CN104353857B - 用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置及加工方法，本发明的技术方案是：所述装置包括底座、导板、胀块、导座、胀紧顶头、锥头、支板、导柱b、松弛顶头、单作用液压油缸、手动液压泵和高压液压油管；所述底座由上支板、下支板和沿圆周均布的支柱焊接组成，所述导座通过螺栓固定在底座的上支板上，所述导座设有内腔，所述导柱b通过螺栓固定在底座下支板上，所述导座、导柱b、底座为同轴设置；本发明的技术方案来解决大尺寸中厚板筒形件自重大、刚性较强、传统螺纹手动胀紧不可靠的问题。该装置制造简单，省时省力，节约资金，易于实现，提高工作效率。

Description

用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置及加工方法

技术领域

本发明涉及航空发动机机械制造技术领域，特别涉及一种用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置及加工方法。

背景技术

航空发动机为追求较高的推重比，实现发动机矢量推力技术，大量使用大尺寸中厚板化铣机匣。这类化铣结构焊接机匣通常采用中厚板制成直筒或锥筒后再化铣加强肋。大尺寸中厚板筒形件采用如图1所示的工艺装置车削端面时，由于零件自重大，刚性强，靠螺纹旋进胀紧，胀紧力不足。此种结构虽然能通过增大螺纹直径和螺距来增加胀紧力，但螺距增大，旋进力加大，并且此种结构手工操作费力，不便于实际生产。为此开展了对用于大尺寸中厚板筒形件车端面定位的研究工作，目的是通过全面系统地试验、分析研究解决传统螺纹手动胀紧夹具胀紧力不足、手工操作费力不便于实际生产的问题。

实用新型内容

本发明通过对传统螺纹手动胀紧夹具胀紧力不足、手工操作费力不便于实际生产的问题充分分析研究，及实验论证，提出了采用液压推力胀紧零件进行车削加工，通过调节螺母限制锥头下移行程，从而控制胀块胀紧时直径的结构形式，来解决大尺寸中厚板筒形件自重大、刚性较强、靠螺纹旋转胀紧导致胀紧力不足不便于实际生产的问题。

本发明的技术方案如下：

用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置包括底座、导板、胀块、导座、胀紧顶头、锥头、支板、导柱b、松弛顶头、单作用液压油缸、手动液压泵和高压液压油管；所述底座由上支板、下支板和沿圆周均布的支柱焊接组成，所述导座通过螺栓固定在底座的上支板上，所述导座设有内腔，所述导柱b通过螺栓固定在底座下支板上，所述导座、导柱b、底座为同轴设置；

所述锥头设有锥头内孔，所述锥头放置于所述导座内腔中，所述导柱b插接在所述锥头内孔中,所述导座设置沿周均布的第一导槽，所述导板设置第二导槽，所述导板通过螺栓固定在所述底座上支板上面，所述导座与所述导板共同组成沿周均布的第三导槽，所述胀块放置在所述第三导槽中；所述锥头前端为锥面，所述胀块尾端为凹面，所述锥头前端的锥面与所述胀块尾端的凹面配合安装；所述导座设置卡槽，所述支板设有与所述卡槽配合的凸台，所述凸台放置在所述卡槽内，旋转一定角度使所述支板限定在所述导座内；

所述支板设置支板内孔，所述支板内孔和锥头内孔设置内螺纹，所述单作用液压油缸缸体设置外螺纹，所述支板内孔和锥头内孔的内螺纹与所述单作用液压油缸缸体的外螺纹相配合；所述胀紧顶头和松弛顶头设有内螺纹，所述单作用液压油缸的顶杆设置外螺纹，所述胀紧顶头和松弛顶头的内螺纹与所述单作用液压油缸的顶杆的外螺纹相配合；所述胀紧顶头外部设置环状卡台，所述锥头内孔中设有环状台阶，所述环状卡台卡在所述环状台阶上；

