CN114653788A - 一种机匣的校型修复工装及修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机械结构技术领域，具体涉及一种机匣的校型修复工装及修复方法，校型修复工装包括底部垫板、中心柱和多个平行滑块，其中，底部垫板设有中心孔和多个滑槽，多个滑槽呈放射性布设于中心孔的外周；中心柱包括同轴连接的定位部和侧推部；定位部插装于中心孔中；侧推部的外周呈锥面，且小端端头与定位部连接；多个平行滑块分别设置于多个滑槽中，平行滑块的内侧具有与侧推部随形适配的第一配合面，外侧具有与机匣的流道面随形适配的第二配合面，适于在中心柱的推动下校型修复流道面。通过上述结构，能够使流道面回复原状，进而实现机匣的校型修复，而且上述校型修复工装的结构简单、修复效率高且效果好。

Description

一种机匣的校型修复工装及修复方法

技术领域

本发明属于机械结构技术领域，具体涉及一种机匣的校型修复工装及修复方法。

背景技术

机匣是航空发动机的重要零件之一，它是整个发动机的基座，是发动机上的主要承力部件，机匣形状各不相同，机匣零件的功能决定了机匣的形状，但他们的基本特征是圆筒形或圆锥形的壳体和支板组成的构件。钛合金因其比强度高、密度小、熔点高、抗腐蚀性能好等优点，被广泛用于航空发动机的机匣和叶片等部件，以提高发动机推重比。

目前，中介机匣因为鼓胀、掉砂、大面积针气孔等铸造缺陷，导致后续需要补焊挽救。补焊后流道面受热不均而发生塑形变形，进而形成流道面塌陷。这种流道面缺陷无法通过冷校型的方式处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机匣的校型修复工装及修复方法，以解决现有技术中机匣流道面塌陷的问题。

本发明提供了一种机匣的校型修复工装，包括：

底部垫板，设有中心孔和多个滑槽，多个所述滑槽呈放射性布设于所述中心孔的外周；

中心柱，包括同轴连接的定位部和侧推部；所述定位部插装于所述中心孔中；所述侧推部的外周呈锥面，且小端端头与所述定位部连接；

多个平行滑块，分别设置于多个所述滑槽中，所述平行滑块的内侧具有与所述侧推部随形适配的第一配合面，外侧具有与所述机匣的流道面随形适配的第二配合面，适于在所述中心柱的推动下校型修复所述流道面。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述底部垫板、所述中心柱和所述平行滑块均采用石墨材料制成。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述侧推部的锥度为70-80°。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述滑槽于远离所述中心孔的一端设有止口，所述止口适于止挡所述平行滑块。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述平行滑块的数量为4个。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述平行滑块包括滑动部以及设于所述滑动部底面的底座；所述底座设于所述滑槽适配连接，所述滑动部中位于所述底座外周的底面与所述底部垫板接触连接。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，所述滑动部包括径向连接的第一配合部和第二配合部，所述第一配合部的内侧面的上部为所述第一配合面，下部为弧面，适于分别与所述侧推部、定位部适配；所述第二配合部的外侧面的上部为所述第二配合面，下部为避让面。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，同一横截面中，所述第一配合面对应的圆心角小于所述第二配合面对应的圆心角。

如上所述的机匣的校型修复工装，进一步优选为，还包括配重块，所述配重块压设与所述中心柱的顶部上方。

本发明另一方面还提供了一种机匣的校型修复方法，利用上述任意一项所述的机匣的校型修复工装实现，包括：

将中心柱和多个平行滑块对应安装于底部垫板的中心孔和滑槽中，并使多个所述平行滑块夹紧所述中心柱；将机匣套装于所述中心柱和所述平行滑块的外侧，并将配重块压设于中心柱的顶部；

将组装后的结构放置于真空热处理炉中，抽真空并加热至预设温度，保温一段时间后冷却出炉。

本发明提供的校型修复工装通过设置底部垫板、中心柱和平行滑块，在底部垫板对中心柱和平行滑块的限位控制作用，以及中心柱、平行滑块以及机匣的配合作用的基础上，通过高温真空条件下在中心柱上施加一定的压力，借助中心柱的向下移动将压力分解到平行滑块上，使平行滑块具有一个水平滑移力和侧向顶出力，进而将机匣塌陷部位的流道面向斜上方顶起，使流道面回复原状，进而实现机匣的校型修复，而且上述校型修复工装的结构简单、修复效率高且效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中机匣的校型修复工装的立体结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图；

图3为图1中校型修复工装与机匣的配合结构示意图。

附图标记说明：

10-底部垫板，20-中心柱，30-平行滑块，40-机匣；

11-滑槽，12-中心孔；

21-顶部，22-侧推部，23-定位部；

31-底座，32-滑动部，33-第一配合部，34-第二配合部，35-第二配合面，36-避让面。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解所述术语在本发明中的具体含义。

