CN113909505A - 一种活门安装座及其制造方法、转位工装和航空发动机 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种活门安装座，包括：燃油出口；第一燃油入口，通过靠近于燃油出口的第一内部油路和靠近于第一燃油入口的第一活门定位腔连通于燃油出口；以及第二燃油入口，通过靠近于燃油出口的第二内部油路和靠近于第二燃油入口的第二活门定位腔连通于燃油出口；其中，第一内部油路的第一中心线与第二内部油路的第二中心线相交于基准原点并确定基准平面，过燃油出口中心的垂线与基准原点在基准平面上的垂线相交，且过燃油出口中心的垂线与基准平面的夹角为钝角。基于此，本公开实施例能够满足活门安装座外部特征尺寸与内部活门定位腔的加工精度，提高活门安装座的加工一致性，优化活门安装座的加工效率。

Description

一种活门安装座及其制造方法、转位工装和航空发动机

技术领域

本公开涉及航空发动机制造领域，尤其涉及一种活门安装座及其制造方法、转位工装和航空发动机。

背景技术

燃油喷嘴作为航空发动机燃烧室的关键构件之一，其主要功能是将燃油喷射至火焰筒腔内进行高效燃烧。为满足现代航空发动机更大推重比、更高燃烧效率、更复杂工况的需求，新一代燃油喷嘴的内部油路和外形特征都更加复杂，尺寸更加小巧且精度要求更高。

燃油喷嘴组件中需要使用若干个活门零件来控制各油路的流量，这些活门都被安装在活门安装座中。活门安装座内部设有多条油路，用以对不同的喷口供油，还设有多个活门定位腔，以实现多个活门相对于活门安装座的安装定位，而这些定位腔还与内部油路通道相连接。

可见，燃油喷嘴的活门安装座一方面要满足新一代燃油喷嘴的设计需要，另一方面还要满足内部油路与活门定位腔的连接关系与加工精度，对现有制造技术及能力提出了挑战。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提供一种活门安装座及其制造方法、转位工装和航空发动机，能够满足活门安装座外部特征尺寸与内部活门定位腔的加工精度，提高活门安装座的加工一致性，优化活门安装座的加工效率。

在本公开的一个方面，提供一种活门安装座，包括：

燃油出口；

第一燃油入口，通过靠近于所述燃油出口的第一内部油路和靠近于所述第一燃油入口的第一活门定位腔连通于所述燃油出口；以及

第二燃油入口，通过靠近于所述燃油出口的第二内部油路和靠近于所述第二燃油入口的第二活门定位腔连通于所述燃油出口；

其中，所述第一内部油路的第一中心线与所述第二内部油路的第二中心线相交于基准原点并确定基准平面，过所述燃油出口中心的垂线与所述基准原点在所述基准平面上的垂线相交，且过所述燃油出口中心的垂线与所述基准平面的夹角为钝角。

在一些实施例中，所述基准原点位于所述活门安装座的外部，以使所述第一内部油路与所述第二内部油路互不相交。

在一些实施例中，所述第一中心线与所述第二中心线的夹角为45～55°，所述第一燃油入口的中心点与所述第二燃油入口的中心点的间距为70～90mm。

在一些实施例中，过所述燃油出口中心的垂线与所述基准平面的夹角为120～150°。

在一些实施例中，所述第一活门定位腔与所述第一内部油路轴对称于所述第二活门定位腔与所述第二内部油路，所述第一活门定位腔呈截面积自所述第一燃油入口向内渐缩的阶梯状圆孔结构。

在一些实施例中，所述第一活门定位腔、所述第二活门定位腔的壁面厚度介于2～10mm。

在本公开的另一个方面，提供一种航空发动机，包括如前文任一实施例所述的活门安装座，所述活门安装座的燃油出口与航空发动机的燃油喷射结构相连，所述第一燃油入口与所述第二燃油入口分别连接于各自对应的燃油总管，并且过所述燃油出口中心的垂线垂直于航空发动机的燃烧室侧壁。

在本公开的另一个方面，提供一种转位工装，用于对如前文任一实施例所述的活门安装座进行装夹定位，包括：

基准台，上表面垂直固设有转位轴；

转位台，以所述转位轴为旋转中心，可转动地贴设于所述基准台的上表面；

定位槽组件，固定设置于所述转位台，被配置为以所述第一活门定位腔和所述第二活门定位腔的外表面为基准对所述活门安装座进行限位；以及

柔性支撑结构，包括可向上伸出于所述转位台的柔性支撑头，和支撑于所述柔性支撑头下方的支撑螺钉，所述柔性支撑结构相对于所述转位台的伸出高度被配置为：在所述活门安装座由所述定位槽组件和所述柔性支撑结构支撑时，所述转位台的上表面平行于所述活门安装座的基准平面；

