CN107775288B - 一种加工航空发动机管组件的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种加工航空发动机管组件的工艺方法，其构成依次包括：将构成管组件的导管与锥面管接头钎焊在一起；用热水清除粉末状钎焊药剂，于NaOH或NaF溶液中浸泡使溅渍在构件上的钎焊药剂松动，通过刷洗予以清除，浸泡于HNO3或HF溶液中腐蚀除去构件表面氧化皮，利用Na₂CO₃溶液中和去除残余酸，通过加热除氢；研磨锥面管接头喇叭口配合锥面；将构成管组件的管端螺母安装在卧式收口装置内，将与导管联接在一起的锥面管接头插入管端螺母内，将管端螺母的收缩段挤压入锥面管接头的缩颈形成缩口，将管端螺母与锥面管接头连接在一起。采用本发明的工艺方法，可避免降低管组件的密封性能和表面防护性能。

Description

一种加工航空发动机管组件的工艺方法

技术领域

本发明涉及航空发动机上的管组件加工技术，具体涉及一种加工航空发动机上的管组件的工艺方法。

背景技术

航空发动机的机匣外布置有很多输送不同流体介质不同规格的金属管路，由于航空发动机安装空间狭窄，且组装好的航空发动机内外不得有任何散落杂物，为了防止 在航空发动机组装过程中构成管路的导管、管接头、管端螺母遗落，通常将导管、管 接头和管端螺母先组装为一体。航空发动机机匣外所布置的金属管路，管接头一般为 锥面管接头，通过管端螺母将锥面管接头的喇叭口锥面与机匣壳体上的接口密封连 接。所述管端螺母通常采用尾端缩口的管端螺母，通过模压装置将管端螺母的尾端压 入至锥面管接头的头颈处形成缩口，通过缩口使管端螺母与锥面管接头连接在一起， 管端螺母可相对锥面管接头自由转动，使锥面管接头的喇叭口锥面与机匣壳体上的接 口密封连接。管接头的另一端通过钎焊与导管连接。

装配在航空发动机使用的管组件(见图4-1)，其组装加工，现有技术都是先采用立式缩口收压装置将管端螺母的尾端压入锥面管接头的头颈形成缩口，再将导管与管 接头钎焊在一起，之后将整个管组件置入置入碱液、酸液中去除钎焊药剂、氧化皮层。 现有技术管组件加工工艺不足的地方，在管组件置入碱液、酸液中去除钎焊药剂、氧 化皮层的过程中，同时会破坏管端螺母表面镀层和管接头的配合锥面光度，大大降低 了管组件表面的密封性能和防护性能，对发动机的装配使用及寿命产生极大影响，为 解决这一问题，需重新设计一种新的管组件加工工艺，以避免对管端螺母表面及管接 头锥面的腐蚀破坏。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的旨在提供一种新的加工航空发动机管组件的工艺方法，以避免降低管组件的密封性能和表面防护性能。

本发明提供的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于：

(1)钎焊连接：将构成管组件的导管与锥面管接头采用钎焊焊接在一起；

(2)清除钎焊焊药：(a)将导管与锥面管接头焊接在一起的构件浸泡在热水中 并晃动，使构件表面上的粉末状钎焊药剂溶解清除；(b)将构件置入在NaOH或NaF 溶液中于105℃～130℃下浸泡2～4小时，使溅渍在构件上的钎焊药剂松动，之后通过 刷洗予以清除；(c)将构件放入HNO3或HF溶液中于室温下浸泡10‐20分钟，腐蚀除 去构件表面氧化皮；(d)将构件放入Na₂CO₃溶液中将构件表面残余的酸中和去除；(e) 将构件加热于180℃～200℃下保温除氢2‐3小时；

(3)研磨加工，研磨去除锥面管接头喇叭口配合锥面上的腐蚀层，使喇叭口配 合锥面达到要求的精度；

(4)挤压连接，将构成管组件的管端螺母安装在卧式收口装置内的安装结构上，使管端螺母的收缩段对着卧式收口装置的挤压模口，将与导管联接在一起的锥面管接 头插入管端螺母内，使锥面管接头的缩颈与管端螺母的收缩段相对，启动卧式收口装 置，将管端螺母的收缩段挤压入锥面管接头的缩颈形成缩口，将管端螺母与锥面管接 头连接在一起。

