CN117817353A - 一种cnc加工飞机发动机燃烧室的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置及方法，本发明涉及加工发动机燃烧室的技术领域，它包括工作台、设置于工作台上用于工装毛坯的工装及旋转机构、固设于工作台顶表面上的激光切割机、设置于工作台底表面上用于锁紧毛坯的自锁机构、设置于工作台上用于同时打磨喷嘴安装孔端口和外端口处毛刺的双打磨机构；工装及旋转机构包括设置于工作台下方的驱动电机、旋转安装于工作台内的主轴、固设于主轴顶部的转台；自锁机构包括固设于工作台底表面上的立板和导轨，滑块的左端面上焊接有锁紧杆，锁紧杆的直径与毛坯的进气孔的直径相等，锁紧杆向上贯穿工作台的台面。本发明的有益效果是：极大提高燃烧室加工质量、极大提高燃烧室加工效率。

Description

一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置及方法

技术领域

本发明涉及加工发动机燃烧室的技术领域，特别是一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置及方法。

背景技术

某生产车间主要负责生产民用飞机的发动机的燃烧室，燃烧室是民用飞机的发动机内的重要组成部分，该燃烧室的结构如图1~图3所示，燃烧室1包括外壳2、设置于外壳2内的内壳3，内壳3的底端部与外壳2的底端部之间固设有环形部4，外壳2、内壳3和环形部4之间围成有顶部带有开口的型腔5，外壳2的柱面上沿其圆周方向均匀开设有多个喷嘴安装孔6，环形部4上沿其圆周方向均匀开设有多个进气孔7，多个进气孔7分别与多个喷嘴安装孔6上下相对应。

使用时，将该燃烧室1安装在发动机内，在多个喷嘴安装孔6处均安装喷嘴，通过喷嘴向型腔5内喷入雾化燃料，雾化燃料的流动方向如图3中实心箭头所示，通过进气孔7向型腔5内通入空气，空气的流动方向如图3中空心箭头所示，空气与雾化燃料混合燃烧后，产生高压气体，高压气体从型腔5的开口处流出，流出后作用到发动机的涡轮叶片上，进而驱动发动机的涡轮旋转，进而驱动发动机运行。该车间内采用如图4~图6所示的毛坯8来加工出燃烧室1，该毛坯8包括外壳2、设置于外壳2内的内壳3，内壳3的底端部与外壳2的底端部之间固设有环形部4，外壳2、内壳3和环形部4之间围成有顶部带有开口的型腔5，环形部4上沿其圆周方向均匀开设有多个进气孔7。

车间内利用该毛坯8加工出燃烧室1的方法是：

Sa、工人将毛坯8吊装到加工台上；

Sb、在毛坯8的外壳2上且在一个进气孔7的上方位置处，通过激光切割机在该位置处切割加工出一个喷嘴安装孔6；

Sc、在加工台上移动激光切割机的位置，使激光切割机与第二个进气孔7相对立，通过激光切割机在第二个进气孔7的上方位置处切割加工出第二个喷嘴安装孔6；

Sd、如此重复步骤Sc的操作多次，即可在毛坯8的外壳2上加工出多个分别与进气孔7上下相对应的喷嘴安装孔6，加工后，得到半成品燃烧室；

Se、通过打磨机对半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔6的外端口进行打磨，以打磨掉附着在各个喷嘴安装孔6外端口处的毛刺；而后通过打磨机对半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔6的内端口进行打磨，以打磨掉附着在各个喷嘴安装孔6内端口处的毛刺，当打磨后，即可最终生产出燃烧室1。

然而，该车间内所采用的方法虽然能够利用毛坯8加工出燃烧室1，但是在技术上仍然存在以下技术缺陷：

I、在步骤Sc~Sd中，当激光切割机在切割毛坯8的外壳2时，在切割力下，毛坯8发生位移，进而导致切割加工出的喷嘴安装孔6与进气孔7不是上下对应的（而工艺上要求加工出的喷嘴安装孔6与进气孔7上下对应），从而降低了燃烧室的加工质量。

II、在步骤Se中，需要分两个工序才能打磨掉附着在各个喷嘴安装孔6外端口和内端口处的毛刺，这样才能加工出燃烧室1，这无疑是增加了喷嘴安装孔6的打磨时间，进而降低了燃烧室1的加工效率。此外，待打磨的喷嘴安装孔6的数量多达20~25个，人工一个接一个的去打磨，不仅增加了工人的工作强度，而且还降低了燃烧室1的加工效率。因此，亟需一种极大提高燃烧室加工质量、极大提高燃烧室加工效率的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种极大提高燃烧室加工质量、极大提高燃烧室加工效率的CNC加工飞机发动机燃烧室的装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，它包括工作台、设置于工作台上用于工装毛坯的工装及旋转机构、固设于工作台顶表面上的激光切割机、设置于工作台底表面上用于锁紧毛坯的自锁机构、设置于工作台上用于同时打磨喷嘴安装孔端口和外端口处毛刺的双打磨机构；

