燃油喷嘴的固定夹具及燃油喷嘴的加工方法

燃油喷嘴的固定夹具及燃油喷嘴的加工方法
【专利摘要】本发明提供了一种燃油喷嘴的固定夹具及燃油喷嘴的加工方法，燃油喷嘴的固定夹具包括：支撑组件(10)；定位组件(20)，设置在支撑组件(10)上，定位组件(20)具有与燃油喷嘴的喷嘴座(1)配合的支撑孔(21)；夹紧组件(30)，设置在支撑组件(10)上，夹紧组件(30)包括从相对的两个方向夹紧燃油喷嘴的壳体(4)的第一夹紧件(31)和第二夹紧件(32)。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的因燃油喷嘴结构复杂钎焊难度大的问题。
【专利说明】燃油喷嘴的固定夹具及燃油喷嘴的加工方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及机械加工【技术领域】，具体而言，涉及一种燃油喷嘴的固定夹具及燃油 喷嘴的加工方法。

【背景技术】
[0002] 目前，需要钎焊的发动机的燃油喷嘴较少，某发动机的燃油喷嘴包括喷嘴座、套管 和，采用真空钎焊的方法将喷嘴座、套管和焊接在一起，需要焊接的钎焊缝只有两条，只需 要控制一个高度尺寸即可，而且公差较大（有〇. 3_的公差），燃油喷嘴的零件结构简单，钎 焊难度小。
[0003] 涡轴航空发动机燃油喷嘴包括喷嘴座1、套管2、燃油管3、壳体4、喷口 5、旋流器 6、第一销钉7以及第二销钉8。采用真空钎焊的方法将喷嘴座1、套管2、燃油管3、壳体4、 喷口 5、第一销钉7以及第二销钉8焊接在一起，需要焊接的焊缝共有6条，6条焊缝包括喷 嘴座1与第二销钉8之间的焊缝、喷嘴座1与第一销钉7之间的焊缝、喷嘴座1与套管2之 间的焊缝、喷嘴座1与燃油管3之间的焊缝、壳体4与燃油管3之间的焊缝以及壳体4与喷 口 5之间的焊缝。由于该燃油喷嘴的零件多，且各个零件的尺寸小，钎焊缝多，零件尺寸精 度要求较高，需保证喷口 5处的硬度HRC > 48。上述燃油喷嘴的结构复杂，钎焊难度大。


【发明内容】

[0004] 本发明旨在提供一种燃油喷嘴的固定夹具及燃油喷嘴的加工方法，以解决现有技 术中因燃油喷嘴结构复杂钎焊难度大的问题。
[0005] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种燃油喷嘴的固定夹具，包 括：支撑组件；定位组件，设置在支撑组件上，定位组件具有与燃油喷嘴的喷嘴座配合的支 撑孔；夹紧组件，设置在支撑组件上，夹紧组件包括从相对的两个方向夹紧燃油喷嘴的壳体 的第一夹紧件和第二夹紧件。
[0006] 进一步地，定位组件包括连接立板和支撑板，连接立板设置在支撑组件上，支撑板 连接在连接立板的顶端，支撑孔设置在支撑板上。
[0007] 进一步地，支撑组件上设有第一凸部和第二凸部，第一凸部和第二凸部之间形成 避让壳体的避让凹口，第一夹紧件可移动地设置在第一凸部上，第二夹紧件可移动地设置 在第二凸部上。
[0008] 进一步地，第二夹紧件的端部设有与壳体的一端配合的定位孔，定位孔的轴线与 壳体的轴线重合。
[0009] 根据本发明的另一方面，提供了一种燃油喷嘴的加工方法，燃油喷嘴包括喷嘴座、 套管、燃油管、壳体、喷口、第一销钉以及第二销钉，加工方法依次包括以下步骤：步骤S20 : 通过点焊将喷嘴座和第二销钉、喷嘴座和第一销钉、喷嘴座和套管、喷嘴座和燃油管、壳体 和燃油管以及壳体和喷口进行连接；步骤S30 :在点焊后的燃油喷嘴的喷嘴座和第二销钉 之间的焊缝处、喷嘴座和第一销钉之间的焊缝处、喷嘴座和套管之间的焊缝处、喷嘴座与燃 油管之间的焊缝处、壳体和燃油管之间的焊缝处以及壳体和喷口之间的焊缝处添加焊料； 步骤S40 :通过固定夹具固定添加焊料后的燃油喷嘴，其中，固定夹具为权利要求1至4中 任一项的燃油喷嘴的固定夹具；步骤S50 :将燃油喷嘴送入真空炉中进行加热，使得焊料融 化以使喷嘴座、套管、燃油管、壳体、喷口、第一销钉以及第二销钉焊接在一起；步骤S60 :对 加热后的燃油喷嘴进行冷却。
