CN113478261A - 一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具 - Google Patents

一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具 Download PDF

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陈静
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Abstract

本发明公开了一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，属于航空发动机零配件制造技术领域。一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，包括：底座、外限位组件、底部内限位组件、支撑组件和顶部限位组件。本发明的底座用于承载各个组件以及航空发动机尾喷管组件，底部外限位组件和底部内限位组件相配合，从而从内外两侧对钣金筒体进行夹紧定位；支撑柱用于抬高支撑板，支撑板用于承载顶部限位组件，顶部限位组件与钣金筒体上方的法兰内壁相接触，从而对法兰内壁进行顶紧；外压紧组件通过与钣金筒体侧壁上的凸台接触，从而对钣金筒体进行压紧，使得钣金筒体及其上方上焊接的法兰处于稳定状态，避免加工工程中出现松动跑位以及发颤的问题。

Description

一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具
技术领域
本发明涉及航空发动机零配件制造技术领域，具体涉及一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具。
背景技术
尾喷管组件是航空发动机的重要组成部件，发动机燃烧后的高温气体从发动机尾喷管组件出口排出。一般由法兰与钣金筒体焊接、机加而成，尾喷管组件安装在发动机尾部，法兰安装边一端与发动机机匣通过安装边上的螺栓孔连接，筒体一端悬空。为发动机装配时保证尾喷管组件出口与发动机的相对位置，尾喷管组件焊接后需对法兰安装边进行车加工及钻孔，以保证端面尺寸及孔位置度。但现有技术在装夹时不能一步到位、并且还会多次找正，不易保证工件稳定性，从而导致加工过程中出现松动跑位以及发颤的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，以解决现有技术在装夹时不能一步到位、并且还会多次找正，不易保证工件稳定性，从而导致加工过程中出现松动跑位以及发颤的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，包括：底座，分别设置在底座上的底部外限位组件、底部内限位组件和支撑组件，以及设置在支撑组件上方的顶部限位组件；
底部外限位组件与底部内限位组件相配合，底部外限位组件与底部内限位分别位于尾喷管组件中钣金筒体的侧壁两侧；
支撑组件包括：底端与底座连接的支撑柱以及与支撑柱顶端连接的支撑板；
顶部限位组件连接在支撑板的上方，并位于尾喷管组件中法兰壁的内侧；
外压紧组件与钣金筒体侧壁上的凸台相接触。
本发明的底座用于承载各个组件以及航空发动机尾喷管组件，底部外限位组件和底部内限位组件相配合，从而从内外两侧对钣金筒体进行夹紧定位；支撑柱用于抬高支撑板，支撑板用于承载顶部限位组件，顶部限位组件与钣金筒体上方的法兰内壁相接触，从而对法兰内壁进行顶紧；外压紧组件通过与钣金筒体侧壁上的凸台接触，从而对钣金筒体进行压紧，使得钣金筒体及其上方上焊接的法兰处于稳定状态，避免加工工程中出现松动跑位以及发颤的问题。
进一步地，上述顶部限位组件包括：与支撑板连接的顶部支座、贯穿顶部支座的顶部调节螺钉以及与顶部调节螺钉端部接触的涨块，涨块包括与顶部调节螺钉接触的顶部连接段以及与法兰内壁接触的顶部弧形段。
本发明的顶部支座用于对顶部调节螺钉导向，使顶部调节螺钉轴向移动，从而带动涨块移动，顶部弧形段的型面与法兰的内壁型面相适配，从而方便顶紧法兰。
进一步地，上述底部内限位组件包括：与底座连接的内支座、贯穿内支座的内调节螺钉以及与内调节螺钉端部接触的内顶块，内顶块包括与内调节螺钉接触的内连接段以及与钣金筒体外壁接触的内弧形段。
本发明的内支座用于对内调节螺钉进行导向，使内调节螺钉轴向移动，从而带动内顶块移动，内弧形段的型面与钣金筒体的内壁型面相适配，从而方便从内测顶紧钣金筒体。
