CN115194080A - 一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，包括定位环，定位环设置在低涡轴的环形腔体内，定位环的上部内侧与弓形体的一端连接，弓形体内设置有螺纹顶杆，螺纹顶杆的上端与低涡轴上设置的定位销的下端连接，弓形体的另一端竖直设置有螺纹压杆，螺纹压杆的下端通过三角度压头与定位销的上端连接。本发明结构设计巧妙，操作简单，效率高，成本低。

Description

一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装

技术领域

本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装。

背景技术

航空发动机高涡轴、低涡轴等轴类零件均需要安装相应的轴承以实现支撑及旋转功能，而轴承一般采用花螺母作为紧固螺母，花螺母拧紧后的防松措施有定位销、卡圈、止动片、T形锁片、杯形垫圈等。

其中定位销防松方式，具备锁紧牢靠、承受载荷大等优势，同时对轴体的结构要求也较为简单，仅需加工一个定位销孔即可。由于轴类零件内腔一般设计有通风器、通气管、供油管等零件，形成环形腔体结构，定位销安装在环腔外壁上，安装方向为由内向外，受内腔通风器等零件的影响，操作空间相对狭小，铆接所需的支撑点很难设计，铆接安装难度较大。卡圈、止动片、T形锁片、杯形垫圈等方式则需要在轴上设计专门的锁紧止动结构，如卡圈槽、止动槽、锁片安装槽(螺纹内)、垫圈止动槽等，安装相对简单。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，针对定位销的环腔安装环境、铆接中存在的操作空间狭小、定位支撑无法直接建立等情况，采用一种适用于环腔空间的定位支撑扩孔铆接工装，有效保障铆接质量，提升工作效率，避免非定位铆接方式造成的零件及人员损伤，解决航空发动机轴类零件上轴承紧固螺母用定位销的定位支撑铆接问题。

本发明采用以下技术方案：

一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，包括定位环，定位环设置在低涡轴的环形腔体内，定位环的上部内侧与弓形体的一端连接，弓形体内设置有螺纹顶杆，螺纹顶杆的上端与低涡轴上设置的定位销的下端连接，弓形体的另一端竖直设置有螺纹压杆，螺纹压杆的下端通过三角度压头与定位销的上端连接。

具体的，三角度压头的角度包括60°、90°和120°。

具体的，三角度压头的侧面开有安装孔，安装孔内设置有螺钉。

进一步的，螺钉为防转螺钉。

具体的，定位环套装在环形腔体内。

进一步的，定位环与环形腔体为间隙配合。

更进一步的，间隙配合为最小间隙配合。

具体的，定位环的下部通过螺钉与低涡轴连接。

进一步的，螺钉为涨紧螺钉。

具体的，低涡轴上间隔开有若干定位销安装孔。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，采用定位环作为铆接定位支撑基础，配合螺纹顶杆实现对定位销的定位支撑，利用弓形体、手动螺纹压杆、三角度压头对定位销的分步扩口铆接，实现首次压铆、二次压铆和最终压铆的安装定位和支撑，有效地解决了环形腔内无法建立支撑环境、无法对定位销进行定位铆接的问题，替代了现用的从工作地面建立支撑点的工艺方案，保证了铆接质量。

进一步的，三角度压头的角度包括60°、90°和120°，分别用于首次压铆、二次压铆和最终压铆，以实现分步扩口铆接，避免一次压铆量过大造成孔边裂纹。

进一步的，三角度压头的侧面开有安装孔用于安装紧固螺钉，使装置连接可靠。

进一步的，利用防转螺钉限制三角度压头沿周向的旋转运动，实现准确定位。

进一步的，定位环套装在环形腔体内，以便于定位环的安装固定。

进一步的，定位环与环形腔体为间隙配合，允许孔轴配合后能产生相对运动。

进一步的，采用最小间隙配合，装配后的定位环与环形腔体为最紧的配合状态。

进一步的，定位环的下部通过螺钉与低涡轴连接，使得定位环可靠连接。

进一步的，定位环的下部通过涨紧螺钉与低涡轴连接以建立支撑基础，涨紧螺钉用于涨紧定位环。

进一步的，低涡轴上间隔开有若干用于安装定位销的定位销安装孔，利用定位支撑扩孔铆接工装实现对定位销的定位支撑。

综上所述，本发明结构设计巧妙，操作简单，效率高，成本低。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装的结构示意图；

图2为本发明环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装的侧视图。

其中：1.螺纹压杆；2.弓形体；3.防转螺钉；4.三角度压头；5.螺纹顶杆；6.定位环；7.涨紧螺钉；8.低涡轴；9.定位销安装孔；10.紧固螺母；11.通风器；12.环形腔体；13.定位销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”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，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

本发明提供了一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，采用定位环作为铆接定位支撑基础，配合螺纹顶杆实现对定位销的定位支撑，利用弓形体、手动螺纹压杆、三角度压头实现对定位销的分步扩口铆接。本发明中涉及到的定位销由于铆接载荷不大，采用了手动螺纹压铆方式，若铆接载荷较大时，可采用液压压铆方式。