所述工装及旋转机构包括设置于工作台下方的驱动电机、旋转安装于工作台内的主轴、固设于主轴顶部的转台，所述转台的顶表面上固设有定位筒，定位筒的外径与毛坯内壳的内径相等，定位筒的顶部固设有螺纹杆，螺纹杆、定位筒和主轴同轴设置，所述驱动电机的输出轴与主轴的底端部连接；

所述自锁机构包括固设于工作台底表面上的立板和导轨，立板和导轨均位于驱动电机的左侧，立板的后端面上固设有自锁液压马达，自锁液压马达的输出轴向前贯穿立板，且延伸端上安装有齿轮，导轨滑动安装有滑块，滑块的左端面上焊接有锁紧杆，锁紧杆的直径与毛坯的进气孔的直径相等，锁紧杆向上贯穿工作台的台面，锁紧杆的左柱面上沿其长度方向焊接有齿条，齿条与齿轮相啮合；

所述激光切割机的激光切割头位于转台的上方且朝右设置。

所述转台的底表面上固设有多根支撑架，每根支撑架的底部均旋转安装有滚轮，滚轮支撑于工作台的台面上。

所述工作台的台面上固设有轴承座，所述主轴旋转安装于轴承座内。

所述工作台内开设有与锁紧杆相对应的导向孔，所述锁紧杆滑动安装于导向孔内。

所述双打磨机构包括固设于工作台台面上且位于转台右侧的液压滑台、固设于液压滑台的移动台上的支架，所述支架的左侧壁上设置有用于打磨喷嘴安装孔外端口处毛刺的打磨单元I；

所述支架的顶表面上固设有主油缸，主油缸的活塞杆贯穿支架，且延伸端上固设有升降板，升降板的底表面上固设有安装板，安装板的右端面上铰接有两个相平行的连杆，两个连杆的右端部之间铰接有活动板，活动板的右端面上固设有垂向油缸，垂向油缸活塞杆的作用端上固设有水平油缸，水平油缸活塞杆的作用端上设置有用于打磨喷嘴安装孔内端口处毛刺的打磨单元II；

所述升降板的顶表面上固设有副油缸，副油缸的活塞杆贯穿升降板，且延伸端上连接有杆件，杆件的另一端铰接于上侧的连杆上。

所述打磨单元I包括固设于支架左侧壁上的固定板、固设于固定板底表面上的伺服电机I、旋转安装于固定板内的转轴I，伺服电机I的输出轴向上贯穿固定板，且延伸端上安装有皮带轮，转轴I的上端部安装有皮带轮，转轴I的底部固连有打磨棒I，两个皮带轮之间安装有皮带I。

所述打磨单元II包括固设于水平油缸活塞杆作用端上的连接板、固设于连接板底表面上的伺服电机II、旋转安装于连接板内的转轴II，伺服电机II的输出轴贯穿连接板，且延伸端上安装有皮带轮，转轴II的上端部安装有皮带轮，转轴II的底部固连有打磨棒II，两个皮带轮之间安装有皮带II。

该装置还包括控制器，所述控制器与自锁液压马达、驱动电机、主油缸、副油缸、垂向油缸、水平油缸、伺服电机I、伺服电机II电连接。

一种CNC加工飞机发动机燃烧室的方法，它包括以下步骤：

S1、毛坯的工装固定，其具体操作步骤为：

S11、工人将一个毛坯吊装起来，将吊装起来的毛坯的内壳从上往下套在工装及旋转机构的定位筒上，而后将毛坯的环形部支撑在转台上；

S12、工人在螺纹杆上套上压板，并且将压板支撑在毛坯的内壳的顶表面上，然后工人在螺纹杆上螺纹连接多个锁紧螺母，在螺纹连接下，毛坯被工装固定于转台与压板之间；

S2、在毛坯的外壳上加工出第一个喷嘴安装孔，其具体操作步骤为：

S21、控制驱动电机启动，驱动电机带动主轴旋转，主轴带动转台旋转，转台带动定位筒、螺纹杆和压板同步旋转，进而带动毛坯同步旋转，当毛坯上的第一个进气孔运动到自锁机构的锁紧杆的正上方时，控制驱动电机关闭；

S22、控制自锁机构的自锁液压马达启动，自锁液压马达的输出轴带动齿轮旋转，齿轮带动齿条向上运动，齿条带动锁紧杆向上运动，锁紧杆带动滑块沿着导轨向上运动，当锁紧杆的顶端部从下往上插入到位于其上方的进气孔内后，控制自锁液压马达关闭，此时，锁紧杆将毛坯锁住；

S23、控制激光切割机工作，激光切割机的激光切割头在毛坯的外壳上且在进气孔的上方位置处，切割加工出喷嘴安装孔，从而实现了在毛坯的外壳上加工出第一个喷嘴安装孔；

S3、控制自锁机构的自锁液压马达的输出轴反转，自锁液压马达的输出轴带动齿轮反转，齿轮带动齿条向下运动，齿条带动锁紧杆向下运动，锁紧杆带动滑块沿着导轨向下运动，当锁紧杆从第一个进气孔内退出后，控制自锁液压马达关闭；

