CN110252932B - 一种平衡配重块铆接方法及铆接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平衡配重块铆接方法及铆接工装，利用弓形夹块上的定位螺钉对风扇盘进行夹紧，调节螺栓调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使顶头上端面与风扇盘上的铆钉端面接触；顶杆可以随压力装置的顶杆轴向运动，从而对铆钉头施加力的作用，铆接工装插销定位孔应与风扇盘安装边孔位对正，压力装置的施力及铆钉的受力只存在于弓形夹结构内部，风扇盘不会受到外力冲击而压伤。弓形支承块结构的定位螺钉应与零件安装边表面对准贴合，保证定位螺钉拧紧后可在零件安装边上顶死，操作方便，利用弓形夹块进行定位夹紧，定位性能大大提升，顶杆与顶头同轴设置，使压力装置施加压力能够同轴，提高了铆接成功率，降低了铆接成本，缩短了装配周期。

Description

一种平衡配重块铆接方法及铆接工装

技术领域

本发明涉及机械装配领域，具体涉及一种平衡配重块铆接方法及铆接工装。

背景技术

航空发动机增压级转子组件动平衡时需要通过在风扇盘前安装边铆接配重块的方式修正转子组件的剩余不平衡量。而风扇盘前安装边一般厚度较小，当承受外来冲击力过大时容易使风扇盘前安装边发生微变形或使风扇盘前安装边产生疲劳应力风险。除此之外，风扇盘前安装边内锥面空间比较小，铆接过程中工装很容易磕伤风扇盘内锥面。从另一方面来说，配重块铆接是通过铆钉铆接的方式来实现，铆钉铆接结果好坏和铆接方法有很大的关系。铆接时，先将铆钉穿过配重块与风扇盘前安装边的配重块安装槽孔，再通过对铆钉头进行加载，使其发生塑性变形而完成对配重块的铆接。铆接工装加载力与铆钉能否实现同轴及加载力是否大小可控直接关系到铆接结果，若铆接加载力与铆钉不同轴，则会导致铆钉出现弯折或马蹄形结构，最终导致铆接失败。若铆接加载力大小不可控，则可能损伤铆接工装或风扇盘安装边，铆接完成的铆钉会产生扇形结构导致铆接失败。

目前该型发动机装配过程中主要采用手持气动铆枪，经铆枪施力，通过冲击转接杆直接作用于铆钉，使其发生塑性变形，达到铆接目的。

以上铆接方法主要存在以下问题：

(1)气动铆枪冲击力较大，转接杆容易碎裂，导致铆接工作无法进行。碎块飞出容易伤人，若碎块掉进增压级转子组件内腔，会导致增压级拆分排故，存在较大的风险隐患。

(2)气动铆枪无法定位，人员操作困难，铆枪头容易脱出转接杆。

(3)铆接过程不稳定，不能实现标准化作业。

(4)铆接过程中，铆钉容易被打弯或铆接后的铆钉头尺寸不符合要求，需要拆除更换。

(5)铆接时，气动铆枪冲击力会通过工装直接传至风扇盘，存在使风扇盘发生微变形或使风扇盘前安装边产生疲劳应力风险。

综合以上原因，用气动铆枪通过转接杆对铆钉进行铆接的方式铆接时间比较长、人员操作差异大、铆接结果不稳定、容易铆接失败、拆除铆接失败的铆钉容易划伤风扇盘安装边等，存在很大的风险和隐患，影响发动机的生产任务完成及装配周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平衡配重块铆接方法及铆接工装，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种平衡配重块铆接工装，包括弓形夹块，弓形夹块两侧分别为上端壁和下端壁，弓形夹块的上端壁上设有垂直于上端壁的通孔，弓形夹块的上端壁上侧固定有定位块，定位块中间设有压力座安装孔，压力座安装孔与弓形夹块上的通孔同轴，定位块的压力座安装孔内设有压力安装座，压力安装座上设有用于安装压力装置的压力装置安装孔，压力装置与压力装置安装孔螺纹连接，弓形夹块的上端壁上设置有定位螺钉，压力安装座的压力装置安装孔下端为U型钩结构，弓形夹块下端壁设有用于压力安装座下端U型钩结构通过的通孔结构，压力安装座的压力装置安装孔内设有与压力装置安装孔同轴的顶杆，压力装置的压力杆与顶杆同轴设置，压力安装座下端U型钩上设有与顶杆同轴的顶头，顶头上设有铆钉定位槽。

