CN113579814A - 用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具及使用方法 - Google Patents

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Abstract

用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具及使用方法，包括下平台，下平台上表面安装有限位块、导向块、气缸支座及垫板，限位块上安装有多个带有顶丝组件的拉框组件，安装于气缸支座上的气缸与转接轴一端连接，转接轴另一端与主摇臂连接，主摇臂一端与销轴转动安装，且销轴、导向块及限位块同圆心，小摇臂一端与主摇臂连接，小摇臂另一端安装有弹性压紧轮，小摇臂中部与主摇臂之间通过调节拉杆组件连接，主摇臂另一端端部设置有导块，沿着导块的运动轨迹设置有位于下平台上的支撑螺钉及支撑座。夹具的摆臂一次性的将带有蜂窝状结构的静子内环封严板组合件全部插入到扇形块焊接组件的U形槽口中，装配时间由人工操作的7～8分钟减少到2～3分钟。

Description

用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具及使用方法
技术领域
本发明属于航空发动机制造技术领域，具体涉及用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具及使用方法。
背景技术
扇形块组合件是航空发动机高压压气机较常见的零件结构，扇形块组合件由扇形块焊接组件和静子内环封严板组合件构成，带有蜂窝状结构的静子内环封严板组合件全部插入到扇形块焊接组件的U形槽口中，由于两个组件都是由多个钣金件经过钎焊而成，尺寸分散度大，装配困难，人工装配过程中需要进行翘边、敲击、压边等工序，装配后尺寸一致性差，同时存在人工锤击装配时砸伤蜂窝的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具及使用方法，采用气动推进的方式将带有蜂窝状结构的静子内环封严板组合件一次性全部插入到扇形块焊接组件的U形槽口中，取消人工装配过程中需要进行翘边、敲击、压边等过程，装配后尺寸一致性差，同时存在人工锤击装配时砸伤蜂窝的现象；解决了扇形块焊接组件准确定位、快速压紧的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，包括下平台、主摇臂、小摇臂、垫板及气缸支座，所述下平台上表面通过螺栓固定安装有限位块、导向块、气缸支座及垫板，限位块与气缸支座正对设置，导向块与垫板正对设置，且垫板用于支撑主摇臂，所述限位块下表面开设的通槽内安装有多个带有顶丝组件的拉框组件，且顶丝组件螺接在拉框组件上，所述气缸支座上通过螺栓安装有气缸，气缸的伸缩杆末端与转接轴一端连接，主摇臂上依次设置有销轴孔、长孔、圆柱销孔及通孔，转接轴另一端通过插销与主摇臂上的长孔配合，主摇臂一端通过其上的销轴孔与安装在下平台上表面处的销轴转动安装，且销轴、导向块及限位块同圆心设置，小摇臂一端通过圆柱销Ⅰ与主摇臂的圆柱销孔连接，小摇臂另一端安装有弹性压紧轮，小摇臂中部与主摇臂之间通过调节拉杆组件连接，主摇臂另一端端部设置有导块，沿着导块的运动轨迹设置有位于下平台上的支撑螺钉及支撑座，且支撑螺钉及支撑座与限位块正对。
所述调节拉杆组件包括拉钩Ⅰ、拉钩Ⅱ及螺母，所述拉钩Ⅰ一端与螺母一端螺纹连接，拉钩Ⅰ另一端与小摇臂上的通孔配合，所述拉钩Ⅱ一端与螺母另一端螺纹连接，拉钩Ⅱ另一端与主摇臂上的通孔配合。
所述顶丝组件包括压紧螺栓和圆柱销Ⅱ，所述压紧螺栓的螺帽上开设有通孔，通孔内安装有圆柱销Ⅱ；压紧螺栓选用M5～M8，压紧行程为2～3倍螺距。
所述拉框组件包括下拉钩、立板、上拉钩及圆柱销Ⅲ，所述立板下端固定安装有下拉钩，立板上端通过圆柱销Ⅲ转动安装有上拉钩，所述立板中心处开设有用于螺接顶丝组件螺杆的螺纹孔；所述拉框组件的数量为2～3个。
