CN218695584U - 一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，涉及航空发动机焊接加工技术领域，解决现有封气套筒在焊接过程中易发生变形的技术问题，包括芯轴，所述芯轴上依次套设有定位挡块、第一定位块和第一锥套，所述第一锥套上套设有镶块组件，所述镶块组件内远离第一锥套一端的芯轴上套设有与所述第一锥套相对称的第二锥套，所述第二锥套外侧端部的所述芯轴上套设有第二定位块，所述第二定位块上设置有压紧机构；本实用新型能快速装夹定位各组件，在焊接生产过程中保证了各组件的同心与精度，产品质量稳定，提高了焊接效率，具有操作便捷、成本低、质量可靠等优点。

Description

一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具

技术领域

本实用新型涉及航空发动机焊接加工技术领域，更具体的是涉及燃气涡轮发动机零部件焊接加工夹具技术领域。

背景技术

燃气涡轮发动机封气套筒是航空发动机组织燃烧的区域，该区域具有很高的燃气温度。封气套筒主要功能是使燃烧室中二股气流包围着鼓筒轴四周，沿鼓筒轴外表流动以冷却、隔热,气流通向涡轮后轴承处冷却、封严作用，是燃气涡轮发动机燃烧室重要组件。

封气套筒由前支撑环、前封气圈、连接筒、后封气圈等以氩弧焊焊为一整体结构组成，在焊接过程中组件带夹具整体需要进行高温加热处理，工艺要求焊接对各组件固定不能相对移动与各组件内圆跳动公差都有高的要求方可进行焊接。

焊接部位分为前支撑环与前封气圈搭接处环焊缝，保证同轴内圆跳动公差；前封气圈、连接筒、后封气圈分别为两端对接环焊缝，由于内部侧端定位空间狭小且结构复杂，夹具不易安装布置。合金材料焊接部位较深需焊透，焊接要求高，对夹具提出更多性能要求。整个焊接过程由于制造误差安装不易同心，高温热处理，焊接加工温度高且时间长等因素，导致封气套筒在焊接使用过程中易发生形变。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决上述现有焊接过程中安装不易同心，焊接加工温度高且时间长等因素，导致封气套筒在焊接过程中易发生变形的技术问题，本实用新型提供一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，包括芯轴，所述芯轴上依次套设有定位挡块、第一定位块和第一锥套，所述第一锥套上套设有镶块组件，所述镶块组件内远离第一锥套一端的芯轴上套设有与所述第一锥套相对称的第二锥套，所述第二锥套外侧端部的所述芯轴上套设有第二定位块，所述第二定位块上设置有压紧机构。

本申请的技术方案中，本申请夹具的装配过程如下：将镶块组件安装在产品(封气套筒)一端内部备用，将定位挡块、第一定位块和第一锥套通过装配孔定位在芯轴上，将产品(封气套筒)另一端套入第一锥套上，之后再依次将第二锥套，第二定位块，通过装配孔从右往左定位在芯轴上，后将压紧机构安装在第二定位块上，压紧定位产品(封气套筒)，焊接完毕后，松开压紧机构拆下所有夹具功能零件，完成一个周期操作并为下次装配工件做好准备。

芯轴构成整个夹具的支撑单元，用于支撑整个夹具的稳定性；定位挡块、第一定位块和第二定位块构成夹具的定位结构单元，用于定位产品同心；第一锥套，第二锥套及镶块组件构成定位支撑单元，用于支撑整个产品(封气套筒)的焊缝质量；压紧机构确保产品定位牢固可靠。本申请的燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，能快速装夹定位各组件，在焊接生产过程中保证了各组件的同心与精度，产品质量稳定，提高了焊接效率，具有操作便捷、成本低、质量可靠等优点。

定位挡块、第一定位块和第二定位块分别通过装配孔定位在芯轴上，支撑产品轴向与径向方向上的定位作用。

第一锥套和第二锥套通过装配孔定位在芯轴上轴向移动；镶块组件通过产品安装定位，套在第一锥套和第二锥套上径向移动。

进一步的，所述第一锥套和所述第二锥套的锥形端相邻设置。第一锥套和第二锥套的锥形端相对设置，与镶嵌组件内的第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块的向内凹陷的弓形形状相吻合，即第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块均与第一锥套和锥套的接触面吻合，再将压紧机构抵紧第二定位块后，能将第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块围成空心环筒结构抵紧，防止焊接总封气套筒整体或局部发生形变。

