CN108145274B - 一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，包括定位盘，在定位盘上均布有若干径向槽，每个径向槽内均设置有用于分段对定位盘上支撑件和蜂窝组件进行紧固进行真空钎焊的夹紧装置。本发明在定位盘上均布有若干径向槽，每个径向槽内均设置有用于分段夹紧支撑件和蜂窝组件的夹紧装置，夹紧装置与蜂窝接触的表面设计成扇形结构，尽可能多地接触蜂窝表面，保证夹紧力均匀可靠，每圈蜂窝组件采用若干个独立的夹紧装置沿圆周方向分布，分段对零件和蜂窝组件进行夹紧，避免整体夹紧结构使零件发生变形。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机制造技术领域，具体涉及一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具。
背景技术
某航空发动机导叶内支承为大型薄壁环形零件，产品设计要求在内壁焊接三圈蜂窝组件，如图1和图2所示，采用真空钎焊技术进行。工艺要求采用一套夹具完成三圈蜂窝组件和内支承组件的定位夹紧，并要求在真空钎焊炉内从常温到高温再到常温的整个过程中夹具对零件始终保持夹紧并且不能夹伤零件或使零件产生变形。之前采用了普通涨心结构的夹具，使零件发生了较大的变形。而普通工装常用的夹紧方式如弹簧、螺纹连接件等都不适用于在高温下进行工作的真空钎焊夹具。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，满足三圈蜂窝组件和内支承组件的定位夹紧要求，并在真空钎焊炉内从常温到高温再到常温的整个过程中夹具对零件始终保持夹紧并且不会夹伤零件或使零件产生变形。
本发明采用以下技术方案：
一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，包括定位盘，在定位盘上均布有若干径向槽，每个径向槽内均设置有用于分段对定位盘上内支撑件和蜂窝组件进行紧固进行真空钎焊的夹紧装置。
具体的，夹紧装置包括夹块和夹具体，每个夹具体均设置在一个径向槽内，夹具体为U 型结构，夹块、蜂窝组件和内支撑件依次连接设置在夹具体内，通过夹块夹紧。
进一步的，夹块包括相互配合的两部分，两部分之间的接触面为楔形面，夹块的一部分与夹具体接触，与内支撑件接触的另一部分为用于配合内支撑件结构进行夹紧的异形结构。
进一步的，夹块的线性尺寸L3计算如下：
其中，L1为蜂窝组件的线性尺寸，L2为内支撑件的线性尺寸，α1为蜂窝组件的热膨胀系数、α2为内支撑件的热膨胀系数、α3为夹块的热膨胀系数，α为夹具体的热膨胀系数。
具体的，定位盘上的径向槽均为等宽和等深设置。
具体的，蜂窝组件包括三圈，每圈蜂窝组件均采用16个夹紧装置沿圆周方向均布。
进一步的，夹紧装置包括第一夹紧装置、第二夹紧装置和第三夹紧装置，第一夹紧装置、第二夹紧装置和第三夹紧装置依次循环设置在径向槽内，第一圈蜂窝组件通过多个第一夹紧装置进行紧固，第二圈蜂窝组件通过多个第二夹紧装置进行紧固，第三圈蜂窝组件通过多个第三夹紧装置进行紧固。
具体的，定位盘设置在起吊盘上，起吊盘上均布有若干吊环螺钉。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，在定位盘上均布有若干径向槽，每个径向槽内均设置有用于分段夹紧内支撑件和蜂窝组件的夹紧装置，夹紧装置与蜂窝接触的表面设计成扇形结构，尽可能多地接触蜂窝表面，保证夹紧力均匀可靠，每圈蜂窝组件采用若干个独立的夹紧装置沿圆周方向分布，分段对零件和蜂窝组件进行夹紧，避免整体夹紧结构使零件发生变形。
进一步的，夹块两部分的配合面设计成楔形面，装配时通过楔形面消除间隙，保证内支撑件与蜂窝组件夹紧可靠。
进一步的，利用材料在温度变化时热膨胀系数不同的属性，通过理论计算，设计合理的夹紧装置，保证了夹具对零件在不同温度下的夹紧。
进一步的，定位盘带有若干个等宽等深均布径向槽，夹紧装置依次放置到安装槽中，完成三圈蜂窝组件的夹紧。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为航空发动机导叶内支承与蜂窝组件示意图；
图2为航空发动机导叶内支承与蜂窝组件三维模型图；
图3为本发明夹紧装置结构原理图；
图4为本发明夹紧装置结构三维模型图；
图5为本发明定位盘示意图；
图6为本发明夹紧装置布局图；
图7为本发明结构三维模型图。
