CN118848600B - 一种机匣内套装夹工装及机匣内套导流环去除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机匣内套装夹工装及机匣内套导流环去除方法,该工装包括：固定盘，固定盘上设置有与加工设备工作台连接的连接结构；用于可拆卸连接在待加工机匣内套下端面的孔内的定位件；一压接组件，压接组件包括一端固定在固定盘上的支撑杆和可拆卸连接于支撑杆另一端的压接部，压接部包括设置有安装孔的连接件和至少两个均匀设置在安装孔四周且连接在连接件上的压杆，圆周的圆心置于安装孔的轴线上，压杆一端设置有与待加工机匣内套上端面压接且同时与待加工机匣内套上端面内径抵接的台阶结构；至少两个调形组件，调形组件设置在固定盘上用于对待加工机匣内套加工区域内径面施加一向外的作用力。其易于机匣内套找正且便于对导流环进行加工。

Description

一种机匣内套装夹工装及机匣内套导流环去除方法

技术领域

本发明属于机匣内套导流环更换技术领域，具体地涉及一种机匣内套装夹工装及机匣内套导流环去除方法。

背景技术

航空发动机机匣内套在服役后，机匣内套导流环会产生裂纹，影响发动机性能，需对导流环进行更换以满足发动机性能。现有导流环过程中，先将机匣内套安装在加工设备工作台上，再进行对刀加工。

采用现有方法对服役后的机匣内套导流环进行机械加工时存在以下突出问题：

（1）机匣内套放置在加工设备上加工时，需要对机匣内套进行装夹找正，此过程操作繁琐、效率低下且操作者劳动强度较大。

（2）在机匣内套使用过程中受到高温高压影响，会导致零件本身产生无规则形变，在加工时无法按照标准尺寸对导流环进行加工，加工难度较大。

发明内容

为了解决现有方法机匣内套找正麻烦且不便于对导流环进行加工的问题,本发明提供一种机匣内套装夹工装及机匣内套导流环去除方法, 其易于机匣内套找正且便于对导流环进行加工。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

本发明第一方面提供一种机匣内套装夹工装，包括：

一固定盘，所述固定盘上设置有与加工设备工作台连接的连接结构；

至少两个定位件，所述定位件用于可拆卸连接在待加工机匣内套下端面的孔内，所有定位件设置在一圆周上；

一压接组件，所述压接组件包括一端固定在固定盘上的支撑杆和可拆卸连接于所述支撑杆另一端的压接部，所述压接部包括设置有安装孔的连接件和至少两个均匀设置在所述安装孔四周且连接在所述连接件上的压杆，所述圆周的圆心置于所述安装孔的轴线上，所述压杆一端设置有与所述待加工机匣内套上端面压接且同时与待加工机匣内套上端面内径抵接的台阶结构；

至少两个调形组件，所述调形组件设置在所述固定盘上用于对待加工机匣内套加工区域内径面施加一向外的作用力。

本发明第二方面提供一种机匣内套导流环去除方法，包括以下步骤：

将第一方面中所述的一种机匣内套装夹工装放置在加工设备工作台中心；

将待加工机匣内套放在所述机匣内套装夹工装放置上实现定位找正、校形；

确定所述待加工机匣内套的最大外径且以最大外径处为测试起始点，控制固定盘转动的同时测量待加工机匣内套整个圆周的外径数据；

设置待加工机匣内套的坐标系，所述坐标系的X、Y方向上的零点为安装孔的圆心，Z方向上的零点为待加工机匣内套上端面；

对所述待加工机匣内套整个圆周的外径数据进行分段，计算每段的外径变化量，根据外径变化量设置刀具的角度值；

进行对刀后对机匣内套导流环进行加工直至加工完成。

本发明与现有技术相比，至少具有以下优点和有益效果：

1、本发明装夹工装通过在固定盘上设置多个位于同一圆周上的定位件，实现与待加工机匣内套下端面孔的固定，可实现快速机匣内套快速找正。

2、本发明在固定盘上设置调形组件，以对待加工机匣内套加工区域内径面施加一向外的作用力实现矫形，减小形变量，便于对导流环进行加工。

3、本方案通过采用分段设置刀具角度值的方法使加工路径符合机匣内套导流环的实际变化情况，实现对导流环的精准加工。

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 为本发明机匣内套装夹工装的结构示意图；

图2 为机匣内套装夹工装与机匣内套的装配图；

图3 为压杆的一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式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发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

