用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置及加工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置及加工方法，本發(fā)明的技術方案是：所述裝置包括底座、導板、脹塊、導座、脹緊頂頭、錐頭、支板、導柱b、松弛頂頭、單作用液壓油缸、手動液壓泵和高壓液壓油管；所述底座由上支板、下支板和沿圓周均布的支柱焊接組成，所述導座通過螺栓固定在底座的上支板上，所述導座設有內腔，所述導柱b通過螺栓固定在底座下支板上，所述導座、導柱b、底座為同軸設置；本發(fā)明的技術方案來解決大尺寸中厚板筒形件自重大、剛性較強、傳統(tǒng)螺紋手動脹緊不可靠的問題。該裝置制造簡單，省時省力，節(jié)約資金，易于實現(xiàn)，提高工作效率。
【專利說明】用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置及加工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及航空發(fā)動機機械制造【技術領域】，特別涉及一種用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置及加工方法。

【背景技術】
[0002]航空發(fā)動機為追求較高的推重比，實現(xiàn)發(fā)動機矢量推力技術，大量使用大尺寸中厚板化銑機匣。這類化銑結構焊接機匣通常采用中厚板制成直筒或錐筒后再化銑加強肋。大尺寸中厚板筒形件采用如圖1所示的工藝裝置車削端面時，由于零件自重大，剛性強，靠螺紋旋進脹緊，脹緊力不足。此種結構雖然能通過增大螺紋直徑和螺距來增加脹緊力，但螺距增大，旋進力加大，并且此種結構手工操作費力，不便于實際生產。為此開展了對用于大尺寸中厚板筒形件車端面定位的研究工作，目的是通過全面系統(tǒng)地試驗、分析研究解決傳統(tǒng)螺紋手動脹緊夾具脹緊力不足、手工操作費力不便于實際生產的問題。
實用新型內容
[0003]本發(fā)明通過對傳統(tǒng)螺紋手動脹緊夾具脹緊力不足、手工操作費力不便于實際生產的問題充分分析研究，及實驗論證，提出了采用液壓推力脹緊零件進行車削加工，通過調節(jié)螺母限制錐頭下移行程，從而控制脹塊脹緊時直徑的結構形式，來解決大尺寸中厚板筒形件自重大、剛性較強、靠螺紋旋轉脹緊導致脹緊力不足不便于實際生產的問題。
[0004]本發(fā)明的技術方案如下:
[0005]用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，所述裝置包括底座、導板、脹塊、導座、脹緊頂頭、錐頭、支板、導柱b、松弛頂頭、單作用液壓油缸、手動液壓泵和高壓液壓油管；所述底座由上支板、下支板和沿圓周均布的支柱焊接組成，所述導座通過螺栓固定在底座的上支板上，所述導座設有內腔，所述導柱b通過螺栓固定在底座下支板上，所述導座、導柱b、底座為同軸設置；
[0006]所述錐頭設有錐頭內孔，所述錐頭放置于所述導座內腔中，所述導柱b插接在所述錐頭內孔中，所述導座設置沿周均布的導槽，所述導板設置導槽，所述導板通過螺栓固定在所述底座上支板上面，所述導座與所述導板共同組成沿周均布的導槽，所述脹塊放置在所述導槽中；所述錐頭前端為錐面，所述脹塊尾端為凹面，所述錐頭前端的錐面與所述脹塊尾端為的凹面配合安裝；所述導座設置卡槽，所述支板設有與所述卡槽配合的凸臺，所述凸臺放置在所述卡槽內，可以旋轉一定角度使所述支板限定在所述導座內；
[0007]所述支板設置支板內孔，所述支板內孔和錐頭內孔設置內螺紋，所述單作用油缸缸體設置外螺紋，所述支板內孔和錐頭內孔的內螺紋與所述單作用油缸缸體的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭和松弛頂頭設有內螺紋，所述單作用油缸的頂桿設置外螺紋，所述脹緊頂頭和松弛頂頭的內螺紋與所述單作用油缸的頂桿的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭外部設置環(huán)狀卡臺，所述錐頭內孔中設有環(huán)狀臺階，所述環(huán)狀卡臺可以卡在所述環(huán)狀臺階上；
