[0038]如图2、图6和图7所示，本实施例中，固定座801与球头底座2之间通过垫片9以及定位螺栓10在固定座801的中轴线和球头底座2的中轴线上进行活动连接，轴承804通过垫片9承托在固定座801与球头底座2的竖直接触面之间。固定座801与球头底座2之间通过中轴线上的相互串接，连接简单，方便润滑、零件更换等维护。同时通过固定座801与球头底座2之间中轴线上相互串接固定轴承804。
[0039]如图2和图3所示，本实施例中，加工平台I的表面设有用于放置燃气轮机燃烧室机匣的定位凹槽11。方便燃气轮机燃烧室机匣的放置，通过定位凹槽11对燃气轮机燃烧室机匣进行粗略定位，保证加工时的结构整体稳定性。
[0040]如图2、图8、图9和图10所示，本实施例中，加工平台I的表面还设有至少两组用以固定燃气轮机燃烧室机匣的安装边的夹紧组件12，夹紧组件12沿环向等间距布置，夹紧组件12包括用于将燃气轮机燃烧室机匣紧固在加工平台I上的夹板1201、设于夹板1201底部用以调节夹板1201对燃气轮机燃烧室机匣的安装边的紧固力的上旋紧螺栓1202以及用以将夹板1201紧固在加工平台I上的下旋紧螺栓1203。通过夹紧组件12对燃气轮机燃烧室机匣进行固定定位，以提高加工时的整体结构稳定性；通过夹板1201和下旋紧螺栓1203对燃气轮机燃烧室机匣进行初步固定；采用杠杆原理，以下旋紧螺栓1203作为杠杆支点，通过上旋紧螺栓1202向下旋转，使得夹板1201对燃气轮机燃烧室机匣更进一步的夹紧。
[0041]如图2、图8、图9和图10所示，本实施例中，加工平台I下部设有用于在镗床夹具旋转时倾斜支靠并固定在镗床卡盘上的斜面13，以便于镗床对燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔进行加工。通过斜面13支靠在镗床卡盘上进行加工平台I的倾斜角度定位，以实现燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔位置的精确定位，方便镗床的加工。
[0042]如图2、图8、图9和图10所示，本实施例中，加工平台I底部还设有用于调节加工平台I与镗床卡盘之间夹角的可拆卸的角度调节块14。利用角度调节块14进行加工平台I的倾斜角度定位，以实现燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔位置的精确定位，方便镗床的加工。
[0043]如图2、图8、图9和图10所示，本实施例中，角度调节块14与加工平台I的斜面13配合使用以实现燃气轮机燃烧室机匣在镗床卡盘上形成不同摆设角度的待加工状态。利用角度调节块14与斜面13的相互配合，进行加工平台I的倾斜角度定位，以实现燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔位置的精确定位，方便镗床的加工。
[0044]实施时，如图2所述的燃烧室机匣镗床夹具，该镗床夹具不仅可以保证零件水平方向360度旋转，还可以将零件在水平任意位置纵向偏转一定角度。由于燃烧室机匣外型面凸台面具有与水平角度成0°、10°、12°、24°四种加工面，该镗床夹具可实现燃烧室机匣在普通镗床上的镗孔和端面的加工。【具体实施方式】如下:加工平台I如3图所示为Φ650的圆盘，其底部有一个R40的第一球状孔3，夹持板5由两块相同形状的弧形板501拼合而成，夹持板5中心为R40的第二球状孔6，球头底座2顶端为R40球体结构，加工平台I通过与夹持板5、固接件7、连接件502和球头底座2可以保证加工平台I在三维角度的旋转与精确定位。固定座801、环形滚珠槽802和滚珠803起端面轴承的作用，球头底座2、固定座801、环形滚珠槽802和滚珠803的组合可以保证待加工燃烧室机匣水平旋转。轴承804为柱状滚子轴承，可以将受力集中，增强夹具的刚性。垫片9和定位螺栓10用来将轴承804与球头底座2紧固。夹板1201、上旋紧螺栓1202和下旋紧螺栓1203为夹紧组合，共有六套，通过加工平台I上Φ448的定位孔及该六套紧固件下旋紧螺栓1203可以实现对燃烧室机匣前安装边的精确定位，调节上旋紧螺栓1202的夹紧力可以实现对机匣紧固。活动支座4共有三套，可以实现三点定位，保证装夹零件时镗床夹具与燃气轮机燃烧室机匣的稳定性，以便于装夹。如附件图2所示，加工平台I水平放置可以实现燃烧室机匣外型面0°水平凸台端面及孔的加工。如图9所示，加工平台I上存在12°的斜面13，可以通过将该12°的斜面13旋转固定到镗床卡盘上可以实现燃烧室机匣外型面12°凸台端面及孔的加工。如图8、10所示，角度调节块14包括有分别为2°、12°角度调整块，通过与12°的斜面13组合固定到镗床卡盘上可以分别实现燃烧室机匣外型面10°、24°凸台端面及孔的加工。
[0045]因此该镗床夹具可以实现在普通机床上对燃烧室机匣外型面所有凸台和孔的加工，并对被加工件有较为精确的定位，为保证机加质量提供前提条件。