[0010] 进一步地，在步骤S20之前还包括以下步骤：步骤S10 :对燃油喷嘴的待焊接表面 进行电镀处理。
[0011] 进一步地，在步骤S20中，进一步包括以下步骤：通过激光点焊对喷嘴座和第二销 钉、喷嘴座和第一销钉、喷嘴座和套管、喷嘴座和燃油管、壳体和燃油管以及壳体和喷口进 行定位。
[0012] 进一步地，在步骤S20中，激光点焊的工艺参数如下：激光脉冲宽度在14±0. 1ms 范围内，激光能量在20J?30J的范围内，激光焦距在95mm?100mm的范围内，氩气流量在 5L/min?7. 5L/min的范围内。
[0013] 进一步地，在步骤S60之后还包括以下步骤：步骤S70 :对冷却后的燃油喷嘴进行 热处理，热处理依次包括：对冷却后的燃油喷嘴进行淬火；从真空炉中取出淬火后的燃油 喷嘴，对淬火后的燃油喷嘴进行回火。
[0014] 进一步地，在步骤S70中，淬火的温度在950°C?1050°C的范围内，回火的温度在 450°C?500°C的范围内。
[0015] 应用本发明的技术方案，固定夹具包括支撑组件、定位组件和夹紧组件，定位组件 设置在支撑组件上，定位组件具有与燃油喷嘴的喷嘴座配合的支撑孔。支撑孔用于支撑喷 嘴座，使得定位组件将喷嘴座定位在固定夹具上。夹紧组件设置在支撑组件上，夹紧组件包 括从相对的两个方向夹紧燃油喷嘴的壳体的第一夹紧件和第二夹紧件。第一夹紧件和第二 夹紧件可以从相对的两个方向夹紧壳体，使得壳体固定在支撑组件上。上述固定夹具可以 将燃油喷嘴进行有效地固定，有效地限制了燃油喷嘴进入真空炉后发生变形的情况，进而 有效地控制了燃油喷嘴的尺寸精度。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 构成本申请的一部分的说明书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：
[0017] 图1示出了根据本发明的燃油喷嘴的固定夹具的结构示意图；
[0018] 图2示出了与图1的固定夹具配合的燃油喷嘴的结构示意图；
[0019] 图3示出了图1的燃油喷嘴的固定夹具与所需加工的燃油喷嘴的装配结构示意 图；以及
[0020] 图4示出了根据本发明的燃油喷嘴的加工方法的实施例的流程示意图。
[0021] 上述附图包括以下附图标记：
[0022] 1、喷嘴座；2、套管；3、燃油管；4、壳体；5、喷口；6、旋流器；7、第一销钉；8、第二 销钉；10、支撑组件；11、第一凸部；12、第二凸部；20、定位组件；21、支撑孔；22、连接立板； 23、支撑板；24、盖板；241、第一安装孔；25、第一紧固件；30、夹紧组件；31、第一夹紧件； 32、第二夹紧件；321、定位孔。

【具体实施方式】
[0023] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0024] 如图1至图3所示，本实施例的燃油喷嘴的固定夹具包括支撑组件10、定位组件 20和夹紧组件30,定位组件20设置在支撑组件10上，定位组件20具有与燃油喷嘴的喷嘴 座1配合的支撑孔21，夹紧组件30设置在支撑组件10上，夹紧组件30包括从相对的两个 方向夹紧燃油喷嘴的壳体4的第一夹紧件31和第二夹紧件32。
