CN116538273A - 一种传动轴组件的加工工装及安装方法 - Google Patents

一种传动轴组件的加工工装及安装方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及航空制造工艺装备技术领域,具体是一种传动轴组件的加工工装及安装方法,该加工工装包括:扇形摇臂、锥度螺栓、定位压板、衬套、菱形销组件,其具体步骤如下:步骤S1;计算中下限;步骤S2;发蓝;步骤S3;冷压装;步骤S4;组合;步骤S5;除氢处理;步骤S6;扇形摇臂与传动轴装配;步骤S7;弧形垫圈装配;步骤S8;锁紧;步骤S9;配合间隙;打破了原有的加工流程和安装顺利,将菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ、传动轴分别发蓝后,通过定位压板,固定菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ的安装位置,进行冷压装;压装后的菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ和传动轴整体进行防护传动轴的外圆,实现无氰镀镉钛的工艺方法,实现了传动轴组件的加工。

Description

一种传动轴组件的加工工装及安装方法
技术领域
本发明涉及航空制造工艺装备技术领域,具体是一种传动轴组件的加工工装及安装方法。
背景技术
传动轴组件是一种舵机的核心产品,起到传动和输出扭矩的作用。目前军民用产品中得到了普遍使用。
因传动轴组件的各分件制造精度和形貌质量要求高,菱形销、传动轴需进行发蓝、无氰镀镉钛表面处理,表面处理过程中需进行分段防护,其交接面防护难度大,镀后尺寸控制难度大且周期长。菱形销与传动轴安装采用过盈配合,在压装过程中,破坏了菱形销镀层表面,影响菱形销的防腐能力。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提出一种传动轴组件的加工工装及安装方法。
一种传动轴组件的加工工装,包括:
扇形摇臂,安装在传动轴上,用于连接电动舵机系统中的铰链传动装置,通过铰链装置接受机械能的转换;
锥度螺栓,固定传动轴和扇形摇臂上,用于固定和传递扭矩;
定位压板,与传动轴配合,用于对传动轴进行定位;
衬套,设置在手动压力机的工作台上,用于与定位压板配合进行传动轴的定位;
菱形销组件,安装在传动轴上,固定在电动舵机系统的舵面装置上并输出扭矩。
所述的扇形摇臂上设置有与传动轴的外圆一配合的内孔一,配合间隙≯0.01㎜;所述的扇形摇臂上还设置有与锥度螺栓的锥度外圆配合的锥形孔,配合后锥度螺栓大端端面不凸出;所述的扇形摇臂上还设置有与弧形垫圈的弧面配合的外圆面。
所述的菱形销组件包括菱形销Ⅰ和菱形销Ⅱ;所述的菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ的外圆柱面与传动轴1的精度孔一、精度孔二过盈配合,过盈量≯0.01㎜。
所述的锥度螺栓上安装有弧形垫圈,其弧面与扇形摇臂的圆弧面匹配,标准螺母的螺纹与锥度螺栓螺纹匹配,并锁紧。
所述的定位压板上设置有与传动轴的内孔二相匹配的外圆二,间隙在0.01~0.03㎜,还设置有与传动轴的端面一平行的端面二,所述的外圆二与端面二垂直度≯0.02㎜。
所述的定位压板上还设置有与菱形销Ⅰ相匹配的孔一,装配间隙≯0.02㎜;还设置有与菱形销Ⅱ相互匹配的孔二,装配间隙≯0.02㎜,所述的孔一、孔二的轴线与端面二的垂直度≯0.02。
所述的衬套上设置有与手动压力机的工作台相配合的端面三和端面四,所述的端面三和端面四的平行度≤0.02㎜。
所述的衬套上还设置有与传动轴的外圆三匹配的内孔三,间隙控制在0.03~0.05㎜,端面三与传动轴的端面五贴合。
一种传动轴组件的加工工装的安装方法,其具体步骤如下:
步骤S1:计算中下限:菱形销Ⅰ和菱形销Ⅱ的菱形端外圆精度尺寸按镀层厚度中下限计算,传动轴的内孔二按镀层厚度上中限计算,传动轴的台阶类精度尺寸按镀层厚度中下限计算;
步骤S2:发蓝:将加工合格的菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ和传动轴进行整体发蓝处理;
