一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具的制作方法
【专利摘要】一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法，包括如下步骤：冲压形成构成所述零件的腔体，然后利用夹具将腔体定位之后对开口部分60度、30度、0度三次冲压，使开口部弯边成型，最后将成型后的所述零件从夹具中取出。本发明针对航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边难以加工成型的问题，提出了一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具，其利用普通的冲压成型设备分60度、30度、0度三次冲压，即可完成航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边成型。所述方法操作简单，无需专用设备，成本低廉，适于小批量或单件生产。本发明还提供了一种用于上述方法的夹具。
【专利说明】一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种航空发动机零件的加工方法，尤其是一种用于航空发动机燃烧室挡圈的开口部的成型方法，本发明还提供了一种用于上述成型方法的专用夹具。
【背景技术】
[0002]图1显示的是一种用于航空发动机的燃烧室挡圈I的剖视结构示意图，其具有与一个喇叭形腔体12，其上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边11。由于用于航空发动机的燃烧室挡圈I为薄壁结构，壁厚通常为0.8-2mm,因此这种燃烧室挡圈I通常采用专用液体成型机整体挤压成型，虽然成型简单，但是设备价格却较高，适合于大批量生产尚可。
[0003]而一般的实验性单件生产如果采用这种专用设备，采购费用较高，很难收回投资。为节约采购成本，本发明提供了采用冲压方式加工成型的技术方案。如图2所示，其中显示的图1所示用于航空发动机的燃烧室挡圈I未形成所述弯边11前的所述腔体12的剖视结构示意图，也就是说本发明首先通过冲压或铸造等方式制成零件I的喇叭形腔体12，然后通过专用夹具在其上部开口部形成所述弯边11。
[0004]因此本发明的关键点是如何能够通过冲压方式快速准确的在薄壁喇叭形中空腔体的开口部形成90度的弯边，这是现有技术中没有涉及的内容。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具，以减少或避免前面所提到的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法，所述零件包括一个喇叭形腔体；所述腔体的上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边，所述成型方法包括如下步骤:
[0007]冲压形成所述腔体；
[0008]提供一个水平放置的底板，在所述底板上固定连接一个芯轴和一个固定支撑环；围绕所述芯轴放置多个活动撑块；
[0009]将所述腔体环绕所述活动撑块放置于所述底板上，利用所述固定支撑环对所述腔体进行预定位；
[0010]沿所述芯轴放置一个圆环斜块，利用所述圆环斜块的锥面将所述活动撑块向外挤压将所述腔体的内侧壁卡住定位，然后将所述圆环斜块通过螺母固定在所述芯轴上；之后将所述活动撑块与所述底板固定连接；
[0011 ] 沿所述芯轴设置一个安装板，所述安装板具有一个U形卡槽，通过所述卡槽安装一侧内壁具有60度倾角的第一上模环，利用所述第一上模环对所述腔体进行第一次60度冲压成型；
[0012]将所述第一上模环取下，在所述安装板上安装一侧内壁具有30度倾角的第二上模环，利用所述第二上模环对所述腔体进行第二次30度冲压成型；
[0013]在所述安装板上将所述第二上模环或第一上模环翻转安装，利用所述第二上模环或所述第一上模环的平直底面对所述腔体进行第三次O度冲压成型；
[0014]拆下圆环斜块，松开所述活动撑块与所述底板的连接，之后将所述活动撑块向中间收拢后取出，最后即可将冲压成型的所述零件取出，整个冲压过程结束。