[0025] 应用本实施例的燃油喷嘴的固定夹具，固定夹具包括支撑组件10、定位组件20和 夹紧组件30,定位组件20设置在支撑组件10上，定位组件20具有与燃油喷嘴的喷嘴座1 配合的支撑孔21。支撑孔21用于支撑喷嘴座1，使得定位组件20将喷嘴座1定位在固定 夹具上。夹紧组件30设置在支撑组件10上，夹紧组件30包括从相对的两个方向夹紧燃油 喷嘴的壳体4的第一夹紧件31和第二夹紧件32。第一夹紧件31和第二夹紧件32可以从 相对的两个方向夹紧壳体4,使得壳体4固定在支撑组件10上。上述固定夹具可以将燃油 喷嘴进行有效地固定，有效地限制了燃油喷嘴进入真空炉后发生变形的情况，进而有效地 控制了燃油喷嘴的尺寸精度。
[0026] 在本实施例中，定位组件20包括连接立板22和支撑板23,连接立板22设置在支 撑组件10上，支撑板23连接在连接立板22的顶端，支撑孔21设置在支撑板23上。连接 立板22和支撑板23的结构简单，制造简便，成本低廉。优选地，支撑孔21为阶梯孔，阶梯 孔包括第一孔段和第二孔段，第一孔段的内径大于第二孔段的内径。
[0027] 在本实施例中，支撑组件10上设有第一凸部11和第二凸部12,第一凸部11和第 二凸部12之间形成避让壳体4的避让凹口，第一夹紧件31可移动地设置在第一凸部11上， 第二夹紧件32可移动地设置在第二凸部12上。安装时，可以先将喷嘴座1固定在支撑板 23上，然后将第二夹紧件32安装在第二凸部12上，最后通过第一夹紧件31将壳体4夹在 第一夹紧件31和第二夹紧件32之间。
[0028] 在本实施例中，第二夹紧件32的端部设有与壳体4的一端配合的定位孔321，定位 孔321的轴线与壳体4的轴线重合。定位孔321可以对壳体4进行定位，然后通过第一夹 紧件31从可以的另一端将壳体4夹住。
[0029] 在本实施例中，定位组件20还包括盖板24和第一紧固件25,盖板24具有用于穿 设喷嘴座1的第一安装孔241，盖板24通过第一紧固件25固定在支撑板23上以将喷嘴座 1限位在支撑孔21内。盖板24和第一紧固件25可以将喷嘴座1紧固在支撑板23上。优 选地，第一紧固件25为螺钉。
[0030] 在本实施例中，第一凸部11上设有穿设第一夹紧件31的第二安装孔，第二安装孔 的轴线与壳体4的轴线重合。优选地，第一夹紧件31为螺杆，螺杆具有外螺纹，第二安装孔 为与外螺纹配合的内螺纹孔，夹紧组件还包括夹板，夹板的一表面与壳体4的另一端的端 面抵接，夹板的另一表面与螺杆的端面抵接。螺纹连接的结构简单，安装简便。
[0031] 在本实施例中，第二凸部12上设有穿设第二夹紧件32的第三安装孔，第三安装孔 与壳体4的轴线重合。优选地，第二夹紧件32为柱杆，第三安装孔为通孔，第二夹紧件32 通过第二紧固件固定在支撑组件10上。这样可以使第二夹紧件32固定在支撑组件10上， 方便固定燃油喷嘴。优选地，第二紧固件为螺钉。
[0032] 如图4所示，本申请还提供一种燃油喷嘴的加工方法，燃油喷嘴包括喷嘴座1、套 管2、燃油管3、壳体4、喷口 5、第一销钉7以及第二销钉8,燃油喷嘴的加工方法依次包括以 下步骤：
[0033] 步骤S20 :通过点焊将喷嘴座1和第二销钉8、喷嘴座1和第一销钉7、喷嘴座1和 套管2、喷嘴座1和燃油管3、壳体4和燃油管3以及壳体4和喷口 5进行连接；
[0034] 步骤S30 :在点焊后的燃油喷嘴的喷嘴座1和第二销钉8之间的焊缝处、喷嘴座1 和第一销钉7之间的焊缝处、喷嘴座1和套管2之间的焊缝处、喷嘴座1和燃油管3之间的 焊缝处、壳体4和燃油管3之间的焊缝处以及壳体4和喷口 5之间的焊缝处添加焊料；
[0035] 步骤S40 :通过固定夹具固定添加焊料后的燃油喷嘴，其中，固定夹具为上述的燃 油喷嘴的固定夹具；