下面将参照图1-3说明本发明一些实施例中的机匣40的校型修复工装。

参照图1-3，本实施例中的机匣40的校型修复工装包括底部垫板10、中心柱20和多个平行滑块30，其中，底部垫板10设有中心孔12和多个滑槽11，多个滑槽11呈放射性布设于中心孔12的外周；中心柱20包括依次同轴连接的定位部23、侧推部22和顶部21；定位部23插装于中心孔12中；侧推部22的外周呈锥面，且小端端头与定位部23连接；多个平行滑块30分别设置于多个滑槽11中，平行滑块30的内侧具有与侧推部22随形适配的第一配合面，外侧具有与机匣40的流道面随形适配的第二配合面35，适于在中心柱20的推动下校型修复流道面。

上述结构中，底部垫板10为具有一定厚度的圆形板，其上表面形成有中心孔12和多个滑槽11，中心孔12为具有一定深度的贯穿孔或盲孔，适于中心柱20的定位部23插装连接，并限定中心柱20的移动方向，以使其只能沿中心孔12的轴向上移动；多个滑槽11呈放射性布设于中心孔12的外周，适于放置平行滑块30，并使平行滑块30在沿放射性方向上滑动。

中心柱20定位部23的直径与中心孔12的直径基本相同，适于配合定位连接，顶部21的直径大于定位部23的直径而小于机匣40中空心空腔的端部直径，适于能够顺畅的上下移动。侧推部22呈锥形连接于定位部23和顶部21之间，并与平行滑块30适配连接，适于在向下移动的过程中对平行滑块30施加向右的侧推作用力，进而使平行滑块30沿滑槽11滑动。

平行滑块30的数量为多个，并呈放射性分布于中心柱20的外周，其内侧设有与侧推部22随形适配的第一配合面，外部具有与机匣40的流道面随形适配的第二配合面35，并通过第一配合面与侧推部22适配，平行滑块30适于在高温真空条件下，经中心柱20的侧推作用下呈放射向外滑动进而使第二配合面35与机匣40的流道面贴合，从而实现对机匣40的修复。

即本实施例中的校型修复工装通过设置底部垫板10、中心柱20和平行滑块30，在底部垫板10对中心柱20和平行滑块30的限位控制作用，以及中心柱20、平行滑块30以及机匣40的配合作用的基础上，通过高温真空条件下在中心柱20上施加一定的压力，借助中心柱20的向下移动将压力分解到平行滑块30上，使平行滑块30具有一个水平滑移力和侧向顶出力，进而将机匣40塌陷部位的流道面向斜上方顶起，使流道面回复原状，进而实现机匣40的校型修复。而且上述校型修复工装的结构简单、修复效率高且效果好。

本实施例中，需要进行修复的机匣40为钛合金机匣薄壁铸件，其结构强度较高，需要在真空热处理炉的炉温升温至920℃左右，机匣40的抗蠕变能力才明显降低，能够在平行滑块30的持续压应力的作用下，流道面的变形部分逐渐被挤压变形，最终与水平滑块的表面近似贴合。因此，本实施例中的底部垫板10、中心柱20和多个平行滑块30均采用耐高温材料制成，且为了降低上述结构在高温条件下对钛合金铸件表面的破坏，本实施例中，底部垫板10、中心柱20和平行滑块30均采用石墨材料制成。

本实施例中，所述侧推部22的锥度为70-80°，优选的，侧推部22的锥度为75°。侧推部22锥度的设置适于使中心柱20在压力作用下能够顺利向下移动，进而推动平行滑块30向外顶起机匣40的流道面。

本实施例中，滑槽11于远离中心孔12的一端设有止口，止口适于止挡平行滑块30。通过设置止口限制平行滑块30的最大滑动距离，进而避免平行滑块30滑移过量，导致流道面矫形过量，进而造成机匣40的损伤。再此基础上，还可以配合中心柱20的结构设置，使平行滑块30滑到止口位置时，中心柱20的定位部23的底部与中心孔12的底部抵接，和/或定位部23与侧推部22的连接位置处与所述中心孔12的上缘抵接以至于无法进一步向下移动。

本实施例中，平行滑块30的数量为4个，4个平行推块均匀分布于中心孔12的外部，适于向外滑动以套装固定机匣40的同时均匀地向机匣40施加作用力，以顶起塌陷的流道面。

进一步的，本实施例中，平行滑块30包括竖向连接的底座31和滑动部32，底座31设于滑槽11中，滑动部32位于底座31的上方，且底面分别与滑槽11两端的底部垫板10接触连接。上述结构中，使底座31和滑动部32均具有对应的接触面，并在滑槽11的限定下定向滑动，且滑动过程中，滑槽11两端的滑动部32均至少部分与底部垫板10接触连接。通过设置上述结构，利用滑动部32与底部垫板10的接触连接提高了平行滑块30的稳定性，使其只能沿滑槽11方向移动，进而避免了平行滑块30侧翻的风险。