所述气缸支座和垫板上均开设有腰型孔，用于调整气缸支座和垫板在下平台上的位置。
所述导块圆柱端开设有盲孔，导块通过其上的盲孔套装在主摇臂上，且通过螺钉紧固，导块在主摇臂上的长度可调节，调节量0～3mm。
所述气缸活塞杆的伸缩量根据零件装配长度选择，气缸活塞杆的伸缩量为50～100mm，气缸缸体直径为50～75mm。
用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的使用方法，包括以下步骤：
使用时，首先将扇形块组合件按工艺要求放置在限位块上，再安装拉框组件并旋紧顶丝组件中的压紧螺栓将扇形块组合件压紧在限位块上，调整支撑螺钉的位置实现对扇形块焊接组件的辅助支撑。将静子内环封严板组合件按工艺要求安装在导向块上，旋转调节拉杆组件的螺母，带动小摇臂使弹性轮压紧切且不压伤蜂窝。调整好导块和限位销位置，拨动三位四通换向阀的开关，气缸回缩带动主摇臂完成零件的装配。
本发明的技术效果为：
在实际使用过程中，采用将被装配的部件快速安装在气动夹具上，拨动开关，夹具的摆臂一次性的将带有蜂窝状结构的静子内环封严板组合件全部插入到扇形块焊接组件的U形槽口中，装配时间由人工操作的7～8分钟减少到2～3分钟，且产品的装配质量和稳定性都由于人工装配。
附图说明
图1本发明用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具俯视图；
图2本发明用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的拉框组件示意图；
图3本发明用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的顶丝组件示意图；
图4本发明用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的调节拉杆组件示意图；
1-销轴，2-主摇臂，3-转接轴，4-插销，5-垫板，6-调节拉杆组件，7-导块，8-小摇臂，9-下平台，10-导向块，11-限位块，12-支撑座，13-拉框组件，14-顶丝组件，15-气缸支座，16-弹性压紧轮，17-圆柱销Ⅰ，18-螺栓，19-拉钩Ⅰ，20-拉钩Ⅱ，21-螺母，22-压紧螺栓，23-圆柱销Ⅱ，24-下拉钩，25-立板，26-上拉钩，27-圆柱销Ⅲ，28-限位销，29-支撑螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，包括下平台9、主摇臂2、小摇臂8、垫板5及气缸支座15，所述下平台9上表面通过螺栓18固定安装有限位块11、导向块10、气缸支座15及垫板5，限位块11与气缸支座15正对设置，导向块10与垫板5正对设置，垫板6远离主摇臂2一端安装有限位销28，且垫板5用于支撑主摇臂2，所述限位块11下表面开设的通槽内安装有多个带有顶丝组件14的拉框组件13，且顶丝组件14螺接在拉框组件13上，拉框组件13结构具有快卸功能，提高扇形块组合件的定位压紧效率，所述气缸支座15上通过螺栓18安装有气缸，以压缩空气带动气缸活塞杆产生拉力，带动主摇臂2进行扇形块组合件装配，气缸通过导气管与油水分离器连接，且在导气管上安装有换向阀，气缸的伸缩杆末端与转接轴3一端连接，主摇臂2上依次设置有销轴孔、长孔、圆柱销孔及通孔，转接轴3另一端通过插销4与主摇臂2上的长孔配合，主摇臂2一端通过其上的销轴孔与安装在下平台9上表面处的销轴1转动安装，且销轴1、导向块10及限位块11同圆心设置，小摇臂8一端通过圆柱销Ⅰ17与主摇臂2的圆柱销孔连接，小摇臂8另一端安装有弹性压紧轮16，小摇臂8中部与主摇臂2之间通过调节拉杆组件6连接，主摇臂2另一端端部设置有导块7，沿着导块7的运动轨迹设置有位于下平台9上的支撑螺钉29及支撑座12，支撑螺钉29为两个，且支撑螺钉29及支撑座12与限位块11正对，所述扇形块组合件定位部件中，静子内环封严板组合件的导向块10的定位为弧形凹槽结构，在装配过程中为静子内环封严板组合件导向，对于静子内环封严板组合件的压紧，采用弹性压紧轮16+小摇臂8的结构，弹性压紧轮16保证不压伤蜂窝，小摇臂8采用调节拉杆组件6调整位置；所述扇形块焊接组件定位部件中，主摇臂2围绕销轴1转动，主摇臂2的摆动角度通过限位销28控制，限位销28的位置可调整，通过调整限位销28的位置，保证静子内环封严板组合件的装入深度。