步骤S3:冷压装:将发蓝合格的菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ和传动轴1,进行冷压装;
步骤S4:组合:压装合格的传动轴和菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ组合件,进行无氰镀镉钛处理,其中无氰镀镉钛工艺参数:电流2~3A/dm2,时间10分钟,工作电压3~5V,温度25℃;
步骤S5:除氢处理:无氰镀镉钛时间间隔不大于4小时,在有循环空气和自动控温±5℃的炉里除氢处理,温度190±5℃,时间不少于12小时,除氢后对其镀层厚度、镀后尺寸进行检测,合格后进行下步;
步骤S6:扇形摇臂与传动轴装配:将扇形摇臂的内孔一与传动轴的外圆一对正、放入,将扇形摇臂的锥形孔与传动轴的锥度外圆对正旋转配合;
步骤S7:弧形垫圈装配:从传动轴和扇形摇臂大端孔穿入锥度螺栓的螺纹端,将弧形垫圈的弧面与扇形摇臂的外圆面贴合;
步骤S8:锁紧:将标准垫圈和螺母依次安装在锥度螺栓上,用扭矩扳手拧紧,拧紧力矩8N.m;
步骤S9:配合间隙:检测锥度螺栓大端面与扇形摇臂的外圆面不超过0.05㎜。
所述的步骤S3的冷压装具体操作步骤如下:
a、将传动轴的外圆三套在衬套的内孔三上,传动轴的端面五与衬套端面三贴合,端面四贴合在手动压力机的工作台中间位置;
b、将菱形销Ⅰ的菱形位置安装在定位压板的孔一上,菱形销Ⅱ的菱形位置安装在定位压板的孔二上,筛选其配合间隙,配合间隙控制在≯0.02㎜;
c、将定位压板的外圆二装在传动轴的内孔二中,旋转定位压板,将菱形销Ⅰ和菱形销Ⅱ轴线对正传动轴的精度孔一、精度孔二轴线,用塞尺测量定位压板的端面二与传动轴的端面一距离,尺寸差≯0.04㎜;
d、将手动压力机上端工作台与菱形销Ⅰ端面贴合,缓慢压入,同样方法,冷压菱形销Ⅰ,拆下定位压板和衬套,测量菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ的凸出距离。
本发明的有益效果是:打破了原有的加工流程和安装顺利,将菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ、传动轴分别发蓝后,通过定位压板,固定菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ的安装位置,进行冷压装;压装后的菱形销Ⅰ、菱形销Ⅱ和传动轴整体进行防护传动轴的外圆,实现无氰镀镉钛的工艺方法,实现了传动轴组件的加工。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的主视结构示意图;
图2为本发明的后视结构示意图;
图3为本发明的图2的A-A结构示意图;
图4为本发明的压装状态示意图一;
图5为本发明的压装状态示意图二;
图6为本发明的传动轴主视结构示意图;
图7为本发明的传动轴剖视结构示意图;
图8为本发明的摇臂齿轮主视结构示意图;
图9为本发明的摇臂齿轮侧视结构示意图;
图10为本发明的锥度螺栓结构示意图;
图11为本发明的弧形垫圈主视结构示意图;
图12为本发明的弧形垫圈侧视结构示意图;
图13为本发明的菱形销Ⅰ主视结构示意图;
图14为本发明的菱形销Ⅰ侧视结构示意图;
图15为本发明的定位压板主视结构示意图;
图16为本发明的定位压板侧视结构示意图;
图17为本发明的衬套主视结构示意图。
图中,1、传动轴;2、扇形摇臂;3、锥度螺栓;4、弧形垫圈;5、菱形销Ⅰ;6、菱形销Ⅱ;7、定位压板;8、衬套;
101、外圆三;102、端面五;103、内孔二;104、端面一;105、精度孔一;106、精度孔二;107、锥度外圆;
201、内孔一;203、锥形孔;204、外圆面;
701、外圆二;702、端面二;703、孔一;704、孔二;
801、内孔三;802、端面三;803、端面四;
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面对本发明进一步阐述。