请参阅图1和图2，本发明一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，定位支撑扩孔铆接工装由传统手动铆接工装改进而来，设计了适应于环形腔体的定位支撑结构；航空发动机的低涡轴8上设置有环形腔体12，环形腔体12内部设置有通风器11，低涡轴8上设置有紧固螺母10，紧固螺母10用于压紧轴承，定位支撑扩孔铆接工装的一端安装在环形腔体12内，另一端与低涡轴1连接，分别实现首次压铆、二次压铆和最终压铆的安装定位和支撑。

由于低涡轴的端部需进行铆接处结构及尺寸，本发明采用环形腔体12定位环，周向设计均匀分布涨紧螺钉进行径向定位，通过设计与环形腔体12空间结构匹配的定位环从而实现环形腔体12空间的铆接需求。

定位支撑扩孔铆接工装包括螺纹压杆1、弓形体2、防转螺钉3、三角度压头4、螺纹顶杆5、定位环6和涨紧螺钉7。

请参阅图2，定位环6套装在低涡轴8的环形腔体12内，通风器11位于环形腔体12的中心处，定位环6的下部通过涨紧螺钉7与低涡轴8连接以建立支撑基础，涨紧螺钉7用于涨紧定位环6。

定位环6的上部内侧与弓形体2的下端连接，弓形体2与定位环6之间设置有螺纹顶杆5，通过螺纹顶杆5将弓形体2与定位环6紧固连接，螺纹顶杆5的上端贯穿低涡轴8，与低涡轴8内的定位销13下端对应连接。

弓形体2的上端竖直设置有螺纹压杆1，螺纹压杆1的下部对应螺纹顶杆5设置有三角度压头4，低涡轴1上开有定位销安装孔9，定位销安装孔9内设置有定位销13，定位销13位于三角度压头4与螺纹顶杆5之间。

三角度压头4包括60°、90°和120°，分别用于首次压铆、二次压铆和最终压铆，以实现分步扩口铆接，避免一次压铆量过大造成孔边裂纹。

优选的，三角度压头4还进行防转设计，三角度压头4的侧面开有安装孔，安装孔用于安装防转螺钉3，利用防转螺钉3限制三角度压头4沿周向的旋转运动。

定位环6的外径与环形腔体12设计为小间隙配合，以便于定位环6的安装固定。

定位环6的厚度和螺纹顶杆5的位置根据零件的轴向定位面及弓形体2的尺寸确定，用以保证螺纹顶杆5的轴线与安装定位销13的定位销安装孔9的轴向重合。

工装使用方法：

首先将螺纹顶杆5、涨紧螺钉7安装在定位环6上；

然后将定位环6安装至环形腔体12内，安装到位后，利用涨紧螺钉7涨紧定位，利用螺纹顶杆5顶起定位销13，建立定位支撑基准；

最后利用弓形体2、螺纹压杆1和三角度压头4实现对定位销13的分步铆接。

本发明一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装的设计方法如下：

a.了解环形腔体定位销铆接的结特点征和铆接要求；

先用60度锥进行扩口，再用90度锥进行扩口，再用120度锥进行扩口，扩口处不允许有裂纹，目视检查扩口处直径，不超过5mm。

b.根据铆接质量要求，设计定位支撑扩孔铆接工装；

需要说明的是：在进行结构设计的同时，必须计算载荷的范围，从而确定工装的强度及顶头的硬度。

计算载荷范围以确定工装的强度以及顶头硬度：按照原工装材料进行设计。

c.实践验证及改进完善。

针对各种扩孔铆接结构的零件，若铆接环境为环形腔体，无可直接利用的铆接支撑环境时，均能够使用本发明定位支撑扩孔铆接工装。

综上所述，本发明一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，采用定位环作为铆接定位支撑基础，配合螺纹顶杆实现对定位销的定位支撑，利用弓形体、手动螺纹压杆、三角度压头对定位销的分步扩口铆接，实现首次压铆、二次压铆和最终压铆的安装定位和支撑，有效地解决了环形腔内无法建立支撑环境、无法对定位销进行定位铆接的问题，替代了现用的从工作地面建立支撑点的工艺方案，保证了铆接质量，定位销铆接合格率百分之百，定位销安装时间缩短50％。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，包括定位环(6)，定位环(6)设置在低涡轴(8)的环形腔体(12)内，定位环(6)的上部内侧与弓形体(2)的一端连接，弓形体(2)内设置有螺纹顶杆(5)，螺纹顶杆(5)的上端与低涡轴(8)上设置的定位销(13)的下端连接，弓形体(2)的另一端竖直设置有螺纹压杆(1)，螺纹压杆(1)的下端通过三角度压头(4)与定位销(13)的上端连接。

2.根据权利要求1所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，三角度压头(4)的角度包括60°、90°和120°。

3.根据权利要求1所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，三角度压头(4)的侧面开有安装孔，安装孔内设置有螺钉。

4.根据权利要求3所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，螺钉为防转螺钉。

5.根据权利要求1所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，定位环(6)套装在环形腔体(12)内。

6.根据权利要求5所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，定位环(6)与环形腔体(12)为间隙配合。

7.根据权利要求6所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，间隙配合为最小间隙配合。

8.根据权利要求1所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，定位环(6)的下部通过螺钉与低涡轴(8)连接。

9.根据权利要求8所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，螺钉为涨紧螺钉。

10.根据权利要求1所述的环腔空间用定位支撑扩孔铆接工装，其特征在于，低涡轴(8)上间隔开有若干定位销安装孔(9)。

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