更进一步的，镶嵌组件包括第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块，所述第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块均为向内凹陷的弓形，所述第一组件块、第二组件块、第三组件块、第四组件块、第五组件块及第六组件块围成空心环筒结构，所述空心环筒机构的内侧两端分别与所述第一锥套和第二锥套的接触面吻合，所述空心环筒结构外侧两端均为水平结构。

进一步的，所述压紧机构包括均匀分别于所述第二定位块外周的至少三个压块，每个所述压块均通过螺钉固定在所述第二定位块上，所述压紧机构还包括套设于靠近所述第二定位块的所述芯轴端部的螺帽。优选的，压块为三个，每个压块均通过螺钉与第二定位块连接成活动体，支撑产品轴向定位，螺帽通过芯轴螺纹连接固定，支撑产品径向定位。

进一步的，所述第二定位块与所述螺帽之间的所述芯轴上设置有支撑套。支撑套的设置使螺纹帽能更加稳定的固定在芯轴上，同时将螺纹帽的压力传递至第二定位块上。

进一步的，所述芯轴一端设置有轴肩，所述定位挡块压紧所述轴肩。轴肩对其一侧的所有夹具功能零件进行支撑限位。

进一步的，所述定位挡块、所述第一定位块、所述第二定位块、所述第一锥套和所述第二锥套均通过装配孔定位在所述芯轴上。

本实用新型的有益效果如下：

1、本申请的燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，能快速装夹定位各组件，在焊接生产过程中保证了各组件的同心与精度，产品质量稳定，提高了焊接效率，具有操作便捷、定位准确、质量可靠等优点；

2、本申请的定位支撑单元为新型内拆式分瓣胀型结构，在封气套筒焊接生产过程中封气套筒整体同轴圆跳动公差，高温热处理，高强度焊接加工等情况下控制封气套筒整体或局部发生形变；

3、本实用新型能够准确定位并固定封气套筒各组件，控制了套筒组件的焊接加工过程中定位精度，提高了产品合格率，降低了制造成本。

附图说明

图1是本实用新型燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具的结构示意图；

图2是燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具镶块组件示意图；

图3是燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具使用示意图；

图4是燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具的三维图。

附图标记：1-芯轴，2-定位挡块，3-第一定位块，4-第一锥套，5-镶块组件，6-第二定位块，7-支撑套，8-压块，9-螺帽，10-螺钉，11-第二锥套，12-轴肩，13-第一组件块，14-第二组件块，15-第三组件块，16-第四组件块，17-第五组件块，18-第六组件块，19-封气套筒。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1到4所示，本实施例提供一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，包括芯轴1，所述芯轴1上依次套设有定位挡块2、第一定位块3和第一锥套4，所述第一锥套4上套设有镶块组件5，所述镶块组件5内远离第一锥套4一端的芯轴1上套设有与所述第一锥套4相对称的第二锥套11，所述第二锥套11外侧端部的所述芯轴1上套设有第二定位块6，所述第二定位块6上设置有压紧机构。

本实施例中，夹具的装配过程如下：将镶块组件5安装在产品(封气套筒19)一端内部备用，将定位挡块2、第一定位块3和第一锥套4通过装配孔定位在芯轴1上，将产品(封气套筒19)另一端套入第一锥套4上，之后再依次将第二锥套11，第二定位块6，通过装配孔从右往左定位在芯轴1上，后将压紧机构安装在第二定位块6上，压紧定位产品(封气套筒19)，焊接完毕后，松开压紧机构拆下所有夹具功能零件，完成一个周期操作并为下次装配工件做好准备。

芯轴1构成整个夹具的支撑单元，用于支撑整个夹具的稳定性；定位挡块2、第一定位块3和第二定位块6构成夹具的定位结构单元，用于定位产品同心；第一锥套4，第二锥套11及镶块组件5构成定位支撑单元，用于支撑整个产品(封气套筒19)的焊缝质量；压紧机构确保产品定位牢固可靠。本申请的燃气涡轮发动机封气套筒19组合焊接控制变形夹具，能快速装夹定位各组件，在焊接生产过程中保证了各组件的同心与精度，产品质量稳定，提高了焊接效率，具有操作便捷、成本低、质量可靠等优点。

