CN113967801A - 一种环形波棱隔热屏扩孔装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环形波棱隔热屏扩孔装置及方法，扩孔装置包括转轴和轮子，转轴至少有两根，且转轴的轴线平行于环形波棱隔热屏的轴线，至少有两根转轴分居在环形波棱隔热屏竖直平分面的两侧，轮子可转动连接在转轴上，轮子的数量至少有三个，且至少有两个轮子分别置于环形波棱隔热屏表面上两条不同轴向位置的凹槽内。采用本发明的方法扩孔时，通过调整轮子的支撑位置和高度，实现环形波棱隔热屏的稳定支撑，然后翻转环形波棱隔热屏，依次加工环形波棱隔热屏表面的小孔，从而提高了加工效率并保证了加工质量。
Description
技术领域
本发明属于机械加工领域，特别是一种环形波棱隔热屏扩孔装置及扩孔方法。
背景技术
航空发动机环形隔热屏规格多，包括不同长度、直径尺寸和不同锥度尺寸。一方面，由于隔热屏直径大，隔热屏上有环形波纹，波纹上上有数量繁多的小孔，增加了加工难度，另一方面小孔采用激光切孔，但要求孔边不允许有重熔层，由于小孔密集，极易漏钻孔，需采用两人配合钻孔，工作效率极低。
基于上述原因，急需提出一种环形波棱隔热屏扩孔装置及扩孔方法，提高加工效率，保证加工质量。
发明内容
本发明旨在提供一种航空发动机用环形波棱隔热屏扩孔装置及方法，实现单人即可操作加工，避免小孔错位加工或漏加工，支撑稳定，适用范围广，提高生产效率的同时保证加工质量稳定。
为实现上述技术目的，本发明采用了下述技术方案：
一种环形波棱隔热屏扩孔装置，所述环形波棱隔热屏表面有多条与环形波棱隔热屏轴线同轴的环形波纹，相邻的环形波纹之间形成凹槽，扩孔装置包括，
转轴，所述转轴至少有两根，且转轴的轴线平行于环形波棱隔热屏的轴线，当转轴数量为两根时，两根所述转轴分居在环形波棱隔热屏竖直平分面的两侧，当转轴数量大于两根时，多根转轴中至少有两根所述转轴分居在环形波棱隔热屏竖直平分面的两侧，所述环形波棱隔热屏竖直平分面为当环形波棱隔热屏轴线平行于水平面时，通过环形波棱隔热屏轴线且垂直于水平面的平面，其原理是让环形波棱隔热屏的重心位于至少两根转轴之间，避免环形波棱隔热屏翻转掉落；
轮子，所述轮子可转动连接在转轴上，轮子的数量至少有三个，且至少有两个轮子分别置于环形波棱隔热屏表面上两条不同轴向位置的凹槽内。一根转轴上可以只有一个轮子，也可以有两个或者多个轮子，当有一根转轴上有多个轮子时，轮子之间的间隔距离确保不同的轮子正好位于环形波棱隔热屏表面不同的凹槽中。
进一步，所述环形波棱隔热屏扩孔装置还包括底座和支架，所述支架的一端连接在底座上，另一端与转轴连接。
进一步，所述底座上设置有滑动槽，所述支架滑动连接在底座上。
进一步，环形波棱隔热屏扩孔装置还包括锁紧装置，当所述锁紧装置动作时，所述支架相对底座固定。
进一步，所述锁紧装置为锁紧螺钉，锁紧螺钉螺纹连接在支架上，当锁紧螺钉的一端压紧底座时，支架相对底座固定。
进一步，所述底座包括两根连接管和两根支撑座，两根连接管平行布置，两根支撑座置于两根连接管之间，共同组成矩形的底座。
进一步，所述支架的一端通过螺帽、螺杆和连接板与转轴连接，其中，所述螺帽固定在支架的表面，所述螺杆的一端螺纹连接在螺帽的螺纹孔中，所述连接板呈U形，U形连接板的底端与螺杆连接，U形连接板的两个分叉端分别与转轴的两端连接。实际加工时，由于支架的上表面厚度较小，所以在上表面开一个通孔，并在通孔处增加一个螺帽，从而增加支架上表面厚度，确保螺杆穿过螺帽和通孔进入到滑动槽中滑动时不易发生变形。
进一步，多根所述转轴相互独立，且均能够沿着平行于环形波棱隔热屏轴线方向或者垂直于环形波棱隔热屏轴线方向移动。
进一步，不同转轴上轮子的外径和轮子的宽度不同，具体根据环形波纹的深度、宽度确定，原则是满足环形波棱隔热屏在多个轮子上稳定转动，不发生轴向窜动，即保证轮子在每条凹槽中稳定的滚动。
一种环形波棱隔热屏扩孔方法，包括，
环形波棱隔热屏的支撑，在环形波棱隔热屏的表面设置与环形波棱隔热屏表面滚动接触的支承件，且支承件与环形波棱隔热屏的滚动接触点至少有三个，形成的一个滚动支撑面，其中至少有两个滚动接触点分别位于环形波棱隔热屏表面不同的凹槽中，所述凹槽为环形波棱隔热屏表面相邻的环形波纹之间的凹陷位置；