本实施例中，滑动部32包括径向连接的第一配合部33和第二配合部34，第一配合部33的内侧面的上部为第一配合面，下部为弧面，适于分别与侧推部22、定位部23适配；第二配合部34的外侧面的上部为第二配合面35，下部为避让面36。上述结构中，第一配合部33适于与中心柱20接触连接，具体的，当多个平行滑块30位于靠近中心孔12的一侧时，其第一配合部33内侧的第一配合面和弧面分别与侧推部22和定位部23配合，适于夹持中心柱20以使校型修复工装处于收缩状态。第二配合部34适于与机匣40配合连接，因此，为了使机匣40能够套装于平行滑块30的外侧，在第二配合部34的下方设置避让面36以使机匣40能够顺利套装。

本实施例中，第一配合部33和第二配合部34的横截面中，第一配合面对应的圆心角小于第二配合面35对应的圆心角。上述结构适于增加平行滑块30能够与机匣40的接触面积，一方面适于增加校型修复面积，提高修复效率，另一方面则适于通过增加与机匣40的接触面积以均衡地向机匣40施压，降低修复对机匣40形状的破坏。

本实施例中，还包括配重块，所述配重块压设与所述中心柱20的顶部21上方。配重块适于在校型修复过程中向中心柱20施加压力，具体的，配重块的重量可以在35Kg-45Kg之间。

本发明还公开了一种机匣40的校型修复方法，利用上述任意实施例中的介机匣的校型修复工装实现，包括：

将中心柱20和多个平行滑块30对应安装于底部垫板10的中心孔12和滑槽11中，并使多个平行滑块30夹紧中心柱20；将机匣40套装于中心柱20和平行滑块30的外侧，并将配重块压设于中心柱20的顶部21；

将组装后的结构放置于真空热处理炉中，抽真空并加热至预设温度，保温一段时间后冷却出炉。

具体的，先将机匣40与校型修复工装组装完成，向中心柱20顶部21放置40Kg±5Kg的配重块，然后将整体放入真空热处理炉中，抽真空至1pa以下，开始升温。炉温升温至920℃±10℃，保温2h后随炉冷却至250℃出炉。在炉温升至920℃后，机匣40的抗蠕变能力明显降低，在平行滑块30的持续压应力作用下，流道面的变形部分逐渐被挤压变形，最终与平行滑块30表面近似贴合，从而达到对流道面矫形的目的。平行滑块30在被中心柱20推动时，推动至止口位置时会被止口阻挡而停止滑移。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机匣的校型修复工装，其特征在于，包括：

底部垫板，设有中心孔和多个滑槽，多个所述滑槽呈放射性布设于所述中心孔的外周；

中心柱，包括同轴连接的定位部和侧推部；所述定位部插装于所述中心孔中；所述侧推部的外周呈锥面，且小端端头与所述定位部连接；

多个平行滑块，分别设置于多个所述滑槽中，所述平行滑块的内侧具有与所述侧推部随形适配的第一配合面，外侧具有与所述机匣的流道面随形适配的第二配合面，适于在所述中心柱的推动下校型修复所述流道面。

2.根据权利要求1所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述底部垫板、所述中心柱和所述平行滑块均采用石墨材料制成。

3.根据权利要求1所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述侧推部的锥度为70-80°。

4.根据权利要求1所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述滑槽于远离所述中心孔的一端设有止口，所述止口适于止挡所述平行滑块。

5.根据权利要求1所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述平行滑块的数量为4个。

6.根据权利要求1所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述平行滑块包括滑动部以及设于所述滑动部底面的底座；所述底座设于所述滑槽适配连接，所述滑动部中位于所述底座外周的底面与所述底部垫板接触连接。

7.根据权利要求6所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，所述滑动部包括径向连接的第一配合部和第二配合部，所述第一配合部的内侧面的上部为所述第一配合面，下部为弧面，适于分别与所述侧推部、定位部适配；所述第二配合部的外侧面的上部为所述第二配合面，下部为避让面。

8.根据权利要求7所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，同一横截面中，所述第一配合面对应的圆心角小于所述第二配合面对应的圆心角。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的机匣的校型修复工装，其特征在于，还包括配重块，所述配重块压设与所述中心柱的顶部上方。

10.一种机匣的修复方法，其特征在于，利用权利要求1-9中任意一项所述的机匣的校型修复工装实现，包括：

将中心柱和多个平行滑块对应安装于底部垫板的中心孔和滑槽中，并使多个所述平行滑块夹紧所述中心柱；将机匣套装于所述中心柱和所述平行滑块的外侧，并将配重块压设于中心柱的顶部；

将组装后的结构放置于真空热处理炉中，抽真空并加热至预设温度，保温一段时间后冷却出炉。

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