[0015]本发明还提供了一种用于上述方法的夹具，用于在所述航空发动机燃烧室挡圈零件冲压过程中进行定位和成型，所述零件包括一个喇叭形腔体；所述腔体的上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边，所述夹具包括一个底板；一个与所述底板固定连接的芯轴；一个与所述底板固定连接的固定支撑环，多个可围绕所述芯轴放置的活动撑块；一个可沿所述芯轴放置的圆环斜块，所述圆环斜块的锥面可将所述活动撑块向外挤压将所述腔体的内侧壁卡住定位；一个具有U形卡槽的安装板,一个可通过所述卡槽与所述安装板固定连接的一侧内壁具有60度倾角的第一上模环，一个可通过所述卡槽与所述安装板固定连接的一侧内壁具有30度倾角的第二上模环。
[0016]本发明针对航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边难以加工成型的问题，提出了一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具，其利用普通的冲压成型设备分60度、30度、O度三次冲压，即可完成航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边成型。所述方法操作简单，无需专用设备，成本低廉，适于小批量或单件生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]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，
[0018]图1显示的是一种用于航空发动机的燃烧室挡圈的剖视结构示意图；
[0019]图2显示的是图1所示用于航空发动机的燃烧室挡圈未形成弯边前的腔体的剖视结构示意图；
[0020]图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的立体分解示意图；
[0021]图4显示的是图3中所示安装板和上模环的连接关系的立体结构示意图；
[0022]图5显示的是图3中所示安装板和上模环的连接关系的另一个角度的立体结构示意图；
[0023]图6显示的是图3所示的夹具的工作状态半剖示意图。
【具体实施方式】
[0024]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】。其中，相同的部件采用相同的标号。
[0025]正如【背景技术】部分所述的那样，本发明提供了一种航空发动机燃烧室挡圈零件I的成型方法，其实质是在小批量或单件生产所述燃烧室挡圈零件I的时候，由于成本原因无法使用专用成型设备整体成型，而不得不采用一种简化的冲压成型方案。
[0026]这种冲压成型方法所面对的问题是，由于所述燃烧室挡圈零件I其壁厚很薄，只有0.8?2mm，而整体上最大直径达到300?500mm，且所述弯边11与竖直方向的夹具为90度，因此如果用普通的冲压方式，很难一次成型，且很容易在所述腔体12与所述弯边11之间的弯折部造成缺陷，难以保障所述弯边11的成型质量，因此本发明的关键点是如何对分步冲压成型所述弯边11,并如何缩短加工时间,提高生产效率。
[0027]图3显示的是根据本发明的一个具体实施例的夹具的立体分解示意图；图4显示的是图3中所示安装板和上模环的连接关系的立体结构示意图；图5显示的是图3中所示安装板和上模环的连接关系的另一个角度的立体结构示意图；图6显示的是图3所示的夹具的工作状态半剖示意图。
[0028]参见图3-6所示，为解决零件I的成型过程中所面临的问题，本发明提供了一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法，其包括如下步骤:
[0029]首先，冲压形成所述零件I的所述腔体12 ;可以先用常规的冲压成型方式来分别制造。
[0030]然后，提供一个水平放置的底板2，在所述底板2上固定连接一个芯轴3和一个固定支撑环4 ;围绕所述芯轴3放置多个活动撑块5 ；
[0031]图中底板2的设置主要是为了便于将定位好的所述腔体12移动到压机(图中未显示)位置去，因此从图中可见在底板2的周边设置有手柄21，以便于移动。芯轴3与底板2连接处具有一个头部31，可以通过螺栓32穿过所述头部31与底板2连接，从而将芯轴3固定在底板2上。
