CN107322224A - 一种用于环形隔热屏激光打孔的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于环形隔热屏激光打孔的装置及方法，所述装置包括螺杆(3)，螺杆(3)上从下到上依次与定位销(1)、稳定盘(2)、锁紧盘(4)和滑块(6)相连，锁紧盘(4)与滑块(6)之间为多块胀紧盘(5)，胀紧盘(5)下方与滑动块相连。本发明不仅结构简单，定位准确，选材新颖，重量轻便，而且适用于一定范围内直径变化的特征零件装夹加工，便于操作者装夹和切割，有效提高了零件加工的工作效率。

Description

一种用于环形隔热屏激光打孔的装置及方法
技术领域
本发明属于航空发动机工艺装备及激光加工领域，特别是可方便用于激光加工环形隔热屏小孔加工过程中的装夹装置。
背景技术
本发明需处理的零件特征为：该类零件是以一定曲率形成的波浪曲线围绕中心线旋转360°形成的回转环形筒形件，根据回转曲线与回转中心线的夹角，形成的筒形件可分为直筒体1(如图1)和锥体2(如图2)。该类零件上垂直波浪曲线法向上分布有多排气膜小孔,每排小孔200多个沿圆周均部,每个零件共需加工小孔数量为1000至7000多不等。在加工过程中，由于零件加工小孔数量繁多、零件装夹困难且更换零件时需重新定位找正导致加工周期长，单件交付任务难以按时完成，是整体交付的时间瓶颈。
现有工装结构复杂，制造周期长，无法按时提供可用工装，且工装使用过程中存在装夹困难、定位不准的情况：该类特征钣金零件直径尺寸均大于900mm,高度尺寸大于140mm，导致工装外形轮廓尺寸大，且工装采用碳钢作为原材料，致使工装笨重；在装夹过程中没有主动与设备工作台找正对中的机构，致使装夹过程中需要人为调整工装，耗费大量时间；该类特征钣金零件统属波浪形环形筒形件，但零件直径各不相同，致使零件工装无法通用，工装使用率低下，且制造周期长，严重影响零件加工进度。因此，针对该类特征钣金零件的激光加工小孔工序，需要寻求更好的工艺装备设计以满足零件加工需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于环形隔热屏激光打孔的装置及方法，减轻操作者的劳动强度，实现操作简单、重复定位准确、制造周期短、通用性强(即在一定直径范围内通用)、便于激光加工环形隔热屏小孔。
本发明的技术方案如下：
一种用于环形隔热屏激光打孔的工艺装置，包括螺杆，螺杆上从下到上依次与定位销、稳定盘、锁紧盘和滑块相连，锁紧盘与滑块之间为多块胀紧盘，胀紧盘下方与滑动块相连；
所述稳定盘为圆盘状，中心带有螺纹孔；
所述锁紧盘为圆柱体，圆柱表面有螺纹，锁紧盘的端面开有阶梯通孔，通孔内壁有螺纹，所述端面上还开有沿径向的滑动槽；
所述胀紧盘横向断面呈扇形，纵向断面的两端分别为一斜线和一圆弧；
所述滑块包括同轴的锥体和圆柱体，锥体的大端面与圆柱体相连，圆柱体表面有螺纹，锥体上开有贯穿锥体和圆柱体轴线方向的螺纹孔。
所述螺杆下端面与定位销螺纹连接。
所述稳定盘表面为锥形面。
所述锁紧盘上的滑动槽为T形槽，所述滑动块为T形块。
所述T形槽共有6条，沿锁紧盘端面径向等夹角设置，且T形槽的长度等于锁紧盘的端面半径。
所述胀紧盘的横向断面为圆心角为60度的扇形。
所述胀紧盘与滑动块通过螺钉连接。
所述滑块上的锥体大端面直径与圆柱体直径相等。
所述螺杆为不锈钢材质，所述稳定盘、锁紧盘、胀紧盘和滑块为铝合金材质。
使用上述装置进行环形隔热屏激光打孔时，将螺杆底部装上定位销，并通过定位销使螺杆轴心与激光操作台轴心重合，实现自动找正；将稳定盘通过螺纹旋转至螺杆底部与操作台接触，将锁紧盘固定在螺杆上并调整高度，使之与待加工零件高度相匹配，再将多个胀紧盘分别通过滑动块连接在锁紧盘，然后将滑块通过螺杆将圆锥段插入胀紧盘组成的中心孔内，最后将零件套入螺杆内，通过零件本身重量实现零件底部端面的胀紧，再旋转滑块促使胀紧盘向外运动对零件上断面进行胀紧，经过微调即可进行零件加工。
本发明与现有相比，不仅结构简单，定位准确，选材新颖，重量轻便，而且胀紧盘与螺杆、滑块的配合使得整套装置适用于一定范围内直径变化的特征零件装夹加工，便于操作者装夹和切割，有效提高了零件加工的工作效率。
附图说明
图1是待加工的直筒体筒形件；
图2是待加工的锥体筒形件；
图3是本发明的剖面图；
图4是本发明的主视图；
图5是本发明的立体结构图；
图6是胀紧盘和T形块的结构示意图；
图中，1——定位销；2——稳定盘；3——螺杆；4——锁紧盘；5——胀紧盘；6——滑块。
具体实施方式
下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图3～6所示，本发明包括具有在激光打孔机操作平台上自动找正对中作用的螺杆3，螺杆3使用的材料为不锈钢，其外表面通体带有螺纹，作用在于可通过锁紧盘4调整胀紧盘5的高度，以适用于不同高度零件的加工；螺杆3底部钻有配合定位销1的螺纹孔，作用在于通过连接定位销1使螺纹杆3轴中心与操作台中心重合，实现自动找正功能；
具有在激光打孔机操作平台上对螺杆3进行稳定作用的稳定盘2，稳定盘2使用材料为铝合金，其外形为断面带锥度的圆盘，圆盘中钻有配合螺杆3使用的螺纹孔，以便于稳定支撑螺杆3工作；稳定盘2是断面带一定锥度的360°回转体，该锥度的设计是可适用于不同端面直径的零件加工；
