CN113894459A - 一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装 - Google Patents

Abstract

一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，包括底盘、定位环、压板、主涨块、从涨块、压盖、螺杆、导板、弹簧、胶垫、锁紧螺母、端盖螺母、带肩螺母、导柱、锥体、管接咀、导气管以及气咀。本发明可将发动机外环组件两条环形焊缝和三组安装座焊缝集成在一套装置限位加工，大大减少加工过程所需工装数量，大大降低加工成本低；同时，一次装夹加工，避免重复装夹产生误差累计，装夹定位准确快速稳定，拆卸方便快捷，同时还发挥了防差错的作用,避免出现错装、漏装等情况，大大提高了加工效率；此外，该装置可实现手工焊接和自动焊接涨紧，同时满足产品多用途需求。

Description

一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装

技术领域

本发明涉及一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装。

背景技术

如图7-8所示，为某航空发动机外环组件结构示意图，主要由一大直径钣金成形筒体、小头安装边、大头安装边焊接组合，然后再在筒体壁上切割安装座底孔，再装配焊接若干安装座。在产品制造过程中，该组件装配加工过程存在一些难题，安装座密集，焊缝数量多且距离近，焊接完后零件变形大，后期机加工校正工作量很大，加工过程中反映该零件影响加工进度。因该件目前尚处于手工装配焊接现状，无装配固定装置，夹具设计难度大，需求数量多，制造成本高。因此，亟需提供一套适用于该型零件装配焊接的工装，同时满足安装边和安装座的装配和焊接需求，控制装配焊接质量的同时也大大减少加工成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，包括底盘、定位环、压板、主涨块、从涨块、压盖、螺杆、导板、弹簧、胶垫、锁紧螺母、端盖螺母、带肩螺母、导柱、锥体、管接咀、导气管以及气咀；

所述压板将待加工零件的下缘压紧于底盘的外缘上所述定位环介于底盘与待加工零件之间；

所述主涨块为外侧与待加工零件相适应的锥形体，从涨块为内部中空的环形筒状，主涨块套于从涨块外部，并通过多个螺钉与主涨块连接，所述主涨块与从涨块套接为一体后安装于底盘上，所述从涨块内部设有凸台孔，所述弹簧环箍于从涨块上设置的凸台孔外侧壁上；

所述压盖将待加工零件的上缘压于主涨紧块上，所述导板设置于内涨紧块内，所述螺杆穿过压板后与导板连接；

所述椎体呈套筒结构，由上往下依次从中部穿过盖板与从涨紧块设置的凸台孔，并与从涨紧块设置的凸台孔形成过盈配合，所述导柱由下往上从中部穿过底盘后插入椎体中，导柱的上部设有外螺纹，下部端面突出于椎体下端面，所述胶垫设置于导柱与椎体下端面之间，带肩螺母与导柱上部设置的外螺纹配合，将椎体经过胶垫压紧于导柱下部的端面上；

所述椎体上部外侧壁上设有外螺纹，端盖螺母与椎体上部外侧壁上设置的外螺纹配合，将带肩螺母压于盖板上；

所述主涨紧块侧面设有通孔，从涨紧块内设有与主涨紧块设置的通孔连接的孔道，所述盖板上设置有气咀，所述导气管从气咀穿过盖板后进入从涨紧块设置的孔道内，使导气管与主涨紧块的通孔相连通，所述管接咀设置于导气管上。

进一步的，所述主涨紧块与从涨紧块之间使用螺栓连接，螺栓连接处设置有垫圈。

进一步的，还包括第一支座、第一导套、第一插销、第一圆柱销以及第一紧定螺钉，所述第一圆柱销穿过第一支座底部将第一支座定位在底盘上，所述第一支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第一导套设置于第一支座上部，与第一支座垂直，所述第一插销依次穿过第一导套与待加工零件后顶于主涨紧块上，所述第一紧定螺钉穿过第一导套后将第一插销紧固于第一支座上。

进一步的，所述第一支座、第一导套、第一插销、第一圆柱销以及第一紧定螺钉成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

进一步的，还包括第二支座、第二导套、第二插销、第二紧定螺钉、第二圆柱销，小套筒以及气塞，第二支座通过螺栓固定于底盘外侧，第二导套设置于第二支座上部，第二插销穿过第二导套后通过第二圆柱销与小套筒连接，气塞设置于主涨紧块外侧壁上的第三安装座处，并与内部连通，小套筒穿过待加工零件后顶于待加工零件的第三安装座上，第二紧顶螺钉穿过第二导套后将第二插销紧固于第二支座上。