进一步的，压力安装座周侧设有安装耳，安装耳上设有与安装耳螺纹配合的调节螺栓，调节螺栓的下端能够与定位块上端面接触。

进一步的，压力安装座与定位块的压力座安装孔滑动配合。

进一步的，弓形夹块的上端壁上设置有定位插销。

进一步的，弓形夹块的上端壁上设有第一定位螺钉、第二定位螺钉、第三定位螺钉和第四定位螺钉，第一定位螺钉与第四定位螺钉关于定位块通孔对称设置，第二定位螺钉和第三定位螺钉关于定位块通孔对称设置；弓形夹块的上端壁上设有第一定位插销和第二定位插销，第一定位插销和第二定位插销关于定位块通孔对称设置。

进一步的，定位块与弓形夹块通过紧固螺钉连接。

进一步的，压力安装座的压力装置安装孔内设有弹簧安装座，顶杆与弹簧安装座之间设有弹簧。

进一步的，弓形夹块下端壁上端设有垫片，定位螺钉下端固定有垫块。

一种平衡配重块铆接方法，包括以下步骤：

步骤1)、调整压力安装座高度，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使得铆接配重块位于顶杆与顶头之间；

步骤2)、调整压力安装座高度使顶头与风扇盘上的铆钉端面接触；

步骤3)、调整风扇盘位置，利用定位螺钉进行定位夹紧；

步骤4)、将压力装置固定于压力安装座内，通过压力装置施加压力，完成风扇盘前端配重块的铆接。

进一步的，调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使定位块上的配重块能够进入顶杆与顶头之间，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使待铆接配重块位于顶杆与顶头之间；利用弓形夹块上端壁上的定位螺钉对风扇盘进行夹紧，然后利用调节螺栓调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使顶头上端面与风扇盘上的铆钉端面接触。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种平衡配重块铆接方法及铆接工装，利用弓形夹块上的定位螺钉对风扇盘进行夹紧，然后利用调节螺栓调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使顶头上端面与风扇盘上的铆钉端面接触；顶杆可以随压力装置的顶杆轴向运动，从而对铆钉头施加力的作用，弓形夹外部是与定位块结构接触的精密配合面，定位块实现对弓形夹的轴向定位，利用铆接工装插销定位孔应与风扇盘安装边孔位对正，从而实现精准的同心定位，压力装置的施力及铆钉的受力只存在于弓形夹结构内部，风扇盘不会受到外力冲击而压伤。弓形支承块结构的定位螺钉应与零件安装边表面对准贴合，保证定位螺钉拧紧后可在零件安装边上顶死，保证垂直定位。通过液压千斤顶对顶杆和顶头结构进行加载，对铆钉施加力，实现配重块铆接。操作方便，利用弓形夹块进行定位夹紧，定位性能大大提升，利用定位块轴向定位，将顶杆与顶头同轴设置，使压力装置施加压力能够同轴，提高了铆接成功率，降低了铆接成本，缩短了装配周期。由于铆接工装具有良好的定位性能，不同操作人员操作时铆接结果基本上无差异，实现了标准化操作。

进一步的，压力安装座周侧设有安装耳，安装耳上设有与安装耳螺纹配合的调节螺栓，调节螺栓的下端能够与定位块上端面接触，利用调节螺栓调节定位块的高度，调节精度准确，调节方便。

进一步的，弓形夹块的上端壁上设置有定位插销，利用定位插销对风扇盘进行预定位，方便快捷，定位准确。

进一步的，定位块与弓形夹块通过紧固螺钉连接，安装方便，便于更换不同规格压力装置。

进一步的，压力安装座的压力装置安装孔内设有弹簧安装座，顶杆与弹簧安装座之间设有弹簧，便于顶杆的自动回位，提高了铆接效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明立体图。

图3为本发明俯视图。

图4为图3A向剖视图。

其中，1、第一定位螺钉；2、弓形夹块；3、第一定位插销；4、第二定位螺钉；5、压力安装座；6、定位块；7、顶杆；8、垫片；9、第三定位螺钉；10、垫块；11、第二定位插销；12、第四定位螺钉；13、顶头；14、弹簧；15、调节螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