当所述单作用液压油缸缸体外螺纹与所述支板内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸的顶杆外螺纹与所述胀紧顶头内螺纹连接，所述支板卡在所述导座卡槽内，来限制单作用液压油缸缸体的轴向运动，所述单作用液压油缸通过高压液压油管与手动液压泵连接，在液压油作用下单作用液压油缸的顶杆向下运动，所述胀紧顶头推动所述锥头向下移动，带动所述胀块向外移动实现胀紧待加工零件；

当所述单作用液压油缸缸体外螺纹与所述锥头内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸的顶杆外螺纹与所述松弛顶头的内螺纹连接，单作用液压油缸的顶杆向下运动，所述松弛顶头顶在所述导柱b端面上，所述单作用液压油缸缸体带动所述锥头向上移动，所述胀块回缩放松待加工零件。

所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其优选方案为所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置还包括调节螺母，所述调节螺母安装在所述导柱b上，用于调整所述锥头下移距离。

所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其优选方案为所述胀块的前端为扇形，用于贴紧待加工零件。

所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其优选方案为所述胀块设置沟槽，所述沟槽内设置导柱a、弹簧和挡销，所述挡销上设有通孔，所述导柱a插入所述通孔中，所述挡销插装在底座上支板中，所述弹簧套装所述导柱a上。

所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其优选方案为所述胀块的数量为8个。

一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法，所述一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法利用所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置实施，包括如下步骤：

(1)将所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置安装到车床上，将待加工零件放置在胀块外表面上，零件下面用3个垫块支撑；

(2)将胀紧顶头内螺纹与单作用液压油缸的顶杆外螺纹连接，单作用液压油缸的缸体外螺纹与支板内螺纹连接；

(3)将连接缸体的支板放入导座的卡槽后，旋转小于90°的任意角度，限定在导座的卡槽内，同时连接胀紧顶头的单作用液压油缸的顶杆放置在所述锥头的内孔中；

(4)单作用液压油缸缸体在支板牵制下固定不动，手动液压泵加压，液压油通过高压液压油管推动单作用液压油缸的顶杆带动胀紧顶头沿锥头内腔下移，直到胀紧顶头的环状卡台顶到锥头的环状台阶；

(5)手动液压泵继续加压，胀紧顶头推动锥头向下运动，锥头的锥面向外推动胀块，直至胀紧零件，零件在胀至不脱落前拿掉垫块，此时胀块的槽口内端面与挡销距离缩短，弹簧呈压缩状态，通过调整调节螺母的位置，控制锥头下移行程，从而控制胀块胀紧零件的程度；将零件端面加工完成；

(6)拆卸零件，先取下支板和胀紧顶头，将单作用液压油缸的缸体外螺纹与锥头内螺纹连接，松弛顶头内螺纹与单作用液压油缸的顶杆外螺纹连接；

(7)手动液压泵加压，高压液压油管将手动液压泵的液压油传到单作用液压油缸，液压油推动单作用液压油缸的顶杆带动松弛顶头沿锥头内孔下移，直至松弛顶头顶紧到导柱b上表面，下移运动受到限制；

(8)手动液压泵继续加压，在压力作用下，单作用液压油缸的缸体上移，带动锥头向上移动，锥头的锥面与胀块凹面脱离，在弹簧弹力作用下胀块内收，对零件失去胀紧力，卸下零件。

所述的一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法，其优选方案为用所述一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法加工的筒形件壁厚为6-10mm。

本发明的有益效果：本发明的技术方案制造简单，易于实现，该结构采用液压推力胀紧零件进行车削加工，通过调节螺母限制锥头下移行程，从而控制胀块胀紧时直径的结构形式，来解决大尺寸中厚板筒形件自重大、刚性较强、靠螺纹旋转胀紧导致胀紧力不足不便于实际生产的问题，利用该结构的装置操作简单、省时省力，易于实现工程化应用。能满足航空发动机大尺寸中厚板筒形件车端面的要求。因此采用此结构的装置具有重大的社会效益和经济效益。