在本发明的上述技术方案中，所卧式收口装置构成包括，与模压机模压头联接的上模板、置于模压工作台上的下模板、第一换向转换机构、第二换向转换机构、第一 复位弹簧、第二复位弹簧和导向机构；所述第一换向转换机构的构成包括，固定在上 模板的上楔块、拉杆、安装在拉杆上驱动拉杆轴向移动的下楔块、固定在下模板上用 于支撑导向下楔块的支撑块，以及固定在下模板上用于安装拉杆的支座块，上楔块与 下楔块通过楔面配合构成楔块传动副，拉杆可轴向移动地安装在支座块上；所述第二 换向转换机构的构成包括，安装在拉杆上在拉杆拉动下移动的连接板、与连接板固定 连接的帽型楔块、固定在下模板上的定位板、与定位板固定连接的导轨板、通过导轨 副设置在导轨板上与帽型楔块相匹配的挤压模、安装在导轨板中心上的定位芯轴和可 轴向滑动地安装在定位芯轴上用于支撑导向挤压模的导向支撑块，所述帽型驱动楔块 的楔面为位于帽顶中部圆锥孔的锥面，所述导向支撑块的导向支撑面为外锥面，所述 定位芯轴设计有安装待加工管端螺母的安装结构，所述挤压模为锥筒结构，由6～10 块设计有的挤压凸块的挤压模块构成，挤压模块的外型面为与帽型楔块锥面相匹配的 锥面，内型面为与导向支撑块外锥面匹配的锥面，全部挤压模块上的挤压凸块形成与 待加工管端螺母缩口相匹配的挤压口；第一复位弹簧套置在拉杆上，一端作用于支座 块，另一端作用于连接板；第二复位弹簧安装在位于导轨板上的弹簧导向槽内，一端 作用于导轨板，另一端作用于导向支撑块底端；所述导向机构由位于拉杆两侧固定在 上模板或下模板的导向套和固定在下模板或上模板的导向柱构成。

在上述卧式收口装置中，所述支座块优先设置在下模板上能对上楔块进行导向限位的位置，支座块通过垂直平面对上楔块进行导向限位。所述支座块最好设置一侧压 块对上楔块进行导向限位。侧压块可以选用耐磨性更好的材质制作，通过侧压块对上 楔块进行导向限位，可以降低制造成本，提高支座块的使用寿命。

在上述卧式收口装置中，所述支撑块优先最好设置一导向块对下楔块进行支撑导向。导向块可以选用耐磨性更好的材质制作，通过导向块对上楔块进行导向，可以降 低制造成本，提高支撑块的使用寿命。

在上述卧式收口装置中，下楔块可通过固定于拉杆上的并紧螺母驱动拉杆移动；也可通过拉杆上其他结构驱动拉杆移动，如台肩结构等。所述拉杆优先通过其台肩拉 动连接板移动；也可通过固定在拉杆上的他结构拉动连接板移动，如固定于拉杆上的 并紧螺母等。

在上述卧式收口装置中，所述定位芯轴安装待加工管端螺母的安装结构优先采用与管端螺母廓面匹配的止口。当然也可以采取其他安装结构安装待加工管端螺母，如 螺纹副安装结构。

在上述卧式收口装置中，所述上楔块优先采用中部设计有卡容拉杆的具有倒“U”型槽的上楔块，上楔块通过倒“U”型槽两边的楔面驱动下楔块。

在上述卧式收口装置中，为了进一步提高收压装置运行的稳定性，收压装置可设置稳定机构，稳定机构可设计成，包括固定设置在下模板上的两挡块、固定设置在两 挡块上的两稳定杆和位于连接板上与稳定杆滑动配合的结构孔，两挡块的位置位于支 座块与定位板之间拉杆两侧。当支座块刚性与强度足够好，且与定位板距离不太大， 可不设置挡块，将稳定杆直接设置在支座块上。两稳定杆的位置最好是两稳定杆所构 成的平面为水平面且位于拉杆上方。