如图1至图17所示,一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:包括:
扇扇形摇臂2,安装在传动轴1上,用于连接电动舵机系统中的铰链传动装置,通过铰链装置接受机械能的转换;
锥度螺栓3,固定传动轴1和扇形摇臂2上,用于固定和传递扭矩;
定位压板7,与传动轴1配合,用于对传动轴1进行定位;
衬套8,设置在手动压力机的工作台上,用于与定位压板7配合进行传动轴1的定位;
菱形销组件,安装在传动轴1上,固定在电动舵机系统的舵面装置上并输出扭矩。
所述的扇形摇臂2上设置有与传动轴1的外圆一配合的内孔一201,配合间隙≯0.01㎜;所述的扇形摇臂2上还设置有与锥度螺栓3的锥度外圆107配合的锥形孔203,配合后锥度螺栓3的大端端面不凸出;所述的扇形摇臂2上还设置有与弧形垫圈4的弧面配合的外圆面204。
具体的,所述的扇形摇臂2中的齿轮与电动舵机系统上的角传感器器连接,控制和反馈转动角度。
所述的菱形销组件包括菱形销Ⅰ5和菱形销Ⅱ6;所述的菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6的外圆柱面与传动轴1的精度孔一105、精度孔二106过盈配合,过盈量≯0.01㎜。
具体的,所述的菱形销Ⅰ5的菱形位置安装在定位压板7的孔一703上,菱形销Ⅱ6的菱形位置安装在定位压板7的孔一703上,筛选其配合间隙,配合间隙控制在≯0.02㎜。
所述的锥度螺栓3上安装有弧形垫圈4,其弧面与扇形摇臂2的圆弧面匹配,标准螺母的螺纹与锥度螺栓3螺纹匹配,并锁紧。
具体的,压装后的菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6和传动轴1整体进行防护传动轴的外圆,实现无氰镀镉钛的工艺方法,实现了传动轴组件的加工,有效避免了冷安装破坏镀层面、电镀防护类技术问题,其具有操作方便、尺寸一致性好类特点,提高了生产效率和加工质量。
所述的定位压板7上设置有与传动轴1的内孔二103相匹配的外圆二701,间隙在0.01~0.03㎜。
所述的定位压板7上还设置有与传动轴1的端面一104平行的端面二702,所述的外圆二701与端面二702垂直度≯0.02㎜。
所述的定位压板7上还设置有与菱形销Ⅰ5相匹配的孔一703,装配间隙≯0.02㎜。
所述的定位压板7上还设置有与菱形销Ⅱ6相互匹配的孔二704,装配间隙≯0.02㎜,所述的孔一703、孔二704的轴线与端面二702的垂直度≯0.02。
所述的衬套8上设置有与手动压力机的工作台相配合的端面三802和端面四803,所述的端面三802和端面四803的平行度≤0.02㎜。
所述的衬套8上还设置有与传动轴1的外圆三101匹配的内孔三801,间隙控制在0.03~0.05㎜,端面三802与传动轴1的端面五102贴合。
精准的尺寸限制能够解决菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6和传动轴1两种镀种防护、镀后尺寸不容易控制、冷压装损伤菱形销端面类问题。
一种传动轴组件的加工工装的安装方法,其具体步骤如下:
步骤S1:计算中下限:菱形销Ⅰ5和菱形销Ⅱ6的菱形端外圆精度尺寸按镀层厚度中下限计算,传动轴1的内孔二103按镀层厚度上中限计算,传动轴1的台阶类精度尺寸按镀层厚度中下限计算;
步骤S2:发蓝:将加工合格的菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6和传动轴1进行整体发蓝处理;
步骤S3:冷压装:将发蓝合格的菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6和传动轴1,进行冷压装;
步骤S4:组合:压装合格的传动轴1和菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6组合件,进行无氰镀镉钛处理,其中无氰镀镉钛工艺参数:电流2~3A/dm2,时间10分钟,工作电压3~5V,温度25℃;
步骤S5:除氢处理:无氰镀镉钛时间间隔不大于4小时,在有循环空气和自动控温±5℃的炉里除氢处理,温度190±5℃,时间不少于12小时,除氢后对其镀层厚度、镀后尺寸进行检测,合格后进行下步;