如图1至图4所示，一种平衡配重块铆接工装，包括弓形夹块2，弓形夹块2中间的U型槽结构与风扇盘前端面匹配，弓形夹块2两侧分别为上端壁和下端壁，弓形夹块2的上端壁上设有垂直于上端壁的通孔，弓形夹块2的上端壁上侧固定有定位块6，定位块6中间设有压力座安装孔，压力座安装孔与弓形夹块2上的通孔同轴，定位块6的压力座安装孔内设有压力安装座5，压力安装座5上设有压力装置安装孔，压力装置与压力装置安装孔螺纹连接，压力安装座5的压力装置安装孔下端为U型钩结构，弓形夹块2下端壁设有用于压力安装座5下端U型钩结构通过的通孔结构，压力安装座5的压力装置安装孔内设有与压力装置安装孔同轴的顶杆7，压力装置的压力杆与顶杆7同轴设置，压力安装座5下端U型钩上设有与顶杆7同轴的顶头13，顶头13上设有铆钉定位槽，实现对铆钉的精确定心。压力安装座5周侧设有安装耳，安装耳上设有与安装耳螺纹配合的调节螺栓15，调节螺栓15的下端能够与定位块6上端面接触；

压力安装座5与定位块6的压力座安装孔滑动配合；

弓形夹块2的上端壁上设置有定位螺钉和定位插销，具体的，弓形夹块2的上端壁上设有第一定位螺钉1、第二定位螺钉4、第三定位螺钉9和第四定位螺钉12，第一定位螺钉1与第四定位螺钉12关于定位块6通孔对称设置，第二定位螺钉4和第三定位螺钉9关于定位块6通孔对称设置；弓形夹块2的上端壁上设有第一定位插销3和第二定位插销11，第一定位插销3和第二定位插销11关于定位块6通孔对称设置；

定位块6与弓形夹块2通过紧固螺钉连接；

压力安装座5的压力装置安装孔内设有弹簧安装座，顶杆7与弹簧安装座之间设有弹簧14，用于顶杆7的回弹；

弓形夹块2下端壁上端设有垫片8，定位螺钉下端固定有垫块10；垫片8和垫块10均采用聚四氟乙烯材料制备，防止工装压伤风扇盘前安装边内腔。

压力装置采用液压千斤顶，液压千斤顶的力大小可控，且变化连续，受力稳定。

一种平衡配重块铆接方法，包括以下步骤：

步骤1)、将压力装置固定于压力安装座内；

步骤2)、调整压力安装座高度，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使待铆接配重块位于顶杆与顶头之间；

步骤3)、调整压力安装座高度使顶头与风扇盘上的铆钉端面接触；

步骤4)、调整风扇盘位置，利用定位螺钉进行定位夹紧；

步骤5)、通过压力装置施加压力，完成风扇盘前端配重块的铆接。

下面结合附图对本发明的结构原理和使用步骤作进一步说明：

本发明弓形夹块2的U型槽可与风扇盘前端进行定位，弓形夹块2端部与风扇盘前安装边后缘面接触，下端壁上表面采用软质材料，防止压伤风扇盘。弓形夹块2的上端壁上设计带有垫块的定位螺钉，利用定位螺钉可将垫块拧紧贴至风扇盘前安装边前缘面，从而将弓形夹块相对于风扇盘前安装边进行了定位，保证了垂直度；而螺钉顶头的垫块为软质材料，防止损伤风扇盘；将压力装置固定于压力安装座内，利用调节螺栓15调整压力安装座高度相对于定位块6的高度，使定位块6上的配重块能够进入顶杆与顶头之间，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使待铆接配重块位于顶杆与顶头之间；

利用弓形夹块2上端壁上的定位插销对风扇盘进行定位后，利用定位螺钉对风扇盘进行夹紧，然后利用调节螺栓15调整压力安装座高度相对于定位块6的高度，使顶头上端面与风扇盘上的铆钉端面接触；顶杆可以随压力装置的顶杆轴向运动，从而对铆钉头施加力的作用。弓形夹外部是与定位块结构接触的精密配合面，定位块实现对弓形夹的轴向定位。在定位块和弓形夹头部设计有一个连接销，防止其周向转动，实现周向定位。压力装置的施力及铆钉的受力只存在于弓形夹结构内部，风扇盘不会受到外力冲击而压伤。利用铆接工装插销定位孔应与风扇盘安装边孔位对正，从而实现精准的同心定位。弓形支承块结构的定位螺钉应与零件安装边表面对准贴合，保证定位螺钉拧紧后可在零件安装边上顶死，保证垂直定位。通过液压千斤顶对顶杆和顶头结构进行加载，对铆钉施加力，实现配重块铆接。

