用于航空发动机外涵机匣对开贴合面加工的装置的制作方法

文档序号:13590150阅读:256来源:国知局

本发明涉及航空发动机零组件加工制造领域,具体涉及一种用于薄壁对开钣焊型外涵机匣安装边加工的工装设备。



背景技术:

某型号航空发动机外涵机匣(以下称机匣)为对开结构,由两个对开的半圆形机匣通过螺栓连接组合成一个标准的回转体机匣。其结构十分复杂,构成包括两条端面安装边、4条中间环向安装边、5段外罩筒体、4条纵向安装边及15个安装座,通过氩弧焊焊接构成。机匣上布满的焊缝有:10条环形焊缝、4条纵向焊缝、15个安装座的环形焊缝,焊缝总长逾30米(其中筒体环焊缝逾22米),焊接成型后的机匣体内存在很大的焊接应力。机匣的体积很大,但构成机匣的外罩筒体的壁厚只有1.2mm,且筒体除安装座位置处外几乎都存在化铣槽,且化铣槽处筒体壁厚更小仅为0.65mm。机匣筒体刚性差。机匣的制造是先分别焊接成型两个半圆形机匣,然后将两个半圆形机匣的4条纵向安装边两两相对贴合,通过螺栓连接构成回转体的机匣。为了保证4个纵向安装边的贴合面精密贴合,形成一个标准的回转体机匣,安装边贴合面需要进行铣削精加工。因此,在预制半圆形机匣时,纵向安装边贴合面都留有加工余量,待半圆形机匣焊接成型后,且焊接应力得以释放,再利用专用的工装装置,通过铣削加工去除贴合面上的余量,得到平面精度符合设计要求贴合面,使两个半圆形机匣的纵向安装边紧密贴合,形成一个标准的回转体机匣。

现有技术两个半圆形机匣伴的纵向安装边贴合面的加工,所使用的工装装置一次仅能安装加工一个半圆形机匣,两个半圆形机匣需依次分别进行加工,即先将一个半圆形机匣安装在工装装置上,安装到位后调整机床加工程序,对一个半圆形机匣的两个纵向安装边贴合面进行铣削加工,铣削加工结束后,机床退出铣削加工程序,将该半圆形机匣从装置上拆卸下来,然后依此对另一个半圆形机匣伴进行加工。采用现有技术的工装装置加工两个半圆形机匣的纵向安装边贴合面,由于两个半圆形机匣的加工过程各个程序环节均分两次进行,加工效率比较低,加工成本高。



技术实现要素:

针对现有技术的机匣纵向安装边贴合面加工装置的不足,本发明的目的旨在提供一种新结构的用于航空发动机外涵机匣对开贴合面加工的装置,以提高机匣安装边贴合面的加工效率,降低加工制造成本。

本发明提供的用于航空发动机外涵机匣对开贴合面加工的装置,其构成包括用于支承定位所述机匣大端安装边的底板、用于压紧定位所述机匣小端安装边的盖板、将底板与盖板不可相对转动地联接在一起的中心联接柱,设置在底板上用于将所述机匣大端安装边环面贴紧在底板环形止口环面上的数组第一抵紧组件,用于支撑加强所述机匣中间环向安装边的数组支撑加强组件,用于将所述机匣大端安装边端面压紧固定在底板上的数组第一压紧固定组件,设置在盖板上用于将所述机匣小端安装边环面贴紧在盖板环形止口环面上的数组第二抵紧组件,用于将所述机匣小端安装边端面与盖板压紧固定在一起的数组第二压紧固定组件;所述底板设计有两道对称布置的用于分别定位两个半圆形机匣大端安装边环面的半圆形止口,盖板设计有两道对称布置的用于分别定位两个半圆形机匣小端安装边环面的半圆环形止口,且底板上和盖板上的两半圆环形止口的圆心相距一定的距离,该距离为在对两个半圆形机匣纵向安装边贴合面进行铣削加工时,铣刀能自由进入相对的两贴合面之间的空间,底板和盖板均于两半圆环形止口相对接的两板缘处加工有马蹄缺口,马蹄缺口的尺寸大小能使铣刀进入对机匣纵向安装边贴合面进行加工。

