机电一体的自动化托板螺母扩口装置制造方法
【专利摘要】本发明为一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，该扩口装置包括有机架，机架上设有电机和竖直设置的主轴，主轴与电机之间设有传动机构；主轴下端设有与主轴同轴设置且为螺旋连接的传动轴，传动轴滑设于一限位滑座中；传动轴下端同轴固定连接一扩口锥销；机架上固定设有一扩口支座，扩口支座上部设有一滑套，扩口锥销滑设于滑套中。该扩口装置在扩口全过程实现了自动化，代替手工操作，加工效率提高3倍以上；实现了在扩口锥销不转动的情况下完成钛合金托板螺母的扩口，从而保护了螺母上的涂层不被破坏；电气控制系统能够通过电位器方便调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，实现控制扩口锥销的进给位置。
【专利说明】机电一体的自动化托板螺母扩口装置
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种航空发动机外涵道内盖板上的钛合金托板螺母的扩口装置，尤其涉及一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置。
【背景技术】
[0002]托板螺母是安装在航空发动机外涵道内盖板上的部件，其在航空制造领域应用广泛。如图11、图12所示，为某型航空发动机外涵道内盖板上的钛合金托板螺母组件9，该钛合金托板螺母组件上有很多托板螺母91，安装前需要将其口部扩开，以使该钛合金托板螺母组件装配在相应零件上。
[0003]目前，现有技术中对托板螺母的扩口需要两个操作工手工完成，用一个简单的工装，钳工手动拧扩口锥销进行扩口，劳动量大，人力成本高，扩口效率低；扩口时，扭矩及扩口程度人为性大，一致性差，造成扭矩、进给不易精确掌握；且现有技术中的扩口锥销在扩口同时也在转动，破坏了螺母上的涂层，使航空产品质量不易保证。
[0004]由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，以克服现有技术的缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，以提高扩口效率,降低生产成本,提高扩口质量稳定性。
[0006]本发明的另一目的在于提供一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，在锥销不转动的情况下完成钛合金托板螺母的扩口，以保护螺母上的涂层不被破坏。
[0007]本发明的又一目的在于提供一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，由电气控制系统通过电位器调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，以实现控制扩口锥销的进给位置。
[0008]本发明的目的是这样实现的，一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，所述扩口装置包括有机架，所述机架上设有电机和竖直设置的主轴，所述主轴与电机之间设有传动机构；所述主轴下端设有与主轴同轴设置且为螺旋连接的传动轴，所述传动轴滑设于一限位滑座中；所述传动轴下端同轴固定连接一扩口锥销；所述机架上固定设有一扩口支座，扩口支座上部设有一滑套，所述扩口锥销滑设于所述滑套中。
[0009]在本发明的一较佳实施方式中，所述主轴上设有内螺纹，所述传动轴上部设有外螺纹，所述传动轴螺旋连接于主轴。
[0010]在本发明的一较佳实施方式中，所述主轴上设有外螺纹，所述传动轴上部设有内螺纹，所述传动轴螺旋连接于主轴。
[0011]在本发明的一较佳实施方式中，所述机架上固定设有轴承支座，所述主轴通过轴承转动地设置在所述轴承支座上。
[0012]在本发明的一较佳实施方式中，所述传动轴下部为横截面呈方形的柱体，所述限位滑座的滑道截面形状与方形柱体的截面形状对应相同，所述传动轴下部滑设于该限位滑座中。
[0013]在本发明的一较佳实施方式中，所述扩口支座上部设有一凸出部，该突出部设有一贯通的阶梯孔，所述滑套固定设置在该阶梯孔中。
[0014]在本发明的一较佳实施方式中，所述主轴与电机之间的传动机构由设置于电机上的第一传动轮、设置于主轴上的第二传动轮和连接于两传动轮的齿形带构成。
[0015]在本发明的一较佳实施方式中，所述扩口装置还包括有控制电机运行的电气控制系统，该电气控制系统中设有调节电机扭矩的电位器。
[0016]在本发明的一较佳实施方式中，所述传动轴底端轴向设有一盲孔，所述盲孔两侧的侧壁上设有对称设置的一对第一卡接槽，所述第一卡接槽的槽底与所述盲孔连通；所述扩口锥销的上部伸设于所述盲孔中，所述扩口锥销的两侧壁对应所述第一卡接槽设有一对第二卡接槽；一卡接板，该卡接板的侧边设有开口滑槽，所述开口滑槽卡接在所述第一卡接槽和第二卡接槽中。
[0017]在本发明的一较佳实施方式中，在所述机架上且位于卡接板一侧，设有两个由卡接板控制开启的呈上下设置的限位开关。