定位挡块2、第一定位块3和第二定位块6分别通过装配孔定位在芯轴1上，支撑产品轴向与径向方向上的定位作用。

第一锥套4和第二锥套11通过装配孔定位在芯轴1上轴向移动；镶块组件5通过产品安装定位，套在第一锥套4和第二锥套11上径向移动。

所述定位挡块2、所述第一定位块3、所述第二定位块6、所述第一锥套4和所述第二锥套11均通过装配孔定位在所述芯轴1上。

实施例2

如图1到3所示，所述第一锥套4和所述第二锥套11的锥形端相邻设置，镶嵌组件包括第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18，所述第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18均为向内凹陷的弓形，所述第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18围成空心环筒结构，所述空心环筒机构的内侧两端分别与所述第一锥套4和第二锥套11的接触面吻合，所述空心环筒结构外侧两端均为水平结构。第一锥套4和第二锥套11的锥形端相对设置，与镶嵌组件内的第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18的向内凹陷的弓形形状相吻合，即第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18均与第一锥套4和锥套的接触面吻合，再将压紧机构抵紧第二定位块6后，能将第一组件块13、第二组件块14、第三组件块15、第四组件块16、第五组件块17及第六组件块18围成空心环筒结构抵紧，防止焊接总封气套筒19整体或局部发生形变。

实施例3

如图1和3所示，所述压紧机构包括均匀分别于所述第二定位块6外周的至少三个压块8，每个所述压块8均通过螺钉10固定在所述第二定位块6上，所述压紧机构还包括套设于靠近所述第二定位块6的所述芯轴1端部的螺帽9，所述第二定位块6与所述螺帽9之间的所述芯轴1上设置有支撑套7。优选的，压块8为三个，每个压块8均通过螺钉10与第二定位块6连接成活动体，支撑产品轴向定位，螺帽9通过芯轴1螺纹连接固定，支撑产品径向定位，支撑套7的设置使螺纹帽能更加稳定的固定在芯轴1上，同时将螺纹帽的压力传递至第二定位块6上。

实施例3

如图1和3所示，所述芯轴1一端设置有轴肩12，所述定位挡块2压紧所述轴肩12。轴肩12对其一侧的所有夹具功能零件进行支撑限位。

Claims (7)

1.一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，包括芯轴(1)，其特征在于，所述芯轴(1)上依次套设有定位挡块(2)、第一定位块(3)和第一锥套(4)，所述第一锥套(4)上套设有镶块组件(5)，所述镶块组件(5)内远离第一锥套(4)一端的芯轴(1)上套设有与所述第一锥套(4)相对称的第二锥套(11)，所述第二锥套(11)外侧端部的所述芯轴(1)上套设有第二定位块(6)，所述第二定位块(6)上设置有压紧机构。

2.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，所述第一锥套(4)和所述第二锥套(11)的锥形端相邻设置。

3.根据权利要求2所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，镶嵌组件包括第一组件块(13)、第二组件块(14)、第三组件块(15)、第四组件块(16)、第五组件块(17)及第六组件块(18)，所述第一组件块(13)、第二组件块(14)、第三组件块(15)、第四组件块(16)、第五组件块(17)及第六组件块(18)均为向内凹陷的弓形，所述第一组件块(13)、第二组件块(14)、第三组件块(15)、第四组件块(16)、第五组件块(17)及第六组件块(18)围成空心环筒结构，所述空心环筒结构的内侧两端分别与所述第一锥套(4)和第二锥套(11)的接触面吻合，所述空心环筒结构外侧两端均为水平结构。

4.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，所述压紧机构包括均匀分布于所述第二定位块(6)外周的至少三个压块(8)，每个所述压块(8)均通过螺钉(10)固定在所述第二定位块(6)上，所述压紧机构还包括套设于靠近所述第二定位块(6)的所述芯轴(1)端部的螺帽(9)。

5.根据权利要求4所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，所述第二定位块(6)与所述螺帽(9)之间的所述芯轴(1)上设置有支撑套(7)。

6.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，所述芯轴(1)一端设置有轴肩(12)，所述定位挡块(2)压紧所述轴肩(12)。

7.根据权利要求1所述的一种燃气涡轮发动机封气套筒组合焊接控制变形夹具，其特征在于，所述定位挡块(2)、所述第一定位块(3)、所述第二定位块(6)、所述第一锥套(4)和所述第二锥套(11)均通过装配孔定位在所述芯轴(1)上。

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