CN102476243B - 用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备 - Google Patents
用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备 Download PDFInfo
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Abstract
用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，所述工艺装备包括固定底板、滑动底板、左立柱、右立柱、调节行程定位销，其中滑动底板置于固定底板上表面，左立柱与右立柱分别设置在滑动底板的两端，调节行程定位销置于滑动底板上；本发明特别提供了用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，使三坐标激光系统加工工艺装备实现水平工位可调节行程，从而解决了现有三坐标激光系统行程不够的问题，实现了航空发动机多环波大隔热屏扇形段大量气膜群孔及外形的一次装夹激光加工，保证了气膜群孔的位置、法向方向垂直于零件型面。
Description
技术领域
本发明涉及隔热屏材料加工气膜群孔及外形的工艺装备的设计，特别提供一种用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备。
背景技术
发动机加力筒体隔热屏为薄壁板材复杂冲压成形件，其展开形状为多波浪锥形扇形段，外形尺寸非常大，长度达到1～1.1m，宽度也大于0.45m，零件型面上分布有一万多个直径仅为1mm的微小气膜群孔，设计要求这些孔的法向都垂直于零件型面，此种零件第一次研制，由于零件形状及微小群孔要求，这种加力筒体零件隔热屏的制造工艺流程就需要先成形后，再利用零件的型面定位，采取三坐标激光加工气膜群孔及外形，由于零件长度超长，受原有三坐标激光系统加工行程的限制，三坐标激光系统本身无法完成此种大型隔热屏的激光加工，若采取两次装夹分别加工一端气膜群孔，必然存在零件二次定位产生误差的问题，将导致隔热屏气膜群孔分布不合格的问题，本发明所提供的用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备可以解决三坐标激光系统由于本身系统行程受限而无法完成多环波大隔热屏的加工，另外本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备还可以通过改变三坐标激光系统行程加工其它大型零件。
发明内容
本发明所述待加工零件为将要放置在发动机加力筒体内部，垂直于筒体轴线的环形结构件，隔热屏为薄壁板材复杂冲压成形件，其展开形状为多波浪锥形扇形段，长度为1～2m，宽度为0.5～1m，加工后要求零件型面上分布直径不大于1mm的微小气膜群孔，并且这些孔的法向都垂直于零件型面。
本发明特别提供了一种用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，解决了航空发动机多环波大隔热屏扇形段零件长度尺寸过大超出三坐标激光加工系统行程、难以实现一次装夹加工完成所有气膜群孔及外形、成形完成零件难以可靠准确定位、整个工艺装备的找正及全型面气膜群孔下方激光切割熔渣排出的技术问题，使用本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，使三坐标激光系统加工工艺装备实现水平工位可调节行程，从而解决了现有三坐标激光系统行程不够的问题，实现了航空发动机多环波大隔热屏扇形段大量气膜群孔及外形的一次装夹激光加工，保证了气膜群孔的位置、法向方向垂直于零件型面。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备为可调节行程结构。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备在加工过程中由多个工位实现全程加工，通过滑动底板(2)在固定底板(1)的滑动，改变工艺装备的位置，实现多个工位间的切换。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备包括固定底板(1)、滑动底板(2)、左立柱(3)、右立柱(4)、调节行程定位销(5)，其中滑动底板(2)置于固定底板(1)上表面，左立柱(3)与右立柱(4)分别设置在滑动底板(2)的两端，左立柱(3)与右立柱(4)均通过内六角螺栓及圆柱销固定在滑动底板(2)上，调节行程定位销(5)置于滑动底板(2)上，通过滑动底板(2)在固定底板(1)上滑动及调节行程定位销(5)的限制，增大三坐标激光系统的加工行程，使多环波大隔热屏零件可以在多个工位上实现一次装夹激光加工。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左立柱(3)上端设置有左定位块(30)、左压紧块(31)，其中左定位块(30)置于左立柱(3)上端，通过内六角螺栓及圆柱销固定，左压紧块(31)置于左定位块(30)上端；右立柱(4)上端设置有右定位块(40)、右压紧块(41)，其中右定位块(40)置于右立柱(4)上端，右压紧块(41)置于右定位块(40)上端。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的滑动底板(2)上端另设置有左支撑块(20)、右支撑块(21)，左支撑块(20)上端设置有左轴向定位块(22)，右支撑块(21)上端设置有右轴向定位块(23)。