步骤S6:扇形摇臂2与传动轴1装配:将扇形摇臂2的内孔一201与传动轴1的外圆一对正、放入,将扇形摇臂2的锥形孔203与传动轴1的锥度外圆107对正旋转配合;
步骤S7:弧形垫圈4装配:从传动轴1和扇形摇臂2大端孔穿入锥度螺栓3的螺纹端,将弧形垫圈4的弧面与扇形摇臂2的外圆面204贴合;
步骤S8:锁紧:将标准垫圈和螺母依次安装在锥度螺栓3上,用扭矩扳手拧紧,拧紧力矩8N.m;
步骤S9:配合间隙:检测锥度螺栓3大端面与扇形摇臂2的外圆面204不超过0.05㎜。
所述的步骤S3的冷压装具体操作步骤如下:
a、将传动轴1的外圆三101套在衬套8的内孔三801上,传动轴1的端面五102与衬套8端面三802贴合,端面四803贴合在手动压力机的工作台中间位置;
b、将菱形销Ⅰ5的菱形位置安装在定位压板7的孔一703上,菱形销Ⅱ6的菱形位置安装在定位压板7的孔二704上,筛选其配合间隙,配合间隙控制在≯0.02㎜;
c、将定位压板7的外圆二701装在传动轴1的内孔二103中,旋转定位压板7,将菱形销Ⅰ5和菱形销Ⅱ6轴线对正传动轴1的精度孔一105、精度孔二106轴线,用塞尺测量定位压板7的端面二702与传动轴1的端面一104距离,尺寸差≯0.04㎜;
d、将手动压力机上端工作台与菱形销Ⅰ5端面贴合,缓慢压入,同样方法,冷压菱形销Ⅱ6,拆下定位压板7和衬套8,测量菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6的凸出距离。
通过改进工艺方法和冷压装顺序,实现了菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6与传动轴1的快速安装,菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6尖边对齐,电镀快速防护,其具有操作方便、尺寸一致性好类特点,提高了生产效率和加工质量。
所述的孔一703、孔二704均为为菱形孔。
通过步骤S5的发蓝打破了原有的加工流程和装配思路,将菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6、传动轴1分别发蓝后,通过定位压板7,固定菱形销Ⅰ5、菱形销Ⅱ6的安装位置,进行冷压装。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:包括:
扇形摇臂(2),安装在传动轴(1)上,用于连接电动舵机系统中的铰链传动装置,通过铰链装置接受机械能的转换;
锥度螺栓(3),固定传动轴(1)和扇形摇臂(2)上,用于固定和传递扭矩;
定位压板(7),与传动轴(1)配合,用于对传动轴(1)进行定位;
衬套(8),设置在手动压力机的工作台上,用于与定位压板(7)配合进行传动轴(1)的定位;
菱形销组件,安装在传动轴(1)上,固定在电动舵机系统的舵面装置上并输出扭矩。
2.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的扇形摇臂(2)上设置有与传动轴(1)的外圆一配合的内孔一(201),配合间隙≯0.01㎜;所述的扇形摇臂(2)上还设置有与锥度螺栓(3)的锥度外圆(107)配合的锥形孔(203);所述的扇形摇臂(2)上还设置有与弧形垫圈(4)的弧面配合的外圆面(204)。
3.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的菱形销组件包括菱形销Ⅰ(5)和菱形销Ⅱ(6);所述的菱形销Ⅰ(5)、菱形销Ⅱ(6)的外圆柱面与传动轴(1)的精度孔一(105)、精度孔二(106)过盈配合,过盈量≯0.01㎜。
4.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的锥度螺栓(3)上安装有弧形垫圈(4),所述的弧形垫圈(4)的弧面与扇形摇臂(2)的圆弧面匹配。