[0032]活动撑块5的形状如图3所示，所述活动撑块5总共有六个，包括四个扇形撑块以及两个楔形撑块。这六个活动撑块5是相互独立的，相互之间可以移动，六个拼接在一起形成如图3所示的形状。
[0033]之后，将所述腔体12环绕所述活动撑块5放置于所述底板2上，利用所述固定支撑环4对所述腔体12进行预定位；当然，这种定位并不精确，需要后续的步骤进行校正。
[0034]本步骤中，摆放所述活动撑块5的时候，六个活动撑块5是收拢在芯轴3周围的，例如可以先将活动撑块5中的楔形撑块向芯轴3靠拢放置，扇形撑块之间就可以缩小间距收拢在一起，使得活动撑块5整体占据的体积缩小，从而可以使得所述腔体12的缩口部分可以环绕所述活动撑块5放置。
[0035]当然，如果所述腔体12的缩口部分很小，活动撑块5无论怎么收拢，所述腔体12还是无法放下时，可以先将所述腔体12依靠所述固定支撑环4放好，再将六个活动撑块5依次放入固定支撑环4中间摆好。
[0036]再之后，沿所述芯轴3放置一个圆环斜块6，利用所述圆环斜块6的锥面将所述活动撑块5向外挤压将所述腔体12的内侧壁卡住定位，然后将所述圆环斜块通过螺母固定在所述芯轴上；之后将所述活动撑块5与所述底板2固定连接；
[0037]本步骤就是利用圆形斜块6对定位的精确校正过程。其中，圆环斜块6的锥面61与各个活动撑块5的内侧表面形状相适应，随着圆环斜块6沿着芯轴3向下移动，可以将活动撑块5贴着圆环斜块6的锥面61向外侧推，一直到各个活动撑块5将腔体12的内侧壁牢牢顶住不动，然后进一步通过螺母拧紧之后，圆环斜块6就可以使活动撑块5与所述固定支撑环4形成对所述腔体12的紧密夹持，这样就解决了定位问题。
[0038]对所述腔体12的直边进行压挤成型时本发明的重点，本发明为了将所述腔体12的直边弯折为90度的弯边11，特别设计了一套可快速拆装的收口模具，分60度、30度、O度三次冲压，从而使得所述弯边11成型，下面详细说明本发明所提供的收口模具及其工作过程。
[0039]在对所述腔体12完成定位后，沿所述芯轴设置一个安装板7，所述安装板7具有一个U形卡槽711，通过所述卡槽711安装一侧内壁811具有60度倾角α的第一上模环81，利用所述第一上模环81对所述腔体12进行第一次60度冲压成型；
[0040]所述U形卡槽711可以是在一块基板71上固定安装一个具有L形截面的U形件72形成。这样可以简化所述安装板7的生产工艺。
[0041]所述第一上模环81的上下两端均可设置有翻边812，这样可以便于将所述第一上模环81插入或取出所述U形卡槽711，从而实现所述第一上模环81与所述安装板7的快速安装拆卸。
[0042]所述第一上模环81的内壁811具有60度倾角α，这样，当所述安装板7在压机作用下对所述腔体12进行挤压时，可在所述腔体12的开口部形成60度的弯边。
[0043]再之后，将所述第一上模环81取下，在所述安装板上安装一侧内壁具有30度倾角的第二上模环(图中未示出)，利用所述第二上模环对所述腔体进行第二次30度冲压成型；
[0044]所述第二上模环的结构与所述第一上模环81相同，仅仅是其一侧的倾角不同，所述第二上模环上下两端同样设置有翻边，这样可以便于将所述第二上模环插入或取出所述U形卡槽711，从而实现所述第二上模环与所述安装板7的快速安装拆卸。
[0045]所述第二上模环的一侧内壁具有30度倾角α，这样，当所述安装板7在压机作用下对所述腔体12进行挤压时，可将所述腔体12的开口部的60度的弯边进一步挤压成30度的弯边。
[0046]再之后，在所述安装板7上将所述第二上模环或第一上模环81翻转安装，利用所述第二上模环或所述第一上模环81的平直底面对所述腔体11进行第三次O度冲压成型；
[0047]在所述腔体12的开口部形成60度的弯边后，将所述第二上模环或第一上模环81在所述安装板7上翻转安装，即可利用所述第二上模环或第一上模环81的平直底面对所述腔体11进行第三次O度冲压成型，从而形成所述弯边11。
[0048]所述弯边11成型后，拆下所述圆环斜块6，松开所述活动撑块5与所述底板2的连接，之后将所述活动撑块5向中间收拢后取出，最后即可将冲压成型的所述零件I取出，整个冲压过程结束。