[0008]當所述單作用油缸缸體外螺紋與所述支板內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸的頂桿外螺紋與所述脹緊頂頭內螺紋連接，所述支板卡在所述導座卡槽內，來限制單作用油缸缸體的軸向運動，所述單作用液壓油缸通過高壓液壓油管與手動液壓泵連接，在液壓油作用下單作用液壓油缸的頂桿向下運動，所述脹緊頂頭推動所述錐頭向下移動，帶動所述脹塊向外移動實現(xiàn)脹緊待加工零件；
[0009]當所述單作用油缸缸體外螺紋與所述錐頭內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸的頂桿外螺紋與所述松弛頂頭的內螺紋連接，單作用液壓油缸的頂桿向下運動，所述松弛頂頭頂在所述導柱b端面上，所述單作用油缸缸體帶動所述錐頭向上移動，所述脹塊回縮放松待加工零件。
[0010]所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其優(yōu)選方案為所述裝置還包括調節(jié)螺母，所述調節(jié)螺母安裝在所述導柱b上，用于調整所述錐頭下移距離。
[0011]所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其優(yōu)選方案為所述脹塊的前端為扇形，用于貼緊待加工零件。
[0012]所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其優(yōu)選方案為所述脹塊設置溝槽，所述溝槽內設置導柱a、彈簧和擋銷，所述擋銷上設有通孔，所述導柱a插入所述通孔中，所述擋銷插裝在底座上支板中，所述彈簧套裝所述導柱a上。
[0013]所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其優(yōu)選方案為所述脹塊的數(shù)量為8個。
[0014]一種大尺寸中厚板筒形件車端面的加工方法，所述方法利用所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置實施，包括如下步驟:
[0015](I)將所述脹緊裝置安裝到車床上，將待加工零件放置在脹塊外表面上，零件下面用3個墊塊支撐；
[0016](2)將脹緊頂頭內螺紋與單作用液壓油缸的頂桿外螺紋連接，單作用液壓油缸的缸體外螺紋與支板內螺紋連接；
[0017](3)將連接缸體的支板放入導座的卡槽后，旋轉小于90°的任意角度，限定在導座的卡槽內，同時連接脹緊頂頭的單作用液壓油缸的頂桿放置在所述錐頭的內孔中；
[0018](4)單作用液壓油缸缸體在支板牽制下固定不動，手動液壓泵加壓，液壓油通過高液壓油管推動單作用液壓油缸的頂桿帶動脹緊頂頭沿錐頭內腔下移，直到脹緊頂頭的環(huán)狀卡臺頂?shù)藉F頭的環(huán)狀臺階；
[0019](5)手動液壓泵繼續(xù)加壓，脹緊頂頭推動錐頭向下運動，錐頭的錐面向外推動脹塊，直至脹緊零件，零件在脹至不脫落前拿掉墊塊，此時脹塊的槽口內端面與擋銷距離縮短，彈簧呈壓縮狀態(tài)，通過調整調節(jié)螺母的位置，可以控制錐頭下移行程，從而控制脹塊脹緊零件的程度；將零件端面加工完成；
[0020](6)拆卸零件，先取下支板和脹緊頂頭，將單作用液壓油缸的缸體外螺紋與錐頭內螺紋連接，松弛頂頭內螺紋與單作用液壓油缸的頂桿外螺紋連接；
[0021](7)手動液壓泵加壓，高壓液壓油管將手動液壓泵的液壓油傳到單作用液壓油缸，液壓油推動單作用液壓油缸的頂桿帶動松弛頂頭沿錐頭內孔下移，直至松弛頂頭頂緊到導柱b上表面，下移運動受到限制；
[0022](8)手動液壓泵繼續(xù)加壓，在壓力作用下，單作用液壓油缸的缸體上移，帶動錐頭向上移動，錐頭的錐面與脹塊凹面脫離，在彈簧彈力作用下脹塊內收，對零件失去脹緊力，卸下零件。
[0023]所述的大尺寸中厚板筒形件車端面的加工方法，其優(yōu)選方案為所述方法加工的筒形件壁厚為6-10mm。