附图说明

图1为螺纹推力胀紧零件车端面夹具结构示意图；

图2为液压推力胀紧零件车端面胀紧时装置结构示意图；

图3为液压推力胀紧零件车端面胀紧装置俯视图；

图4为液压推力胀紧零件车端面松弛时装置结构示意图；

图5为图2中胀块结构示意图；

图6为图2中导座结构示意图；

图7为图2中胀紧顶头结构示意图；

图8为图2中松弛顶头结构示意图

图9为图2中锥头结构示意图；

图10为图2中支板结构示意图。

图中：1为胀块，2为导柱a，3为弹簧，4为导座，5为胀紧顶头，6为锥头，7为支板，8为导柱b，9为松弛顶头，10为调节螺母，11为单作用液压油缸，12为手动液压泵，13为高压液压油管，14为底座，14-1为上支板，14-2为下支板，14-3为支柱，15为导板，16为挡销，17为零件，18为垫块。

具体实施方式

如图2-10所示，用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，所述装置包括底座14、导板15、胀块1、导座4、胀紧顶头5、锥头6、支板7、导柱b8、松弛顶头9、单作用液压油缸11、手动液压泵12和高压液压油管13；所述底座14由上支板14-1、下支板14-2和沿圆周均布的支柱14-3焊接组成，所述导座4通过螺栓固定在底座14的上支板14-1上，所述导座14设有内腔，所述导柱b8通过螺栓固定在底座14下支板14-2上，所述导座4、导柱b8、底座14为同轴设置；

所述锥头6设有锥头内孔，所述锥头6放置于所述导座4内腔中，所述导柱b8插接在所述锥头6内孔中,所述导座4设置沿周均布的第一导槽，所述导板15设置第二导槽，所述导板15通过螺栓固定在所述底座14上支板14-1上面，所述导座4与所述导板15共同组成沿周均布的第三导槽，所述胀块1放置在所述第三导槽中；所述锥头6前端为锥面，所述胀块1尾端为凹面，所述锥头6前端的锥面与所述胀块1尾端的凹面配合安装；所述导座4设置卡槽，所述支板7设有与所述卡槽配合的凸台，所述凸台放置在所述卡槽内，旋转一定角度使所述支板7限定在所述导座4内；

所述支板7设置支板7内孔，所述支板7内孔和锥头6内孔设置内螺纹，所述单作用液压油缸11缸体设置外螺纹，所述支板7内孔和锥头6内孔的内螺纹与所述单作用液压油缸11缸体的外螺纹相配合；所述胀紧顶头5和松弛顶头9设有内螺纹，所述单作用液压油缸11的顶杆设置外螺纹，所述胀紧顶头5和松弛顶头9的内螺纹与所述单作用液压油缸11的顶杆的外螺纹相配合；所述胀紧顶头5外部设置环状卡台，所述锥头6内孔中设有环状台阶，所述环状卡台卡在所述环状台阶上；

当所述单作用液压油缸11缸体外螺纹与所述支板7内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸11的顶杆外螺纹与所述胀紧顶头5内螺纹连接，所述支板7卡在所述导座4卡槽内，来限制单作用液压油缸11缸体的轴向运动，所述单作用液压油缸11通过高压液压油管13与手动液压泵12连接，在液压油作用下单作用液压油缸11的顶杆向下运动，所述胀紧顶头5推动所述锥头6向下移动，带动所述胀块1向外移动实现胀紧待加工零件17；

当所述单作用液压油缸11缸体外螺纹与所述锥头6内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸11的顶杆外螺纹与所述松弛顶头9的内螺纹连接，单作用液压油缸11的顶杆向下运动，所述松弛顶头9顶在所述导柱b8端面上，所述单作用液压油缸11缸体带动所述锥头6向上移动，所述胀块1回缩放松待加工零件17。

所述装置还包括调节螺母10，所述调节螺母10安装在所述导柱b8上，用于调整所述锥头6下移距离。

所述胀块1的前端为扇形，用于贴紧待加工零件。

所述胀块1设置沟槽，所述沟槽内设置导柱a2、弹簧3和挡销16，所述挡销16上设有通孔，所述导柱a2插入所述通孔中，所述挡销16插装在底座14上支板14-1中，所述弹簧3套装所述导柱a2上。