S4、工人如此重复步骤S2~S3的操作多次，即可在毛坯的外壳上加工出多个分别与进气孔上下相对应的喷嘴安装孔，加工后，得到半成品燃烧室；

S5、半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔的内外端口处毛刺的打磨，其具体操作步骤为：

S51、控制双打磨机构的液压滑台的移动台向左运动，移动台带动支架向左运动，支架带动其上的主油缸、打磨单元I和打磨单元II同步向左运动，当移动台运动到液压滑台的左极限位置处时，打磨单元I的打磨棒I刚好与半成品燃烧室的外壳的右柱面相接触，同时，打磨单元II的打磨棒II刚好位于半成品燃烧室的型腔的正上方；

S52、控制主油缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板向下运动，升降板带动安装板和副油缸同步向下运动，副油缸带动杆件向下运动，同时安装板带动两个连杆同步向下运动，两个连杆带动活动板向下运动，活动板带动垂向油缸向下运动，垂向油缸带动水平油缸向下运动，水平油缸带动打磨单元II向下运动，进而带动打磨棒II伸入到半成品燃烧室的型腔内；

S53、控制副油缸的活塞杆向上缩回，活塞杆带动杆件向上运动，杆件带动与其铰接的连杆向上运动，连杆带动活动板向上旋转，活动板带动打磨单元II的打磨棒II朝向半成品燃烧室外壳的内柱面方向运动，当副油缸的活塞杆缩回到设定行程后，控制器控制副油缸关闭；

S54、控制垂向油缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动水平油缸向下运动，水平油缸带动打磨单元II的打磨棒II向下运动，当垂向油缸的活塞杆完全伸出后，打磨棒II与半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔刚好处于同一水平面上；

S55、控制水平油缸的活塞杆向右缩回，活塞杆带动连接板向右运动，连接板带动打磨单元II的打磨棒II向右运动，当水平油缸的活塞杆完全缩回后，打磨单元II的打磨棒II刚好与半成品燃烧室的外壳的内柱面相接触；

S56、控制打磨单元I的伺服电机I启动，伺服电机I的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带I转动，皮带I带动转轴I旋转，转轴I带动打磨棒I绕其自身轴线旋转；

同时，控制打磨单元II的伺服电机II启动，伺服电机II的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带II转动，皮带II带动转轴II旋转，转轴II带动打磨棒II绕其自身轴线旋转；

同时，控制驱动电机启动，驱动电机带动主轴旋转，主轴带动转台旋转，转台带动定位筒、螺纹杆和压板同步旋转，进而带动半成品燃烧室同步旋转，在旋转过程中，打磨棒I依次对半成品燃烧室上的各个喷嘴安装孔外端口处的毛刺进行打磨，打磨棒II依次对半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔内端口处的毛刺进行打磨；

当打磨一段时间后，即可最终实现将半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔的内外端口处的毛刺全部打磨掉，进而最终生产出燃烧室；

S6、燃烧室的吊走：控制伺服电机I、伺服电机II和驱动电机关闭，而后控制水平油缸、垂向油缸、副油缸和主油缸复位，以使打磨棒II从燃烧室的型腔内退出；然后控制液压滑台的移动台向右运动，移动台带动支架向右运动，支架带动打磨棒I向右运动，以使打磨棒I与燃烧室的外壳分离；然后工人拆卸掉锁紧螺母和压板，最后工人将燃烧室从转台上吊走。

本发明具有以下优点：极大提高燃烧室加工质量、极大提高燃烧室加工效率。

附图说明

图1为燃烧室的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的主剖示意图；

图4为毛坯的结构示意图；

图5为图4的主视图；

图6为图4的主剖示意图；

图7为本发明的结构示意图；

图8为图7的主剖示意图；

图9为自锁机构的结构示意图；

图10为图9的A-A截面示意图；

图11为双打磨机构的结构示意图；

图12为图11的I部局部放大图；

图13为图11的II部局部放大图；

图14为毛坯的内壳从上往下套在定位筒的示意图；

图15为毛坯被工装固定于转台与压板之间的示意图；

图16为锁紧杆的顶端部插入到位于其上方的进气孔内的示意图；

图17为在毛坯的外壳上加工出第一个喷嘴安装孔的示意图；

图18为加工出半成品燃烧室的示意图；

图19为打磨棒I与半成品燃烧室外壳的右柱面相接触的示意图；

图20为打磨棒II伸入到半成品燃烧室的型腔内的示意图；

图21为图20的A部局部放大图；

图22为打磨棒II朝向半成品燃烧室外壳的内柱面方向运动的示意图；

图23为图22的B部局部放大图；

图24为打磨棒II与半成品燃烧室的各个喷嘴安装孔处于同一水平面上的示意图；

图25为图24的C部局部放大图；

图26为打磨单元II的打磨棒II与半成品燃烧室外壳的内柱面相接触的示意图；

图27为图25的D部局部放大图；

图中：1-燃烧室，2-外壳，3-内壳，4-环形部，5-型腔，6-喷嘴安装孔，7-进气孔，8-毛坯；9-工作台，10-激光切割机，11-自锁机构，12-双打磨机构，13-驱动电机，14-主轴，15-转台，16-定位筒，17-螺纹杆；