[0024]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明的技術方案制造簡單，易于實現(xiàn)，該結構采用液壓推力脹緊零件進行車削加工，通過調節(jié)螺母限制錐頭下移行程，從而控制脹塊脹緊時直徑的結構形式，來解決大尺寸中厚板筒形件自重大、剛性較強、靠螺紋旋轉脹緊導致脹緊力不足不便于實際生產的問題，利用該結構的裝置操作簡單、省時省力，易于實現(xiàn)工程化應用。能滿足航空發(fā)動機大尺寸中厚板筒形件車端面的要求。因此采用此結構的裝置具有重大的社會效益和經濟效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為螺紋推力脹緊零件車端面夾具結構示意圖；
[0026]圖2為液壓推力脹緊零件車端面脹緊時裝置結構示意圖；
[0027]圖3為液壓推力脹緊零件車端面脹緊裝置俯視圖；
[0028]圖4為液壓推力脹緊零件車端面松弛時裝置結構示意圖；
[0029]圖5為圖2中脹塊結構示意圖；
[0030]圖6為圖2中導座結構示意圖；
[0031]圖7為圖2中脹緊頂頭結構示意圖；
[0032]圖8為圖2中松弛頂頭結構示意圖
[0033]圖9為圖2中錐頭結構示意圖；
[0034]圖10為圖2中支板結構示意圖。
[0035]圖中:1為脹塊，2為導柱a, 3為彈簧,4為導座,5為脹緊頂頭,6為錐頭,7為支板，8為導柱b,9為松弛頂頭，10為調節(jié)螺母,11為單作用液壓油缸,12為手動液壓泵，13為高壓液壓油管，14為底座，14-1為上支板,14-2為下支板,14-3為支柱,15為導板,16為擋銷，17為零件，18為墊塊。

【具體實施方式】
[0036]如圖2-10所示，用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，所述裝置包括底座14、導板15、脹塊1、導座4、脹緊頂頭5、錐頭6、支板7、導柱b8、松弛頂頭9、單作用液壓油缸11、手動液壓泵12和高壓液壓油管13 ;所述底座14由上支板14-1、下支板14_2和沿圓周均布的支柱14-3焊接組成，所述導座4通過螺栓固定在底座14的上支板14-1上，所述導座14設有內腔，所述導柱b8通過螺栓固定在底座14下支板14-2上，所述導座4、導柱b8、底座14為同軸設置；
[0037]所述錐頭6設有錐頭內孔，所述錐頭6放置于所述導座4內腔中，所述導柱b8插接在所述錐頭6內孔中，所述導座4設置沿周均布的導槽，所述導板15設置導槽，所述導板15通過螺栓固定在所述底座14上支板14-1上面,所述導座4與所述導板15共同組成沿周均布的導槽，所述脹塊I放置在所述導槽中；所述錐頭6前端為錐面，所述脹塊I尾端為凹面，所述錐頭6前端的錐面與所述脹塊I尾端為的凹面配合安裝；所述導座4設置卡槽，所述支板7設有與所述卡槽配合的凸臺,所述凸臺放置在所述卡槽內，可以旋轉一定角度使所述支板7限定在所述導座4內；
[0038]所述支板7設置支板7內孔，所述支板7內孔和錐頭6內孔設置內螺紋，所述單作用油缸11缸體設置外螺紋，所述支板7內孔和錐頭6內孔的內螺紋與所述單作用油缸11缸體的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭5和松弛頂頭9設有內螺紋，所述單作用油缸11的頂桿設置外螺紋，所述脹緊頂頭5和松弛頂頭9的內螺紋與所述單作用油缸11的頂桿的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭5外部設置環(huán)狀卡臺，所述錐頭6內孔中設有環(huán)狀臺階，所述環(huán)狀卡臺可以卡在所述環(huán)狀臺階上；
[0039]當所述單作用油缸11缸體外螺紋與所述支板7內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸11的頂桿外螺紋與所述脹緊頂頭5內螺紋連接，所述支板7卡在所述導座4卡槽內，來限制單作用油缸11缸體的軸向運動，所述單作用液壓油缸11通過高壓液壓油管13與手動液壓泵12連接，在液壓油作用下單作用液壓油缸11的頂桿向下運動，所述脹緊頂頭5推動所述錐頭6向下移動，帶動所述脹塊I向外移動實現(xiàn)脹緊待加工零件17 ；
[0040]當所述單作用油缸11缸體外螺紋與所述錐頭6內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸11的頂桿外螺紋與所述松弛頂頭9的內螺紋連接，單作用液壓油缸11的頂桿向下運動，所述松弛頂頭9頂在所述導柱b8端面上，所述單作用油缸11缸體帶動所述錐頭6向上移動，所述脹塊I回縮放松待加工零件17。