本发明所述多环波大隔热屏零件通过左定位块(30)、右定位块(40)、左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)实现零件的准确、可靠定位，通过左压紧块(31)及右压紧块(41)将多环波大隔热屏零件固定到额定位置上。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左定位块(30)上设置有找正工艺孔1～10个，右定位块(40)上设置有找正工艺孔1～10个。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左定位块(30)上设置有找正工艺孔1(301)、找正工艺孔3(302)，右定位块(40)上设置有找正工艺孔2(401)。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的整个三坐标激光加工系统通过找正工艺孔1(301)和找正工艺孔2(401)确定坐标系方向，通过找正工艺孔3(302)确定坐标系的Z向位置。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)位于多环波大隔热屏零件的型面气膜群孔的下方，并在左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)上设计了排出熔渣的槽口(220)，解决了气膜群孔激光加工熔渣的排出问题。
本发明所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备放置在三坐标激光加工系统平台上，将固定底板(1)固定到三维激光加工系统平台上，将滑动底板(2)调节到工位1位置，通过找正工艺孔1(301)、找正工艺孔2(401)、找正工艺孔3(302)确定工艺装备的位置，将多环波大隔热屏零件的两端分别放置在工艺装备的左定位块(30)和右定位块(40)上，使其与左定位块(30)、右定位块(40)的型面贴合，通过左压紧块(31)、右压紧块(41)、螺栓、螺母将多环波大隔热屏零件的两端分别固定在左定位块(30)和右定位块(40)上；在工位1上，启动三坐标激光加工系统，完成工位1上三坐标激光加工系统有效行程范围的气膜群孔加工及外形的激光切割，推动滑动底板(2)，调节工艺装备至工位2位置，再启动三坐标激光加工系统完成其余气膜群孔及零件外形的加工，整个多环波大隔热屏零件加工完成。
附图说明
图1为多环波大隔热屏扇形段俯视图；
图2为多环波大隔热屏扇形段加工原理示意图；
图3为工艺装备的工位1的主视图；
图4为工艺装备的工位2的主视图；
图5为工艺装备的工位1的俯视图；
图6为工艺装备的左视图；
图7为左、右轴向定位块主视图；
图8为左、右轴向定位块剖视图；
图9为左、右轴向定位块B-B剖面图。
具体实施方式
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备在加工过程中由工位1和工位2实现全程加工，通过滑动底板(2)在固定底板(1)的滑动，改变工艺装备的位置，实现工位1和工位2之间的切换。
本实施例所述待加工零件为将要放置在发动机加力筒体内部，垂直于筒体轴线的环形结构件，隔热屏为薄壁板材复杂冲压成形件，其展开形状为多波浪锥形扇形段，长度为1m，宽度为0.5m，加工后要求零件型面上分布有一万多个直径仅为1mm的微小气膜群孔，并且这些孔的法向都垂直于零件型面。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备为可调节行程结构。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备包括固定底板(1)、滑动底板(2)、左立柱(3)、右立柱(4)、调节行程定位销(5)，其中滑动底板(2)置于固定底板(1)上表面，左立柱(3)与右立柱(4)分别设置在滑动底板(2)的两端，左立柱(3)与右立柱(4)均通过内六角螺栓及圆柱销固定在滑动底板(2)上，调节行程定位销(5)置于滑动底板(2)上，通过滑动底板(2)在固定底板(1)上滑动及调节行程定位销(5)的限制，增大三坐标激光系统的加工行程，使多环波大隔热屏零件可以在多个工位上实现一次装夹激光加工。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左立柱(3)上端设置有左定位块(30)、左压紧块(31)，其中左定位块(30)置于左立柱(3)上端，通过内六角螺栓及圆柱销固定，左压紧块(31)置于左定位块(30)上端；右立柱(4)上端设置有右定位块(40)、右压紧块(41)，其中右定位块(40)置于右立柱(4)上端，右压紧块(41)置于右定位块(40)上端。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的滑动底板(2)上端另设置有左支撑块(20)、右支撑块(21)，左支撑块(20)上端设置有左轴向定位块(22)，右支撑块(21)上端设置有右轴向定位块(23)。