18-立板，19-导轨，20-自锁液压马达，21-齿轮，22-滑块，23-锁紧杆，24-齿条；

25-液压滑台，26-激光切割头，27-支架，28-打磨单元I，29-主油缸，30-升降板，31-安装板，32-连杆，33-活动板，34-垂向油缸，35-水平油缸，36-打磨单元II，37-副油缸，38-杆件；

39-固定板，40-伺服电机I，41-转轴I，42-打磨棒I，43-皮带I，44-连接板，45-伺服电机II，46-转轴II，47-打磨棒II，48-皮带II；49-锁紧螺母，50-压板，51-半成品燃烧室。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图7~图13所示，一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，它包括工作台9、设置于工作台9上用于工装毛坯的工装及旋转机构、固设于工作台9顶表面上的激光切割机10、设置于工作台9底表面上用于锁紧毛坯8的自锁机构11、设置于工作台9上用于同时打磨喷嘴安装孔6端口和外端口处毛刺的双打磨机构12。

所述工装及旋转机构包括设置于工作台9下方的驱动电机13、旋转安装于工作台9内的主轴14、固设于主轴14顶部的转台15，工作台9的台面上固设有轴承座，所述主轴14旋转安装于轴承座内，所述转台15的顶表面上固设有定位筒16，定位筒16的外径与毛坯8内壳3的内径相等，定位筒16的顶部固设有螺纹杆17，螺纹杆17、定位筒16和主轴14同轴设置，所述驱动电机13的输出轴与主轴14的底端部连接；所述转台15的底表面上固设有多根支撑架，每根支撑架的底部均旋转安装有滚轮，滚轮支撑于工作台9的台面上。

所述自锁机构11包括固设于工作台9底表面上的立板18和导轨19，立板18和导轨19均位于驱动电机13的左侧，立板18的后端面上固设有自锁液压马达20，自锁液压马达20的输出轴向前贯穿立板18，且延伸端上安装有齿轮21，导轨19滑动安装有滑块22，滑块22的左端面上焊接有锁紧杆23，锁紧杆23的直径与毛坯8的进气孔7的直径相等，锁紧杆23向上贯穿工作台9的台面，锁紧杆23的左柱面上沿其长度方向焊接有齿条24，齿条24与齿轮21相啮合；所述工作台9内开设有与锁紧杆23相对应的导向孔，所述锁紧杆23滑动安装于导向孔内。所述激光切割机10的激光切割头26位于转台15的上方且朝右设置。

所述双打磨机构12包括固设于工作台9台面上且位于转台15右侧的液压滑台25、固设于液压滑台25的移动台上的支架27，所述支架27的左侧壁上设置有用于打磨喷嘴安装孔6外端口处毛刺的打磨单元I28；所述支架27的顶表面上固设有主油缸29，主油缸29的活塞杆贯穿支架27，且延伸端上固设有升降板30，升降板30的底表面上固设有安装板31，安装板31的右端面上铰接有两个相平行的连杆32，两个连杆32的右端部之间铰接有活动板33，活动板33的右端面上固设有垂向油缸34，垂向油缸34活塞杆的作用端上固设有水平油缸35，水平油缸35活塞杆的作用端上设置有用于打磨喷嘴安装孔6内端口处毛刺的打磨单元II36；所述升降板30的顶表面上固设有副油缸37，副油缸37的活塞杆贯穿升降板30，且延伸端上连接有杆件38，杆件38的另一端铰接于上侧的连杆32上。

所述打磨单元I28包括固设于支架27左侧壁上的固定板39、固设于固定板39底表面上的伺服电机I40、旋转安装于固定板39内的转轴I41，伺服电机I40的输出轴向上贯穿固定板39，且延伸端上安装有皮带轮，转轴I41的上端部安装有皮带轮，转轴I41的底部固连有打磨棒I42，两个皮带轮之间安装有皮带I43。

所述打磨单元II36包括固设于水平油缸35活塞杆作用端上的连接板44、固设于连接板44底表面上的伺服电机II45、旋转安装于连接板44内的转轴II46，伺服电机II45的输出轴贯穿连接板44，且延伸端上安装有皮带轮，转轴II46的上端部安装有皮带轮，转轴II46的底部固连有打磨棒II47，两个皮带轮之间安装有皮带II48。

该装置还包括控制器，所述控制器与自锁液压马达20、驱动电机13、主油缸29、副油缸37、垂向油缸34、水平油缸35、伺服电机I40、伺服电机II45电连接，通过控制器可控制主油缸29、副油缸37、垂向油缸34、水平油缸35活塞杆的伸出或缩回，同时还能控制自锁液压马达20、驱动电机13、伺服电机I40、伺服电机II45的启动或关闭，具有自动化程度高的特点。