其中，所述支撑螺钉与所述转位轴共线于所述基准原点在所述基准平面上的垂线。

在一些实施例中，所述定位槽组件包括第一V型槽和第二V型槽，所述第一V型槽和所述第二V型槽的槽口向上，用以分别嵌设所述第一活门定位腔和所述第二活门定位腔，所述转位工装还包括：

压板，可拆卸地设置于所述第一V型槽和所述第二V型槽的槽口，被配置为从上方压紧所述第一活门定位腔和所述第二活门定位腔。

在一些实施例中，所述第一V型槽的厚度方向与所述第二V型槽的厚度方向之间的夹角等大于所述第一中心线与所述第二中心线的夹角。

在一些实施例中，所述压板的下表面外形匹配于所述第一活门定位腔和所述第二活门定位腔的上表面外形。

在一些实施例中，所述定位槽组件开设有贯穿所述转位台的定位通孔，所述基准台开设有第一定位孔和第二定位孔，所述转位工装还包括：

转台定位销钉，被配置为穿过所述定位通孔和所述第一定位孔，以使所述转位台处于第一工作位，穿过所述定位通孔和所述第二定位孔，以使所述转位台处于第二工作位；

其中，在所述第一工作位下，所述第一V型槽的厚度方向垂直于所述基准台的第一侧面，在所述第二工作位下，所述第二V型槽的厚度方向垂直于所述基准台的第一侧面。

在一些实施例中，所述转位台开设有第一滑动槽和第二滑动槽，所述第一滑动槽和所述第二滑动槽呈圆弧形，且相对于所述转位轴呈中心对称，所述基准台上开设有第一限位孔和第二限位孔，所述转位工装还包括：

第一锁紧螺钉，被配置为穿过所述第一滑动槽并旋紧至所述第一限位孔时与所述第一滑动槽相对固定，穿过所述第一滑动槽并旋松于所述第一限位孔时与所述第一滑动槽可相对滑动；以及

第二锁紧螺钉，被配置为穿过所述第二滑动槽并旋紧至所述第二限位孔时与所述第二滑动槽相对固定，穿过所述第二滑动槽并旋松于所述第二限位孔时与所述第二滑动槽可相对滑动。

在一些实施例中，所述第一滑动槽和所述第二滑动槽被构造为：

在所述转位台处于第一工作位时，所述第一锁紧螺钉处于所述第一滑动槽的第一端，所述第二锁紧螺钉处于所述第二滑动槽的第一端，在所述转位台处于第二工作位时，所述第一锁紧螺钉处于所述第一滑动槽的第而端，所述第二锁紧螺钉处于所述第二滑动槽的第二端。

在本公开的另一个方面，提供一种活门安装座的制造方法，用于制造如前文任一实施例所述的活门安装座，包括以下步骤：

初加工，采用增材制造得到活门安装座的近净成形毛坯，所述毛坯保证活门安装座的外表面的尺寸精度，并在活门定位腔的端面和内表面留有加工余量；

装夹定位，将所述毛坯的第一活门定位腔和第二活门定位腔分别放置于转位工装上的第一V型槽和第二V型槽，调整柔性支撑头相对于转位台的伸出高度，以使所述活门安装座的基准平面平行于基准台的上表面；

精加工，将转位台定位至第一工作位，对第一活门定位腔进行精加工，将转位台定位至第二工作位，对第二活门定位腔进行精加工。

在一些实施例中，将转位台定位至第一工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉，旋松第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉，将转位台转至第一工作位，将转台定位销钉穿过定位槽组件上的定位通孔并插入至第一定位孔，旋紧第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉；

将转位台定位至第二工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉，旋松第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉，将转位台转至第二工作位，将转台定位销钉穿过定位槽组件上的定位通孔并插入至第二定位孔，旋紧第一锁紧螺钉和第二锁紧螺钉。

在一些实施例中，装夹定位步骤还包括：

将压板压覆于第一活门定位腔和第二活门定位腔的上方，通过螺栓将压板固定于第一V型槽和第二V型槽，以使压板从上方压紧第一活门定位腔和第二活门定位腔。

在一些实施例中，对第一活门定位腔进行精加工的步骤包括：

车第一活门定位腔的端面，以端面为基准，粗车第一活门定位腔的内表面，在第一活门定位腔的内表面靠近第一燃油入口的区域加工螺纹，精车第一活门定位腔的内表面；

对第二活门定位腔进行精加工的步骤包括：

车第二活门定位腔的端面，以端面为基准，粗车第二活门定位腔的内表面，在第二活门定位腔的内表面靠近第二燃油入口的区域加工螺纹，精车第二活门定位腔的内孔。

因此，根据本公开实施例，能够满足活门安装座外部特征尺寸与内部活门定位腔的加工精度，提高活门安装座的加工一致性，优化活门安装座的加工效率。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开一些实施例的活门安装座的立体结构示意图；

