CN108673352A - 用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其包括：下配合板设置在下压板的上部，且所述下压板和所述下配合板紧固连接，待加工的燃油喷嘴涡流器安装在所述下配合板上；承重套安装套设在所述燃油喷嘴涡流器的外部，并位于所述下配合板上；流道堵头安装在所述燃油喷嘴涡流器的上部；上配合板安装在承重套的上部，上压板设置在上配合板的上部，且上压板和上配合板紧固连接；上压板和下压板相互平行地紧固连接，使得流道堵头装配入上压板。本发明将燃油喷嘴涡流器结构进行磨粒流抛光时，进行不同工艺分区加工，可避免整个加工过程在易变形区有长时间磨料流动，可提供更高的压力，抛光位置针对性更强、效率更高。

Description

用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具

技术领域

本发明涉及航空发动机燃烧室领域，特别涉及一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具。

背景技术

在航空发动机领域中，燃油喷嘴是航空发动机燃烧室主要零件之一，主要功能是根据发动机的不同工作状态供给燃烧室合适量的、具有良好雾化质量的燃油。航空发动机燃油喷嘴具有技术要求高、制造工艺复杂等特点，其加工精度和质量对点火、燃油分布、雾滴尺寸、燃烧完全度和出口温度场均有很大影响。

随着航空发动机性能的逐渐提高，对发动机整体的气动性能要求也在不断提高，燃油喷嘴气流通道的型面越来越复杂，同时对其尺寸精度和表面质量要求也越来越高。喷嘴毛坯进行机械加工后，其表面粗糙度Ra一般为0.8μm，且局部位置可能存在接刀痕、毛刺等多余物。由于其多异形面且内部结构包裹性强，特别是其组件中的涡流器结构，使用传统手工打磨、电化学抛光等工艺均无法实现，涡流器内较差的表面质量会影响空气通道流通量及流场分布。

磨粒流为含磨粒的粘稠磨料在压力作用下挤擦流过工件表面从而实现对工件表面的光整精加工，该工艺尤其适用于内腔加工。

磨粒流加工是以流体作为载体，将具有切削性能的磨料悬浮其中，形成流体磨料，依靠磨料相对于被加工表面的流动能量进行加工的一种加工技术，分为磨料喷射加工和磨料流动加工。

燃油喷嘴内部含有的涡流器结构，一般由较多叶片结构组成，用来调整压缩空气在发动机燃烧室内部的空气流场，且各级叶片的数量、叶片厚度、叶型结构均有明显的差异。该类复杂变截面异形结构目前主要由铸造成形后对可加工区域进行机械加工，对于机械加工区域加工后一般存在接刀痕、毛刺等，而难以机械加工区域，一般为零件内表面，属开放或半开放区域，其表面质量完全由铸模决定无后续提升手段，零件不同位置表面质量普遍存在一定差别，铸造成形后涡流器的内部叶片表面质量多数达不到使用要求。

因此，不同的结构最终表面质量存在一定差异，为达到表面质量的设计要求，需使用不同的磨粒流抛光工艺，工装结构设计是磨粒流工艺中关键环节。

有鉴于上述情况，本领技术人员亟待于改进现有的工装结构，以期克服上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中燃油喷嘴内部含有的涡流器结构的最终表面质量存在一定差异，达不到要求等缺陷，提供一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特点在于，所述用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具包括：

下压板和下配合板，所述下配合板设置在所述下压板的上部，且所述下压板和所述下配合板紧固连接，待加工的燃油喷嘴涡流器安装在所述下配合板上；

承重套，所述承重套安装套设在所述燃油喷嘴涡流器的外部，并位于所述下配合板上；

流道堵头，所述流道堵头安装在所述燃油喷嘴涡流器的上部；

上压板和上配合板，所述上配合板安装在所述承重套的上部，所述上压板设置在所述上配合板的上部，且所述上压板和所述上配合板紧固连接；

所述上压板和所述下压板相互平行地紧固连接，使得所述流道堵头装配入所述上压板。

根据本发明的一个实施例，所述承重套与所述燃油喷嘴涡流器的尺寸相互匹配。

根据本发明的一个实施例，所述上压板和所述下压板的两端通过双向紧固螺栓和双向紧固螺母进行紧固，所述流道堵头通过螺纹装配进入所述上压板。

根据本发明的一个实施例，所述上压板和所述下压板的中心分别设置有螺纹孔，所述螺纹孔的外围设置有多个磨料通道。

根据本发明的一个实施例，所述上压板和所述下压板上还设置有第一装配孔，所述第一装配孔分布在所述磨料通道的两侧，所述上压板和所述下压板由紧固螺栓通过所述第一装配孔进行紧固连接。