[0036] 步骤S50 :将燃油喷嘴送入真空炉中进行加热，使得焊料融化以使喷嘴座1、套管 2、燃油管3、壳体4、喷口 5、第一销钉7以及第二销钉8焊接在一起；
[0037] 步骤S60 :对加热后的燃油喷嘴进行冷却。
[0038] 应用本实施例燃油喷嘴的加工方法，通过点焊对各个零件进行定位，有效地避免 了零件进入真空炉后发生相对位移的变化的情况，有效地减小了零件进炉后的变形。通过 固定夹具固定燃油喷嘴，限制了各个零件的变形，有效地控制了尺寸精度和形位公差。
[0039] 在本实施例中，在步骤S30中，焊缝的间隙在-0.01mm?0.08mm的范围内。这样 严格控制焊缝的间隙，有效地保证了钎焊的质量。
[0040] 在本实施例中，在步骤S20之前还包括以下步骤：步骤S10 :对燃油喷嘴的待焊接 表面进行电镀处理。对待焊接表面润湿性较差的表面进行电镀处理，有效地解决了难以钎 焊的材料的问题。
[0041] 在本实施例中，在步骤S20中，进一步包括以下步骤：通过激光点焊对喷嘴座1和 第二销钉8、喷嘴座1和第一销钉7、喷嘴座1和套管2、喷嘴座1和燃油管3、壳体4和燃油 管3以及壳体4和喷口 5进行定位。
[0042] 在本实施例中，在步骤S20中，激光点焊的工艺参数如下：激光脉冲宽度在 14±0. lms范围内，激光能量在20J?30J的范围内，激光焦距在95mm?100mm的范围内， 氦气流量在5L/min?7. 5L/min的范围内。
[0043] 在本实施例中，在步骤S60之后还包括以下步骤：步骤S70 :对冷却后的燃油喷嘴 进行热处理，热处理依次包括：对冷却后的燃油喷嘴进行淬火；从真空炉中取出淬火后的 燃油喷嘴，对淬火后的燃油喷嘴进行回火。热处理可以保证喷口的硬度。
[0044] 在本实施例中，在步骤S70中，淬火的温度在950°C?1050°C的范围内，回火的温 度在450°C?500°C的范围内。
[0045] 现有技术中的燃油喷嘴的零件较少，结构简单，尺寸精度要求较低，无需使用预先 定位，也不需要用特别的进炉夹具。而本实施例所需加工的燃油喷嘴的零件多，各个零件的 尺寸小，钎焊缝多，零件尺寸精度要求较高，需保证喷口 5处的硬度HRC > 48。应用实施例 的燃油喷嘴的加工方法，通过对焊缝的间隙、加料量、热处理以及固定夹具的控制，有效地 解决了燃油喷嘴的渗漏、焊接变形、喷口硬度、焊后流量、均匀度等性能指标的问题。
[0046] 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. 一种燃油喷嘴的固定夹具，其特征在于，包括： 支撑组件（10); 定位组件（20)，设置在所述支撑组件（10)上，所述定位组件（20)具有与燃油喷嘴的喷 嘴座⑴配合的支撑孔（21); 夹紧组件（30)，设置在所述支撑组件（10)上，所述夹紧组件（30)包括从相对的两个方 向夹紧所述燃油喷嘴的壳体（4)的第一夹紧件（31)和第二夹紧件（32)。
2. 根据权利要求1所述的燃油喷嘴的固定夹具，其特征在于，所述定位组件（20)包括 连接立板（22)和支撑板（23)，所述连接立板（22)设置在所述支撑组件（10)上，所述支撑 板（23)连接在所述连接立板（22)的顶端，所述支撑孔（21)设置在所述支撑板（23)上。
3. 根据权利要求1所述的燃油喷嘴的固定夹具，其特征在于，所述支撑组件（10)上设 有第一凸部（11)和第二凸部（12)，所述第一凸部（11)和所述第二凸部（12)之间形成避让 所述壳体（4)的避让凹口，所述第一夹紧件（31)可移动地设置在所述第一凸部（11)上，所 述第二夹紧件（32)可移动地设置在所述第二凸部（12)上。