具有锁紧装置的锁紧盘4，锁紧盘4使用材料为铝合金，锁紧盘4外表面带有螺纹，便于通过工具调整缩紧盘4在螺杆2上的高度；锁紧盘4中心加工为阶梯孔，与胀紧盘5相近的端面为大孔，便于滑块6的上下运动，与胀紧盘5相远的端面为小孔，小孔内表面加工螺纹，便于固定锁紧盘4于螺杆2上；锁紧盘4横断面为圆盘，与胀紧盘5相近的圆盘表面加工有6条T形槽，用于胀紧盘5在横向上的滑动；
具有直径可调功能的胀紧盘5，胀紧盘5使用材料为铝合金，其断面为圆弧形状的360°回转体，其横断面为一定直径的扇形体，且6个胀紧盘可组合为一个完整的圆；6个胀紧盘5组合后中心为带角度孔，该孔孔径上大下小，与滑块6相配合,实现调节胀紧盘5组合后直径大小的问题。每个胀紧盘5与锁紧盘4相近一面配有与锁紧盘4上T形槽相配合的装T形块的螺孔(二者通过螺钉连接)，使胀紧盘5在滑块6向下运动时实现在锁紧盘4上的滑动,从而达到直径变化的目的；
具有滑动功能的滑块6，滑块6的使用材料为铝合金，其外形为带直角边的圆锥体，且直角边外表面带有螺纹，滑块6中心配有与螺杆2相配的内螺纹孔，在工具作用下通过内外表面的螺纹实现滑块6在螺杆3上的上下移动；滑块6的圆锥体带有固定角度，其作用是通过滑块的上下移动，对与圆锥体表面相接触的6个胀紧盘5进行施力，进而实现胀紧盘的横向运动。
环形隔热屏激光打孔时零件的装夹加工的步骤为：将螺杆3底部装上定位销1，并通过定位销1使螺杆3轴心与激光操作台轴心重合，实现自动找正；将稳定盘2通过螺纹旋转至螺杆3底部与操作台接触，实现本发明稳定固定在操作台上；将锁紧盘4通过工具固定在螺杆3上，并调整高度，使之与待加工零件高度相匹配，再将6个胀紧盘5分别通过T形块连接在锁紧盘4上并组装成为整圆，最后将滑块6通过螺杆3将圆锥段插入胀紧盘5组成的中心孔内；
工作时将零件套入螺杆3内，通过零件本身重量实现零件底部端面的胀紧，再通过工具旋转滑块6促使胀紧盘5向外运动对零件上断面进行胀紧，经过微调即可进行零件加工，当一件产品加工完成使，将滑块6向上滑动，胀紧盘5胀紧力消失即可取出零件，随即将下一件零件装上即可进行下一件零件的加工。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，在本技术领域任何不脱离本发明原理的前提下，还可做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：包括螺杆(3)，螺杆(3)上从下到上依次与定位销(1)、稳定盘(2)、锁紧盘(4)和滑块(6)相连，锁紧盘(4)与滑块(6)之间为多块胀紧盘(5)，胀紧盘(5)下方与滑动块相连；
所述稳定盘(2)为圆盘状，中心带有螺纹孔；
所述锁紧盘(4)为圆柱体，圆柱表面有螺纹，锁紧盘(4)的端面开有阶梯通孔，通孔内壁有螺纹，所述端面上还开有沿径向的滑动槽；
所述胀紧盘(5)横向断面呈扇形，纵向断面的两端分别为一斜线和一圆弧；
所述滑块(6)包括同轴的锥体和圆柱体，锥体的大端面与圆柱体相连，圆柱体表面有螺纹，锥体上开有贯穿锥体和圆柱体轴线方向的螺纹孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述螺杆(3)下端面与定位销(1)螺纹连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述稳定盘(2)表面为锥形面。
4.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述锁紧盘(4)上的滑动槽为T形槽，所述滑动块为T形块。
5.根据权利要求4所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述T形槽共有6条，沿锁紧盘(4)端面径向等夹角设置，且T形槽的长度等于锁紧盘(4)的端面半径。
6.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述胀紧盘(5)的横向断面为圆心角为60度的扇形。
7.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述胀紧盘(5)与滑动块通过螺钉连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述滑块(6)上的锥体大端面直径与圆柱体直径相等。
9.根据权利要求1所述的一种用于环形隔热屏激光打孔的装置，其特征在于：所述螺杆(3)为不锈钢材质，所述稳定盘(2)、锁紧盘(4)、胀紧盘(5)和滑块(6)为铝合金材质。
10.一种环形隔热屏激光打孔的方法，其特征在于：将螺杆(3)底部装上定位销(1)，并通过定位销(1)使螺杆(3)轴心与激光操作台轴心重合，实现自动找正；将稳定盘(2)通过螺纹旋转至螺杆(3)底部与操作台接触，将锁紧盘(4)固定在螺杆(3)上并调整高度，使之与待加工零件高度相匹配，再将多个胀紧盘(5)分别通过滑动块连接在锁紧盘(4)，然后将滑块(6)通过螺杆(3)将圆锥段插入胀紧盘(5)组成的中心孔内，最后将零件套入螺杆(3)内，通过零件本身重量实现零件底部端面的胀紧，再旋转滑块(6)促使胀紧盘(5)向外运动对零件上断面进行胀紧，经过微调即可进行零件加工。
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