在上述技术方案中,所述机匣大端安装边与底板所述环形止口的配合和机匣小端安装边与盖板所述环形止口的配合,可采取以安装边的外环面与所述环形止口的内环面配合,也可以是以安装边的内环面与所述环形止口的外环面配合。优选前者配合方式,即使安装边的外环面贴紧在所述环形止口内环面上,相应地,将所述第一抵紧组件和第二抵紧组件设计为外拉式抵紧组件,其结构包括与底板或盖板上的滑槽滑动配合的拉压板块、通过螺钉固定在底板或盖板上用于将拉压板块盖置在所述滑槽内的槽盖板和抵拉螺钉,所述拉压板块为“z”型结构,由板块体和位于板块体两端的反向弯折端头构成,其中一端弯折端头为将机匣大端或小端安装边外环面抵压在底板或盖板所述环形止口内环面上的抵压端头,另一端弯折端头为抵拉端头,外端弯折端头上设计有与抵拉螺钉匹配指向底板或盖板外圆环面的螺纹孔,通过旋转抵拉螺钉使抵拉螺钉的抵压端头抵住底板或盖板的外圆环面,带动拉压板块向外移动,从而在拉压板块抵压端头的作用下将机匣大端或小端安装边的外环面抵压贴紧在底板或盖板所述环形止口内环面上。

在上述技术方案中,所述支撑加强组件优先设计为用于支撑加强机匣大端第二道环向安装边的支撑加强组件,构成包括固定在底板上的侧立柱、支撑位置可调整地固定在侧立柱上的支撑杆、固定在支撑杆上用于托支第二道环向安装边的托板和通过螺栓将第二道环向安装边压紧固定在托板上的压板。对于每个半圆形机匣,均有两组支撑加强组件分别设置在底板上接近两个马蹄缺口一侧的位置,用于加强支撑靠近纵向安装边的第二道环向安装边,其余的支撑加强组件均匀地分布设置在该两组支撑加强组件之间的位置。

在上述技术方案中,所述第一压紧固定组件和第二压紧固定组件均由压板和通过螺纹固定在底板或盖板上的螺栓构成。

在上述技术方案中,所述中心联接柱与底板的联接,可设计成通过中心联接柱下部承插段插入固定在底板中央位置的联接法兰上与所述承插段匹配的承插孔内和轴向锁紧螺纹副将中心联接柱固定在底板上,中心联接柱下部承插段与联接法兰盘承插孔的承插配合面为不可转动的非直圆柱面;所述承插配合面可设计成由对称的两段直平面和连接两段直平面的两段直圆柱面构成;所述轴向锁紧螺纹副可由穿过底板的螺栓和位于中心联接柱底端面上螺纹孔构成。

在上述技术方案中,所述中心联接柱与盖板的联接,可设计成通过中心联接柱上部承插段插入透过位于盖板中央与所述承插段匹配的承插孔和轴向锁紧螺纹副联接在一起,中心联接柱上部承插段与盖板承插孔的承插配合面为不可转动的非直圆柱面,优先设计成由对称的两段直平面和连接两段直平面的两段直圆柱面构成;所述轴向锁紧螺纹副可由中心联接柱顶端的螺纹端头和与之匹配的螺母构成。进一步的优先设计,将所述盖板中心承插联接孔的两直平面所在方向与盖板轮缘上的两马蹄缺口方向一致。

在上述技术方案中,所述盖板优先采用轮辐结构的盖板;所述底板优先采用设计有减重孔的底板。

采用本发明提供的所述工装装置对航空发动机外涵机匣纵向安装边贴合面进行加工,可通过一次安装、一次调整铣削加工程序就可完成对两个半圆形机匣的纵向安装边贴合面的加工,克服了原有工装装置一次仅能安装一个半圆形机匣对其安装边贴合面进行加工,两个半圆形机匣需依次分别完成安装加工,加工效率得到了大大提高,铣削加工外涵机匣纵向安装边贴合面工序的加工时间由80小时减少到32小时左右,加工效率提高了60%左右,大大降低了生产成本,提高了经济效益,具有较大实用价值。

附图说明

图1是本发明所述装置剖视结构示意图。

图2是图1中a-a向结构示意图。

图3是图1中b-b向结构示意图。

图4是图1中局部结构ⅰ的放大示意图。

图5是图4中c向结构示意图。

图6是图1中局部结构ⅱ的放大示意图。

图7是图6中d向结构示意图。

在上述附图中各图示标号标识的对象分别为:1-底板,2-盖板,3-中心联接柱,4-侧立柱,5-联接法兰,6-托板,7-拉压板块,8-拉压板块,9-槽盖板,10-压板,11-压板,12-槽盖板,13-压板,14-支撑杆,15-抵拉螺钉。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明的实施例,并通过实施例对本发明进行具体描述,有必要在此指出的是,实施例只用于对本发明作进一步的说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员可以根据本发明的内容作出一些非本质的改进和调整进行具体实施,但这样的具体实施应仍属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是,文字表述中所提及到的空间方位,如上下、左右、前后、内外等,均是基于面对附图所视的方位。

