CN109128914A - 一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，用以解决现有技术中航空发动机涡轮机匣安装端面花边结构加工导致零件端面变形大的问题，包括底座、中支柱和上盖板，中支柱可拆卸固定安装在底座上，上盖板可拆卸固定安装在中支柱顶端，还包括下支座，下支座套接在中支柱外并可拆卸安装在底座上，采用该结构，下支座、中支柱和上盖板直接或间接的安装在底座上形成用于夹持机匣的夹持部，将机匣套在中支柱外，上盖板从上向机匣施加轴向压力，下支座从下为机匣提供支撑力，提高了机匣抵抗切削力的能力，限制了其在轴向方向的变形，提高了机匣的刚度和动态稳定性，保证了加工质量，且各部件可拆卸固定安装，结构简单，拆装方便。

Description

一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置

技术领域

本发明属于航空发动机机匣加工技术领域，特别涉及一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置。

背景技术

航空发动机涡轮机匣结构最薄壁厚4mm，直径1000mm～1600mm，高度200mm～400mm，端面壁厚6mm～11mm，为弱刚性结构，为了满足装配要求，端面平面度要求较高，约束状态平面度0.05mm，自由状态平面度0.10mm，并且端面上存在定位槽等结构，其端面加工成花边结构，常规方式加工花边结构会导致端面变形较大，平面度约束状态大于0.2mm，自由状态超过0.35mm，由于端面变形较大导致装配困难，并且导致发动机封严性能降低。

现有技术的加工路线为精车端面及外圆-精铣花边-检测，对加工过程中涡轮机匣端面平面度检测表明，端面的外侧高于端面内侧，即端面处于翘起状态。精车端面及外圆工序：前后端面车加工必须进行两次装夹，调整车加工进给方向，由外向里和由里向外进行进给运动，加工完成后检测端面平面度约束状态小于0.05mm，自由状态小于0.10mm，因此车加工顺序对端面变形影响较小。

精铣花边工序：前后端面铣加工必须进行两次装夹，调整顺铣和逆铣的方式分别加工花边结构，加工完成后检测端面平面度约束状态大于0.2mm，自由状态大于0.35mm，因此铣加工顺逆铣削方式都对端面变形关系较大，但是两种方式加工后的变形量无差别，因此不是顺逆铣的方式引起的变形。

由于零件为弱刚性结构，并且花边去除余量是非均匀性的，在每个区域去除的量不一致，在以切削力为主的耦合作用下导致安装端面翘曲变形，并且翘曲变形的区域不稳定，因此解决涡轮机匣端面翘曲变形需增加轴向约束，提高零件端面区域刚度，抵抗切削力，并且约束力必须均匀覆盖在零件的端面。

因此，一种结构简单、普遍适用、使用方便的变形控制装置亟待出现。

发明内容

本发明提供一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，用以解决现有技术中航空发动机涡轮机匣安装端面花边结构加工导致零件端面变形大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，包括底座、中支柱和上盖板，所述中支柱可拆卸固定安装在所述底座上，所述上盖板可拆卸固定安装在所述中支柱顶端，还包括下支座，所述下支座套接在所述中支柱外并可拆卸安装在所述底座上，所述下支座、所述中支柱和所述上盖板之间形成用于夹持机匣的夹持部。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述夹持部包括上压紧面和下支撑面，所述上压紧面为所述上盖板的底面，所述下支撑面为所述下支座的顶面，所述上压紧面与所述机匣的前端面抵接，所述下支撑面与所述机匣的后端面抵接。

进一步地，为了更好的实现本发明，所述上压紧面和所述下支撑面平行设置。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述中支柱垂直安装在所述底座上。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述上盖板为圆形盖板。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述上盖板的外径小于所述机匣的前端面外径。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述下支座为环形支座，所述下支座的底部可拆卸固定安装在所述底座上。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述下支座上设有多个通过孔，所述底座上设有多个与所述通过孔位置对应的A螺孔，还包括多个A螺栓，所述下支座通过所述A螺栓可拆卸固定安装在所述底座上。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述下支座的外径小于所述机匣的后端面外径。