环形波棱隔热屏的扩孔，转动环形波棱隔热屏，沿着环形波棱隔热屏周向和轴向在环形波纹表面扩孔。
进一步，当在环形波棱隔热屏轴向不同位置扩孔时，改变支承件与环形波棱隔热屏的滚动接触点位置。
与现有技术相比，本发明的特点和优势在于：本发明的扩孔装置可适用于不用规格(直段、锥段或不规则形状的隔热屏)和尺寸的环形剥离隔热屏，具有一定的通用性，实现零件的加工由传统的两人操作变为单人操作，提高了效率，轮子支撑结构降低了工作强度且支撑稳定，保证了扩孔的质量。目前本发明的方法已在现场使用，达到了发明的设计要求和预期效果。
附图说明
图1为直段隔热屏示意图；
图2为锥段隔热屏示意图；
图3是扩孔装置立体示意图；
图中，1、连接管；2、支撑座；3、销子；4、锁紧螺钉；5、连接板；6、螺杆； 7、螺帽；8、支架；9、轮子。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但不应就此理解为本发明所述主题的范围仅限于以下的实施例，在不脱离本发明上述技术思想情况下，凡根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种修改、替换和变更，均包括在本发明的范围内。
如图1和图2所示，分别是两种类型的环形波棱隔热屏，其中，图1为直段隔热屏，即平行于环形波棱隔热屏轴线方向的环形波纹外径都相等，图2为锥段隔热屏，即平行于环形波棱隔热屏轴线方向的环形波纹外径不相等，图2中从左向右环形波纹的外径逐渐减小，整体呈锥形。
如图3所示，环形波棱隔热屏扩孔装置包括轮子9、连接板5、销子3、螺杆 6、螺帽7、支架8、支撑座2、连接管1和锁紧螺钉5，其中：
轮子9共有4个，通过销子3(作为轮子9的转轴)与连接板5连接，连接板5呈U形，在U形连接板5的两个分叉段上开有连接孔，销子3(作为轮子9 的转轴)的两端分别插入连接孔中，连接板5通过螺杆6、螺帽7安装在支架8 上，螺帽7焊接在支架8的上表面，螺杆6螺纹连接在螺帽7的螺纹孔中。支架 8呈门形(类似槽钢)，通过门形开口位置套接在支撑座2上，支架8上且位于支撑座2上方的表面开有通孔，螺帽7的螺纹孔与通孔同轴，使得螺杆6可以穿过支架8的通孔进入到支撑座2内的滑动槽内。支架8通过锁紧螺钉5固定在支撑座2上，锁紧螺钉5螺纹连接在支架8的侧表面上。支撑座2有两个，为方形截面的管材，通过两根连接管1用焊接方式连接成一矩形框架作为底座，每个支撑座2上表面开有两个槽口作为滑动槽，槽口宽度满足螺杆6可以进入槽口中。每个连接板5对应的销子3上安装1个轮子9，轮子9相对槽口可前、后调节(即平行于环形波棱隔热屏轴线方向移动)，方便用于不同尺寸大小的零件，轮子9 可通过螺杆6上下移动调节不同的高度(螺杆6下端进入滑动槽内)，可用于不同锥度的环形波棱隔热屏的加工(支撑在不同外径大小的凹槽内)。
本发明扩孔方法的原理是：在环形波棱隔热屏的表面形成一个支撑面，且用于支撑的支承件与环形波棱隔热屏的表面凹槽处为滚动接触，环形波棱隔热屏按照轴线水平放置，且环形波棱隔热屏的重心落在支撑面内(通过在环形波棱隔热屏的垂直平分面两侧设置支承件实现)，三个不同的滚动接触点形成一个支撑面，实际操作中，采用轮子9作为支承件，环形波棱隔热屏绕自身轴线旋转的同时，由于与支承件滚动接触，一方面降低了摩擦阻力并满足支撑效果，另一方面支承件嵌入环形波纹之间的凹槽中，起到了限制环形波棱隔热屏轴向移动的作用，而环形波棱隔热屏的重心落在支撑面内使得环形波棱隔热屏可以稳定的转动不会掉落，扩孔时，按照环形波棱隔热屏轴线方向和周向依次进行激光切孔，避免了小孔的漏加工和误加工，只需一个人操作(旋转)环形波棱隔热屏即可实现，提高了效率的同时保证加工质量。支承件的设置位置和数量根据环形波棱隔热屏的轴向长度、外径、环形波纹数量、轴向截面形式(直段或锥段)确定，通过轴向移动转轴(轮子9相应移动)或者改变轮子9的外径，又或者改变转轴的竖直高度满足不同尺寸环形波棱隔热屏的加工。