图2是根据本公开一些实施例的活门安装座剖视角度的结构示意图；

图3是根据本公开一些实施例的活门安装座的基准平面及基准原点的示意图；

图4是根据本公开一些实施例的活门安装座的基准台的俯视角度的结构示意图；

图5是根据本公开一些实施例的转位工装的立体结构示意图；

图6是根据本公开一些实施例的转位工装的立体结构示意图；

图7是根据本公开一些实施例的活门安装座装夹于转位工装的位置示意图；

图8是根据本公开一些实施例的转位工装的柔性支撑结构的示意图；

图9是根据本公开一些实施例的转位工装处于第一工作位的结构示意图；

图10是根据本公开一些实施例的转位工装处于第二工作位的结构示意图；

图中：

1，燃油出口；21，第一燃油入口；22，第一内部油路；221，第一中心线；23，第一活门定位腔；31，第二燃油入口；32，第二内部油路；321，第二中心线；33，第二活门定位腔；41，基准原点；42，基准平面；5，基准台；51，第一定位孔；52，第二定位孔；53，第一侧面；54，第一限位孔；55，第二限位孔；6，转位台；61，第一滑动槽；62，第二滑动槽；7，定位槽组件；71，第一V型槽；72，第二V型槽；73，定位通孔；8，柔性支撑结构；81，柔性支撑头；82，支撑螺钉；9，压板；10，转台定位销钉；111，第一锁紧螺钉；112，第二锁紧螺钉；121，近净成形毛坯；122，加工余量。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

申请人研究发现，燃油喷嘴作为航空发动机燃烧室的关键构件之一，其主要功能是使燃油雾化并喷射至火焰筒腔内进行高效燃烧。航空发动机的环绕燃烧室通常安装有二十余个燃油喷嘴，为保证周向燃烧均匀性，进而保证现代航空发动机的更高燃烧效率、不产生燃烧室局部过热、结焦，需保证这二十余个燃油喷嘴的流量一致性。同时，每个燃油喷嘴上周向有多个均布的燃油喷孔，为保证燃油分布均匀性，每个燃油喷孔的流量特性也要尽可能保持一致。

活门安装座的两个活门定位腔分别与两根的燃油总管螺纹相连。燃油由燃油总管输入，流经活门定位腔中控制流量的活门件，最终流向喷嘴中的燃油喷射结构。有别于一般的三通零件，活门安装座的两个活门定位腔油路彼此互不相连，但为了保证各喷口流量特性一致，左右油路的特征需尽可能一致。

为避免活门安装座的两个活门定位腔与航空发动机复杂的外部管路干涉，且保证活门安装座分别连接燃油总管与燃烧室，如图1～10所示：

在本公开的一个方面，提供一种活门安装座，包括：

燃油出口1；

第一燃油入口21，通过靠近于燃油出口1的第一内部油路22和靠近于第一燃油入口21的第一活门定位腔23连通于燃油出口1；以及

第二燃油入口31，通过靠近于燃油出口1的第二内部油路32和靠近于第二燃油入口31的第二活门定位腔33连通于燃油出口1；

其中，第一内部油路22的第一中心线221与第二内部油路32的第二中心线321相交于基准原点41并确定基准平面42，过燃油出口1中心的垂线与基准原点41在基准平面42上的垂线相交，且过燃油出口1中心的垂线与基准平面42的夹角为钝角。

活门安装座被构造为燃油出口1翘起于基准平面42的异性结构件，以适应航空发动机的复杂管路结构，而针对这一异性结构件，本申请以第一中心线221与第二中心线321确立基准平面42，从而使异形件的设计和加工依据于基准平面42，确保批次活门安装座更具一致性。

而燃油出口1中心的垂线与基准原点41在基准平面42上的垂线相交，使得燃油出口1的中心位于第一燃油入口21和第二燃油入口31的对称面上，进而使从第一燃油入口21流至燃油出口1的第一内部油路22与从第二燃油入口31流至燃油出口1的第二内部油路32具有相同的管道特性，以确保多个活门安装座所连接的燃油喷嘴的流量一致性。

