CN113478263B - 一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具及其装夹方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具及其装夹方法，属于航空发动机技术领域。一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具，包括：底座、内支撑组件和外支撑组件；内支撑组件包括芯轴、下支撑块、上支撑块和椭型板；外支撑组件与整流锥的外侧面接触。本发明的底座用于固定在加工设备的工作台上，并对内支撑组件和外支撑组件进行连接固定，芯轴从整流锥的中心贯穿，使整流锥的小端放置在下支撑块上，并通过上支撑块对椭型板进行支撑，椭型板与整流锥的顶部内壁接触，并且外支撑组件与整流锥的外壁接触进行限位，从而增强整流锥在加工过程中的系统刚度，减少在加工过程中产生发颤从而影响加工精度。

Description

一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具及其装夹方法

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具及其装夹方法。

背景技术

某排气装置整流锥组件为钣金成型、焊接、机加组合件，该零件锥体为厚度1mm的薄壁锥形钣金成型件，口部直径仅70mm左右，锥体另一端为焊接法兰安装边，由于加工过程中存在焊接、装配变形，为保证该组件在发动机中装配尺寸，该组件在焊接、装配、热处理后对法兰安装边端面及外圆进行车加工及钻孔。此组件结构特殊刚性较差，机械加工过程中存在发颤，容易影响零件加工精度。并且要对整流锥组件的顶面中心位置和边缘位置分别进行加工，现有工艺需要在两次加工之间对夹具进行更换，从而对夹具装夹效率和生产效率产生较大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具及其装夹方法，以解决现有技术中整流锥加工时存在发颤从而影响加工精度的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具，包括：底座以及分别设置在底座上的内支撑组件和外支撑组件；

内支撑组件包括与底座连接的芯轴、与芯轴底部配合的下支撑块、与芯轴顶部配合的上支撑块以及设置在上支撑块顶面的椭型板，椭型板与整流锥的顶面内壁接触，椭型板通过螺杆连接有内盖板，内盖板与整流锥的顶面外壁接触；

外支撑组件与整流锥的外侧面接触。

本发明的底座用于固定在加工设备的工作台上，并对内支撑组件和外支撑组件进行连接固定，芯轴从整流锥的中心贯穿，使整流锥的小端放置在下支撑块上，并通过上支撑块对椭型板进行支撑，椭型板与整流锥的顶部内壁接触，并且外支撑组件与整流锥的外壁接触进行限位，从而增强整流锥在加工过程中的系统刚度，减少在加工过程中产生发颤从而影响加工精度。