5.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的定位压板(7)上设置有与传动轴(1)的内孔二(103)相匹配的外圆二(701),间隙在0.01~0.03㎜,还设置有与传动轴(1)的端面一(104)平行的端面二(702),所述的外圆二(701)与端面二(702)垂直度≯0.02㎜。
6.根据权利要求3所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的定位压板(7)上还设置有与菱形销Ⅰ(5)相匹配的孔一(703),装配间隙≯0.02㎜;还设置有与菱形销Ⅱ(6)相互匹配的孔二(704),装配间隙≯0.02㎜,所述的孔一(703)、孔二(704)的轴线与端面二(702)的垂直度≯0.02mm。
7.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的衬套(8)上设置有与手动压力机的工作台相配合的端面三(802)和端面四(803),所述的端面三(802)和端面四(803)的平行度≤0.02㎜。
8.根据权利要求1所述的一种传动轴组件的加工工装,其特征在于:所述的衬套(8)上还设置有与传动轴(1)的外圆三(101)匹配的内孔三(801),间隙控制在0.03~0.05㎜,端面三(802)与传动轴(1)的端面五(102)贴合。
9.利用权利要求1至8中任一项所述的一种传动轴组件的加工工装的安装方法,其特征在于:其具体步骤如下:
步骤S1:计算中下限:菱形销Ⅰ(5)和菱形销Ⅱ(6)的菱形端外圆精度尺寸按镀层厚度中下限计算,传动轴(1)的内孔二(103)按镀层厚度上中限计算,传动轴(1)的台阶类精度尺寸按镀层厚度中下限计算;
步骤S2:发蓝:将加工合格的菱形销Ⅰ(5)、菱形销Ⅱ(6)和传动轴(1)进行整体发蓝处理;
步骤S3:冷压装:将发蓝合格的菱形销Ⅰ(5)、菱形销Ⅱ(6)和传动轴(1),进行冷压装;
步骤S4:组合:压装合格的传动轴(1)和菱形销Ⅰ(5)、菱形销Ⅱ(6)组合件,进行无氰镀镉钛处理,其中无氰镀镉钛工艺参数:电流2~3A/dm2,时间10分钟,工作电压3~5V,温度25℃;
步骤S5:除氢处理:无氰镀镉钛时间间隔不大于4小时,在有循环空气和自动控温±5℃的炉里除氢处理,温度190±5℃,时间不少于12小时,除氢后对其镀层厚度、镀后尺寸进行检测,合格后进行下步;
步骤S6:扇形摇臂(2)与传动轴(1)装配:将扇形摇臂(2)的内孔一(201)与传动轴(1)的外圆一对正、放入,将扇形摇臂(2)的锥形孔(203)与传动轴(1)的锥度外圆(107)对正旋转配合;
步骤S7:弧形垫圈(4)装配:从传动轴(1)和扇形摇臂(2)大端孔穿入锥度螺栓(3)的螺纹端,将弧形垫圈(4)的弧面与扇形摇臂(2)的外圆面(204)贴合;
步骤S8:锁紧:将标准垫圈和螺母依次安装在锥度螺栓(3)上,用扭矩扳手拧紧,拧紧力矩8N.m;
步骤S9:配合间隙:检测锥度螺栓(3)大端面与扇形摇臂(2)的外圆面(204)不超过0.05㎜。
10.根据权利要求9所述的一种传动轴组件的加工工装的安装方法,其特征在于:所述的步骤S3的冷压装具体操作步骤如下:
a、将传动轴(1)的外圆三(101)套在衬套(8)的内孔三(801)上,传动轴(1)的端面五(102)与衬套(8)端面三(802)贴合,端面四(803)贴合在手动压力机的工作台中间位置;
b、将菱形销Ⅰ(5)的菱形位置安装在定位压板(7)的孔一(703)上,菱形销Ⅱ(6)的菱形位置安装在定位压板(7)的孔二(704)上,筛选其配合间隙,配合间隙控制在≯0.02㎜;
c、将定位压板(7)的外圆二(701)装在传动轴(1)的内孔二(103)中,旋转定位压板(7),将菱形销Ⅰ(5)和菱形销Ⅱ(6)轴线对正传动轴(1)的精度孔一(105)、精度孔二(106)轴线,用塞尺测量定位压板(7)的端面二(702)与传动轴(1)的端面一(104)距离,尺寸差≯0.04㎜;
d、将手动压力机上端工作台与菱形销Ⅰ(5)端面贴合,缓慢压入,同样方法,冷压菱形销Ⅱ(6),拆下定位压板(7)和衬套(8),测量菱形销Ⅰ(5)、菱形销Ⅱ(6)的凸出距离。
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