[0041 ] 所述裝置還包括調節(jié)螺母10，所述調節(jié)螺母10安裝在所述導柱b8上，用于調整所述錐頭6下移距離。
[0042]所述脹塊I的前端為扇形，用于貼緊待加工零件。
[0043]所述脹塊I設置溝槽，所述溝槽內設置導柱a2、彈簧3和擋銷16，所述擋銷16上設有通孔，所述導柱a2插入所述通孔中，所述擋銷16插裝在底座14上支板14-1中，所述彈簧3套裝所述導柱a2上。
[0044]所述脹塊I的數(shù)量為8個。
[0045]所述方法利用所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置實施，包括如下步驟:
[0046](I)將所述脹緊裝置安裝到車床上，將待加工零件17放置在脹塊I外表面上，零件下17面用3個墊塊18支撐；
[0047](2)將脹緊頂頭5內螺紋與單作用液壓油缸11的頂桿外螺紋連接，單作用液壓油缸11的缸體外螺紋與支板7內螺紋連接；
[0048](3)將連接缸體的支板7放入導座4的卡槽后，旋轉小于90°的任意角度，限定在導座4的卡槽內，同時連接脹緊頂頭5的單作用液壓油缸11的頂桿放置在所述錐頭6的內孔中；
[0049](4)單作用液壓油缸11缸體在支板7牽制下固定不動，手動液壓泵加壓12，液壓油通過高液壓油管13推動單作用液壓油缸11的頂桿帶動脹緊頂頭5沿錐頭6內腔下移，直到脹緊頂頭的5環(huán)狀卡臺頂?shù)藉F頭6的環(huán)狀臺階；
[0050](5)手動液壓泵12繼續(xù)加壓，脹緊頂頭5推動錐頭6向下運動，錐頭6的錐面向外推動脹塊I，直至脹緊零件17，零件17在脹至不脫落前拿掉墊塊18，此時脹塊I的槽口內端面與擋銷16距離縮短，彈簧3呈壓縮狀態(tài)，通過調整調節(jié)螺母10的位置，可以控制錐頭6下移行程，從而控制脹塊I脹緊零件17的程度；將零件17端面加工完成；
[0051](6)拆卸零件17，先取下支板7和脹緊頂頭5，將單作用液壓油缸11的缸體外螺紋與錐頭6內螺紋連接，松弛頂頭9內螺紋與單作用液壓油缸11的頂桿外螺紋連接；
[0052](7)手動液壓泵12加壓，高壓液壓油管13將手動液壓泵12的液壓油傳到單作用液壓油缸11，液壓油推動單作用液壓油缸11的頂桿帶動松弛頂頭9沿錐頭6內孔下移，直至松弛頂頭9頂緊到導柱b8上表面，下移運動受到限制；
[0053](8)手動液壓泵12繼續(xù)加壓，在壓力作用下，單作用液壓油缸11的缸體上移，帶動錐頭6向上移動，錐頭6的錐面與脹塊I凹面脫離，在彈簧3彈力作用下脹塊I內收，對零件17失去脹緊力，卸下零件17。
[0054]所述方法加工的筒形件壁厚為6-10mm。
【權利要求】
1.用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其特征在于:所述裝置包括底座、導板、脹塊、導座、脹緊頂頭、錐頭、支板、導柱b、松弛頂頭、單作用液壓油缸、手動液壓泵和高壓液壓油管；所述底座由上支板、下支板和沿圓周均布的支柱焊接組成，所述導座通過螺栓固定在底座的上支板上，所述導座設有內腔，所述導柱b通過螺栓固定在底座下支板上，所述導座、導柱b、底座為同軸設置； 所述錐頭設有錐頭內孔，所述錐頭放置于所述導座內腔中，所述導柱b插接在所述錐頭內孔中，所述導座設置沿周均布的導槽，所述導板設置導槽，所述導板通過螺栓固定在所述底座上支板上面，所述導座與所述導板共同組成沿周均布的導槽，所述脹塊放置在所述導槽中；所述脹塊放置在所述導槽中；所述錐頭前端為錐面，所述脹塊尾端為凹面，所述錐頭前端的錐面與所述脹塊尾端為的凹面配合安裝；所述導座設置卡槽，所述支板設有與所述卡槽配合的凸臺，所述凸臺放置在所述卡槽內，可以旋轉一定角度使所述支板限定在所述導座內； 所述支板設置支板內孔，所述支板內孔和錐頭內孔設置內螺紋，所述單作用油缸缸體設置外螺紋，所述支板內孔和錐頭內孔的內螺紋與所述單作用油缸缸體的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭和松弛頂頭設有內螺紋，所述單作用油缸的頂桿設置外螺紋，所述脹緊頂頭和松弛頂頭的內螺紋與所述單作用油缸的頂桿的外螺紋相配合；所述脹緊頂頭外部設置環(huán)狀卡臺，所述錐頭內孔中設有環(huán)狀臺階，所述環(huán)狀卡臺可以卡在所述環(huán)狀臺階上； 