进一步地，上述外支撑组件包括别分与底座连接的锥面支柱和边缘支柱以及与边缘支柱顶部配合的外盖板，外盖板还与整流锥的顶部边缘位置的顶面接触。

本发明的锥形支柱用于对整流锥的锥形外壁进行支撑，边缘支柱用于支撑外盖板，外盖板则对整流锥的顶部边缘位置的外壁进行压紧，从而增加整流锥在加工过程中的装夹稳定性。

进一步地，上述外盖板上连接有钩压块，钩压块包括贯穿外盖板的螺旋段以及与整流锥外壁上缺口处接触的倒钩段。

本发明的外盖板通过连接钩压块，从而对整流锥外壁上缺口处进行压紧，既能与外盖板相配合对整流锥整体进行定位，还能增强整流锥外壁上薄弱处的刚度。

进一步地，上述锥面支柱上设有与整流锥外壁相适配的接触块。

本发明通过设置接触块，使得整流锥的锥形外壁可以与接触块紧密贴合。

进一步地，上述上支撑块呈T型，包括与芯轴配合的细段以及与螺杆配合的粗段，细段和粗段分别开设有相连通的内孔，粗段的内孔呈六边形。

本发明的上支撑块通过细段与芯轴配合，从而对椭型板进行轴向支撑；粗段开设六边形内孔方便通过扳手带动上支撑块进行移动。

进一步地，上述上粗段的顶面开设有凹槽，椭型板的底面开设有与凹槽相配合的凸块。

本发明的上支撑块和椭型板通过凹槽和凸块接触，从而避免在加工过程中上支撑块和椭型板发生相对位置变化。

进一步地，上述椭型板的顶面两端分别设有与与整流锥的顶面内壁接触的凸台。

本发明的椭型板通过开设凸台与整流锥内壁接触，使椭型板整体呈“跷跷板”结构，顶紧整流锥内壁面的同时，可根据端面受力情况进行自适应调整，从而与整流锥内壁面均匀接触，使整流锥内壁面受力均匀。

进一步地，上述下支撑块上连接有手柄。

本发明可以通过设置手柄对整体夹具进行移动。

一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具的装夹方法，采用上述的航空发动机排气装置整流锥加工夹具，包括以下步骤：

S1：将整流锥工件的小端放置在下支撑块上，并使芯轴从整流锥中穿过；

S2：将外盖板安装在边缘支柱的顶面，使外盖板与整流锥的顶面边缘外壁接触；

S3：将钩压块与外盖板连接，使倒钩段与整流锥的外壁缺口接触；

S4：将上支撑块套在芯轴上，并将椭型板倾斜穿过整流锥的顶面孔放置在上支撑块上，使凹槽与凸块接触；

S5：对整流锥上与椭型板接触位置的外壁进行加工；

S6：加工完成后，将螺杆与上支撑块连接，并在螺杆上套设内盖板；

S7：取下外盖板，对整流锥顶面边缘位置进行加工。

本发明通过设置内盖板和外盖板分别对整流锥顶面的中心处和边缘位置进行压紧，在对中心处加工时可通过外盖板和倒钩块对整流锥进行轴向限位，对边缘位置加工时可通过内盖板对整流锥进行轴向限位，通过特定的装夹顺序，无需改变其他部位的定位方式，从而可依次对整流锥的两处加工部位有序加工，从而极大提高了整流锥加工过程中的装夹效率。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的底座用于固定在加工设备的工作台上，并对内支撑组件和外支撑组件进行连接固定，芯轴从整流锥的中心贯穿，使整流锥的小端放置在下支撑块上，并通过上支撑块对椭型板进行支撑，椭型板与整流锥的顶部内壁接触，并且外支撑组件与整流锥的外壁接触进行限位，从而增强整流锥在加工过程中的系统刚度，减少在加工过程中产生发颤从而影响加工精度。

(2)本发明通过设置与整流锥内壁接触的椭型板，并使椭型板整体呈“跷跷板”结构，从而与整流锥的内壁均匀接触，避免整流锥内壁受力不均的现象；并且本发明外盖板通过连接钩压块，从而对整流锥外壁上缺口处进行压紧，既能与外盖板相配合对整流锥整体进行定位，还能增强整流锥外壁上薄弱处的刚度。

(3)本发明通过设置内盖板和外盖板分别对整流锥顶面的中心处和边缘位置进行压紧，在对中心处加工时可通过外盖板和倒钩块对整流锥进行轴向限位，对边缘位置加工时可通过内盖板对整流锥进行轴向限位，通过特定的装夹顺序，无需改变其他部位的定位方式，从而可依次对整流锥的两处加工部位有序加工，从而极大提高了整流锥加工过程中的装夹效率。

附图说明

图1为本发明航空发动机排气装置整流锥加工夹具的结构示意图；

图2为本发明航空发动机排气装置整流锥加工夹具的剖视图；

图3为工件整流锥的结构示意图；

图4为本发明上支撑块的结构示意图；

图5为本发明椭型板的结构示意图；

图6为本发明锥面支柱的结构示意图；

图7为本发明钩压块的结构示意图。

图中：10-底座；17-手柄；18-粗段；19-细段；20-内支撑组件；21-芯轴；22-下支撑块；23-上支撑块；24-椭型板；25-螺杆；26-内盖板；27-凹槽；28-凸块；29-凸台；30-外支撑组件；31-锥面支柱；32-边缘支柱；33-外盖板；34-钩压块；35-螺旋段；36-倒钩段；37-接触块。