进一步地，上述底部外限位组件包括：与底座连接的外支座、贯穿外支座的外调节螺钉以及与外调节螺钉端部接触的外顶块，外顶块包括与外调节螺钉接触的外连接段以及与钣金筒体外壁接触的外弧形段
本发明的外支座用于对外调节螺钉进行导向，使外调节螺钉轴向移动，从而带动外顶块移动，外弧形段的型面与钣金筒体的外壁型面相适配，从而方便从内测顶紧钣金筒体。同时配合底部内限位组件从钣金筒体侧壁的内外两侧对其进行顶紧限位，保证夹持稳定性的同时避免对钣金筒体侧壁造成损伤。
进一步地，上述外压紧组件包括：分别与底座连接的螺柱和支杆，端部与支撑配合的压板以及套设在螺柱外侧的弹簧，螺柱穿过压板，弹簧的顶端与压板抵接，螺柱上还连接有位于压板上方的锁紧螺母。
本发明的支杆对压板的端部提供支撑力，弹簧对压板中段位置的底面提供弹性支撑力，锁紧螺母与螺柱连接对压板的顶面进行锁紧，从而使压板与钣金筒体外侧的凸台接触，增加尾喷管组件在加工过程中的稳定性。
进一步地，上述内连接段、外连接段和顶部连接段分别开设有导向槽，导向槽滑动配合有导向块，导向块分别与底座和支撑板连接。
本发明通过设置导向块，并且在内连接段、外连接段和顶部连接段上分别开设导向槽，从而对内顶块、外顶块以及涨块进行移动导向，避免弧形段与对应工件的侧壁发生错位，从而降低尾喷管组件的整体稳定性。
进一步地，上述内连接段、外连接段和顶部连接段分别开设有T型槽，T型槽内放置有分别与与内调节螺钉、外调节螺钉以及顶部调节螺钉连接的T型块。
本发明通过开设T型槽，并放置T型块分别与各个调节螺钉连接，使得调节螺钉轴向移动时可通过T性块和T型槽的接触带动内顶块、外顶块以及涨块进行移动。
进一步地，上述外弧形段、内弧形段和顶部弧形段上分别铺覆有软垫。
本发明通过设置软垫起到缓冲作用，从而避免对工件的侧壁造成磨损。
进一步地，上述底座上连接有多个吊环。
本发明通过设置吊环方便对底座以及整体夹具进行吊装移动。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明的底座用于承载各个组件以及航空发动机尾喷管组件，底部外限位组件和底部内限位组件相配合，从而从内外两侧对钣金筒体进行夹紧定位；支撑柱用于抬高支撑板，支撑板用于承载顶部限位组件，顶部限位组件与钣金筒体上方的法兰内壁相接触，从而对法兰内壁进行顶紧；外压紧组件通过与钣金筒体侧壁上的凸台接触，从而对钣金筒体进行压紧，使得钣金筒体及其上方上焊接的法兰处于稳定状态，避免加工工程中出现松动跑位以及发颤的问题。
(2)本发明的底部外限位组件配合底部内限位组件从钣金筒体侧壁的内外两侧对其进行顶紧限位，保证夹持稳定性的同时避免夹紧位置误差从而防止钣金铜体的侧壁发生变形。
(3)本发明中的底部内限位组件、底部外限位组件以及顶部限位组件同时对工件进行径向定位，在工件大批量生产时，无需拧松全部限位组件，适当保留一组或者两组限位组件，避免在装夹新工件后需要重新找正，从而提高了装夹效率。
附图说明
图1为本发明航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具的装夹示意图；
图2为本发明航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具的俯视图；
图3为本发明外顶块的结构示意图；
图4为本发明内顶块的结构示意图；
图5为本发明涨块的结构示意图；
图6为本发明导向块的剖视图；
图7为本发明外压紧组件的结构示意图。
图中：10-底座；11-吊环；15-软垫；17-T型槽；18-导向块；19-导向槽；20-外限位组件；21-外支座；22-外调节螺钉；23-外顶块；24-外连接段；25-外弧形段；30-内限位组件；31-内支座；32-内调节螺钉；33-内顶块；34-内连接段；35-内弧形段；40-支撑组件；41-支撑柱；42-支撑板；50-顶部限位组件；51-顶部支座；52-顶部调节螺钉；53-涨块；54-顶部连接段；55-顶部弧形段；60-外压紧组件；61-螺柱；62-支杆；63-压板；64-弹簧；65-锁紧螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
参照图1，一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，包括：底座10、底部外限位组件20、底部内限位组件30、支撑组件40、顶部限位组件50以及外压紧组件60。