根据本发明的一个实施例，所述上压板和所述下压板上还设置有双向螺栓装配孔，所述双向螺栓装配孔位于所述第一装配孔的外侧，所述上压板和所述下压板由所述双向紧固螺栓通过所述双向螺栓装配孔进行整个夹具的紧固。

根据本发明的一个实施例，所述上配合板和所述下配合板的中心设置有安装通孔，所述流道堵头安装在所述安装通孔内；

所述安装通孔的外圈设置有一圈沉槽，用于对所述承重套进行限位，所述沉槽内设置有与所述燃油喷嘴涡流器上下配合的环形沉槽面。

根据本发明的一个实施例，所述承重套呈C字型。

根据本发明的一个实施例，所述上配合板和所述下配合板上还设置有第二装配孔，所述第二装配孔与位于所述上压板和所述下压板上的所述第一装配孔相对应。

根据本发明的一个实施例，所述流道堵头的一端设置为堵帽，另一端设置为螺纹柱，所述螺纹柱的顶端开设有“一”字开口，所述堵帽的下端采用软性材料。

本发明的积极进步效果在于：

本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具具有如下优势：

一、本发明将燃油喷嘴涡流器结构进行磨粒流抛光时，进行不同工艺分区加工，可避免整个加工过程在易变形区有长时间磨料流动，而产生结构破坏。

二、对于燃油喷嘴涡流器结构使用分区加工，可对不同位置的加工工艺更具有针对性，如对于壁厚相对较大区域可使用磨粒含量高、磨粒尺寸大的磨料。同时设备可提供更高的压力，抛光位置针对性更强、效率更高。

三、燃油喷嘴涡流器上为保证零件散热性较好，一般会设计有盲孔、盲腔类散热结构。该类结构间隙较小，磨料进入后几乎不能彻底清理，使用本发明所述抛光夹具可将该类结构完全堵住，杜绝此类问题。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具的爆炸图。

图2为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中上压板的结构示意图。

图3为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中下压板的结构示意图。

图4为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中上配合板的结构示意图。

图5为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中下配合板的结构示意图。

图6为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中承重套的结构示意图。

图7为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中流道堵头的结构示意图。

【附图标记】

下压板 10

下配合板 20

承重套 30

流道堵头 40

上压板 50

上配合板 60

燃油喷嘴涡流器 70

紧固螺栓 80

双向紧固螺栓 11

双向紧固螺母 12

螺纹孔 51、13

磨料通道 52、14

第一装配孔 53、15

双向螺栓装配孔 54、16

安装通孔 61、21

沉槽 62、22

环形沉槽面 63、23

第二装配孔 64、24

堵帽 41

螺纹柱 42

“一”字开口 43

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。

此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。

此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

图1为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具的爆炸图。图2为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中上压板的结构示意图。图3为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中下压板的结构示意图。图4为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中上配合板的结构示意图。图5为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中下配合板的结构示意图。图6为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中承重套的结构示意图。图7为本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中流道堵头的结构示意图。

如图1至图7所示，本发明公开了一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其包括下压板10、下配合板20、承重套30、流道堵头40、上压板50和上配合板60。其中，下配合板20设置在下压板10的上部，且下压板10和下配合板20紧固连接，优选为采用紧固螺栓80进行紧固连接。待加工的燃油喷嘴涡流器70安装在下配合板20上。承重套30安装套设在燃油喷嘴涡流器70的外部，并位于下配合板20上。流道堵头40安装在燃油喷嘴涡流器70的上部。上配合板60安装在承重套30的上部，上压板50设置在上配合板60的上部，且上压板50和上配合板60紧固连接。上压板50和下压板10相互平行地紧固连接，使得流道堵头40装配入上压板50

燃油喷嘴涡流器70由两层叶片结构组成，承重套30起支撑工装及保护燃油喷嘴涡流器70的作用，燃油喷嘴涡流器70由承重套30环绕。此处的承重套30与燃油喷嘴涡流器70的尺寸相互匹配，以保证工装压紧后的密封性。