进一步的，所述第二支座、第二导套、第二插销、第二紧定螺钉、第二圆柱销，小套筒以及气塞成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

进一步的，还包括第三支座、第三导套以及第三插销，所述第三支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第三导套设置于第三支座上部，所述第三插销穿过第三导套后顶于待加工零件的第一安装座上。

进一步的，所述第三支座、第三导套以及第三插销成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

进一步的，包括第四支座、第四导套以及第四插销，所述第四支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第四导套设置于第四支座上部，所述第四插销穿过第四导套后顶于待加工零件的第二安装座上。

进一步的，所述第四支座、第四导套以及第四插销成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

本发明的有益效果在于：通过本发明的实施，可将发动机外环组件两条环形焊缝和三组安装座焊缝集成在一套装置限位加工，大大减少加工过程所需工装数量，大大降低加工成本低；同时，一次装夹加工，避免重复装夹产生误差累计，装夹定位准确快速稳定，拆卸方便快捷，同时还发挥了防差错的作用,避免出现错装、漏装等情况，大大提高了加工效率；此外，该装置可实现手工焊接和自动焊接涨紧，同时满足产品多用途需求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明图2中A-A向视图；

图4是本发明图2中D-D向视图；

图5是本发明图2中F＇-F＇向视图；

图6是本发明图2中F＂-F＂向视图

图7是本发明待加工的发动机外环组件结构示意图；

图8是本发明图7的C-C向视图；

图中：1-底盘；2-定位环；3-压板；4-主涨块；5-从涨块；6-压盖；7-螺杆；8-导板；9-弹簧；10-胶垫；11-锁紧螺母；12-端盖螺母；13-带肩螺母；14-导柱；15-锥体；16-管接咀；17-导气管；18-气咀；19-垫圈；20-第一支座；21-第一导套；22-第一插销；23-第二支座；24-第二插销；25-第二导套；26-小套筒；27-气塞；28-第三支座；29-第三导套；30-第三插销；31-第四支座；32-第四导套；33-第四插销；56-第二圆柱销；57-第二紧定螺钉；58-第一紧定螺钉；59-第一圆柱销。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1-6所示，一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，包括底盘1、定位环2、压板3、主涨块4、从涨块5、压盖6、螺杆7、导板8、弹簧9、胶垫10、锁紧螺母11、端盖螺母12、带肩螺母13、导柱14、锥体15、管接咀16、导气管17以及气咀18；压板3将待加工零件的下缘压紧于底盘1的外缘上定位环2介于底盘1与待加工零件之间；主涨块4为外侧与待加工零件相适应的锥形体，从涨块5为内部中空的环形筒状，主涨块4套于从涨块5外部，并通过多个螺钉与主涨块4连接，主涨块4与从涨块5套接为一体后安装于底盘1上，从涨块5内部设有凸台孔，弹簧9环箍于从涨块5上设置的凸台孔外侧壁上；压盖6将待加工零件的上缘压于主涨紧块上，导板8设置于内涨紧块内，螺杆7穿过压板3后与导板8连接；椎体呈套筒结构，由上往下依次从中部穿过盖板与从涨紧块设置的凸台孔，并与从涨紧块设置的凸台孔形成过盈配合，导柱14由下往上从中部穿过底盘1后插入椎体中，导柱14的上部设有外螺纹，下部端面突出于椎体下端面，胶垫10设置于导柱14与椎体下端面之间，带肩螺母13与导柱14上部设置的外螺纹配合，将椎体经过胶垫10压紧于导柱14下部的端面上；椎体上部外侧壁上设有外螺纹，端盖螺母12与椎体上部外侧壁上设置的外螺纹配合，将带肩螺母13压于盖板上；主涨紧块侧面设有通孔，从涨紧块内设有与主涨紧块设置的通孔连接的孔道，盖板上设置有气咀18，导气管17从气咀18穿过盖板后进入从涨紧块设置的孔道内，使导气管17与主涨紧块的通孔相连通，管接咀16设置于导气管17上。主涨紧块与从涨紧块之间使用螺栓连接，螺栓连接处设置有垫圈19。

还包括第一支座20、第一导套21、第一插销22、第一圆柱销59以及第一紧定螺钉58，第一圆柱销59穿过第一支座20底部将第一支座20定位在底盘1上，第一支座20通过螺栓固定于底盘1外侧，第一导套21设置于第一支座20上部，与第一支座20垂直，第一插销22依次穿过第一导套21与待加工零件后顶于主涨紧块上，第一紧定螺钉58穿过第一导套21后将第一插销22紧固于第一支座20上。第一支座20、第一导套21、第一插销22、第一圆柱销59以及第一紧定螺钉58成套对应，在底盘1外侧设有若干套，并绕底盘1的外圆均匀分布。