所述胀块1的数量为8个。

所述方法利用所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置实施，包括如下步骤：

(1)将所述装置安装到车床上，将待加工零件17放置在胀块1外表面上，零件下17面用3个垫块18支撑；

(2)将胀紧顶头5内螺纹与单作用液压油缸11的顶杆外螺纹连接，单作用液压油缸11的缸体外螺纹与支板7内螺纹连接；

(3)将连接缸体的支板7放入导座4的卡槽后，旋转小于90°的任意角度，限定在导座4的卡槽内，同时连接胀紧顶头5的单作用液压油缸11的顶杆放置在所述锥头6的内孔中；

(4)单作用液压油缸11缸体在支板7牵制下固定不动，手动液压泵加压12，液压油通过高压液压油管13推动单作用液压油缸11的顶杆带动胀紧顶头5沿锥头6内腔下移，直到胀紧顶头的5环状卡台顶到锥头6的环状台阶；

(5)手动液压泵12继续加压，胀紧顶头5推动锥头6向下运动，锥头6的锥面向外推动胀块1，直至胀紧零件17，零件17在胀至不脱落前拿掉垫块18，此时胀块1的槽口内端面与挡销16距离缩短，弹簧3呈压缩状态，通过调整调节螺母10的位置，控制锥头6下移行程，从而控制胀块1胀紧零件17的程度；将零件17端面加工完成；

(6)拆卸零件17，先取下支板7和胀紧顶头5，将单作用液压油缸11的缸体外螺纹与锥头6内螺纹连接，松弛顶头9内螺纹与单作用液压油缸11的顶杆外螺纹连接；

(7)手动液压泵12加压，高压液压油管13将手动液压泵12的液压油传到单作用液压油缸11，液压油推动单作用液压油缸11的顶杆带动松弛顶头9沿锥头6内孔下移，直至松弛顶头9顶紧到导柱b8上表面，下移运动受到限制；

(8)手动液压泵12继续加压，在压力作用下，单作用液压油缸11的缸体上移，带动锥头6向上移动，锥头6的锥面与胀块1凹面脱离，在弹簧3弹力作用下胀块1内收，对零件17失去胀紧力，卸下零件17。

用所述一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法加工的筒形件壁厚为6-10mm。

Claims (7)

1.用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其特征在于：所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置包括底座、导板、胀块、导座、胀紧顶头、锥头、支板、导柱b、松弛顶头、单作用液压油缸、手动液压泵和高压液压油管；所述底座由上支板、下支板和沿圆周均布的支柱焊接组成，所述导座通过螺栓固定在底座的上支板上，所述导座设有内腔，所述导柱b通过螺栓固定在底座下支板上，所述导座、导柱b、底座为同轴设置；

所述锥头设有锥头内孔，所述锥头放置于所述导座内腔中，所述导柱b插接在所述锥头内孔中,所述导座设置沿周均布的第一导槽，所述导板设置第二导槽，所述导板通过螺栓固定在所述底座上支板上面，所述导座与所述导板共同组成沿周均布的第三导槽，所述胀块放置在所述第三导槽中；所述锥头前端为锥面，所述胀块尾端为凹面，所述锥头前端的锥面与所述胀块尾端的凹面配合安装；所述导座设置卡槽，所述支板设有与所述卡槽配合的凸台，所述凸台放置在所述卡槽内，旋转一定角度使所述支板限定在所述导座内；

所述支板设置支板内孔，所述支板内孔和锥头内孔设置内螺纹，所述单作用液压油缸缸体设置外螺纹，所述支板内孔和锥头内孔的内螺纹与所述单作用液压油缸缸体的外螺纹相配合；所述胀紧顶头和松弛顶头设有内螺纹，所述单作用液压油缸的顶杆设置外螺纹，所述胀紧顶头和松弛顶头的内螺纹与所述单作用液压油缸的顶杆的外螺纹 相配合；所述胀紧顶头外部设置环状卡台，所述锥头内孔中设有环状台阶，所述环状卡台卡在所述环状台阶上；