根据本发明结构和方法，操作方便，利用弓形夹块进行定位夹紧，定位性能大大提升，利用定位块6轴向定位，将顶杆7与顶头13同轴设置，使压力装置施加压力能够同轴，提高了铆接成功率，降低了铆接成本，单个配重块铆接时间由2h缩短至10min左右，缩短了装配周期。由于铆接工装具有良好的定位性能，不同操作人员操作时铆接结果基本上无差异，实现了标准化操作。

Claims (8)

1.一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，包括弓形夹块（2），弓形夹块（2）两侧分别为上端壁和下端壁，弓形夹块（2）的上端壁上设有垂直于上端壁的通孔，弓形夹块（2）的上端壁上侧固定有定位块（6），定位块（6）中间设有压力座安装孔，压力座安装孔与弓形夹块（2）上的通孔同轴，定位块（6）的压力座安装孔内设有压力安装座（5），压力安装座（5）上设有用于安装压力装置的压力装置安装孔，压力装置与压力装置安装孔螺纹连接，弓形夹块（2）的上端壁上设置有定位螺钉，压力安装座（5）的压力装置安装孔下端为U型钩结构，弓形夹块（2）下端壁设有用于压力安装座（5）下端U型钩结构通过的通孔结构，压力安装座（5）的压力装置安装孔内设有与压力装置安装孔同轴的顶杆（7），压力装置的压力杆与顶杆（7）同轴设置，压力安装座（5）下端U型钩上设有与顶杆（7）同轴的顶头（13），顶头（13）上设有铆钉定位槽, 压力安装座（5）周侧设有安装耳，安装耳上设有与安装耳螺纹配合的调节螺栓（15），调节螺栓（15）的下端能够与定位块（6）上端面接触, 压力安装座（5）与定位块（6）的压力座安装孔滑动配合。

2.根据权利要求1所述的一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，弓形夹块（2）的上端壁上设置有定位插销。

3.根据权利要求2所述的一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，所述定位螺钉包括设置于弓形夹块（2）上端壁上的第一定位螺钉（1）、第二定位螺钉（4）、第三定位螺钉（9）和第四定位螺钉（12），第一定位螺钉（1）与第四定位螺钉（12）关于定位块（6）通孔对称设置，第二定位螺钉（4）和第三定位螺钉（9）关于定位块（6）通孔对称设置；所述定位插销包括设置于弓形夹块（2）上端壁上的第一定位插销（3）和第二定位插销（11），第一定位插销（3）和第二定位插销（11）关于定位块（6）通孔对称设置。

4.根据权利要求1所述的一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，定位块（6）与弓形夹块（2）通过紧固螺钉连接。

5.根据权利要求1所述的一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，压力安装座（5）的压力装置安装孔内设有弹簧安装座，顶杆（7）与弹簧安装座之间设有弹簧（14）。

6.根据权利要求1所述的一种平衡配重块铆接工装，其特征在于，弓形夹块（2）下端壁上端设有垫片（8），定位螺钉下端固定有垫块（10）。

7.一种基于权利要求1所述铆接工装的一种平衡配重块铆接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）、调整压力安装座高度，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使得铆接配重块位于顶杆与顶头之间；

步骤2）、调整压力安装座高度使顶头与风扇盘上的铆钉端面接触；

步骤3）、调整风扇盘位置，利用定位螺钉进行定位夹紧；

步骤4）、将压力装置固定于压力安装座内，通过压力装置施加压力，完成风扇盘前端配重块的铆接。

8.根据权利要求7所述的一种平衡配重块铆接方法，其特征在于，调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使配重块能够进入顶杆与顶头之间，将风扇盘前端放入弓形夹块U型槽内，使待铆接配重块位于顶杆与顶头之间；利用弓形夹块上端壁上的定位螺钉对风扇盘进行夹紧，然后利用调节螺栓调整压力安装座高度相对于定位块的高度，使顶头上端面与风扇盘上的铆钉端面接触，并用顶头将铆钉顶起，使铆钉大端与配重块下表面接触。

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