为避免燃油在第一内部油路22和第二内部油路32之间流动而影响航空发动机的供油稳定性与一致性，在一些实施例中，基准原点41位于活门安装座的外部，以使第一内部油路22与第二内部油路32互不相交。

在一些实施例中，第一中心线221与第二中心线321的夹角为45～55°，第一燃油入口21的中心点与第二燃油入口31的中心点的间距为70～90mm。

在一些实施例中，过燃油出口1中心的垂线与基准平面42的夹角为120～150°。

在一些实施例中，第一活门定位腔23与第一内部油路22轴对称于第二活门定位腔33与第二内部油路32，第一活门定位腔23呈截面积自第一燃油入口21向内渐缩的阶梯状圆孔结构。

为满足减重要求，活门安装座在保证结构强度的前提下尽可能减少材料厚度，由此在一些实施例中，第一活门定位腔23、第二活门定位腔33的壁面厚度介于2～10mm。

在本公开的另一个方面，提供一种航空发动机，包括如前文任一实施例的活门安装座，活门安装座的燃油出口1与航空发动机的燃油喷射结构相连，第一燃油入口21与第二燃油入口31分别连接于各自对应的燃油总管，并且过燃油出口1中心的垂线垂直于航空发动机的燃烧室侧壁。

燃油出口1中心的垂线垂直于航空发动机的燃烧室侧壁，相较于燃油出口1倾斜于燃烧室侧壁设置，既能使燃油出口1与燃烧室侧壁的连接更加稳固，还能确保燃油自燃油出口1以垂直的角度进入燃烧室侧壁，进而使燃油在燃烧室内的分布更加均匀可控。

申请人研究发现，由于活门安装座采取异性结构设计，活门定位腔之间呈特定的空间角度，并且间距有着严格的位置要求，加之内部管路空间结构复杂，且在活门定位腔还具有公差配合精度极高的安装孔，因此其加工精度将十分依赖于对其装夹定位的工件。而对活门安装座的装夹定位有两个难点：

其一是针对于活门安装座所具有的异性结构，难以确立一个装夹定位的基准，如果以活门安装座毛坯的任意外型面为基准，极易由于该外型面前道工序具有加工误差，而导致后续装夹定位及精加工过程中的积累误差；

其二是活门安装座的两个活门定位腔的加工精度要求及一致性要求高，在通过车床对活门安装座的一个活门定位腔完成加工后，需要重新装夹定位后，再对活门安装座的另一个活门定位腔进行加工。而这一重新装夹定位的过程，容易出现与第一次装夹定位不一致的情况，进而导致同一个活门安装座的两个活门定位腔的加工基准不统一，产生活门定位腔的精度误差。

而一个航空发动机中通常包括二十余个活门安装座，上述两个装夹定位的难点将在加工同一批次的多个活门安装座的过程中被进一步放大，从而导致多个活门安装座的活门定位腔之间更大的加工误差，影响到燃油喷射的一致性。

针对于此，在本公开的另一个方面，提供一种转位工装，用于对如前文任一实施例的活门安装座进行装夹定位，包括：

基准台5，上表面垂直固设有转位轴；

转位台6，以转位轴为旋转中心，可转动地贴设于基准台5的上表面；

定位槽组件7，固定设置于转位台6，被配置为以第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的外表面为基准对活门安装座进行限位；以及

柔性支撑结构8，包括可向上伸出于转位台6的柔性支撑头81，和支撑于柔性支撑头81下方的支撑螺钉82，柔性支撑结构8相对于转位台6的伸出高度被配置为：在活门安装座由定位槽组件7和柔性支撑结构8支撑时，转位台6的上表面平行于活门安装座的基准平面42；

其中，支撑螺钉82与转位轴共线于基准原点41在基准平面42上的垂线。

本公开实施例通过定位槽组件7和柔性支撑组件，解决对活门安装座异性结构的定位夹装难点，具体而言，定位槽以第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的外表面为基准进行限位，而柔性支撑结构8则对活门安装座进行第三点的支撑，由此形成了通过三点对活门安装座进行支撑的定位方式。进一步的，柔性支撑结构8相对于转位台6的高度可调，从而使得活门安装座的基准平面42平行于转位台6的上表面，使得多个活门安装座都能以相同的标准定位于转位工装、

本公开实施例还通过基准台5以及相对于基准台5可旋转的转位台6，解决对同一个活门安装座的两个活门定位腔进行加工时，需要两次装夹定位而导致的加工基准不一的问题。具体而言，当对活门安装座的一个活门定位腔加工完成后，仅需旋转转位台6至另一加工位置，即可在不改变活门安装座的定位基准，即保持活门安装座的基准平面42平行于转位台6的上表面的前提下，实现对活门安装座的另一个活门定位腔的加工。