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

参考图1，一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具，包括：底座10以及分别设置在底座10上的内支撑组件20和外支撑组件30。

底座10用于承载各组件和工件，并可固定在加工设备的工作台上。底座10上开设有多个螺钉孔和销孔，从而使各部件连接固定在底座10上。

参照图1和图2，内支撑组件20包括与底座10中心位置连接的芯轴21、与芯轴21底部配合的下支撑块22、与芯轴21顶部配合的上支撑块23以及设置在上支撑块23顶面的椭型板24。芯轴21呈阶梯状，其底部开设有外螺纹，用于与底座10连接固定。下支撑块22开设有通孔，并在通孔内壁开设有内螺纹，通过与芯轴21的螺纹配合，使得下支撑块22可沿芯轴21旋转的同时进行轴向位置调节。下支撑块22的顶面用于对整流锥的小端进行支撑，下支撑块22的侧面还分别连接有手柄17，可通过手柄17对夹具进行提拿移动。

参照图2、图4和图5,，上支撑块23呈T型，包括与芯轴21配合的细段19以及位于细段19上方的粗段18，细段19和粗段18上分别开设有相连通的内孔。细段19上的内孔开设有内螺旋，芯轴21的顶部也开设有与细段19相配合的外螺纹；粗段18的内孔呈六边形，从而可通过正六角扳手带动上支撑块23沿芯轴21进行轴向移动。粗段18的顶面还开设有水平设置的凹槽27，椭型板24的底面设有与凹槽27相接触的凸块28，通过凹槽27和凸块28的接触配合，使得椭型板24可以更紧密地与上支撑块23进行接触，使得椭型板24可随上支撑块23进行轴向旋转以及轴向移动。

在椭型板24的顶面两端分别开设有整流锥的顶面内壁接触的凸台29，椭型板24通过设置凸台29和凸块28，使椭型板24整体呈“跷跷板”结构，顶紧整流锥内壁面的同时，可根据端面受力情况进行自适应调整，从而与整流锥内壁面均匀接触，使整流锥内壁面受力均匀。椭型板24上中孔可以开设内螺纹，再通过螺杆25连接有内盖板26，内盖板26用于对整流锥的顶面中心位置进行压紧，还可以在内盖板26的外侧的螺杆25上连接螺母，从而对内盖板26进行锁紧。

参照图1、图6和图7，外支撑组件30包括分别与底座10连接固定的锥面支柱31和边缘支柱32以及设置在边缘支柱32顶部的外盖板33，外盖板33还与整流锥顶部边缘外壁接触，锥面支柱31和边缘支柱32的数量分别为多个。锥面支柱31的顶端设有与整流锥外壁相适配的接触块37，从而使得整流锥的锥形外壁更紧密地与锥面支柱31接触进行定位。

外盖板33上连接有钩压块34，钩压块34包括贯穿外盖板33的螺旋段35以及与整流锥外壁上缺口处接触的倒钩段36，外盖板33上开设有多个螺纹孔，从而与螺旋段35螺纹连接，并在外盖板33的顶面连接有多个螺母，从而对螺旋段35进行锁紧。倒钩段36与螺旋段35的底部连接，从而与外盖板33向配合，分别对整流锥顶部缺口处的底面和顶面进行压紧定位。

一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具的装夹方法，采用上述的航空发动机排气装置整流锥加工夹具，包括以下步骤：