在本发明的加工航空发动机管组件的工艺方法中，所采用的缩口收压装置为卧式结构的缩口收压装置，在将管端螺母尾端压入锥面管接头缩颈形成缩口的操作中，只 有待缩口的管端螺母位于缩口装置内，管组件其他部分均位于缩口装置体外，即待缩 口的管端螺母安装在装置定位芯轴定位止口，管端螺母缩口段与挤压模的挤压口相 对，锥面管接头和导管位于装置之外。

本发明提供的加工航空发动机管组件的工艺方法，先将导管与管接头进行钎焊，用碱液、酸液清除浸渍在管组件上的钎焊药剂和氧化皮，对管接头喇叭口锥面进行打 磨，使之达到要求的配合光度之后，再采用卧式收压装置对管端螺母与锥面管接头进 行模压组装，保证了管组件的表面防护性能和密封性能，消除对发动机的装配使用及 寿命不利影响。克服了现有技术先采用立式收压装置对管组件进行组装，再将管接头 与导管进行钎焊，最后用碱液、酸液清除浸渍在管组件上的钎焊药剂和氧化皮工艺， 所导致的对管端螺母表面镀层和管接头配合锥面光度破坏，降低了管接头喇叭口锥面 的密封性能，降低了管组件表面的防护性能等问题。

所采用的缩口收压装置为卧式结构的缩口收压装置，在将管端螺母尾端压入锥面管接头缩颈形成缩口的操作中，只有待缩口的管端螺母位于缩口装置内，管组件其他 部分均位于缩口装置体外，即待缩口的管端螺母安装在装置定位芯轴定位止口，管端 螺母缩口段与挤压模的挤压口相对，锥面管接头和导管位于装置之外。

采用本发明的收压装置对管组件进行组装，将管端螺母缩口加工工艺由现有技术的先模压缩口后腐蚀去除焊药调整为先腐蚀去除焊药后模压缩口，保证了管组件的表 面防护性能和密封性能，消除对发动机的装配使用及寿命不利影响。

附图说明

附图1是本发明所述收压装置的主视剖视结构示意图。

附图2是附图1中A‐A向剖视结构示意图。

附图3‐1是收压装置中所述挤压模21的主视剖视结构示意图。

附图3‐2是附图3‐1中A向局部结构示意图。

附图3‐3是附图3‐1中B向结构示意图。

附图4‐1是管组件结构示意图。

附图4‐2是附图4‐1中局部F放大结构示意图。

在上述附图中各图示标号标识对象分别为：1-下模板，2-导向块，3-下楔块，4- 并紧螺母，5-拉杆，6-限位柱，7-侧压块，8-内六角螺栓，9-上楔块，10-定位销， 11-上模板，12-内六角螺栓，13-导向套，14-导向柱，15-支座块，16-第一复位弹簧， 17-连接板，18-定位板，19-内六角螺栓，20-导轨板，21-挤压模，其中21-1至21-8 为构成挤压模的8块挤压模块；22-帽型楔块,23-第二复位弹簧，24-定位芯轴，25- 导向支撑块，26-定位销，27-定位销，28-支撑块，29-挡块，30-稳定杆，31-加强板， 32-锥面管接头，33-管端螺母，34-导管。

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进一步的具体描述。有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发 明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本 质的改进和调整进行实施，但这样的实施应仍属于本发明的保护范围。

实施例中所涉及到的方位术语上、下、左、右、前、后，均为基于面对附图所示 的方位。

实施例1

本实施例所加工的对象航空发动机上的管组件，如附图4‐1和4‐2所示，加工 航空发动机管组件的工艺方法，其构成包括以下工艺步骤：

(1)钎焊连接：将构成管组件的导管与锥面管接头采用钎焊焊接在一起；

(2)清除钎焊焊药：(a)将导管与锥面管接头焊接在一起的构件浸泡在热水中 并晃动，使构件表面上的粉末状钎焊药剂溶解清除；(b)将构件置入在NaOH溶液中 于约110℃下浸泡4小时左右，使溅渍在导管与锥面管接头上的钎焊药剂松动，之后 通过刷洗予以清除；(c)将构件放入HNO3溶液中于室温下浸泡20分钟左右，腐蚀 除去构件表面氧化皮；(d)将构件放入Na₂CO₃溶液中将构件表面残余的酸中和去除； (e)将构件加热于约185℃下保温除氢3小时左右；