如图4所示，所述调节拉杆组件6包括拉钩Ⅰ19、拉钩Ⅱ20及螺母21，所述拉钩Ⅰ19一端与螺母21一端螺纹连接，拉钩Ⅰ19另一端与小摇臂8上的通孔配合，所述拉钩Ⅱ20一端与螺母21另一端螺纹连接，拉钩Ⅱ20另一端与主摇臂2上的通孔配合。
如图3所示，所述顶丝组件14包括压紧螺栓22和圆柱销Ⅱ23，所述压紧螺栓22的螺帽上开设有通孔，通孔内安装有圆柱销Ⅱ23；压紧螺栓22选用M5～M8，压紧行程为2～3倍螺距。
如图2所示，所述拉框组件13包括下拉钩24、立板25、上拉钩26及圆柱销Ⅲ27，所述立板25下端固定安装有下拉钩24，立板25上端通过圆柱销Ⅲ27转动安装有上拉钩26，所述立板25中心处开设有用于螺接顶丝组件14螺杆的螺纹孔；所述拉框组件13的数量为2～3个。
所述气缸支座15和垫板5上均开设有腰型孔，用于调整气缸支座15和垫板5在下平台9上的位置。
所述导块7圆柱端开设有盲孔，导块7通过其上的盲孔套装在主摇臂2上，且通过螺钉紧固，导块7在主摇臂2上的长度可调节，调节量0～3mm，保证压紧端静子内环封严板组合件的实体段贴合，避免压伤蜂窝端面。
所述气缸活塞杆的伸缩量根据零件装配长度选择，气缸活塞杆的伸缩量为50～100mm，气缸缸体直径为50～75mm。
用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的使用方法，包括以下步骤：
使用时，首先将扇形块组合件按工艺要求放置在限位块11上，再安装拉框组件13勾住扇形块组合件，并旋紧顶丝组件14中的压紧螺栓22将扇形块组合件压紧在限位块11上，调整支撑螺钉29的位置实现对扇形块焊接组件的辅助支撑。将静子内环封严板组合件按工艺要求安装在导向块10上，旋转调节拉杆组件6的螺母21，带动小摇臂8使弹性压紧轮16压紧切且不压伤蜂窝。调整好导块7和限位销28位置，拨动三位四通换向阀的开关，气缸回缩带动主摇臂2完成零件的装配。
实施例1
三级扇形块组合件装配用气动夹具设计
三级扇形块组合件内圆半径为415mm，装配角度为42°。
根据设计图给定的尺寸，采用扇形块组合件的外环台阶面、定位端和进气边端面为定位面，在内封严条端做为辅助支撑，拉框组件13结构数量为3个，每两个之间的夹角为18°，压紧螺栓22为M8，拉框组件13在限位块11下表面的通槽内的活动空隙3mm，压紧螺栓22旋转两周可将扇形块组合件定位压紧；静子内环封严板组合件的定位为弧形凹槽结构，在装配过程中为静子内环封严板组合件导向，对于静子内环封严板组件件的压紧，采用弹性压紧轮16+小摇臂8结构，弹性压紧轮16保证不压伤蜂窝，小摇臂8采用调节拉杆组件6拉紧，主摇臂2围绕销轴1转动，导块7相对主摇臂2的调节量为1.5mm，保证压紧端静子内环封严板组合件的实体段贴合，避免压伤蜂窝端面；主摇臂2围绕销轴1转动，主摇臂2的摆动角度通过限位销28控制，限位销28的位置可调整，通过调整限位销28的位置，保证静子内环封严板组合件的装入深度；气缸活塞杆的伸缩量根据零件装配长度选择，气缸活塞杆的伸缩量在100mm，缸体的直径在75mm。
实施例2
六级扇形块组合件装配用气动夹具设计
六级扇形块组合件内圆半径为310mm，装配角度为32°。