[0018]由上所述，本发明机电一体的自动化托板螺母扩口装置，在扩口全过程实现了自动化，代替手工操作，加工效率提高3倍以上；由特殊设计的主轴及传动轴结构实现了在扩口锥销不转动的情况下完成钛合金托板螺母的扩口，从而保护了螺母上的涂层不被破坏；电气控制系统能够通过电位器方便调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，实现控制扩口锥销的进给位置。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中:
[0020]图1:为本发明机电一体的自动化托板螺母扩口装置的结构示意图。
[0021]图2:为本发明托板螺母扩口装置中沿主轴轴向剖视结构示意图。
[0022]图3:为本发明中主轴的结构示意图。
[0023]图4:为本发明中主轴的剖视结构示意图。
[0024]图5:为本发明中传动轴的结构示意图。
[0025]图6:为本发明中传动轴的剖视结构示意图。
[0026]图7:为本发明中卡接板的结构示意图。
[0027]图8:为本发明中扩口锥销的结构示意图。
[0028]图9:为本发明中扩口支座的结构示意图。
[0029]图10:为本发明中扩口支座的剖视结构示意图。
[0030]图11:为钛合金托板螺母组件的结构示意图。
[0031]图12:为图11中A-A处剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【专利附图】
【附图说明】本发明的【具体实施方式】。
[0033]如图1、图2所示，本发明提出一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置100，所述扩口装置100包括有机架I，所述机架I上设有电机2和竖直设置的主轴3，所述主轴3与电机2之间设有传动机构21 ;所述主轴3下端设有与主轴3同轴设置且为螺旋连接的传动轴4，所述传动轴4滑动地设于一限位滑座44 (所述限位滑座44固定设置在机架I上)中，以使传动轴4不产生转动而只是作上下移动；所述传动轴4下端同轴固定连接一扩口锥销6 (如图8所示，扩口锥销6为圆柱体，底部呈锥形)；所述机架I上固定设有一扩口支座7，扩口支座上部设有一滑套71，所述扩口锥销6滑设于所述滑套71中。
[0034]当进行扩口作业时，将钛合金托板螺母组件9放置在所述扩口支座7上，如图1所示，所述扩口支座7底部凸设一支撑部73，所述钛合金托板螺母组件9放置在该支撑部73上，将要扩口的托板螺母91与扩口锥销6的中心线对正；开启电机2，通过主轴3带动传动轴4和扩口锥销6向下移动，由此对托板螺母进行扩口。由于，主轴3与传动轴4之间为螺旋传动方式，使传动轴4只能上下移动，而不发生转动，仅产生轴向压力，进而带动扩口锥销6实现扩口，可以保护螺母涂层不被蹭掉，保证了航空产品的质量。同时，该扩口装置100为机电一体化装置，只要一个人即可操作，按一下电机开关就可以进行扩口操作，用电机及减速机构来替代人工拧扳手，提高扩口效率，降低生产成本，提高扩口质量稳定性。
[0035]进一步，在本实施方式中，所述扩口装置100还包括有控制电机运行的电气控制系统(图中未示出)，该电气控制系统中设有芯片，可以实现对电机阻滞电流及时间的精确判断；该电气控制系统中设有调节电机2扭矩的电位器，通过电位器调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，以实现控制扩口锥销的进给位置。如图1所示，所述电位器由电位器81旋钮进行相应调节。
[0036]在所述机架I上设有两个呈上下间隔布置的限位开关821和822 ;所述上侧的限位开关821为停止开关，下侧的限位开关822为安全开关；所述传动轴上设有触动所述限位开关的撞块。
[0037]在本实施方式中，通过所述电气控制系统将电机的扭矩设定为一预定值，扩口锥销的压力传到固定在扩口支座上的托板螺母上进行扩口。当电机扭矩达到该预定值后，就完成了扩口动作，之后，电机自动反转，抬起扩口锥销，由撞块触动限位开关821自动停止运动，此时可进行下一个扩口作业。通过电位器旋钮可以调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，以实现控制扩口锥销的进给位置。
[0038]在正常扩口作业中，一般撞块不会触动下侧的限位开关822，因此，在撞块还没有接触下侧的限位开关822之前，电机已经达到扭矩的预定值，此时，电机会自动反转，抬起扩口锥销。
[0039]当发生意外情况时，撞块向下移动触压下侧限位开关822时，限位开关822动作使扩口装置停止作业。
[0040]进一步，如图1、图2、图5、图6、图7和图8所示，在本实施方式中，所述传动轴4底端轴向设有一盲孔42，所述盲孔42两侧的侧壁上设有对称设置的一对第一卡接槽421，所述第一卡接槽421的槽底与所述盲孔42连通；所述扩口锥销6的上部伸设于所述盲孔42中，所述扩口锥销6的两侧壁对应所述第一卡接槽421设有一对第二卡接槽61 ;—卡接板5，该卡接板5的侧边设有开口滑槽51，所述开口滑槽51卡接在所述第一卡接槽421和第二卡接槽61中。所述开口滑槽与第一卡接槽和第二卡接槽的连接为过盈配合；为了使其更加稳固，可在开口滑槽51 —侧设置紧定螺钉孔52，在传动轴4上设置相应螺孔，通过紧定螺钉固定。此种连接方式，便于更换所述扩口锥销6。
[0041 ] 在该实施方式中，卡接板5同时也作为撞块使用，所述限位开关821和822被设置在所述机架I上且位于卡接板一侧。
[0042]如图3、图4和图5、图6所示，在本实施方式中，所述主轴3为空心圆柱体结构，主轴3上设有内螺纹，所述传动轴4上部设有外螺纹，所述传动轴4螺旋连接于主轴3。