(3)研磨加工，研磨去除锥面管接头喇叭口配合锥面上的腐蚀层，使喇叭口配 合锥面达到要求的精度；

(4)挤压连接，将构成管组件的管端螺母安装在卧式收口装置内的安装结构上，使管端螺母的收缩段对着卧式收口装置的挤压模口，将与导管联接在一起的锥面管接 头插入管端螺母内，使锥面管接头的缩颈与管端螺母的收缩段相对，启动卧式收口装 置，将管端螺母的收缩段挤压入锥面管接头的缩颈形成缩口，将管端螺母与锥面管接 头连接在一起。

所采用的卧式收压装置其结构如附图1、2、3‐1和3‐2所示，构成主要包括与模 压机模压头联接的上模板11、置于模压工作台上的下模板1、第一换向转换机构、第 二换向转换机构、第一复位弹簧16、第二复位弹簧23、导向机构和稳定机构；所述 第一换向转换机构的构成包括，固定在上模板上为单侧楔面结构的上楔块9、拉杆5、 安装在拉杆上与上楔块匹配的单侧楔面结构的下楔块3、固定在下模板上用于支撑导 向下楔块的支撑块28，以及固定在下模板上用于安装拉杆的支座块15，所述上楔块 其中部设计卡容拉杆的倒“U”型槽，上楔块通过倒“U”型槽两边的楔面驱动下楔 块；所述拉杆可轴向移动地安装在支座块上，拉杆由下楔块3通过固定在拉杆上的并 紧螺母4驱动轴向移动；所述支座块设置在下模板上能对上楔块进行导向限位的位 置，且在其对上楔块进行导向限位的垂直面一侧设置有由耐磨材质制作的侧压块7， 通过侧压块对上楔块进行导向限位；所述支撑块28在其支撑导向下楔块的上方一侧 设置由耐磨材质制作的导向块2，支撑块通过导向块对下楔块进行支撑导向。

所述第二换向转换机构的构成包括，安装在拉杆5上由拉杆上的台肩对其实施拉动的连接板17、与连接板固定连接的帽型楔块22、固定在下模板上的定位板18、与 定位板固定连接的导轨板20、通过导轨副设置在导轨板上与帽型楔块相匹配的挤压 模21、安装在导轨板中心安装孔内的定位芯轴24和可轴向滑动地安装在定位芯轴上 用于支撑导向挤压模的导向支撑块25，所述帽型楔块的楔面为位于帽顶中部圆锥孔 的锥面，所述导向支撑块的导向支撑面为外圆锥面，所述定位芯轴设计有安装待加工 管端螺母的安装止口，所述挤压模为锥筒结构，由8块设计有的挤压凸块的挤压模块 构成，挤压模块的外型面为与帽型楔块内圆锥面相匹配的外圆锥面，内型面为与导向 支撑块外圆锥面匹配内圆锥面，全部挤压模块上的挤压凸块形成与待加工管端螺母缩 口相匹配的挤压口；第一复位弹簧套置在拉杆上，一端作用于支座块，另一端作用于 连接板；第二复位弹簧安装在位于导轨板上的弹簧导向槽内，一端作用于导轨板，另 一端作用于导向支撑块底端；所述导向机构由位于拉杆两侧固定在上模板的导向套 13和固定在下模板的导向柱14构成。所述稳定机构的构成包括位于支座块15与定 位板18之间于拉杆两侧固定设置在下模板上的两挡块29、固定设置在两挡块上的两 稳定杆30和位于连接板17上与稳定杆滑动配合的结构孔，两稳定杆所在平面位于拉 杆上方。

Claims (10)

1.一种加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于：

(1)钎焊连接：将构成管组件的导管与锥面管接头采用钎焊焊接在一起；

(2)清除钎焊焊药：(a)将导管与锥面管接头焊接在一起的构件浸泡在热水中并晃动，使构件表面上的粉末状钎焊药剂溶解清除；(b)将构件置入在NaOH或NaF溶液中于105℃～130℃下浸泡2～4小时，使溅渍在构件上的钎焊药剂松动，之后通过刷洗予以清除；(c)将构件放入HNO3或HF溶液中于室温下浸泡10-20分钟，腐蚀除去构件表面氧化皮；(d)将构件放入Na₂CO₃溶液中将构件表面残余的酸中和去除；(e)将构件加热于180℃～200℃下保温除氢2-3小时；