实施例

本实施例所述用于航空发动机外涵机匣对开贴合面加工的装置,其结构如附图1~7所示,所要加工的航空发动机外涵机匣对开纵向安装边贴合面留有3mm余量,装置的构成包括用于支承定位所述机匣大端安装边设计有减重孔的底板1、用于压紧定位所述机匣小端安装边轮辐结构的盖板2、将底板与盖板不可相对转动地联接在一起的中心联接柱3,设置在底板上用于将所述机匣大端安装边外环面贴紧在底板半圆环形止口内环面上的八组第一抵紧组件,用于支撑加强所述机匣大端第二道环向安装边的八组支撑加强组件,用于将所述机匣大端安装边端面压紧固定在底板上的八组第一压紧固定组件,设置在盖板上用于将所述机匣小端安装边外环面贴紧在盖板半圆环形止口内环面上的八组第二抵紧组件,用于将所述机匣小端安装边端面与盖板压紧固定在一起的六组第二压紧固定组件;所述底板设计有两道对称布置用于分别定位两个半圆形机匣大端安装边环面的半圆环形止口,盖板设计有两道对称布置用于分别定位两个半圆形机匣小端安装边环面的半圆环形止口,且底板上和盖板上的两半圆环形止口的圆心相距25mm,该距离为在对两个半圆形机匣纵向安装边贴合面进行铣削加工时,铣刀能自由进入相对的两贴合面之间的空间,底板和盖板均于两半圆环形止口相对接的两板缘处加工有马蹄缺口,马蹄缺口的尺寸大小能使铣刀进入对机匣纵向安装边贴合面进行加工。

用于将所述机匣大端安装边外环面贴紧在底板所述环形止口内环面上的所述第一抵紧组件和用于将所述机匣小端安装边外环面贴紧在盖板所述环形止口内环面上的第二抵紧组件,均为外拉式抵紧组件,第一抵紧组件和第二抵紧组件,均由与底板1或盖板2上的滑槽滑动配合的拉压板块7、8,通过螺钉固定在底板或盖板上用于将拉压板块盖置在所述滑槽内的槽盖板12、9和抵拉螺钉15构成,所述拉压板块为“z”型结构,由板块体和位于板块体两端的反向弯折端头构成,其中位于里边向上弯折的端头为将机匣大端或小端安装边外环面抵压在底板或盖板所述环形止口内环面上的抵压端头,另一个向下弯折的端头为抵拉端头,抵拉端头上设计有与抵拉螺钉匹配指向底板或盖板外圆环面的螺纹孔,通过旋转抵拉螺钉使抵拉螺钉的端头抵住底板或盖板的外缘环面带动拉压板块向外移动,在拉压板块抵压端头作用下将机匣大端或小端安装边的外圆环面抵压贴紧在底板或盖板所述环形止口内环面上。

用于支撑加强两个半圆形机匣大端第二道环向安装边的支撑加强组件,由固定在底板上的侧立柱4、下端通过螺纹副固定安装在侧立柱螺纹安装孔内的支撑杆14、固定在支撑杆上用于托支第二道环向安装边的托板6和通过螺栓将第二道环向安装边压紧固定在托板上的压板10构成。用于支撑加强两个半圆形机匣大端第二道环向安装边的所述支撑加强组件共有八组,对于每个半圆形机匣均有两组支撑加强组件分别设置底板上接近两个马蹄缺口一侧的位置,其余的支撑加强组件均匀地分布设置在该两组支撑加强组件之间的位置。

用于将所述机匣大端安装边端面压紧固定在底板上的第一压紧固定组件,由压板13和通过螺纹固定在底板上紧固螺栓构成;用于将所述机匣小端安装边端面与盖板压紧固定在一起的第二压紧固定组件由压板11和和通过螺纹固定在盖板上紧固螺栓构成。第一压紧固定组件和第二压紧固定组件均有四组压紧固定组件设置接近底板与盖板上两个对称的马蹄缺口位置,其余的均匀分布在本侧接近马蹄缺口的两组压紧固定组件之间。

所述中心联接柱3与底板1为固定联接,是通过中心联接柱下部承插段插入固定在底板中央位置的联接法兰上与所述承插段匹配的承插孔内和轴向锁紧螺纹副,将中心联接柱固定在底板上,中心联接柱下部承插段与联接法兰盘承插孔相匹配的承插配合面,由对称的两段直平面和连接两段直平面的两段直柱面构成;所述轴向锁紧螺纹副由穿过底板的螺栓和位于中心联接柱底端面中心处的螺纹孔构成。所述中心联接柱与盖板的联接,是通过中心联接柱上部承插段插入透过位于盖板中央承插孔和轴向锁紧螺纹副联接在一起,中心联接柱上部承插段与盖板承插孔的承插配合面由对称的两段直平面和连接两段直平面的两段直圆柱面构成;所述轴向锁紧螺纹副由中心联接柱顶端的螺栓头和与之匹配的螺母构成。所述盖板中心承插孔的两直平面所在方向与盖板轮缘上的两马蹄缺口方向一致。

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