[0046]本镗床夹具具有以下优点:
[0047]1、定位准确，方便，可快捷的变换角度加工所需加工部位。
[0048]2、降低机械加工过程中操作者难度，生产准备工作简单。
[0049]3、提高生产效率和产品质量。
[0050]4、与数控机床加工相比成本低，效率高，利于生产经营。
[0051]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 包括用于沿轴向安装燃气轮机燃烧室机匣的加工平台(I)以及用以放置所述加工平台(I)并使所述加工平台(I)沿球状表面轨迹滑动的球头底座(2)， 所述加工平台(I)底部中心开设有与所述球头底座(2)的球头的球体上表面相匹配的第一球状孔(3), 所述加工平台(I)通过所述第一球状孔(3)放置在所述球头底座(2)的球头上；所述加工平台(I)底部还设置有用于在装夹所述燃气轮机燃烧室机匣时保持镗床夹具稳定性的可拆卸的活动支座(4)。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 所述加工平台(I)底部还设有与所述加工平台(I)对应设置用以与所述加工平台(I)配合夹持所述球头底座(2)的球头的夹持板(5), 所述夹持板(5)的中部开设有与所述球头底座(2)的球头的球体下表面相匹配的第二球状孔⑶， 所述夹持板(5)与所述加工平台(I)平行， 所述夹持板(5)与所述加工平台⑴之间相对位置通过固接件(7)固接。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 所述夹持板(5)由至少两块相同形状的弧形板(501)通过连接件(502)沿环向拼合成中部带拼合的所述第二球状孔出)的整体板； 拼合成的所述夹持板(5)通过中部拼合成的所述第二球状孔(6)环绕在所述球头底座(2)的球头上。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 所述球头底座(2)的底部还设有用于所述球头底座(2)在水平方向上沿轴线旋转的水平旋转组件⑶； 所述水平旋转组件(8)包括固定座(801)， 所述固定座(801)与所述球头底座(2)的水平接触面上对应开设有用于水平旋转的环形滚珠槽(802)； 所述环形滚珠槽(802)内放有等间距布置用以水平旋转的滚珠(803)， 或者所述环形滚珠槽(802)内充满有紧贴布置用以水平旋转的滚珠(803)； 所述固定座(801)与所述球头底座(2)的竖直接触面之间装有轴承(804)。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 所述固定座(801)与所述球头底座(2)之间通过垫片(9)以及定位螺栓(10)在所述固定座(801)和所述球头底座(2)的中轴线上进行活动连接， 所述轴承(804)通过所述垫片(9)承托在所述固定座(801)与所述球头底座(2)的竖直接触面之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于，所述加工平台(I)的表面设有用于放置所述燃气轮机燃烧室机匣的定位凹槽(11)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于， 所述加工平台(I)的表面还设有至少两组用以固定所述燃气轮机燃烧室机匣的安装边的夹紧组件(12)，所述夹紧组件(12)沿环向等间距布置， 所述夹紧组件(12)包括用于将所述燃气轮机燃烧室机匣紧固在所述加工平台(I)上的夹板(1201)、设于所述夹板(1201)底部用以调节所述夹板(1201)对所述燃气轮机燃烧室机匣的安装边的紧固力的上旋紧螺栓(1202)以及用以将所述夹板(1201)紧固在所述加工平台(I)上的下旋紧螺栓(1203)。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于，所述加工平台(I)下部设有用于在镗床夹具旋转时倾斜支靠并固定在镗床卡盘上的斜面(13)，以便于镗床对所述燃气轮机燃烧室机匣的外型面上的凸台端面或孔进行加工。
9.根据权利要求8所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于，所述加工平台(I)底部还设有用于调节所述加工平台(I)与所述镗床卡盘之间夹角的可拆卸的角度调节块(14)。
10.根据权利要求9所述的燃气轮机燃烧室机匣用镗床夹具，其特征在于，所述角度调节块(14)与所述加工平台⑴的所述斜面(13)配合使用以实现所述燃气轮机燃烧室机匣在镗床卡盘上形成不同摆设角度`的待加工状态。
【文档编号】B23Q3/06GK103600248SQ201310643963
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】谭冬桂, 高翠平 申请人:株洲南方燃气轮机成套制造安装有限公司