(3)研磨加工，研磨去除锥面管接头喇叭口配合锥面上的腐蚀层，使喇叭口配合锥面达到要求的精度；

(4)挤压连接，将构成管组件的管端螺母安装在卧式收口装置内的安装结构上，使管端螺母的收缩段对着卧式收口装置的挤压模口，将与导管联接在一起的锥面管接头插入管端螺母内，使锥面管接头的缩颈与管端螺母的收缩段相对，启动卧式收口装置，将管端螺母的收缩段挤压入锥面管接头的缩颈形成缩口，将管端螺母与锥面管接头连接在一起。

2.根据权利要求1所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述卧式收口装置的构成包括：与模压机模压头联接的上模板(11)、置于模压工作台上的下模板(1)、第一换向转换机构、第二换向转换机构、第一复位弹簧(16)、第二复位弹簧(23)和导向机构；所述第一换向转换机构的构成包括，固定在上模板的上楔块(9)、拉杆(5)、安装在拉杆上驱动拉杆轴向移动的下楔块(3)、固定在下模板上用于支撑导向下楔块的支撑块(28)，以及固定在下模板上用于安装拉杆的支座块(15)，上楔块的楔面与下楔块的楔面配合构成楔块传动副，拉杆可轴向移动地安装在支座块上；所述第二换向转换机构的构成包括，安装在拉杆上由拉杆拉动移动的连接板(17)、与连接板固定连接的帽型楔块(22)、固定在下模板上的定位板(18)、与定位板固定连接的导轨板(20)、通过导轨副设置在导轨板上与帽型楔块相匹配的挤压模(21)、安装在导轨板中心处的定位芯轴(24)和可轴向滑动地安装在定位芯轴上用于支撑导向挤压模的导向支撑块(25)，所述帽型楔块的楔面为位于帽顶中部圆锥孔的锥面，所述导向支撑块的导向支撑面为外锥面，所述定位芯轴设计有安装待加工管端螺母的安装结构，所述挤压模为锥筒结构，由6～10块设计有的挤压凸块的挤压模块构成，挤压模块的外型面为与帽型楔块锥面相匹配的锥面，内型面为与导向支撑块外锥面匹配的锥面，全部挤压模块上的挤压凸块形成与待加工管端螺母缩口相匹配的挤压口；第一复位弹簧套置在拉杆上，一端作用于支座块，另一端作用于连接板；第二复位弹簧安装在位于导轨板上的弹簧导向槽内，一端作用于导轨板，另一端作用于导向支撑块底端；所述导向机构由位于拉杆两侧固定在上模板或下模板的导向套(13)和固定在下模板或上模板的导向柱(14)构成。

3.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述支座块(15)设置在下模板(1)上能对上楔块(9)导向限位的位置，所述支座块通过设置在其导向限位一侧上的侧压块(7)对上楔块进行导向限位。

4.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述支撑块(28)通过设置在其支撑导向一方上的导向块(2)对下楔块(3)进行支撑导向。

5.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于下楔块通过固定于拉杆上的并紧螺母(4)驱动拉杆移动。

6.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述拉杆通过其台肩拉动连接板(17)移动。

7.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述定位芯轴(24)安装待加工管端螺母的安装结构为与管端螺母廓面匹配的止口。

8.根据权利要求2所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于所述上楔块为中部设计有卡容拉杆的倒“U”型槽。

9.根据权利要求2至8之一所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于收压装置设置有稳定机构，其构成包括固定设置在下模板上的两挡块(29)、固定设置在两挡块上的两稳定杆(30)和位于连接板(17)上与稳定杆滑动配合的结构孔，两挡块的位置位于支座块与定位板之间拉杆两侧。

10.根据权利要求9所述的加工航空发动机管组件的工艺方法，其特征在于两稳定杆的位置为其所构成的平面为水平面且位于拉杆上方。