为了实现以第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的外表面为基准对活门安装座进行定位装夹，在一些实施例中，定位槽组件7包括第一V型槽71和第二V型槽72，第一V型槽71和第二V型槽72的槽口向上，用以分别嵌设第一活门定位腔23和第二活门定位腔33，转位工装还包括：

压板9，可拆卸地设置于第一V型槽71和第二V型槽72的槽口，被配置为从上方压紧第一活门定位腔23和第二活门定位腔33。

第一V型槽71和第二V型槽72具有自定心的功能，使得活门定位腔能够依据自身的重量，通过V型槽对活门定位腔的贴合，而确定第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的中心线位置。在此基础上，压板9被进一步地从上方压紧第一活门定位腔23和第二活门定位腔33，从而确保活门安装座在加工过程中，不至于受力而脱出定位槽组件7。

为了使第一V型槽71和第二V型槽72分别对第一活门定位腔23和第二活门定位腔33进行定位时互不干涉，在一些实施例中，第一V型槽71的厚度方向与第二V型槽72的厚度方向之间的夹角等大于第一中心线221与第二中心线321的夹角。

考虑到活门定位腔为薄壁件，为使压紧力更均匀，避免单点压力过大而将零件压变形乃至于压伤的情况的发生，在一些实施例中，压板9的下表面外形匹配于第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的上表面外形。

为了使转位台6在加工状态下相对于基准台5的角度被限定，在一些实施例中，定位槽组件7开设有贯穿转位台6的定位通孔73，基准台5开设有第一定位孔51和第二定位孔52，转位工装还包括：

转台定位销钉10，被配置为穿过定位通孔73和第一定位孔51，以使转位台6处于第一工作位，穿过定位通孔73和第二定位孔52，以使转位台6处于第二工作位；

其中，在第一工作位下，第一V型槽71的厚度方向垂直于基准台5的第一侧面53，在第二工作位下，第二V型槽72的厚度方向垂直于基准台5的第一侧面53。

进一步的，在一些实施例中，转位台6开设有第一滑动槽61和第二滑动槽62，第一滑动槽61和第二滑动槽62呈圆弧形，且相对于转位轴呈中心对称，基准台5上开设有第一限位孔54和第二限位孔55，转位工装还包括：

第一锁紧螺钉111，被配置为穿过第一滑动槽61并旋紧至第一限位孔54时与第一滑动槽61相对固定，穿过第一滑动槽61并旋松于第一限位孔54时与第一滑动槽61可相对滑动；以及

第一锁紧螺钉112，被配置为穿过第二滑动槽62并旋紧至第二限位孔55时与第二滑动槽62相对固定，穿过第二滑动槽62并旋松于第二限位孔55时与第二滑动槽62可相对滑动。

通过转台定位销钉10，转位台6能够相对于基准台5被限位于第一工作位或第二工作位，而通过第一滑动槽61、第二滑动槽62以及与之匹配的第一锁紧螺钉111和第一锁紧螺钉112，转位台6能够相对于基准台5被限位于第一工作位、第二工作位或是角度介于第一工作位和第二工作位之间的任意位置，以此适应不同加工工序对活门定位座的定位位置的需要。

针对于此，在一些实施例中，第一滑动槽61和第二滑动槽62被构造为：

在转位台6处于第一工作位时，第一锁紧螺钉111处于第一滑动槽61的第一端，第一锁紧螺钉112处于第二滑动槽62的第一端，在转位台6处于第二工作位时，第一锁紧螺钉111处于第一滑动槽61的第而端，第一锁紧螺钉112处于第二滑动槽62的第二端。

申请人进一步研究发现：活门安装座是一种包含了复杂内部油路的异型结构件，其内部油路蜿蜒且细长，难以后期加工，因此考虑在制坯阶段成形，并保证内部形位尺寸及光洁度。然而使用传统的铸造工艺制坯无法保证内部油路的尺寸和光洁度，同时材料的内部缺陷较多。而锻造制坯工艺更容易控制内部缺陷，材料性能也优于铸造零件，但无法使用该工艺成形内部油路。

与之相对，增材制造技术能够实现复杂零件结构的无模具、快速、全致密近净成形，且力学性能接近于锻件性能，是燃油喷嘴的活门安装座的最佳制坯手段。使用增材制造技术能够很好地成形燃油喷嘴活门安装座，满足内部油路的尺寸和光洁度要求，但活门定位腔的加工精度要求为H8，且螺纹制造精度也比较高，增材制造尚无法满足该精度。