4. 根据权利要求1所述的燃油喷嘴的固定夹具，其特征在于，所述第二夹紧件（32)的 端部设有与所述壳体（4)的一端配合的定位孔（321)，所述定位孔（321)的轴线与所述壳体 (4)的轴线重合。
5. -种燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，燃油喷嘴包括喷嘴座（1)、套管（2)、燃油管 (3) 、壳体（4)、喷口（5)、第一销钉（7)以及第二销钉（8)，所述加工方法依次包括以下步 骤： 步骤S20 :通过点焊将所述喷嘴座（1)和所述第二销钉（8)、所述喷嘴座（1)和所述第 一销钉（7)、所述喷嘴座（1)和所述套管（2)、所述喷嘴座（1)和所述燃油管（3)、所述壳体 (4) 和所述燃油管（3)以及所述壳体（4)和所述喷口（5)进行连接； 步骤S30 :所述喷嘴座（1)和所述第二销钉（8)之间的焊缝处、所述喷嘴座（1)和所述 第一销钉（7)之间的焊缝处、所述喷嘴座（1)和所述套管（2)之间的焊缝处、所述喷嘴座 (1)和所述燃油管（3)之间的焊缝处、所述壳体（4)和所述燃油管（3)之间的焊缝处以及所 述壳体（4)和所述喷口（5)之间的焊缝处添加焊料； 步骤S40 :通过固定夹具固定添加所述焊料后的所述燃油喷嘴，其中，所述固定夹具为 权利要求1至4中任一项所述的燃油喷嘴的固定夹具； 步骤S50 :将所述燃油喷嘴送入真空炉中进行加热，使得所述焊料融化以使所述喷嘴 座（1)、所述套管（2)、所述燃油管（3)、所述壳体（4)、所述喷口（5)、所述第一销钉（7)以及 所述第二销钉（8)焊接在一起； 步骤S60 :对加热后的所述燃油喷嘴进行冷却。
6. 根据权利要求5所述的燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，在所述步骤S20之前还包 括以下步骤： 步骤S10 :对所述燃油喷嘴的待焊接表面进行电镀处理。
7. 根据权利要求5所述的燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，在所述步骤S20中，进一 步包括以下步骤： 通过激光点焊对所述喷嘴座（1)和所述第二销钉（8)、所述喷嘴座（1)和所述第一销钉 (7)、所述喷嘴座（1)和所述套管（2)、所述喷嘴座（1)和所述燃油管（3)、所述壳体（4)和 所述燃油管（3)以及所述壳体（4)和所述喷口（5)进行定位。
8. 根据权利要求7所述的燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，在所述步骤S20中，所述 激光点焊的工艺参数如下：激光脉冲宽度在14±0. lms范围内，激光能量在20J?30J的范 围内，激光焦距在95mm?100mm的范围内，氦气流量在5L/min?7. 5L/min的范围内。
9. 根据权利要求5所述的燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，在所述步骤S60之后还包 括以下步骤： 步骤S70 :对冷却后的所述燃油喷嘴进行热处理，所述热处理依次包括： 对冷却后的所述燃油喷嘴进行淬火； 从所述真空炉中取出所述淬火后的所述燃油喷嘴，对所述淬火后的所述燃油喷嘴进行 回火。
10. 根据权利要求9所述的燃油喷嘴的加工方法，其特征在于，在所述步骤S70中，所述 淬火的温度在950°C?1050°C的范围内，所述回火的温度在450°C?500°C的范围内。
【文档编号】B23K37/04GK104097008SQ201410335876
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】尚延涛, 邹旸, 许小虎 申请人:中国南方航空工业(集团)有限公司