根据设计图给定的尺寸，采用扇形块组合件的外环台阶面、定位端和进气边端面为定位面，在内封严条端做为辅助支撑，拉框组件13数量为2个，每两个之间的夹角为16°，压紧螺栓22为M6，拉框组件13在限位块11下表面的通槽内的活动空隙2mm，压紧螺栓22旋转两周可将扇形块组合件定位压紧；静子内环封严板组合件的定位为弧形凹槽结构，在装配过程中为静子内环封严板组合件导向，对于静子内环封严板组件件的压紧，采用弹性压紧轮16+小摇臂8，保证弹性压紧轮16保证不压伤蜂窝，小摇臂8采用调节拉杆组件6拉紧，主摇臂2围绕销轴转动，导块7相对主摇臂2的调节量为1mm，保证压紧端静子内环封严板组合件的实体段贴合，避免压伤蜂窝端面；主摇臂2围绕销轴转动，主摇臂2的摆动角度通过限位销28控制，限位销28的位置可调整，通过调整限位销28的位置，保证静子内环封严板组合件的装入深度；气缸活塞杆的伸缩量根据零件装配长度选择，气缸活塞杆的伸缩量在50mm，缸体的直径在50mm。

Claims (8)

1.一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于，包括下平台、主摇臂、小摇臂、垫板及气缸支座，所述下平台上表面通过螺栓固定安装有限位块、导向块、气缸支座及垫板，且垫板用于支撑主摇臂，所述限位块下表面开设的通槽内安装有多个带有顶丝组件的拉框组件，且顶丝组件螺接在拉框组件上，所述气缸支座上通过螺栓安装有气缸，气缸的伸缩杆末端与转接轴一端连接，主摇臂上依次设置有销轴孔、长孔、圆柱销孔及通孔，转接轴另一端通过插销与主摇臂上的长孔配合，主摇臂一端通过其上的销轴孔与安装在下平台上表面处的销轴转动安装，且销轴、导向块及限位块同圆心设置，小摇臂一端通过圆柱销Ⅰ与主摇臂的圆柱销孔连接，小摇臂另一端安装有弹性压紧轮，小摇臂中部与主摇臂之间通过调节拉杆组件连接，主摇臂另一端端部设置有导块，沿着导块的运动轨迹设置有位于下平台上的支撑螺钉及支撑座。
2.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述调节拉杆组件包括拉钩Ⅰ、拉钩Ⅱ及螺母，所述拉钩Ⅰ一端与螺母一端螺纹连接，拉钩Ⅰ另一端与小摇臂上的通孔配合，所述拉钩Ⅱ一端与螺母另一端螺纹连接，拉钩Ⅱ另一端与主摇臂上的通孔配合。
3.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述顶丝组件包括压紧螺栓和圆柱销Ⅱ，所述压紧螺栓的螺帽上开设有通孔，通孔内安装有圆柱销Ⅱ；压紧螺栓选用M5～M8，压紧行程为2～3倍螺距。
4.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述拉框组件包括下拉钩、立板、上拉钩及圆柱销Ⅲ，所述立板下端固定安装有下拉钩，立板上端通过圆柱销Ⅲ转动安装有上拉钩，所述立板中心处开设有用于螺接顶丝组件螺杆的螺纹孔；所述拉框组件的数量为2～3个。
5.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述气缸支座和垫板上均开设有腰型孔，用于调整气缸支座和垫板在下平台上的位置。
6.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述导块圆柱端开设有盲孔，导块通过其上的盲孔套装在主摇臂上，且通过螺钉紧固，导块在主摇臂上的长度可调节，调节量0～3mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具，其特征在于：所述气缸的活塞杆的伸缩量根据零件装配长度选择，气缸的活塞杆的伸缩量为50～100mm，气缸的缸体直径为50～75mm。
8.根据权利要求1所述的用于航空发动机扇形块组合件装配用气动夹具的使用方法，包括以下步骤：
使用时，首先将扇形块组合件按工艺要求放置在限位块上，再安装拉框组件并旋紧顶丝组件中的压紧螺栓将扇形块组合件压紧在限位块上，调整支撑螺钉的位置实现对扇形块焊接组件的辅助支撑；将静子内环封严板组合件按工艺要求安装在导向块上，旋转调节拉杆组件的螺母，带动小摇臂使弹性轮压紧切且不压伤蜂窝，调整好导块和限位销位置，拨动三位四通换向阀的开关，气缸回缩带动主摇臂完成零件的装配。
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