进一步地，为了更好地实现本发明，所述中支柱、所述下支座和所述上盖板同轴设置。

本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

本发明提供的加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，包括底座、中支柱和上盖板，中支柱可拆卸固定安装在底座上，上盖板可拆卸固定安装在中支柱顶端，还包括下支座，下支座套接在中支柱外并可拆卸安装在底座上，采用该结构，下支座、中支柱和上盖板直接或间接的安装在底座上形成用于夹持机匣的夹持部，使用的时候，将机匣套在中支柱外，上盖板从上向机匣施加轴向压力，下支座从下为机匣提供支撑力，从而提高了机匣抵抗切削力的能力，限制了其在轴向方向的变形，提高了机匣的刚度和动态稳定性，进而保证了加工质量，并且各部件可拆卸固定安装，结构简单，拆装方便，实用性广泛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明中加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置的结构示意图；

图2是本发明中加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置装夹机匣后的立体图；

图3是本发明中加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置的装夹原理图；

图4是本发明中加工航空发动机机匣端面花边结构的俯视图。

图中1-底座；11-A螺孔；12-B螺孔；2-中支柱；21-外沿；22-B螺栓；23-C螺孔；3-上盖板；31-C螺栓；4-下支座；41-A螺栓；5-夹持部；51-上压紧面；52-下支撑面；6-机匣；7-立铣刀头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

本实施例中，一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，如图1和图2所示，包括底座1、中支柱2和上盖板3，具体的，上述中支柱2可拆卸固定安装在上述底座1上，上述上盖板3可拆卸固定安装在上述中支柱2顶端，还包括下支座4，上述下支座4套接在上述中支柱2外并可拆卸安装在上述底座1上，采用该结构，上述下支座4、上述中支柱2和上述上盖板3之间形成用于夹持机匣6的夹持部5，上述上盖板3从上向机匣6施加轴向压力，上述下支座4从下为机匣6提供支撑力，从而提高了机匣6抵抗切削力的能力，限制了其在轴向方向的变形，提高了机匣6的刚度和动态稳定性，进而保证了花边结构的加工质量，并且各部件可拆卸固定安装，结构简单，拆装方便，实用性广泛。

本实施例中，上述底座1可以为一个圆形板，也可以为其他规则形状的板，将上述中支柱2安装在底座1的中心位置，便于进行后续操作，其制造材料可以为钢材，也可以为木材。上述中支柱2可以为圆形管或实心柱，其制造材料为钢材，承载能力强，结构稳固。

作为本实施例的一种具体实施方式，如图1和图3所示，上述夹持部5包括上压紧面51和下支撑面52，具体的，上述上压紧面51为上述上盖板3的底面，上述下支撑面52为上述下支座4的顶面，使用时，上述上压紧面51与上述机匣6的前端面抵接并限位，上述下支撑面52与上述机匣6的后端面抵接，从而将机匣6夹持固定在上盖板3与下支座4之间，以便开始精铣花边的操作，需要说明的是，通过调整上述下支座4及上述上盖板3的形状及尺寸，可适用于不同尺寸的圆形或圆锥形结构的环形薄壁零件的端面花边结构的加工需求。

作为优选，上述上压紧面51与上述下支撑面52平行设置，其夹持机匣6时的上下接触面分别与机匣6的前、后端面完全贴紧，以将机匣6夹紧，防止精铣过程中机匣6发生轴向或径向窜动而影响加工精度。

作为本实施例的一种更优实施方式，上述中支柱2、上述下支座4和上述上盖板3同轴设置，同轴心安装，方便夹持机匣6，提高精铣时花边结构的同轴度。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步优化，本实施例中，如图1所示，上述中支柱2垂直安装在上述底座1上，上述底座1水平安装在加工机床上，从而使上述中支柱2与立铣刀头7保持平行，方便后续精铣加工，具体的，上述中支柱2底端向外侧水平延设形成外沿21，上述外沿21上设有多个B螺栓22，多个上述B螺栓22以上述中支柱2轴心为圆心均匀设置在上述外沿21上，上述底座1上设有多个与上述B螺栓22位置对应的B螺孔12，从而将上述中支柱2通过上述B螺栓22可拆卸固定安装在上述底座1上，安装和拆卸方便。