本实施例所述多环波大隔热屏零件通过左定位块(30)、右定位块(40)、左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)实现零件的准确、可靠定位，通过左压紧块(31)及右压紧块(41)将多环波大隔热屏零件固定到额定位置上。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左定位块(30)上设置有找正工艺孔1～10个，右定位块(40)上设置有找正工艺孔1～10个。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左定位块(30)上设置有找正工艺孔1(301)、找正工艺孔3(302)，右定位块(40)上设置有找正工艺孔2(401)。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的整个三坐标激光加工系统通过找正工艺孔1(301)和找正工艺孔2(401)确定坐标系方向，通过找正工艺孔3(302)确定坐标系的Z向位置。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备的左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)位于多环波大隔热屏零件的型面气膜群孔的下方，并在左轴向定位块(22)、右轴向定位块(23)上设计了排出熔渣的槽口，解决了气膜群孔激光加工熔渣的排出问题。
本实施例所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备放置在三坐标激光加工系统平台上，通过压板将固定底板(1)固定到三维激光加工系统平台上，将滑动底板(2)调节到工位1位置，通过找正工艺孔1(301)、找正工艺孔2(401)、找正工艺孔3(302)确定工艺装备的位置，将多环波大隔热屏零件的两端分别放置在工艺装备的左定位块(30)和右定位块(40)上，使其与左定位块(30)、右定位块(40)的型面贴合，通过左压紧块(31)、右压紧块(41)、螺栓、螺母将多环波大隔热屏零件的两端分别固定在左定位块(30)和右定位块(40)上；在工位1上，启动三坐标激光加工系统，完成工位1上三坐标激光加工系统有效行程范围的气膜群孔加工及外形的激光切割，推动滑动底板(2)，调节工艺装备至工位2位置，再启动三坐标激光加工系统完成其余气膜群孔及零件外形的加工，整个多环波大隔热屏零件加工完成。
Claims (3)
1.用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，所述多环波大隔热屏为将要放置在发动机加力筒体内部，垂直于筒体轴线的环形结构件，长度为1～1.1m，宽度为0.5～1.0m，其特征在于：所述多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备包括固定底板（1）、滑动底板（2）、左立柱（3）、右立柱（4）、调节行程定位销（5），其中滑动底板（2）置于固定底板（1）上表面，左立柱（3）与右立柱（4）分别设置在滑动底板（2）的两端，调节行程定位销（5）置于滑动底板（2）；所述左立柱（3）上端设置有左定位块（30）、左压紧块（31），其中左定位块（30）置于左立柱（3）上端，左压紧块（31）置于左定位块（30）上端；所述右立柱（3）上端设置有右定位块（4）、右压紧（41）块，其中右定位块（40）置于右立柱（4）上端，右压紧块（41）置于右定位块（40）上端；所述滑动底板（2）上另设置有左支撑块（20）、右支撑块（21），左支撑块（20）上端设置有左轴向定位块（22），右支撑块（21）上端设置有右轴向定位块（23）。
2.按照权利要求1所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，其特征在于：所述左定位块（30）上设置有找正工艺孔1～10个，右定位块（40）上设置有找正工艺孔1～10个。
3.按照权利要求1所述用于多环波大隔热屏激光加工气膜群孔及外形的工艺装备，其特征在于：所述左定位块（30）上设置有找正工艺孔1（301）、找正工艺孔3（302），右定位块（40）上设置有找正工艺孔2（401）。
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