针对于此，申请人对活门安装座采取的制造工艺方案是在增材制造阶段保证活门安装座的外形尺寸尽可能准确，而用于连接外部燃油总管的活门定位腔的端面、外螺纹、和垂直于燃烧室侧壁的燃油出口1配合面则留有加工余量122，以便进一步使用机械加工来保证精度。

基于增材制造技术制坯得到的活门安装座，受制于目前成形精度，各毛坯间往往存在差异。如果不选择合适的工艺基准，零件的精加工特征会继承毛坯的差异性，在活门定位腔的空间角度、端面位置等关键尺寸处存在差别，进而导致各燃油喷嘴的流量一致性难以控制。

针对于此，在本公开的另一个方面，提供一种活门安装座的制造方法，用于制造如前文任一实施例的活门安装座，包括以下步骤：

初加工，采用增材制造得到活门安装座的近净成形毛坯121，毛坯保证活门安装座的外表面的尺寸精度，并在活门定位腔的端面和内表面留有加工余量122；

装夹定位，将毛坯的第一活门定位腔23和第二活门定位腔33分别放置于转位工装上的第一V型槽71和第二V型槽72，调整柔性支撑头81相对于转位台6的伸出高度，以使活门安装座的基准平面42平行于基准台5的上表面；

精加工，将转位台6定位至第一工作位，对第一活门定位腔23进行精加工，将转位台6定位至第二工作位，对第二活门定位腔33进行精加工。

如前文所述，单个活门安装座的两个成空间角度的活门定位腔毛坯端面基准存在偏差，加工两个活门定位腔时，如果以各自的毛坯面作为端面基准，会造成与活门定位腔相连的油路长度不一致，进一步造成单个燃油喷嘴喷油周向均匀度不佳。针对于此，本申请通过第一工作位和第二工作位的转换实现两个活门定位腔的加工。

在一些实施例中，将转位台6定位至第一工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉10，旋松第一锁紧螺钉111和第一锁紧螺钉112，将转位台6转至第一工作位，将转台定位销钉10穿过定位槽组件7上的定位通孔73并插入至第一定位孔51，旋紧第一锁紧螺钉111和第一锁紧螺钉112；

将转位台6定位至第二工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉10，旋松第一锁紧螺钉111和第一锁紧螺钉112，将转位台6转至第二工作位，将转台定位销钉10穿过定位槽组件7上的定位通孔73并插入至第二定位孔52，旋紧第一锁紧螺钉111和第一锁紧螺钉112。

在一些实施例中，装夹定位步骤还包括：

将压板9压覆于第一活门定位腔23和第二活门定位腔33的上方，通过螺栓将压板9固定于第一V型槽71和第二V型槽72，以使压板9从上方压紧第一活门定位腔23和第二活门定位腔33。

在一些实施例中，对第一活门定位腔23进行精加工的步骤包括：

车第一活门定位腔23的端面，以端面为基准，粗车第一活门定位腔23的内表面，在第一活门定位腔23的内表面靠近第一燃油入口21的区域加工螺纹，精车第一活门定位腔23的内表面；

对第二活门定位腔33进行精加工的步骤包括：

车第二活门定位腔33的端面，以端面为基准，粗车第二活门定位腔33的内表面，在第二活门定位腔33的内表面靠近第二燃油入口31的区域加工螺纹，精车第二活门定位腔33的内孔。

综上所述，因为活门安装座外接燃油总管，内有燃油流道，燃油出口1垂直于燃烧室侧壁，形状受各方约束且因此为异形结构。而由于该零件的内部油路蜿蜒复杂，必须在制坯阶段保证油路尺寸及光洁度，故选择增材制造技术，而目前增材制造技术精度可以满足油路尺寸要求，但无法满足配合尺寸要求，所以需要机械加工。增材制造零件的一致性不高。此专利提供了一种适用于近净成形多管路异形结构件的精密制造工艺方法，将不同位置的活门定位腔的工艺基准统一到由不同活门定位腔特征建立的转位基准上，在此工艺基准基础上一次装夹定位，完成两个活门定位腔的所有特征加工。可纠正增材制造毛坯差异性，达到提升加工一致性、改善流量性能以及优化加工效率的效果。

因此，本公开实施例能够满足活门安装座外部特征尺寸与内部活门定位腔的加工精度，提高活门安装座的加工一致性，优化活门安装座的加工效率。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种活门安装座，其特征在于，包括：