當所述單作用油缸缸體外螺紋與所述支板內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸的頂桿外螺紋與所述脹緊頂頭內螺紋連接，所述支板卡在所述導座卡槽內，來限制單作用油缸缸體的軸向運動，所述單作用液壓油缸通過高壓液壓油管與手動液壓泵連接，在液壓油作用下單作用液壓油缸的頂桿向下運動，所述脹緊頂頭推動所述錐頭向下移動，帶動所述脹塊向外移動實現(xiàn)脹緊待加工零件； 當所述單作用油缸缸體外螺紋與所述錐頭內孔的內螺紋連接，所述單作用油缸的頂桿外螺紋與所述松弛頂頭的內螺紋連接，單作用液壓油缸的頂桿向下運動，所述松弛頂頭頂在所述導柱b端面上，所述單作用油缸缸體帶動所述錐頭向上移動，所述脹塊回縮放松待加工零件。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其特征在于:所述裝置還包括調節(jié)螺母，所述調節(jié)螺母安裝在所述導柱b上，用于調整所述錐頭下移距離。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其特征在于:所述脹塊的前端為扇形，用于貼緊待加工零件。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其特征在于:所述脹塊設置溝槽，所述溝槽內設置導柱a、彈簧和擋銷，所述擋銷上設有通孔，所述導柱a插入所述通孔中，所述擋銷插裝在底座上支板中，所述彈簧套裝所述導柱a上。
5.根據(jù)權利要求1所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置，其特征在于:所述脹塊的數(shù)量為8個。
6.一種大尺寸中厚板筒形件車端面的加工方法，其特征在于:所述方法利用如權利要求I?5所述的用于大尺寸中厚板筒形件車端面的脹緊裝置實施，包括如下步驟: (I)將所述脹緊裝置安裝到車床上，將待加工零件放置在脹塊外表面上，零件下面用3個墊塊支撐； (2)將脹緊頂頭內螺紋與單作用液壓油缸的頂桿外螺紋連接，單作用液壓油缸的缸體外螺紋與支板內螺紋連接； (3)將連接缸體的支板放入導座的卡槽后，旋轉小于90°的任意角度，限定在導座的卡槽內，同時連接脹緊頂頭的單作用液壓油缸的頂桿放置在所述錐頭的內孔中； (4)單作用液壓油缸缸體在支板牽制下固定不動，手動液壓泵加壓，液壓油通過高液壓油管推動單作用液壓油缸的頂桿帶動脹緊頂頭沿錐頭內腔下移，直到脹緊頂頭的環(huán)狀卡臺頂?shù)骄S頭的環(huán)狀臺階； (5)手動液壓泵繼續(xù)加壓，脹緊頂頭推動錐頭向下運動，錐頭的錐面向外推動脹塊，直至脹緊零件，零件在脹至不脫落前拿掉墊塊，此時脹塊的槽口內端面與擋銷距離縮短，彈簧呈壓縮狀態(tài)，通過調整調節(jié)螺母的位置，可以控制錐頭下移行程，從而控制脹塊脹緊零件的程度；將零件端面加工完成； (6)拆卸零件，先取下支板和脹緊頂頭，將單作用液壓油缸的缸體外螺紋與錐頭內螺紋連接，松弛頂頭內螺紋與單作用液壓油缸的頂桿外螺紋連接； (7)手動液壓泵加壓，高壓液壓油管將手動液壓泵的液壓油傳到單作用液壓油缸，液壓油推動單作用液壓油缸的頂桿帶動松弛頂頭沿錐頭內孔下移，直至松弛頂頭頂緊到導柱b上表面，下移運動受到限制； (8)手動液壓泵繼續(xù)加壓，在壓力作用下，單作用液壓油缸的缸體上移，帶動錐頭向上移動，錐頭的錐面與脹塊凹面脫離，在彈簧彈力作用下脹塊內收，對零件失去脹緊力，卸下零件。
7.根據(jù)權利要求6所述的大尺寸中厚板筒形件車端面的加工方法，其特征在于:所述方法加工的筒形件壁厚為6-10mm。
【文檔編號】B23B31/42GK104353857SQ201410625097
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】任萍, 戚龍升, 張大威 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司