一种CNC加工飞机发动机燃烧室的方法，它包括以下步骤：

S1、毛坯8的工装固定，其具体操作步骤为：

S11、工人将一个如图4~图6所示的毛坯8吊装起来，将吊装起来的毛坯8的内壳3从上往下套在工装及旋转机构的定位筒16上，如图14所示，而后将毛坯8的环形部4支撑在转台15上；

S12、工人在螺纹杆17上套上压板50，并且将压板50支撑在毛坯8的内壳3的顶表面上，然后工人在螺纹杆17上螺纹连接多个锁紧螺母49，在螺纹连接下，毛坯8被工装固定于转台15与压板50之间，如图15所示；

S2、在毛坯8的外壳2上加工出第一个喷嘴安装孔6，其具体操作步骤为：

S21、控制驱动电机13启动，驱动电机13带动主轴14旋转，主轴14带动转台15旋转，转台15带动定位筒16、螺纹杆17和压板50同步旋转，进而带动毛坯8同步旋转，当毛坯8上的第一个进气孔7运动到自锁机构11的锁紧杆23的正上方时，控制驱动电机13关闭；

S22、控制自锁机构11的自锁液压马达20启动，自锁液压马达20的输出轴带动齿轮21旋转，齿轮21带动齿条24向上运动，齿条24带动锁紧杆23向上运动，锁紧杆23带动滑块22沿着导轨19向上运动，当锁紧杆23的顶端部从下往上插入到位于其上方的进气孔7内后，如图16所示，控制自锁液压马达20关闭，此时，锁紧杆23将毛坯8锁住；

S23、控制激光切割机10工作，激光切割机10的激光切割头26在毛坯8的外壳2上且在进气孔7的上方位置处，切割加工出喷嘴安装孔6，从而实现了在毛坯8的外壳2上加工出第一个喷嘴安装孔6，如图17所示；

其中，从该步骤S1~S2可知，由于毛坯8被工装固定于转台15与压板50之间，从而实现了在轴向上固定住毛坯8，同时，由于锁紧杆23插入到与其对应的进气孔7内，以将毛坯8锁住，从而实现了在周向上固定住毛坯8，因此，当激光切割机10在毛坯8的外壳2上进行切割时，毛坯8也不会发生任何的位移，进而确保了切割加工出的喷嘴安装孔6与进气孔7始终是上下对应的，因此，本装置相比于车间内的加工方法，极大的提高了燃烧室1的加工质量。

S3、控制自锁机构11的自锁液压马达20的输出轴反转，自锁液压马达20的输出轴带动齿轮21反转，齿轮21带动齿条24向下运动，齿条24带动锁紧杆23向下运动，锁紧杆23带动滑块22沿着导轨19向下运动，当锁紧杆23从第一个进气孔7内退出后，控制自锁液压马达20关闭；

S4、工人如此重复步骤S2~S3的操作多次，即可在毛坯8的外壳2上加工出多个分别与进气孔7上下相对应的喷嘴安装孔6，加工后，得到半成品燃烧室51，如图18所示；

S5、半成品燃烧室51的各个喷嘴安装孔6的内外端口处毛刺的打磨，其具体操作步骤为：

S51、控制双打磨机构12的液压滑台25的移动台向左运动，移动台带动支架27向左运动，支架27带动其上的主油缸29、打磨单元I28和打磨单元II36同步向左运动，当移动台运动到液压滑台25的左极限位置处时，打磨单元I28的打磨棒I42刚好与半成品燃烧室51的外壳2的右柱面相接触，如图19所示，同时，打磨单元II36的打磨棒II47刚好位于半成品燃烧室51的型腔5的正上方；

S52、控制主油缸29的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板30向下运动，升降板30带动安装板31和副油缸37同步向下运动，副油缸37带动杆件38向下运动，同时安装板31带动两个连杆32同步向下运动，两个连杆32带动活动板33向下运动，活动板33带动垂向油缸34向下运动，垂向油缸34带动水平油缸35向下运动，水平油缸35带动打磨单元II36向下运动，进而带动打磨棒II47伸入到半成品燃烧室51的型腔5内，如图20~图21所示；

S53、控制副油缸37的活塞杆向上缩回，活塞杆带动杆件38向上运动，杆件38带动与其铰接的连杆32向上运动，连杆32带动活动板33向上旋转，活动板33带动打磨单元II36的打磨棒II47朝向半成品燃烧室51外壳2的内柱面方向运动，如图22~图23所示，当副油缸37的活塞杆缩回到设定行程后，控制器控制副油缸37关闭；

S54、控制垂向油缸34的活塞杆向下伸出，活塞杆带动水平油缸35向下运动，水平油缸35带动打磨单元II36的打磨棒II47向下运动，当垂向油缸34的活塞杆完全伸出后，打磨棒II47与半成品燃烧室51的各个喷嘴安装孔6刚好处于同一水平面上，如图24~图25所示；