S1：将整流锥工件的小段放置在下支撑块22上，并使芯轴21从整流锥中穿过；

S2：将外盖板33安装在边缘支柱32的顶面，使外盖板33与整流锥的顶面边缘外壁接触；

S3：将钩压块34与外盖板33连接，使倒钩段36与整流锥的外壁缺口接触；

S4：将上支撑块23套在芯轴21上，并将椭型板24倾斜穿过整流锥的顶面孔放置在上支撑块23上，使凹槽27与凸块28接触；

S5：对整流锥上与椭型板24接触位置的外壁进行加工；

S6：加工完成后，将螺杆25与上支撑块23连接，并在螺杆25上套设内盖板26；

S7：取下外盖板33，对整流锥顶面边缘位置进行加工。

本发明通过设置内盖板26和外盖板33分别对整流锥顶面的中心处和边缘位置进行压紧，在对中心处加工时可通过外盖板33和倒钩段36对整流锥进行轴向限位，对边缘位置加工时可通过内盖板26对整流锥进行轴向限位，通过特定的装夹顺序，无需改变其他部位的定位方式，从而可依次对整流锥的两处加工部位有序加工，从而极大提高了整流锥加工过程中的装夹效率。

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 (4)

1.一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具，其特征在于，包括：底座（10）以及分别设置在所述底座（10）上的内支撑组件（20）和外支撑组件（30）；

所述内支撑组件（20）包括与所述底座（10）连接的芯轴（21）、与所述芯轴（21）底部配合的下支撑块（22）、与所述芯轴（21）顶部配合的上支撑块（23）以及设置在所述上支撑块（23）顶面的椭型板（24），所述椭型板（24）与整流锥的顶面内壁接触，所述椭型板（24）通过螺杆（25）连接有内盖板（26），所述内盖板（26）与整流锥的顶面外壁接触；所述上支撑块（23）呈T型，包括与所述芯轴（21）配合的细段（19）以及与所述螺杆（25）配合的粗段（18），所述细段（19）和所述粗段（18）分别开设有相连通的内孔，所述粗段（18）的内孔呈六边形；所述粗段（18）的顶面开设有凹槽（27），所述椭型板（24）的底面开设有与所述凹槽（27）相配合的凸块（28），所述椭型板（24）的顶面两端分别设有与整流锥的顶面内壁接触的凸台（29）；

所述外支撑组件（30）包括别分与所述底座（10）连接的锥面支柱（31）和边缘支柱（32）以及与所述边缘支柱（32）顶部配合的外盖板（33），所述外盖板（33）还与整流锥的顶部边缘位置的顶面接触；所述外盖板（33）上连接有钩压块（34），所述钩压块（34）包括贯穿所述外盖板（33）的螺旋段（35）以及与整流锥外壁上缺口处接触的倒钩段（36）。

2.根据权利要求1所述的航空发动机排气装置整流锥加工夹具，其特征在于，所述锥面支柱（31）上设有与整流锥外壁相适配的接触块（37）。

3.根据权利要求1所述的航空发动机排气装置整流锥加工夹具，其特征在于，所述下支撑块（22）上连接有手柄（17）。

4.一种航空发动机排气装置整流锥加工夹具的装夹方法，采用权利要求1至3任一项所述的航空发动机排气装置整流锥加工夹具，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将整流锥工件的小端放置在所述下支撑块（22）上，并使所述芯轴（21）从整流锥中穿过；

S2：将所述外盖板（33）安装在所述边缘支柱（32）的顶面，使所述外盖板（33）与整流锥的顶面边缘外壁接触；

S3：将所述钩压块（34）与所述外盖板（33）连接，使所述倒钩段（36）与整流锥的外壁缺口接触；

S4：将所述上支撑块（23）套在所述芯轴（21）上，并将所述椭型板（24）倾斜穿过整流锥的顶面孔放置在所述上支撑块（23）上，使所述凹槽（27）与所述凸块（28）接触；

S5：对整流锥上与所述椭型板（24）接触位置的外壁进行加工；

S6：加工完成后，将所述螺杆（25）与所述上支撑块（23）连接，并在所述螺杆（25）上套设所述内盖板（26）；

S7：取下所述外盖板（33），对整流锥顶面边缘位置进行加工。

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