燃油出口(1)；

第一燃油入口(21)，通过靠近于所述燃油出口(1)的第一内部油路(22)和靠近于所述第一燃油入口(21)的第一活门定位腔(23)连通于所述燃油出口(1)；以及

第二燃油入口(31)，通过靠近于所述燃油出口(1)的第二内部油路(32)和靠近于所述第二燃油入口(31)的第二活门定位腔(33)连通于所述燃油出口(1)；

其中，所述第一内部油路(22)的第一中心线(221)与所述第二内部油路(32)的第二中心线(321)相交于基准原点(41)并确定基准平面(42)，过所述燃油出口(1)中心的垂线与所述基准原点(41)在所述基准平面(42)上的垂线相交，且过所述燃油出口(1)中心的垂线与所述基准平面(42)的夹角为钝角。

2.根据权利要求1所述的活门安装座，其特征在于，所述基准原点(41)位于所述活门安装座的外部，以使所述第一内部油路(22)与所述第二内部油路(32)互不相交。

3.根据权利要求1所述的活门安装座，其特征在于，所述第一中心线(221)与所述第二中心线(321)的夹角为45～55°，所述第一燃油入口(21)的中心点与所述第二燃油入口(31)的中心点的间距为70～90mm。

4.根据权利要求1所述的活门安装座，其特征在于，过所述燃油出口(1)中心的垂线与所述基准平面(42)的夹角为120～150°。

5.根据权利要求1所述的活门安装座，其特征在于，所述第一活门定位腔(23)与所述第一内部油路(22)轴对称于所述第二活门定位腔(33)与所述第二内部油路(32)，所述第一活门定位腔(23)呈截面积自所述第一燃油入口(21)向内渐缩的阶梯状圆孔结构。

6.根据权利要求5所述的活门安装座，其特征在于，所述第一活门定位腔(23)、所述第二活门定位腔(33)的壁面厚度介于2～10mm。

7.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1～6任一所述的活门安装座，所述活门安装座的燃油出口(1)与航空发动机的燃油喷射结构相连，所述第一燃油入口(21)与所述第二燃油入口(31)分别连接于各自对应的燃油总管，并且过所述燃油出口(1)中心的垂线垂直于航空发动机的燃烧室侧壁。

8.一种转位工装，用于对如权利要求1～6任一所述的活门安装座进行装夹定位，其特征在于，包括：

基准台(5)，上表面垂直固设有转位轴；

转位台(6)，以所述转位轴为旋转中心，可转动地贴设于所述基准台(5)的上表面；

定位槽组件(7)，固定设置于所述转位台(6)，被配置为以所述第一活门定位腔(23)和所述第二活门定位腔(33)的外表面为基准对所述活门安装座进行限位；以及

柔性支撑结构(8)，包括可向上伸出于所述转位台(6)的柔性支撑头(81)，和支撑于所述柔性支撑头(81)下方的支撑螺钉(82)，所述柔性支撑结构(8)相对于所述转位台(6)的伸出高度被配置为：在所述活门安装座由所述定位槽组件(7)和所述柔性支撑结构(8)支撑时，所述转位台(6)的上表面平行于所述活门安装座的基准平面(42)；

其中，所述支撑螺钉(82)与所述转位轴共线于所述基准原点(41)在所述基准平面(42)上的垂线。

9.根据权利要求8所述的转位工装，其特征在于，所述定位槽组件(7)包括第一V型槽(71)和第二V型槽(72)，所述第一V型槽(71)和所述第二V型槽(72)的槽口向上，用以分别嵌设所述第一活门定位腔(23)和所述第二活门定位腔(33)，所述转位工装还包括：

压板(9)，可拆卸地设置于所述第一V型槽(71)和所述第二V型槽(72)的槽口，被配置为从上方压紧所述第一活门定位腔(23)和所述第二活门定位腔(33)。

10.根据权利要求9所述的转位工装，其特征在于，所述第一V型槽(71)的厚度方向与所述第二V型槽(72)的厚度方向之间的夹角等大于所述第一中心线(221)与所述第二中心线(321)的夹角。

11.根据权利要求9所述的转位工装，其特征在于，所述压板(9)的下表面外形匹配于所述第一活门定位腔(23)和所述第二活门定位腔(33)的上表面外形。

12.根据权利要求9所述的转位工装，其特征在于，所述定位槽组件(7)开设有贯穿所述转位台(6)的定位通孔(73)，所述基准台(5)开设有第一定位孔(51)和第二定位孔(52)，所述转位工装还包括：

转台定位销钉(10)，被配置为穿过所述定位通孔(73)和所述第一定位孔(51)，以使所述转位台(6)处于第一工作位，穿过所述定位通孔(73)和所述第二定位孔(52)，以使所述转位台(6)处于第二工作位；