参照图1和图2，底座10呈圆盘状，底座10上开设有多个螺钉孔和销孔，用于承载航空发动机尾喷管组件以及各个夹具部件。底座10上连接有多个吊环11，可通过吊环11带动底座10机型移动，从而方便对整体夹具进行吊装。航空发动机尾喷管组件由放置在下方的钣金筒体和法兰焊接而成，在此工序中，需要对法兰远离钣金筒体的顶部安装边进行车铣加工。
参照图1、图2和图3，底部外限位组件20环形设置在底座10上，包括：与底座10连接的外支座21、贯穿外支座21的外调节螺钉22以及与外调节螺钉22端部接触的外顶块23，外顶块23包括与外调节螺钉22接触的外连接段24以及与钣金筒体外壁接触的外弧形段25，外弧形段25的弧形型面与钣金筒体外壁弧形型面相适配。外连接段24上开设有T型槽17，外调节螺钉22的端部放入到T型槽17中，外支座21可对外调节螺钉22进行导向，外调节螺钉22可推动外顶块23径向移动，从而从钣金筒体的外侧对钣金筒体侧壁进行顶紧。
参照图1、图2和图4，底部内限位组件30环形设置在底座10上，包括：与底座10连接的内支座31、贯穿内支座31的内调节螺钉32以及与内调节螺钉32端部接触的内顶块33，内顶块33包括与内调节螺钉32接触的内连接段34以及与钣金筒体内壁接触的内弧形段35，内弧形段35的弧形型面与钣金筒体内壁弧形型面相适配。内连接段34上开设有T型槽17，内调节螺钉32的端部放入到T型槽17中，内支座31可对内调节螺钉32进行导向，内调节螺钉32可推动内顶块33径向移动，从而从钣金筒体的内侧对钣金筒体侧壁进行顶紧。并且每个底部内限位组件30和底部外限位组件20的位置相对应，使得侧壁同一位置的内挖侧同时受到顶紧，从而避免顶紧位置差异造成钣金筒体的侧壁发生变形。
参照图1，支撑组件40包括：底端与底座10连接固定的支撑柱41以及与支撑柱41顶端连接固定的支撑板42，支撑板42用于承载顶部限位组件50，支撑柱41则用于抬高支撑板42的高度，使得顶部限位组件50能对法兰合适高度的侧壁进行顶紧限位。
参照图1、图2和图5，顶部限位组件50环形设置在支撑板42上，包括：连接固定在支撑板42上的顶部支座51、贯穿顶部支座51的顶部调节螺钉52以及与顶部调节螺钉52端部接触的涨块53，涨块53包括与顶部调节螺钉52接触的顶部连接段54以及与法兰内壁接触的顶部弧形段55，顶部弧形段55的弧形型面与法兰内壁的弧形型面相适配。顶部连接段54上开设有T型槽17，顶部调节螺钉52的端部放入到T型槽17中，顶部支座51可对顶部调节螺钉52进行导向，顶部调节螺钉52可推动涨块53径向移动，从而从法兰的内侧对法兰侧壁进行顶紧限位。在本发明的其他事实例中，可以在T型槽17中放置T型块，使各个调节螺钉的端部与T型块连接，从而方便传递运动。也可以在各个调节螺钉的端部焊接凸块，再将凸块随调节螺钉一并放入到T型槽17中。
参照图3、图4、图5和图6，在外连接段24、内连接段34以及顶部连接段54上分别开设有导向槽19，导向槽19分别套设在对应的导向块18上。导向块18呈T型，内部开设有多个沉头槽，从而直接固定在底座10或者支撑板42上。导向块18的底部侧壁与导向槽19的侧壁接触，使得外连接段24、内连接段34以及顶部连接段54在径向移动时受到导向块18的导向作用。并且导向块18的顶部还可以对外连接段24、内连接段34以及顶部连接段54起到一定的竖直限位作用，避免其在竖直方向上发颤，从而影响对整体工件的夹紧效果。并且在各个弧形型面上还铺覆有软垫15，软垫15的厚度和材质可根据实际需求进行选择，一般选用橡胶片或者硅胶片。
参照1和图7，底座10上还连接有外压紧组件60，在钣金筒体的外壁上存在两个延伸的凸台，外压紧组件60则用于对该凸台进行压紧限位，避免在加工工程中工件发生竖直方向上的颤动。外压紧组件60包括：分别与底座10连接固定的螺柱61和支杆62、端部与支杆62配合的压板63、套设在螺柱61外侧的弹簧64以及与螺柱61连接的锁紧螺母65。压板63上开设有通孔，螺柱61通过通孔贯穿压板63，弹簧64的顶端与压板63抵接，从而对压板63提供一定的弹性支撑力。锁紧螺母65与螺柱61连接的同时与压板63的顶面接触，从而配合弹簧64对压板63进行竖直方向上的定位。压板63的其中一端与凸台接触，从而对凸台产生压紧力。压板63的另一端与支杆62配合，可以是压板63与支杆62铰接，也可以是在压板63的底部开槽，支杆62的端部深入压板63的底部槽中，从而通过压板63与支杆62的配合调节压板63的压紧力。