本发明公开一种机匣内套装夹工装，其以辅助导流环更换。具体的，如图1所示，该机匣内套装夹工装包括一固定盘、至少两个定位件、一压接组件和至少两个调形组件。

其中，固定盘用于对定位件、压接组件和调形组件其固定支撑作用，固定盘上设置有与加工设备工作台连接的连接结构。定位件用于可拆卸连接在待加工机匣内套4下端面的孔内，所有定位件设置在一圆周上且与待加工机匣内套4下端面的孔位置对应，以实现机匣内套的准确定位。

压接组件包括支撑杆31和压接部32，支撑杆31一端固定在固定盘1上且另一端可拆卸连接于压接部32。压接部32包括设置有安装孔324的连接件321和至少两个均匀设置在所述安装孔四周且连接在所述连接件321上的压杆322，连接件321通过安装孔、螺栓可拆卸与支撑杆31端部连接。为了保证结构稳定性，连接件321、压杆322优选为一体结构。压杆322一端设置有与所述待加工机匣内套上端面压接且同时与待加工机匣内套上端面内径抵接的台阶结构323。定位件位于的圆周的圆心置于所述安装孔的轴线上。压接组件从待加工机匣内套上端面实现压接，对待加工机匣内套向下施加压紧力，使待加工机匣内套在加工过程中不发生松动，提高加工质量。

调形组件设置在所述固定盘1上用于对待加工机匣内套加工区域内径面施加一向外的作用力，以对形变区域进行调形以减小加工时的形变量，便于对加工区域的导流环进行加工，提高加工质量。

采用上述装夹工装，定位件实现待加工机匣内套的快速定位找正，压接组件实现待加工机匣内套的压接，调形组件对待加工机匣内套进行矫形，提高待加工机匣内套导流环更换的加工质量。

基于上述原理，压杆322可以为2根、3根、4根甚至更多。为了提高待加工机匣内套压接的稳定性，如图3所示，压杆322有4根且分别置于两条垂直的直线上。

定位件有多种实现方式，比如两段不同直径的定位杆，上段直径小于下段直径，上段定位杆置于待加工机匣内套4下端面的孔内。但是，采用该种结构，安装时需孔与上段定位杆对齐，不便于安装。对此，定位件优选的包括支撑柱21和用于置于孔内且于所述支撑柱连接的螺栓22。

固定盘的结构有多种实现方式，比如采用一个圆盘结构，但是，由于固定盘为金属材质，其质量较重。对此，为了减轻固定盘质量，便于操作且减小制作成本，固定盘包括固定环11和连接在固定环11上的连接条12，所述连接结构为连接孔13，所述连接孔13设置在所述连接条12上。

为了提高固定盘安装至加工设备工作台后待加工机匣内套的轴线与加工设备工作台中心对齐，所述连接条12有4根，4根连接条12分别置于两条直线上且两条直线的交点与所述安装孔324的轴线置于同一直线上。

为了便于将固定盘固定在加工设备工作台上，连接孔13为腰型孔。

为了进一步的实现固定盘减重，固定环11设置有减重孔14。减重孔14的数量与设置位置以保证固定盘结构稳定性为前提。

调形组件包括固定在所述固定盘上的支撑件51、固定在所述支撑件51上的调节筒52、部分置于调节筒52内的滑块53和设置在调节筒内与所述滑块53螺纹连接的调节螺杆和置于所述调节筒52一端与所述调节螺杆固定连接的操作部54。

调节螺杆与滑块螺纹连接，在调节筒的限位作用下，转动操作部带动调节螺杆转动，从而可驱动滑块相对于调节筒回缩或者外伸，进而控制滑块53与待加工机匣内套加工区域内径面的抵接情况。

采用上述调形组件结构，通过转动操作部即可实现滑块与支撑件之间距离的调节，从而实现施加在待加工机匣内套加工区域内径面上作用力大小的调节，结构简单，操作方便，且易于调节。

进一步的，为了提高与待加工机匣内套加工区域内径面的贴合度，滑块53置于所述调节筒52外的一端的端面与固定盘的盘面之间的夹角为56°。

基于上述机匣内套装夹工装，实现机匣内套导流环去除的方法包括步骤S01至步骤S06。

步骤S01、将上述任意一种结构的机匣内套装夹工装放置在加工设备工作台中心。

示例性的，先将如图1所示的机匣内套装夹工装放置在加工设备工作台上，通过4根连接条12上的腰型孔，采用螺栓即可将其固定在加工设备工作台，即可使加工设备工作台中心与机匣内套装夹工装中心对齐。