还包括第二支座23、第二导套25、第二插销24、第二紧定螺钉57、第二圆柱销56，小套筒26以及气塞27，第二支座23通过螺栓固定于底盘1外侧，第二导套25设置于第二支座23上部，第二插销24穿过第二导套25后通过第二圆柱销56与小套筒26连接，气塞27设置于主涨紧块外侧壁上的第三安装座处，并与内部连通，小套筒26穿过待加工零件后顶于待加工零件的第三安装座上，第二紧顶螺钉穿过第二导套25后将第二插销24紧固于第二支座23上。第二支座23、第二导套25、第二插销24、第二紧定螺钉57、第二圆柱销56，小套筒26以及气塞27成套对应，在底盘1外侧设有若干套，并绕底盘1的外圆均匀分布。

还包括第三支座28、第三导套29以及第三插销30，第三支座28通过螺栓固定于底盘1外侧，第三导套29设置于第三支座28上部，第三插销30穿过第三导套29后顶于待加工零件的第一安装座上。第三支座28、第三导套29以及第三插销30成套对应，在底盘1外侧设有若干套，并绕底盘1的外圆均匀分布。

包括第四支座31、第四导套32以及第四插销33，第四支座31通过螺栓固定于底盘1外侧，第四导套32设置于第四支座31上部，第四插销33穿过第四导套32后顶于待加工零件的第二安装座上。第四支座31、第四导套32以及第四插销33成套对应，在底盘1外侧设有若干套，并绕底盘1的外圆均匀分布。

本发明的装置主要由底盘1、定位环2、压板3、主涨块4、从涨块5、压盖6、螺杆7、导板8、弹簧9、胶垫10、锁紧螺母11、端盖螺母12、带肩螺母13、导柱14、锥体15、管接咀16、导气管17、气咀18、垫圈19等模块组成，其中由底盘1、定位环2、压板3组装实现安装边装夹定位功能，由主涨块4、从涨块5、压盖6、螺杆7、导板8、弹簧9、胶垫10、锁紧螺母11、端盖螺母12、带肩螺母13、导柱14、锥体15等组装实现安装边和筒体的定心涨紧功能，由管接咀16、导气管17、气咀18、主涨块4、从涨块5等构成焊接通气系统实现焊接时背面通气功能，由支座、导套、插销、紧定螺钉、圆柱销等实现安装座位置的准确定位。使用具体实施步骤如下：

(1)根据待加工零件的实际钣金筒体型面尺寸和大小头安装边尺寸设计制造一套中心可定心且能涨紧限位的系统；其次，根据安装座位置设计轴向和周向限位装置；最后，根据安装座和安装边装配缝隙位置设计一套通气系统。如图1、2所示。

(2)在装夹时，将待加工零件的第一安装边上的定位环2止口内，压紧压板3；装入零件筒体，调整周向位置保证筒体上的角向孔插入角向定位销，如图3所示；装入第二安装边，使用胶皮榔头轻微敲击，保证第二安装边与零件筒体装配贴合，调整涨紧系统，将待加工零件涨紧，同时用压盖6压紧第二安装边。

(3)如图2，通过钣金校正，保证安装边与钣金筒体装配错牙不大于0.3，将装配缝隙处清理干净，检查装置通气系统通气正常，保证零件装配缝隙处有气流，再进行焊接定位，接着进行筒体与第一安装边以及第二安装边的第一对接焊缝与第二对接焊缝的焊接，先进行第一对接焊缝的加工，待完全冷却后，再从对应第一对接焊缝焊接结束的周向位置反方向加工第二对接焊缝，待全部冷却后才能进行后续加工。

(4)如图5，在不松开工装的条件下，将第一安装座通过插销装配在筒体上，局部修配，保证第一安装座和零件筒体装配间隙不大于0.3，表面与筒体齐平，通过插销将第一安装座推向零件筒体表面，并压紧，检查装置通气系统通气正常，保证零件装配缝隙处有气流，接着进行第三对接焊缝的焊接，待全部冷却后才能进行后续加工。

(5)如图6，在不松开工装的条件下，将第二安装座通过插销装配在筒体上，局部修配，保证第二安装座和零件筒体装配间隙不大于0.3，表面与零件筒体齐平，通过插销将第二安装座推向零件筒体表面，并压紧，检查装置通气系统通气正常，保证零件装配缝隙处有气流，接着进行第四对接焊缝的焊接，待全部冷却后才能进行后续加工。