S55、控制水平油缸35的活塞杆向右缩回，活塞杆带动连接板44向右运动，连接板44带动打磨单元II36的打磨棒II47向右运动，当水平油缸35的活塞杆完全缩回后，打磨单元II36的打磨棒II47刚好与半成品燃烧室51的外壳2的内柱面相接触，如图26~图27所示；

S56、控制打磨单元I28的伺服电机I40启动，伺服电机I40的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带I43转动，皮带I43带动转轴I41旋转，转轴I41带动打磨棒I42绕其自身轴线旋转；

同时，控制打磨单元II36的伺服电机II45启动，伺服电机II45的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带II48转动，皮带II48带动转轴II46旋转，转轴II46带动打磨棒II47绕其自身轴线旋转；

同时，控制驱动电机13启动，驱动电机13带动主轴14旋转，主轴14带动转台15旋转，转台15带动定位筒16、螺纹杆17和压板50同步旋转，进而带动半成品燃烧室51同步旋转，半成品燃烧室51的旋转方向如图26中箭头所示，在旋转过程中，打磨棒I42依次对半成品燃烧室51上的各个喷嘴安装孔6外端口处的毛刺进行打磨，打磨棒II47依次对半成品燃烧室51的各个喷嘴安装孔6内端口处的毛刺进行打磨；

当打磨一段时间后，即可最终实现将半成品燃烧室51的各个喷嘴安装孔6的内外端口处的毛刺全部打磨掉，进而最终生产出燃烧室1，生产出来的燃烧室1的结构如图1~图3所示；

其中，从该步骤S5可知，本装置先通过双打磨机构12的液压滑台25的启动，使打磨单元I28的打磨棒I42与半成品燃烧室51的外壳2的外柱面相接触，而后控制主油缸29、副油缸37、垂向油缸34和水平油缸35的配合动作，使打磨单元II36的打磨棒II47与半成品燃烧室51的外壳2的内柱面相接触，而后控制驱动电机13、伺服电机I40和伺服电机II45启动，即可最终将半成品燃烧室51的各个喷嘴安装孔6的内外端口处的毛刺全部打磨掉，进而最终生产出燃烧室1。

由此可知，本装置能够同时打磨掉各个喷嘴安装孔6内外端口处的毛刺，并且无需人工用打磨机一个接一个打磨喷嘴安装孔6内外端口处的毛刺，不仅极大的减轻了工人的工作强度，而且还极大的缩短了喷嘴安装孔6的打磨时间，进而极大的提高了燃烧室1的加工效率。

S6、燃烧室1的吊走：控制伺服电机I40、伺服电机II45和驱动电机13关闭，而后控制水平油缸35、垂向油缸34、副油缸37和主油缸29复位，以使打磨棒II47从燃烧室1的型腔5内退出；然后控制液压滑台25的移动台向右运动，移动台带动支架27向右运动，支架27带动打磨棒I42向右运动，以使打磨棒I42与燃烧室1的外壳2分离；然后工人拆卸掉锁紧螺母49和压板50，最后工人将燃烧室1从转台15上吊走。

Claims (9)

1.一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：它包括工作台（9）、设置于工作台（9）上用于工装毛坯的工装及旋转机构、固设于工作台（9）顶表面上的激光切割机（10）、设置于工作台（9）底表面上用于锁紧毛坯（8）的自锁机构（11）、设置于工作台（9）上用于同时打磨喷嘴安装孔（6）端口和外端口处毛刺的双打磨机构（12）；

所述工装及旋转机构包括设置于工作台（9）下方的驱动电机（13）、旋转安装于工作台（9）内的主轴（14）、固设于主轴（14）顶部的转台（15），所述转台（15）的顶表面上固设有定位筒（16），定位筒（16）的外径与毛坯（8）内壳（3）的内径相等，定位筒（16）的顶部固设有螺纹杆（17），螺纹杆（17）、定位筒（16）和主轴（14）同轴设置，所述驱动电机（13）的输出轴与主轴（14）的底端部连接；

所述自锁机构（11）包括固设于工作台（9）底表面上的立板（18）和导轨（19），立板（18）和导轨（19）均位于驱动电机（13）的左侧，立板（18）的后端面上固设有自锁液压马达（20），自锁液压马达（20）的输出轴向前贯穿立板（18），且延伸端上安装有齿轮（21），导轨（19）滑动安装有滑块（22），滑块（22）的左端面上焊接有锁紧杆（23），锁紧杆（23）的直径与毛坯（8）的进气孔（7）的直径相等，锁紧杆（23）向上贯穿工作台（9）的台面，锁紧杆（23）的左柱面上沿其长度方向焊接有齿条（24），齿条（24）与齿轮（21）相啮合；

所述激光切割机（10）的激光切割头（26）位于转台（15）的上方且朝右设置。

2.根据权利要求1所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述转台（15）的底表面上固设有多根支撑架，每根支撑架的底部均旋转安装有滚轮，滚轮支撑于工作台（9）的台面上。