[0043]作为本实施方式的另一实施例，也可以在主轴3上设置外螺纹，传动轴4上部设置内螺纹,并使传动轴4螺旋连接于主轴3。
[0044]如图1所示，所述机架I上固定设有轴承支座31，所述主轴3通过轴承转动地设置在所述轴承支座31上。
[0045]在本实施方式中，所述传动轴4下部为横截面呈方形的柱体41，所述限位滑座44的滑道截面形状与方形柱体41的截面形状对应相同，所述传动轴4下部的方形柱体41滑设于该限位滑座44的滑道中，由此，可以限制所述传动轴4不发生转动，而只是通过主轴3的螺旋传动进行上下移动。
[0046]如图9、图10所示，所述扩口支座7上部设有一凸出部72，该突出部72设有一贯通的阶梯孔，所述滑套71固定设置在该阶梯孔中。
[0047]如图1、图2所示，在本实施方式中，所述主轴3与电机2之间的传动机构21由设置于电机2上的第一传动轮211、设置于主轴3上的第二传动轮212和连接于两传动轮的齿形带213构成。
[0048]由上所述，本发明机电一体的自动化托板螺母扩口装置，在扩口全过程实现了自动化，代替手工操作，加工效率提高3倍以上；由特殊设计的主轴及传动轴结构实现了在扩口锥销不转动的情况下完成钛合金托板螺母的扩口，从而保护了螺母上的涂层不被破坏；电气控制系统能够通过电位器方便调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，实现控制扩口锥销的进给位置。
[0049]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0050]1.本发明为一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，提高了扩口效率，降低了生产成本，也提高了扩口质量稳定性。
[0051]2.在扩口作业中，扩口锥销不转动，从而保护了螺母上的涂层不被破坏。
[0052]3.由电气控制系统通过电位器调整电机的阻滞电流，从而严格控制电机扭矩，以实现控制扩口锥销的进给位置；保证托板螺母扩口后还与内盖板之间有活动间隙且托板螺母能承受1000牛顿推力的要求。
[0053]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述扩口装置包括有机架，所述机架上设有电机和竖直设置的主轴，所述主轴与电机之间设有传动机构；所述主轴下端设有与主轴同轴设置且为螺旋连接的传动轴，所述传动轴滑设于一限位滑座中；所述传动轴下端同轴固定连接一扩口锥销；所述机架上固定设有一扩口支座，扩口支座上部设有一滑套，所述扩口锥销滑设于所述滑套中。
2.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述主轴上设有内螺纹，所述传动轴上部设有外螺纹，所述传动轴螺旋连接于主轴。
3.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述主轴上设有外螺纹，所述传动轴上部设有内螺纹，所述传动轴螺旋连接于主轴。
4.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述机架上固定设有轴承支座，所述主轴通过轴承转动地设置在所述轴承支座上。
5.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述传动轴下部为横截面呈方形的柱体，所述限位滑座的滑道截面形状与方形柱体的截面形状对应相同，所述传动轴下部滑设于该限位滑座中。
6.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述扩口支座上部设有一凸出部，该突出部设有一贯通的阶梯孔，所述滑套固定设置在该阶梯孔中。
7.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述主轴与电机之间的传动机构由设置于电机上的第一传动轮、设置于主轴上的第二传动轮和连接于两传动轮的齿形带构成。
8.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述扩口装置还包括有控制电机运行的电气控制系统，该电气控制系统中设有调节电机扭矩的电位器。
9.如权利要求1所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:所述传动轴底端轴向设有一盲孔，所述盲孔两侧的侧壁上设有对称设置的一对第一卡接槽，所述第一卡接槽的槽底与所述盲孔连通；所述扩口锥销的上部伸设于所述盲孔中，所述扩口锥销的两侧壁对应所述第一卡接槽设有一对第二卡接槽；一卡接板，该卡接板的侧边设有开口滑槽，所述开口滑槽卡接在所述第一卡接槽和第二卡接槽中。
10.如权利要求9所述的机电一体的自动化托板螺母扩口装置，其特征在于:在所述机架上且位于卡接板一侧，设有两个由卡接板控制开启的呈上下设置的限位开关。
【文档编号】B21D53/24GK103817261SQ201410058146
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】王文理, 张为民 申请人:中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所