进一步的，如图2所示，上述上盖板3为圆形盖板，以适配机匣6前端面的圆形结构，从而为机匣6提供均匀覆盖其前端面的轴向压力，作为优化，上述上盖板3的外径小于上述机匣6的前端面外径，于是，将机匣6安装夹紧后，上述上盖板3压紧在机匣6的前端面上，此时机匣6前端面的外缘突出于上盖板3的外缘，使立铣刀头7可对机匣6前端面的外缘进行铣花边的作业，不会受到上述圆形盖板的干涉。需要说明的是，上述上盖板3上设有多个C螺栓31，多个上述C螺栓31以上盖板3圆心为轴心均匀设置，并且上述中支柱2顶部设有多个与上述C螺栓31位置对应的C螺孔23，从而将上述上盖板3通过上述C螺栓31可拆卸固定安装在上述中支柱2上，安装时，上述C螺栓31与上述C螺孔23对齐螺紧，从而保证上述上盖板3的圆心与上述中支柱2的轴心同轴对齐。

更进一步，上述下支座4为环形支座，上述下支座4可拆卸固定安装在上述底座1上，环形的结构以适配机匣6后端面的圆形结构，从而为机匣6提供均匀覆盖其后端面的轴向支撑力，作为优化，上述下支座4的外径小于上述机匣6的后端面外径，夹持好后，机匣6后端面的外缘凸出于上述下支座4的外缘，立铣刀头7可对机匣6后端面的外缘进行铣花边的作业，不会受到上述下支座4的干涉。

需要说明的是，如图3所示，上述上盖板3与上述下支座4相互配合夹持机匣6，一次装夹即可完成机匣6前端面和后端面的铣花边操作，无需反复装夹，提高了加工效率，节省了人力。

作为本实施例的一种具体实施方式，上述下支座4上设有多个通过孔，上述底座1上设有多个与上述通过孔位置对应的A螺孔11，作为优化，多个上述通过孔以上述下支座4的中心轴为圆心均匀设置在上述下支座4的底部，还包括多个A螺栓41，上述下支座4通过上述A螺栓41可拆卸固定安装在上述底座1上，作为优化，多个上述A螺栓41安装时候的轴心线与多个上述B螺栓22以及C螺栓31的轴心线共线，从而保证安装完成后上述下支座4、上述中支柱2以及上述上盖板3同轴。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：包括底座、中支柱和上盖板，所述中支柱可拆卸固定安装在所述底座上，所述上盖板可拆卸固定安装在所述中支柱顶端，还包括下支座，所述下支座套接在所述中支柱外并可拆卸安装在所述底座上，所述下支座、所述中支柱和所述上盖板之间形成用于夹持机匣的夹持部。

2.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述夹持部包括上压紧面和下支撑面，所述上压紧面为所述上盖板的底面，所述下支撑面为所述下支座的顶面，所述上压紧面与所述机匣的前端面抵接，所述下支撑面与所述机匣的后端面抵接。

3.根据权利要求2所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述上压紧面和所述下支撑面平行设置。

4.根据权利要求1所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述中支柱垂直安装在所述底座上。

5.根据权利要求4所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述上盖板为圆形盖板。

6.根据权利要求5所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述上盖板的外径小于所述机匣的前端面外径。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述下支座为环形支座，所述下支座可拆卸固定安装在所述底座上。

8.根据权利要求7所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述下支座上设有多个通过孔，所述底座上设有多个与所述通过孔位置对应的A螺孔，还包括多个A螺栓，所述下支座通过所述A螺栓可拆卸固定安装在所述底座上。

9.根据权利要求7所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述下支座的外径小于所述机匣的后端面外径。

10.根据权利要求9所述的一种加工航空发动机机匣端面花边结构的变形控制装置，其特征在于：所述中支柱、所述下支座和所述上盖板同轴设置。