步骤S02、将待加工机匣内套放在所述机匣内套装夹工装放置上实现定位找正、校形。

该步骤的操作过程为：先将待加工机匣内套放在装夹工装上，采用螺栓实现待加工机匣内套4下端面的孔与定位件的固定，实现机匣内套的准确定位。再将压接组件放置在待加工机匣内套上端面上使各压杆322的台阶结构323与待加工机匣内套上端面压接上，状态如图2所示。接着，调节调形组件，对待加工机匣内套的加工区域从内向外施加一作用力，进行校形，以减小加工区域的变形量。

步骤S03、确定所述待加工机匣内套的最大外径且以最大外径处为测试起始点，控制固定盘转动的同时测量待加工机匣内套整个圆周的外径数据。

该步骤中，可以采用百分表找到机匣内套轮廓的最大外径处。

测量外径时，以最大外径处为测试起始点进行整个圆周360°的外径数据的测量。

步骤S04、设置待加工机匣内套的坐标系，所述坐标系的X、Y方向上的零点为安装孔324的圆心，Z方向上的零点为待加工机匣内套上端面。

即将坐标系的原点设置在待加工机匣内套上端面所在平面的中心。

步骤S05、对所述待加工机匣内套整个圆周的外径数据进行分段，计算每段的外径变化量，根据外径变化量设置刀具的角度值。

本步骤通过采用分段设置刀具角度值的方法使加工路径符合机匣内套导流环的实际变化情况，实现对导流环的精准加工。

步骤S06、进行对刀后对机匣内套导流环进行加工直至加工完成。

该步骤中，可采用现有的球形铣刀进行加工。但是，由于导流环材料为高温合金，具有强度高、韧性好的特点，属于难加工材料，采用现有的球形铣刀进行加工去除，其存在一些问题，比如，易损、加工质量较差、效率低。对此，该步骤可采用带有涂层的硬质合金球刀片，所述涂层为TiAlN。

由于采用了带有涂层的硬质合金球刀片，其加工后的机匣内套表面粗糙度得到改善，加工质量得到提升，减少了换刀频率，加工效率得到提升。

采用本方案的方法实现机匣内套导流环去除，其根据零件的实际变形情况来获取有效的加工数据，并通过加工程序来拟合零件的形变，实现加工路径与待加工区域的完全匹配，实现变形零件的精准加工。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种机匣内套导流环去除方法，其特征在于，包括以下步骤：

将一种机匣内套装夹工装放置在加工设备工作台中心，所述一种机匣内套装夹工装，包括：一固定盘，所述固定盘上设置有与加工设备工作台连接的连接结构；至少两个定位件，所述定位件用于可拆卸连接在待加工机匣内套（4）下端面的孔内，所有定位件设置在一圆周上；一压接组件，所述压接组件包括一端固定在固定盘（1）上的支撑杆（31）和可拆卸连接于所述支撑杆（31）另一端的压接部（32），所述压接部（32）包括设置有安装孔（324）的连接件（321）和至少两个均匀设置在所述安装孔四周且连接在所述连接件（321）上的压杆（322），所述圆周的圆心置于所述安装孔的轴线上，所述压杆（322）一端设置有与所述待加工机匣内套上端面压接且同时与待加工机匣内套上端面内径抵接的台阶结构（323）；至少两个调形组件，所述调形组件设置在所述固定盘（1）上用于对待加工机匣内套加工区域内径面施加一向外的作用力；

将待加工机匣内套放在所述机匣内套装夹工装放置上实现定位找正、校形；

确定所述待加工机匣内套的最大外径且以最大外径处为测试起始点，控制固定盘转动的同时测量待加工机匣内套整个圆周的外径数据；

设置待加工机匣内套的坐标系，所述坐标系的X、Y方向上的零点为安装孔（324）的圆心，Z方向上的零点为待加工机匣内套上端面；

对所述待加工机匣内套整个圆周的外径数据进行分段，计算每段的外径变化量，根据外径变化量设置刀具的角度值；

进行对刀后对机匣内套导流环进行加工直至加工完成。

2.根据权利要求1所述的一种机匣内套导流环去除方法，其特征在于：所述进行对刀后对机匣内套导流环进行加工直至加工完成包括：

安装刀具后进行对刀，所述刀具带有涂层的硬质合金球刀片，所述涂层为TiAlN；根据每段刀具的角度值分别调节刀具后进行分段加工。