其中：1.定位盘；2.第一夹紧装置；3.第二夹紧装置；4.第三夹紧装置；5.起吊盘；6.吊环螺钉；7.夹块；8.夹具体；9.蜂窝组件；10.内支撑件。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图5、图6和图7，本发明提供了一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，包括定位盘1、起吊盘5和夹紧装置，定位盘1设置在起吊盘5上，在定位盘1上设置有若干个等宽等深且均布的径向槽，夹紧装置包括多个，沿定位盘1圆周方向均匀分布，分段对定位盘1上的内支撑件10和每圈蜂窝组件9进行夹紧。
夹紧装置分三层分别设置在定位盘1上，利用材料在温度变化时热膨胀系数不同的属性，通过理论计算，设计合理的结构尺寸，完成夹具对内支撑件10在不同温度下的夹紧。
请参阅图3和图4，夹紧装置在常温状态下，蜂窝组件9和内支撑件10(内支承零件)被夹块7夹紧在夹具体8中，当内支撑件10和夹具体8在真空钎焊炉中加热到近1000℃时，因为夹紧装置中夹块7和夹具体8材料热膨胀系数和尺寸的合理设计，保证了夹紧装置依然保持对内支撑件10的夹紧状态，并且不会夹伤内支撑件10或使内支撑件10发生变形。
夹紧装置包括对第一圈蜂窝组件进行夹紧的多个第一夹紧装置2、对第二圈蜂窝组件进行夹紧的多个第二夹紧装置3以及对第三圈蜂窝组件进行夹紧的多个第三夹紧装置4。
夹块7设计成相同材料的两部分，与内支撑件10接触的部分根据内支撑件10的结构设计成异形，夹块7的两部分配合的表面设计成楔形面，装配时通过楔形面消除间隙，保证内支撑件10与蜂窝组件9夹紧可靠。
其原理如图3所示，蜂窝组件9和内支撑件10的尺寸和材料热膨胀系数为已知，选择合适的夹块7和夹具体8材料，即选定了相应的材料热膨胀系数，利用公式(3)，即可计算合理的夹块7和夹具体8的尺寸：
L1×α1+L2×α2+L3×α3＝(L1+L2+L3)×α (2)
其中，L1、L2、L3分别为蜂窝组件9、内支撑件10、夹块7的线性尺寸，α1、α2、α3、α分别为蜂窝组件、内支撑件、夹块和夹具体的热膨胀系数，T为温度。
优选的，在起吊盘5上间隔设置有多个吊环螺钉6，用于夹具的起吊和搬运。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图7所示，夹具包括48个独立的夹紧装置,3圈蜂窝组件上各16个独立的第一夹紧装置2、第二夹紧装置3和第三夹紧装置4，定位盘1，起吊盘5和吊环螺钉6。
每个圈蜂窝组件各采用16个独立的夹紧装置沿圆周方向均布，分段对零件和蜂窝组件进行夹紧。夹紧装置利用材料在温度变化时热膨胀系数不同的属性，通过理论计算，设计合理的结构尺寸，完成夹具对零件在不同温度下的夹紧。
定位盘1设计带有48个等宽等深均布径向槽，48组夹紧装置依次放置到48个安装槽中，完成3圈蜂窝组件的夹紧。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，其特征在于，包括定位盘(1)，在定位盘(1)上均布有若干等宽和等深的径向槽，每个径向槽内均设置有用于分段对定位盘(1)上的内支撑件(10)和蜂窝组件(9)进行紧固的夹紧装置，夹紧装置包括夹块(7)和夹具体(8)，每个夹具体(8)均设置在一个径向槽内，夹具体(8)为U型结构，夹块(7)、蜂窝组件(9)和内支撑件(10)依次连接设置在夹具体(8)内，通过夹块(7)夹紧，夹块(7)包括相互配合的两部分，两部分之间的接触面为楔形面，夹块(7)的一部分与夹具体(8)接触，与内支撑件(10)接触的另一部分为用于配合内支撑件(10)结构进行夹紧的异形结构，蜂窝组件(9)包括三圈，每圈蜂窝组件(9)均采用16个夹紧装置沿圆周方向均布，夹紧装置包括第一夹紧装置(2)、第二夹紧装置(3)和第三夹紧装置(4)，第一夹紧装置(2)、第二夹紧装置(3)和第三夹紧装置(4)依次循环设置在径向槽内，第一圈蜂窝组件通过多个第一夹紧装置(2)进行紧固，第二圈蜂窝组件通过多个第二夹紧装置(3)进行紧固，第三圈蜂窝组件通过多个第三夹紧装置(4)进行紧固，夹块(7)的线性尺寸L3计算如下：
其中，L1为蜂窝组件的线性尺寸，L2为内支撑件的线性尺寸，α1为蜂窝组件的热膨胀系数、α2为内支撑件的热膨胀系数、α3为夹块的热膨胀系数，α为夹具体的热膨胀系数。
2.根据权利要求1所述的一种发动机导叶内支承蜂窝组件真空钎焊夹具，其特征在于，定位盘(1)设置在起吊盘(5)上，起吊盘(5)上均布有若干吊环螺钉(6)。
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