优选地，上压板50和下压板10的两端通过双向紧固螺栓11和双向紧固螺母12进行紧固，流道堵头40通过螺纹装配进入上压板50。

如图2和图3所示，本实施例中上压板50和下压板10的结构相同。其中，上压板50的中心设置有螺纹孔51，在螺纹孔51的外围设置有多个磨料通道52。在上压板50上还设置有第一装配孔53，第一装配孔53分布在磨料通道52的两侧，将上压板50由紧固螺栓通过第一装配孔53进行紧固连接。上压板50上还设置有双向螺栓装配孔54，此处双向螺栓装配孔54位于第一装配孔53的外侧，上压板50由所述双向紧固螺栓通过所述双向螺栓装配孔54进行整个夹具的紧固。

同理，下压板10的中心分别设置有螺纹孔13，在螺纹孔13的外围设置有多个磨料通道14。下压板10上还设置有第一装配孔15，将第一装配孔15分布在磨料通道14的两侧，下压板10由紧固螺栓通过第一装配孔15进行紧固连接。下压板10上还设置有双向螺栓装配孔16，双向螺栓装配孔16位于第一装配孔15的外侧，下压板10由所述双向紧固螺栓通过双向螺栓装配孔16进行整个夹具的紧固。

根据上述结构，上压板50和下压板10可以对同一流道上、下出入口均进行封堵，图1示出仅对上部流道封堵，上压板50和下压板10使用紧固螺栓通过紧固螺栓装配孔与上配合板60和下配合板20进行紧固连接，上压板50和下压板10使用双向螺栓通过双向螺栓装配孔进行整个夹具的紧固。

如图4和图5所示，本实施例中上配合板60和下配合板20的结构相同。其中，上配合板60的中心设置有安装通孔61，流道堵头40安装在安装通孔61内。安装通孔61为流道堵头40提供一定的安装空间，同时也是磨料流动通道。在安装通孔61的外圈设置有一圈沉槽62，用于对承重套30进行限位，沉槽62内设置有与燃油喷嘴涡流器70上下配合的环形沉槽面63。上配合板60上还设置有第二装配孔64，将第二装配孔64与位于上压板50上的第一装配孔53相对应。

同理，下配合板20的中心设置有安装通孔21，流道堵头40安装在安装通孔21内。安装通孔21为流道堵头40提供一定的安装空间，同时也是磨料流动通道。在安装通孔21的外圈设置有一圈沉槽22，用于对承重套30进行限位，沉槽22内设置有与燃油喷嘴涡流器70上下配合的环形沉槽面23。下配合板20上还设置有第二装配孔24，将第二装配孔24与位于下压板10上的第一装配孔15相对应。

如图6所示，此处的承重套30优选为呈C字型。承重套30主要用于支撑工装，保护燃油喷嘴涡流器70。根据具体加工产品特点，承重套侧面结构可做更改，但应保证承重的作用。本实施例中承重套30回转270°，为燃油喷嘴零件上其他结构提供通过的空间。

如图7所示，流道堵头40的一端设置为堵帽41，另一端设置为螺纹柱42，在螺纹柱42的顶端开设有“一”字开口43，堵帽41的下端采用软性材料。流道堵头40设置在燃油喷嘴涡流器70的上部，流道堵头40起到封堵不加工流道的作用，保证磨粒流加工中只针对特定位置进行加工。

流道堵头40主要用于堵住零件暂时不需要磨粒流加工的位置，其堵帽41用于堵住燃油喷嘴涡流器70的流道。根据待加工零件结构或者强度，可在堵帽41的下端增加软性材料，如橡胶、尼龙、树脂等材料在保证不破坏零件结构的前提下保证密封性。另一端设计的“一”字开口用于调整堵头装配入螺纹孔后的上下位置，以确保堵住后的密封性。本示例所设计堵头针对涡流器内部第一级叶片，可根据待加工结构进行其他设计，但设计原则不变。

根据上述结构描述，将以上所述部件按照其功能如图1所示进行对接完成后，将上压板50和下压板10通过双向紧固螺栓11和双向紧固螺母12进行紧固，双向紧固螺栓11和双向紧固螺母12如图1所示左右两侧各有一个，紧固时要保证下压板10和上压板50两端面较好的平行度。流道堵头40通过螺纹装配进入上压板50，在上压板50外侧使用工具调整流道堵头40的高度，以保证其完成将流道完全封堵。