3.根据权利要求2所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述工作台（9）的台面上固设有轴承座，所述主轴（14）旋转安装于轴承座内。

4.根据权利要求3所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述工作台（9）内开设有与锁紧杆（23）相对应的导向孔，所述锁紧杆（23）滑动安装于导向孔内。

5.根据权利要求4所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述双打磨机构（12）包括固设于工作台（9）台面上且位于转台（15）右侧的液压滑台（25）、固设于液压滑台（25）的移动台上的支架（27），所述支架（27）的左侧壁上设置有用于打磨喷嘴安装孔（6）外端口处毛刺的打磨单元I（28）；

所述支架（27）的顶表面上固设有主油缸（29），主油缸（29）的活塞杆贯穿支架（27），且延伸端上固设有升降板（30），升降板（30）的底表面上固设有安装板（31），安装板（31）的右端面上铰接有两个相平行的连杆（32），两个连杆（32）的右端部之间铰接有活动板（33），活动板（33）的右端面上固设有垂向油缸（34），垂向油缸（34）活塞杆的作用端上固设有水平油缸（35），水平油缸（35）活塞杆的作用端上设置有用于打磨喷嘴安装孔（6）内端口处毛刺的打磨单元II（36）；

所述升降板（30）的顶表面上固设有副油缸（37），副油缸（37）的活塞杆贯穿升降板（30），且延伸端上连接有杆件（38），杆件（38）的另一端铰接于上侧的连杆（32）上。

6.根据权利要求5所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述打磨单元I（28）包括固设于支架（27）左侧壁上的固定板（39）、固设于固定板（39）底表面上的伺服电机I（40）、旋转安装于固定板（39）内的转轴I（41），伺服电机I（40）的输出轴向上贯穿固定板（39），且延伸端上安装有皮带轮，转轴I（41）的上端部安装有皮带轮，转轴I（41）的底部固连有打磨棒I（42），两个皮带轮之间安装有皮带I（43）。

7.根据权利要求6所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：所述打磨单元II（36）包括固设于水平油缸（35）活塞杆作用端上的连接板（44）、固设于连接板（44）底表面上的伺服电机II（45）、旋转安装于连接板（44）内的转轴II（46），伺服电机II（45）的输出轴贯穿连接板（44），且延伸端上安装有皮带轮，转轴II（46）的上端部安装有皮带轮，转轴II（46）的底部固连有打磨棒II（47），两个皮带轮之间安装有皮带II（48）。

8.根据权利要求7所述的一种CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：该装置还包括控制器，所述控制器与自锁液压马达（20）、驱动电机（13）、主油缸（29）、副油缸（37）、垂向油缸（34）、水平油缸（35）、伺服电机I（40）、伺服电机II（45）电连接。

9.一种CNC加工飞机发动机燃烧室的方法，采用权利要求8所述的CNC加工飞机发动机燃烧室的装置，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、毛坯（8）的工装固定，其具体操作步骤为：

S11、工人将一个毛坯（8）吊装起来，将吊装起来的毛坯（8）的内壳（3）从上往下套在工装及旋转机构的定位筒（16）上，而后将毛坯（8）的环形部（4）支撑在转台（15）上；

S12、工人在螺纹杆（17）上套上压板（50），并且将压板（50）支撑在毛坯（8）的内壳（3）的顶表面上，然后工人在螺纹杆（17）上螺纹连接多个锁紧螺母（49），在螺纹连接下，毛坯（8）被工装固定于转台（15）与压板（50）之间；

S2、在毛坯（8）的外壳（2）上加工出第一个喷嘴安装孔（6），其具体操作步骤为：

S21、控制驱动电机（13）启动，驱动电机（13）带动主轴（14）旋转，主轴（14）带动转台（15）旋转，转台（15）带动定位筒（16）、螺纹杆（17）和压板（50）同步旋转，进而带动毛坯（8）同步旋转，当毛坯（8）上的第一个进气孔（7）运动到自锁机构（11）的锁紧杆（23）的正上方时，控制驱动电机（13）关闭；

S22、控制自锁机构（11）的自锁液压马达（20）启动，自锁液压马达（20）的输出轴带动齿轮（21）旋转，齿轮（21）带动齿条（24）向上运动，齿条（24）带动锁紧杆（23）向上运动，锁紧杆（23）带动滑块（22）沿着导轨（19）向上运动，当锁紧杆（23）的顶端部从下往上插入到位于其上方的进气孔（7）内后，控制自锁液压马达（20）关闭，此时，锁紧杆（23）将毛坯（8）锁住；

S23、控制激光切割机（10）工作，激光切割机（10）的激光切割头（26）在毛坯（8）的外壳（2）上且在进气孔（7）的上方位置处，切割加工出喷嘴安装孔（6），从而实现了在毛坯（8）的外壳（2）上加工出第一个喷嘴安装孔（6）；