当所述单作用液压油缸缸体外螺纹与所述支板内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸的顶杆外螺纹与所述胀紧顶头内螺纹连接，所述支板卡在所述导座卡槽内，来限制单作用液压油缸缸体的轴向运动，所述单作用液压油缸通过高压液压油管与手动液压泵连接，在液压油作用下单作用液压油缸的顶杆向下运动，所述胀紧顶头推动所述锥头向下移动，带动所述胀块向外移动实现胀紧待加工零件；

当所述单作用液压油缸缸体外螺纹与所述锥头内孔的内螺纹连接，所述单作用液压油缸的顶杆外螺纹与所述松弛顶头的内螺纹连接，单作用液压油缸的顶杆向下运动，所述松弛顶头顶在所述导柱b端面上，所述单作用液压油缸缸体带动所述锥头向上移动，所述胀块回缩放松待加工零件。

2.根据权利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其特征在于：所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置还包括调节螺母，所述调节螺母安装在所述导柱b上，用于调整所述锥头下移距离。

3.根据权利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其特征在于：所述胀块的前端为扇形，用于贴紧待加工零件。

4.根据权利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其特征在于：所述胀块设置沟槽，所述沟槽内设置导柱a、弹簧和挡销，所述挡销上设有通孔，所述导柱a插入所述通孔中，所 述挡销插装在底座上支板中，所述弹簧套装所述导柱a上。

5.根据权利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置，其特征在于：所述胀块的数量为8个。

6.一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法，其特征在于：所述一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法利用如权利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置实施，包括如下步骤：

(1)将所述用于大尺寸中厚板筒形件车端面的胀紧装置安装到车床上，将待加工零件放置在胀块外表面上，零件下面用3个垫块支撑；

(2)将胀紧顶头内螺纹与单作用液压油缸的顶杆外螺纹连接，单作用液压油缸的缸体外螺纹与支板内螺纹连接；

(3)将连接缸体的支板放入导座的卡槽后，旋转小于90°的任意角度，限定在导座的卡槽内，同时连接胀紧顶头的单作用液压油缸的顶杆放置在所述锥头的内孔中；

(4)单作用液压油缸缸体在支板牵制下固定不动，手动液压泵加压，液压油通过高压液压油管推动单作用液压油缸的顶杆带动胀紧顶头沿锥头内腔下移，直到胀紧顶头的环状卡台顶到锥头的环状台阶；

(5)手动液压泵继续加压，胀紧顶头推动锥头向下运动，锥头的锥面向外推动胀块，直至胀紧零件，零件在胀至不脱落前拿掉垫块，此时胀块的槽口内端面与挡销距离缩短，弹簧呈压缩状态，通过调整调节螺母的位置，控制锥头下移行程，从而控制胀块胀紧零件的程度；将零件端面加工完成；

(6)拆卸零件，先取下支板和胀紧顶头，将单作用液压油缸的缸体外螺纹与锥头内螺纹连接，松弛顶头内螺纹与单作用液压油缸的顶杆外螺纹连接；

(7)手动液压泵加压，高压液压油管将手动液压泵的液压油传到单作用液压油缸，液压油推动单作用液压油缸的顶杆带动松弛顶头沿锥头内孔下移，直至松弛顶头顶紧到导柱b上表面，下移运动受到限制；

(8)手动液压泵继续加压，在压力作用下，单作用液压油缸的缸体上移，带动锥头向上移动，锥头的锥面与胀块凹面脱离，在弹簧弹力作用下胀块内收，对零件失去胀紧力，卸下零件。

7.根据权利要求6所述的一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法，其特征在于：用所述一种大尺寸中厚板筒形件车端面的加工方法加工的筒形件壁厚为6-10mm。