(6)如图4，在不松开工装的条件下，将第三安装座通过插销装配在零件筒体上，局部修配，保证第三安装座和零件筒体装配间隙不大于0.3，表面与零件筒体齐平，通过插销将第三安装座推向筒体表面，并压紧，检查装置通气系统通气正常，保证零件装配缝隙处有气流，接着进行第五对接焊缝的焊接，待全部冷却后才能进行后续加工。

(7)松开工装的条件下，将零件取出，进行焊缝检查后去除焊接应力，然后通过钣金校正局部变形，再重新装入装配焊接装置中，保证所有插销都能够插入安装座小孔中，从而确保产品加工质量。

Claims (10)

1.一种用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：包括底盘、定位环、压板、主涨块、从涨块、压盖、螺杆、导板、弹簧、胶垫、锁紧螺母、端盖螺母、带肩螺母、导柱、锥体、管接咀、导气管以及气咀；

所述压板将待加工零件的下缘压紧于底盘的外缘上所述定位环介于底盘与待加工零件之间；

所述主涨块为外侧与待加工零件相适应的锥形体，从涨块为内部中空的环形筒状，主涨块套于从涨块外部，并通过多个螺钉与主涨块连接，所述主涨块与从涨块套接为一体后安装于底盘上，所述从涨块内部设有凸台孔，所述弹簧环箍于从涨块上设置的凸台孔外侧壁上；

所述压盖将待加工零件的上缘压于主涨紧块上，所述导板设置于内涨紧块内，所述螺杆穿过压板后与导板连接；

所述椎体呈套筒结构，由上往下依次从中部穿过盖板与从涨紧块设置的凸台孔，并与从涨紧块设置的凸台孔形成过盈配合，所述导柱由下往上从中部穿过底盘后插入椎体中，导柱的上部设有外螺纹，下部端面突出于椎体下端面，所述胶垫设置于导柱与椎体下端面之间，带肩螺母与导柱上部设置的外螺纹配合，将椎体经过胶垫压紧于导柱下部的端面上；

所述椎体上部外侧壁上设有外螺纹，端盖螺母与椎体上部外侧壁上设置的外螺纹配合，将带肩螺母压于盖板上；

所述主涨紧块侧面设有通孔，从涨紧块内设有与主涨紧块设置的通孔连接的孔道，所述盖板上设置有气咀，所述导气管从气咀穿过盖板后进入从涨紧块设置的孔道内，使导气管与主涨紧块的通孔相连通，所述管接咀设置于导气管上。

2.如权利要求1所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：所述主涨紧块与从涨紧块之间使用螺栓连接，螺栓连接处设置有垫圈。

3.如权利要求1所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：还包括第一支座、第一导套、第一插销、第一圆柱销以及第一紧定螺钉，所述第一圆柱销穿过第一支座底部将第一支座定位在底盘上，所述第一支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第一导套设置于第一支座上部，与第一支座垂直，所述第一插销依次穿过第一导套与待加工零件后顶于主涨紧块上，所述第一紧定螺钉穿过第一导套后将第一插销紧固于第一支座上。

4.如权利要求3所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：所述第一支座、第一导套、第一插销、第一圆柱销以及第一紧定螺钉成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

5.如权利要求1所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：还包括第二支座、第二导套、第二插销、第二紧定螺钉、第二圆柱销，小套筒以及气塞，第二支座通过螺栓固定于底盘外侧，第二导套设置于第二支座上部，第二插销穿过第二导套后通过第二圆柱销与小套筒连接，气塞设置于主涨紧块外侧壁上的第三安装座处，并与内部连通，小套筒穿过待加工零件后顶于待加工零件的第三安装座上，第二紧顶螺钉穿过第二导套后将第二插销紧固于第二支座上。

6.如权利要求5所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：所述第二支座、第二导套、第二插销、第二紧定螺钉、第二圆柱销，小套筒以及气塞成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

7.如权利要求1所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：还包括第三支座、第三导套以及第三插销，所述第三支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第三导套设置于第三支座上部，所述第三插销穿过第三导套后顶于待加工零件的第一安装座上。

8.如权利要求7所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：所述第三支座、第三导套以及第三插销成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

9.如权利要求1所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：还包括第四支座、第四导套以及第四插销，所述第四支座通过螺栓固定于底盘外侧，所述第四导套设置于第四支座上部，所述第四插销穿过第四导套后顶于待加工零件的第二安装座上。

10.如权利要求9所述的用于发动机外环组件整体装配焊接的工装，其特征在于：所述第四支座、第四导套以及第四插销成套对应，在底盘外侧设有若干套，并绕底盘的外圆均匀分布。

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