S3、控制自锁机构（11）的自锁液压马达（20）的输出轴反转，自锁液压马达（20）的输出轴带动齿轮（21）反转，齿轮（21）带动齿条（24）向下运动，齿条（24）带动锁紧杆（23）向下运动，锁紧杆（23）带动滑块（22）沿着导轨（19）向下运动，当锁紧杆（23）从第一个进气孔（7）内退出后，控制自锁液压马达（20）关闭；

S4、工人如此重复步骤S2~S3的操作多次，即可在毛坯（8）的外壳（2）上加工出多个分别与进气孔（7）上下相对应的喷嘴安装孔（6），加工后，得到半成品燃烧室（51）；

S5、半成品燃烧室（51）的各个喷嘴安装孔（6）的内外端口处毛刺的打磨，其具体操作步骤为：

S51、控制双打磨机构（12）的液压滑台（25）的移动台向左运动，移动台带动支架（27）向左运动，支架（27）带动其上的主油缸（29）、打磨单元I（28）和打磨单元II（36）同步向左运动，当移动台运动到液压滑台（25）的左极限位置处时，打磨单元I（28）的打磨棒I（42）刚好与半成品燃烧室（51）的外壳（2）的右柱面相接触，同时，打磨单元II（36）的打磨棒II（47）刚好位于半成品燃烧室（51）的型腔（5）的正上方；

S52、控制主油缸（29）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板（30）向下运动，升降板（30）带动安装板（31）和副油缸（37）同步向下运动，副油缸（37）带动杆件（38）向下运动，同时安装板（31）带动两个连杆（32）同步向下运动，两个连杆（32）带动活动板（33）向下运动，活动板（33）带动垂向油缸（34）向下运动，垂向油缸（34）带动水平油缸（35）向下运动，水平油缸（35）带动打磨单元II（36）向下运动，进而带动打磨棒II（47）伸入到半成品燃烧室（51）的型腔（5）内；

S53、控制副油缸（37）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动杆件（38）向上运动，杆件（38）带动与其铰接的连杆（32）向上运动，连杆（32）带动活动板（33）向上旋转，活动板（33）带动打磨单元II（36）的打磨棒II（47）朝向半成品燃烧室（51）外壳（2）的内柱面方向运动，当副油缸（37）的活塞杆缩回到设定行程后，控制器控制副油缸（37）关闭；

S54、控制垂向油缸（34）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动水平油缸（35）向下运动，水平油缸（35）带动打磨单元II（36）的打磨棒II（47）向下运动，当垂向油缸（34）的活塞杆完全伸出后，打磨棒II（47）与半成品燃烧室（51）的各个喷嘴安装孔（6）刚好处于同一水平面上；

S55、控制水平油缸（35）的活塞杆向右缩回，活塞杆带动连接板（44）向右运动，连接板（44）带动打磨单元II（36）的打磨棒II（47）向右运动，当水平油缸（35）的活塞杆完全缩回后，打磨单元II（36）的打磨棒II（47）刚好与半成品燃烧室（51）的外壳（2）的内柱面相接触；

S56、控制打磨单元I（28）的伺服电机I（40）启动，伺服电机I（40）的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带I（43）转动，皮带I（43）带动转轴I（41）旋转，转轴I（41）带动打磨棒I（42）绕其自身轴线旋转；

同时，控制打磨单元II（36）的伺服电机II（45）启动，伺服电机II（45）的输出轴带动皮带轮旋转，皮带轮带动皮带II（48）转动，皮带II（48）带动转轴II（46）旋转，转轴II（46）带动打磨棒II（47）绕其自身轴线旋转；

同时，控制驱动电机（13）启动，驱动电机（13）带动主轴（14）旋转，主轴（14）带动转台（15）旋转，转台（15）带动定位筒（16）、螺纹杆（17）和压板（50）同步旋转，进而带动半成品燃烧室（51）同步旋转，在旋转过程中，打磨棒I（42）依次对半成品燃烧室（51）上的各个喷嘴安装孔（6）外端口处的毛刺进行打磨，打磨棒II（47）依次对半成品燃烧室（51）的各个喷嘴安装孔（6）内端口处的毛刺进行打磨；

当打磨一段时间后，即可最终实现将半成品燃烧室（51）的各个喷嘴安装孔（6）的内外端口处的毛刺全部打磨掉，进而最终生产出燃烧室（1）；

S6、燃烧室（1）的吊走：控制伺服电机I（40）、伺服电机II（45）和驱动电机（13）关闭，而后控制水平油缸（35）、垂向油缸（34）、副油缸（37）和主油缸（29）复位，以使打磨棒II（47）从燃烧室（1）的型腔（5）内退出；然后控制液压滑台（25）的移动台向右运动，移动台带动支架（27）向右运动，支架（27）带动打磨棒I（42）向右运动，以使打磨棒I（42）与燃烧室（1）的外壳（2）分离；然后工人拆卸掉锁紧螺母（49）和压板（50），最后工人将燃烧室（1）从转台（15）上吊走。