本发明的操作过程：(1)将发动机尾喷管组件放入到底座10上；(2)通过内调节螺钉32带动内顶块33对钣金筒体的内壁进行顶紧；(3)通过外调节螺钉22带动外顶块23对钣金筒体的外壁紧定顶紧；(4)通过锁紧螺母65带动压板63压紧钣金筒体侧壁上的凸台；(5)在支撑板42上安装顶部限位组件50；(6)通过顶部调节螺钉52带动涨块53对法兰的内壁进行顶紧；(7)完成对尾喷管组件的装夹，对法兰安装边开始加工。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，包括：底座(10)，分别设置在所述底座(10)上的底部外限位组件(20)、底部内限位组件(30)、支撑组件(40)和外压紧组件(60)，以及设置在所述支撑组件(40)上方的顶部限位组件(50)；
所述底部外限位组件(20)与所述底部内限位组件(30)相配合，所述底部外限位组件(20)与所述底部内限位组件(30)分别位于尾喷管组件中钣金筒体的侧壁两侧；
所述支撑组件(40)包括：底端与所述底座(10)连接的支撑柱(41)以及与所述支撑柱(41)顶端连接的支撑板(42)；
所述顶部限位组件(50)连接在所述支撑板(42)的上方，并位于尾喷管组件中法兰壁的内侧；
所述外压紧组件(60)与钣金筒体侧壁上的凸台相接触。
2.根据权利要求1所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述顶部限位组件(50)包括：与所述支撑板(42)连接的顶部支座(51)、贯穿所述顶部支座(51)的顶部调节螺钉(52)以及与所述顶部调节螺钉(52)端部接触的涨块(53)，所述涨块(53)包括与所述顶部调节螺钉(52)接触的顶部连接段(54)以及与法兰内壁接触的顶部弧形段(55)。
3.根据权利要求2所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述底部内限位组件(30)包括：与所述底座(10)连接的内支座(31)、贯穿所述内支座(31)的内调节螺钉(32)以及与所述内调节螺钉(32)端部接触的内顶块(33)，所述内顶块(33)包括与所述内调节螺钉(32)接触的内连接段(34)以及与钣金筒体外壁接触的内弧形段(35)。
4.根据权利要求3所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述底部外限位组件(20)包括：与所述底座(10)连接的外支座(21)、贯穿所述外支座(21)的外调节螺钉(22)以及与所述外调节螺钉(22)端部接触的外顶块(23)，所述外顶块(23)包括与所述外调节螺钉(22)接触的外连接段(24)以及与钣金筒体外壁接触的外弧形段(25)。
5.根据权利要求1所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述外压紧组件(60)包括分别与所述底座(10)连接的螺柱(61)和支杆(62)，端部与所述支杆(62)配合的压板(63)以及套设在所述螺柱(61)外侧的弹簧(64)，所述螺柱(61)穿过所述压板(63)，所述弹簧(64)的顶端与所述压板(63)抵接，所述螺柱(61)上还连接有位于所述压板(63)上方的锁紧螺母(65)。
6.根据权利要求4所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述内连接段(34)、所述外连接段(24)和所述顶部连接段(54)分别开设有导向槽(19)，所述导向槽(19)滑动配合有导向块(18)，所述导向块(18)分别与所述底座(10)和所述支撑板(42)连接。
7.根据权利要求6所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述内连接段(34)、所述外连接段(24)和所述顶部连接段(54)分别开设有T型槽(17)，所述内调节螺钉(32)、外调节螺钉(22)以及顶部调节螺钉(52)分别与对应的所述T型槽(17)的底壁接触。
8.根据权利要求7所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述外弧形段(25)、所述内弧形段(35)和所述顶部弧形段(55)上分别铺覆有软垫(15)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的航空发动机尾喷管组件车铣加工夹具，其特征在于，所述底座(10)上连接有多个吊环(11)。
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