[0049]通过上述成型方法的说明，本发明还提供了一种用于前述方法的夹具，用于在所述航空发动机燃烧室挡圈零件I冲压过程中进行定位和成型，所述零件I包括一个喇叭形腔体12 ;所述腔体12的上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边11，所述夹具包括一个底板2 个与所述底板2固定连接的芯轴3 个与所述底板2固定连接的固定支撑环4，多个可围绕所述芯轴3放置的活动撑块5 ;—个可沿所述芯轴3放置的圆环斜块6，所述圆环斜块6的锥面61可将所述活动撑块5向外挤压将所述腔体12的内侧壁卡住定位；一个具有U形卡槽711的安装板7, —个可通过所述卡槽711与所述安装板7可拆卸连接的一侧内壁811具有60度倾角α的第一上模环81，一个可通过所述卡槽711与所述安装板7固定连接的一侧内壁具有30度倾角的第二上模环。
[0050]本发明针对航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边难以加工成型的问题，提出了一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法及其夹具，其利用普通的冲压成型设备分60度、30度、O度三次冲压，即可完成航空发动机燃烧室挡圈零件的开口部弯边成型。所述方法操作简单，无需专用设备，成本低廉，适于小批量或单件生产。
[0051]本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
[0052]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的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
【权利要求】
1.一种航空发动机燃烧室挡圈的成型方法，所述零件包括一个喇叭形腔体；所述腔体的上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边，其特征在于，所述成型方法包括如下步骤: 冲压形成所述腔体； 提供一个水平放置的底板，在所述底板上固定连接一个芯轴和一个固定支撑环；围绕所述芯轴放置多个活动撑块； 将所述腔体环绕所述活动撑块放置于所述底板上，利用所述固定支撑环对所述腔体进行预定位； 沿所述芯轴放置一个圆环斜块，利用所述圆环斜块的锥面将所述活动撑块向外挤压将所述腔体的内侧壁卡住定位，然后将所述圆环斜块通过螺母固定在所述芯轴上；之后将所述活动撑块与所述底板固定连接； 沿所述芯轴设置一个安装板，所述安装板具有一个U形卡槽，通过所述卡槽安装一侧内壁具有60度倾角的第一上模环，利用所述第一上模环对所述腔体进行第一次60度冲压成型； 将所述第一上模环取下，在所述安装板上安装一侧内壁具有30度倾角的第二上模环，利用所述第二上模环对所述腔体进行第二次30度冲压成型； 在所述安装板上将所述第二上模环或第一上模环翻转安装，利用所述第二上模环或所述第一上模环的平直底面对所述腔体进行第三次O度冲压成型； 拆下圆环斜块，松开所述活动撑块与所述底板的连接，之后将所述活动撑块向中间收拢后取出，最后即可将冲压成型的所述零件取出，整个冲压过程结束。
2.一种用于权利要求1所述的方法的夹具，用于在所述航空发动机燃烧室挡圈零件冲压过程中进行定位和成型，所述零件包括一个喇叭形腔体；所述腔体的上部开口部具有向内与竖直方向的夹角为90度的弯边，所述夹具包括一个底板；一个与所述底板固定连接的芯轴；一个与所述底板固定连接的固定支撑环，多个可围绕所述芯轴放置的活动撑块；一个可沿所述芯轴放置的圆环斜块，所述圆环斜块的锥面可将所述活动撑块向外挤压将所述腔体的内侧壁卡住定位；一个具有U形卡槽的安装板,一个可通过所述卡槽与所述安装板固定连接的一侧内壁具有60度倾角的第一上模环，一个可通过所述卡槽与所述安装板固定连接的一侧内壁具有30度倾角的第二上模环。
【文档编号】B21D37/10GK104259285SQ201410361562
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】曾旭辉, 朱高东, 叶波, 陈三东 申请人:中航湖南通用航空发动机有限公司