所述用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具中上压板、下压板、上配合板和下配合板的配合使用，可以起到定位零件作用，在磨料流道中间设计有堵头的装配螺纹孔，并将圆形流道分隔成三部分，通过螺纹孔起到调节堵头竖直方向位置的作用，以确保堵头对待堵塞流道的密封性。磨料流道由圆形分隔成的三个部分，起到对磨料的预细化作用，对旋流器结构进行磨粒流加工时一般使用颗粒较大的磨料，该类磨料形成团块，影响磨料流动的均匀性。

从工装的预装配看，本申请中添加的四个紧固螺栓，用于连接上压板、下压板、上配合板和下配合板，而整个工装是通过双向紧固螺母、双向紧固螺栓连接在一起的，最终整个工装及待加工件都是紧固在一起的，而后使用螺丝刀调节堵头的位置，将特定流道堵住，即为最终的待加工状态。

本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具在整体工装结构中引进局部可替换工装，可对燃油喷嘴涡流器中不同结构采用分区抛光，即每次磨粒流加工时只在需待加工表面存在通道供磨料流动，而将其他结构的通道堵住。这种堵头结构设计随形于待加工结构，起到对流道封堵的效果，同时堵头装配于同心结构的工装上，可调节堵头的上下位置。在保证不破坏零件薄壁结构的前提下，对流道的密封良好，所述夹具对复杂燃油喷嘴涡流器构型的抛光有重要意义。

综上所述，本发明用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具具有如下优势：

一、本发明将燃油喷嘴涡流器结构进行磨粒流抛光时，进行不同工艺分区加工，可避免整个加工过程在易变形区有长时间磨料流动，而产生结构破坏。

二、对于燃油喷嘴涡流器结构使用分区加工，可对不同位置的加工工艺更具有针对性，如对于壁厚相对较大区域可使用磨粒含量高、磨粒尺寸大的磨料。同时设备可提供更高的压力，抛光位置针对性更强、效率更高。

三、燃油喷嘴涡流器上为保证零件散热性较好，一般会设计有盲孔、盲腔类散热结构。该类结构间隙较小，磨料进入后几乎不能彻底清理，使用本发明所述抛光夹具可将该类结构完全堵住，杜绝此类问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具包括：

下压板和下配合板，所述下配合板设置在所述下压板的上部，且所述下压板和所述下配合板紧固连接，待加工的燃油喷嘴涡流器安装在所述下配合板上；

承重套，所述承重套安装套设在所述燃油喷嘴涡流器的外部，并位于所述下配合板上；

流道堵头，所述流道堵头安装在所述燃油喷嘴涡流器的上部；

上压板和上配合板，所述上配合板安装在所述承重套的上部，所述上压板设置在所述上配合板的上部，且所述上压板和所述上配合板紧固连接；

所述上压板和所述下压板相互平行地紧固连接，使得所述流道堵头装配入所述上压板。

2.如权利要求1所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述承重套与所述燃油喷嘴涡流器的尺寸相互匹配。

3.如权利要求2所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上压板和所述下压板的两端通过双向紧固螺栓和双向紧固螺母进行紧固，所述流道堵头通过螺纹装配进入所述上压板。

4.如权利要求3所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上压板和所述下压板的中心分别设置有螺纹孔，所述螺纹孔的外围设置有多个磨料通道。

5.如权利要求4所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上压板和所述下压板上还设置有第一装配孔，所述第一装配孔分布在所述磨料通道的两侧，所述上压板和所述下压板由紧固螺栓通过所述第一装配孔进行紧固连接。

6.如权利要求5所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上压板和所述下压板上还设置有双向螺栓装配孔，所述双向螺栓装配孔位于所述第一装配孔的外侧，所述上压板和所述下压板由所述双向紧固螺栓通过所述双向螺栓装配孔进行整个夹具的紧固。

7.如权利要求5所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上配合板和所述下配合板的中心设置有安装通孔，所述流道堵头安装在所述安装通孔内；

所述安装通孔的外圈设置有一圈沉槽，用于对所述承重套进行限位，所述沉槽内设置有与所述燃油喷嘴涡流器上下配合的环形沉槽面。

8.如权利要求7所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述承重套呈C字型。

9.如权利要求7所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述上配合板和所述下配合板上还设置有第二装配孔，所述第二装配孔与位于所述上压板和所述下压板上的所述第一装配孔相对应。

10.如权利要求1所述的用于燃油喷嘴涡流器的分区域磨粒流抛光夹具，其特征在于，所述流道堵头的一端设置为堵帽，另一端设置为螺纹柱，所述螺纹柱的顶端开设有“一”字开口，所述堵帽的下端采用软性材料。