实际扩孔时，如图3，在台钻设备上，环形波棱隔热屏以4个轮子9作为滚动支撑点，保证环形波棱隔热屏的稳定性(环形波棱隔热屏的重心投影位于支撑座2和连接管1组成的矩形区域内，此时，4个轮子9分别位于环形波棱隔热屏垂直平分面的两侧，并且位于不同环形波纹之间的凹槽内)，轮子9在环形波棱隔热屏的凹槽(也可认为是凹筋)内转动，减小了零件沿圆周方向的摩擦阻力，并保证零件沿圆周转动的平行平稳，防止密集小孔加工前、后错排，保证加工质量，4个轮子9可调整前后位置及高度，保证不同锥度和长度零件加工的需要，从而提高装置的使用效率。当转动一圈环形波棱隔热屏并加工完该周向的孔后，沿着环形波棱隔热屏的轴线方向向前(或者向后)整体移动一个(或者多个，根据孔的加工位置确定)凹槽间隔，再进行下一处的扩孔操作。
Claims (10)
1.一种环形波棱隔热屏扩孔装置，所述环形波棱隔热屏表面有多条与环形波棱隔热屏轴线同轴的环形波纹，相邻的环形波纹之间形成凹槽，其特征在于：扩孔装置包括，
转轴，所述转轴至少有两根，且转轴的轴线平行于环形波棱隔热屏的轴线，当转轴数量为两根时，两根所述转轴分居在环形波棱隔热屏竖直平分面的两侧，当转轴数量大于两根时，多根转轴中至少有两根所述转轴分居在环形波棱隔热屏竖直平分面的两侧，所述环形波棱隔热屏竖直平分面为当环形波棱隔热屏轴线平行于水平面时，通过环形波棱隔热屏轴线且垂直于水平面的平面；
轮子(9)，所述轮子(9)可转动连接在转轴上，轮子(9)的数量至少有三个，且至少有两个轮子(9)分别置于环形波棱隔热屏表面上两条不同轴向位置的凹槽内。
2.根据权利要求1所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：还包括底座和支架(8)，所述支架(8)的一端连接在底座上，另一端与转轴连接。
3.根据权利要求2所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：所述底座上设置有滑动槽，所述支架(8)滑动连接在底座上。
4.根据权利要求3所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：还包括锁紧装置，当所述锁紧装置动作时，所述支架(8)相对底座固定。
5.根据权利要求4所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：所述锁紧装置为锁紧螺钉(5)，锁紧螺钉(5)螺纹连接在支架(8)上，当锁紧螺钉(5)的一端压紧底座时，支架(8)相对底座固定。
6.根据权利要求2所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：所述底座包括两根连接管(1)和两根支撑座(2)，两根连接管(1)平行布置，两根支撑座(2)置于两根连接管(1)之间，共同组成矩形的底座。
7.根据权利要求2所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：所述支架(8)的一端通过螺帽(7)、螺杆(6)和连接板(5)与转轴连接，其中，所述螺帽(7)固定在支架(8)的表面，所述螺杆(6)的一端螺纹连接在螺帽(7)的螺纹孔中，所述连接板(5)呈U形，U形连接板(5)的底端与螺杆(6)连接，U形连接板(5)的两个分叉端分别与转轴的两端连接。
8.根据权利要求1所述的一种环形波棱隔热屏扩孔装置，其特征在于：多根所述转轴相互独立，且均能够沿着平行于环形波棱隔热屏轴线方向或者垂直于环形波棱隔热屏轴线方向移动。
9.一种环形波棱隔热屏扩孔方法，其特征在于：包括，
环形波棱隔热屏的支撑，在环形波棱隔热屏的表面设置与环形波棱隔热屏表面滚动接触的支承件，且支承件与环形波棱隔热屏的滚动接触点至少有三个，形成的一个滚动支撑面，其中至少有两个滚动接触点分别位于环形波棱隔热屏表面不同的凹槽中，所述凹槽为环形波棱隔热屏表面相邻的环形波纹之间的凹陷位置；
环形波棱隔热屏的扩孔，转动环形波棱隔热屏，沿着环形波棱隔热屏周向和轴向在环形波纹表面扩孔。
10.根据权利要求9所述的环形波棱隔热屏扩孔方法，其特征在于：当在环形波棱隔热屏轴向不同位置扩孔时，改变支承件与环形波棱隔热屏的滚动接触点位置。
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