其中，在所述第一工作位下，所述第一V型槽(71)的厚度方向垂直于所述基准台(5)的第一侧面(53)，在所述第二工作位下，所述第二V型槽(72)的厚度方向垂直于所述基准台(5)的第一侧面(53)。

13.根据权利要求12所述的转位工装，其特征在于，所述转位台(6)开设有第一滑动槽(61)和第二滑动槽(62)，所述第一滑动槽(61)和所述第二滑动槽(62)呈圆弧形，且相对于所述转位轴呈中心对称，所述基准台(5)上开设有第一限位孔(54)和第二限位孔(55)，所述转位工装还包括：

第一锁紧螺钉(111)，被配置为穿过所述第一滑动槽(61)并旋紧至所述第一限位孔(54)时与所述第一滑动槽(61)相对固定，穿过所述第一滑动槽(61)并旋松于所述第一限位孔(54)时与所述第一滑动槽(61)可相对滑动；以及

第一锁紧螺钉(112)，被配置为穿过所述第二滑动槽(62)并旋紧至所述第二限位孔(55)时与所述第二滑动槽(62)相对固定，穿过所述第二滑动槽(62)并旋松于所述第二限位孔(55)时与所述第二滑动槽(62)可相对滑动。

14.根据权利要求13所述的转位工装，其特征在于，所述第一滑动槽(61)和所述第二滑动槽(62)被构造为：

在所述转位台(6)处于第一工作位时，所述第一锁紧螺钉(111)处于所述第一滑动槽(61)的第一端，所述第一锁紧螺钉(112)处于所述第二滑动槽(62)的第一端，在所述转位台(6)处于第二工作位时，所述第一锁紧螺钉(111)处于所述第一滑动槽(61)的第而端，所述第一锁紧螺钉(112)处于所述第二滑动槽(62)的第二端。

15.一种活门安装座的制造方法，用于制造如权利要求1～6任一所述的活门安装座，其特征在于，包括以下步骤：

初加工，采用增材制造得到活门安装座的近净成形毛坯(121)，所述毛坯保证活门安装座的外表面的尺寸精度，并在活门定位腔的端面和内表面留有加工余量(122)；

装夹定位，将所述毛坯的第一活门定位腔(23)和第二活门定位腔(33)分别放置于转位工装上的第一V型槽(71)和第二V型槽(72)，调整柔性支撑头(81)相对于转位台(6)的伸出高度，以使所述活门安装座的基准平面(42)平行于基准台(5)的上表面；

精加工，将转位台(6)定位至第一工作位，对第一活门定位腔(23)进行精加工，将转位台(6)定位至第二工作位，对第二活门定位腔(33)进行精加工。

16.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，将转位台(6)定位至第一工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉(10)，旋松第一锁紧螺钉(111)和第一锁紧螺钉(112)，将转位台(6)转至第一工作位，将转台定位销钉(10)穿过定位槽组件(7)上的定位通孔(73)并插入至第一定位孔(51)，旋紧第一锁紧螺钉(111)和第一锁紧螺钉(112)；

将转位台(6)定位至第二工作位的步骤包括：

取出转台定位销钉(10)，旋松第一锁紧螺钉(111)和第一锁紧螺钉(112)，将转位台(6)转至第二工作位，将转台定位销钉(10)穿过定位槽组件(7)上的定位通孔(73)并插入至第二定位孔(52)，旋紧第一锁紧螺钉(111)和第一锁紧螺钉(112)。

17.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，装夹定位步骤还包括：

将压板(9)压覆于第一活门定位腔(23)和第二活门定位腔(33)的上方，通过螺栓将压板(9)固定于第一V型槽(71)和第二V型槽(72)，以使压板(9)从上方压紧第一活门定位腔(23)和第二活门定位腔(33)。

18.根据权利要求15所述的制造方法，其特征在于，对第一活门定位腔(23)进行精加工的步骤包括：

车第一活门定位腔(23)的端面，以端面为基准，粗车第一活门定位腔(23)的内表面，在第一活门定位腔(23)的内表面靠近第一燃油入口(21)的区域加工螺纹，精车第一活门定位腔(23)的内表面；

对第二活门定位腔(33)进行精加工的步骤包括：

车第二活门定位腔(33)的端面，以端面为基准，粗车第二活门定位腔(33)的内表面，在第二活门定位腔(33)的内表面靠近第二燃油入口(31)的区域加工螺纹，精车第二活门定位腔(33)的内孔。

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