CN107962118A - 一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具及其使用方法，包括互相匹配的上模座和下模座，上模座和下模座之间设置有上模和下模，且上模和下模之间周向设置有多个与阵列斜孔匹配的模具组；模具组件包括，上模和下模之间用于放置工件；且下模和下模座之间设置有凸模顶出器，上模座和上模之间设置有互相连接的斜楔和第二弹簧；其中上模座、上模、下模和下模座上还设置有倾斜角度与航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔倾斜角度相同的导向孔。解决了环形工件轴方向不一致的翻边孔，不能同时翻边的问题，实现了一套模具依次完成一组阵列斜孔的翻边，提高了翻边孔的位置度，提高生产效率。

Description

一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具及其使用方法

技术领域

本发明属于航空制造技术领域；具体涉及一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具及其使用方法。

背景技术

新型轴流式航空涡轮风扇发动机采用环形火焰筒，为了保证火焰筒出口温度场的均匀性，在火焰筒头部外周上均匀分布多个小涡流器，每个涡流器中心安装一个燃油喷嘴。为稳定燃烧及保证火焰筒的气动要求，涡流器的轴线通常与发动机轴线成一定夹角。火焰筒的内、外壁通过头部转接段桥接在一起，涡流器均匀地安装在头部转接段上。涡流器的位置和方向由头部转接段上涡流器安装孔的位置和方向确定，所以，头部转接段上的涡流器安装孔的中心线与发动机轴线也成一定夹角。头部转接段的型面一般较为复杂，为了制造经济，头部转接段一般采用板料成形加工，为了保证足够的配合长度，涡流器安装孔设计为翻边孔。

头部转接段采用板料成形工艺，先形成型面，后对涡流器安装孔进行翻边。为了保证整组涡流器安装孔的位置度要求，应该采用一套模具在一次加工中完成整组涡流器安装孔的翻边。由于涡流器安装孔的中心线与头部转接段的轴线成一定夹角，采用整体模一次翻边，模具运动方向与翻边孔的方向不一致，无法进行翻边。

发明内容

本发明提供了一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具及其使用方法，解决了环形工件轴方向不一致的翻边孔，不能同时翻边的问题，实现了一套模具依次完成一组阵列斜孔的翻边，提高了翻边孔的位置度，提高生产效率。

本发明的技术方案是：一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具，包括互相匹配的上模座和下模座，上模座和下模座之间设置有上模和下模，上模和下模之间用于放置工件；且下模和下模座之间设置有凸模顶出器，上模座和上模之间设置有互相连接的斜楔和第二弹簧；其中上模座、上模、下模和下模座上还设置有倾斜角度与航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔倾斜角度相同的导向孔；其中导向孔内包括连接上模座和上模的第一双头螺柱，第一双头螺柱的一端伸出上模座，另一端穿过上内的凹模，第一上头螺柱另一端的端部还伸入下模内的凸模，且凸模与凹模之间设置有零件定位销；凸模上还连接有铰接螺杆，铰接螺杆穿过凸模顶出器和下模座；其中斜楔的尾端设置有轴承，轴承与斜楔顶块的端面接触，且楔形顶块的端面具有两个垂直面，两个垂直面之间设置有倾斜段。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中多个凹模嵌套在上模内，上模具有型面，且凹模能够沿上模中的导向孔做直线运动。

其中下模座与下模之间上设置有氮气弹簧。

其中上模和下模之间还设置有上下模导向销。

其中上模座和上模以及下模座和下模之间均通过内六角螺栓固定连接。

其中铰接螺钉通过第二六角螺母固定在下模座的导向孔内，第二内六角螺母与上模座之间设置有套在铰接螺钉上的碟形弹簧、凸球形垫圈和凹球形垫圈。

其中凸模上设置有铰链销轴，铰链螺杆连接在铰链销轴上，且铰链销轴的两端通过弹性挡圈连接在下模的导向孔内。

其中轴承的中部设置有销轴，销轴的端部连接有轴端挡圈，轴端挡圈与销轴之间还连接有防转销。

本发明还提供了上述航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具的使用方法，包括将上模沿着导向孔向上升起，然后将工件放置在下模上；上模沿着导向孔下降，且轴承沿着斜楔顶块端面的第一个垂直面移动，使凹模处于初始位置，上模继续向下运动，且轴承沿着斜楔顶块端面的第二个垂直面移动，使斜楔的斜面顶起凹模，凹模沿着上模的导向孔移动，且凹模处于工作位置；上模继续下降，并且与工件的上表面接触，此时凹模保持工作位置不变；上模继续下降，并且驱动下模下降，凸模通过凸模顶出器的顶推至下顺着导向孔伸出，并且对工件进行翻边，下模运动到底时，完成翻边。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中该使用方法在完成翻边之后还包括，将上模升起，凸模退出工件的翻边，然后上模与下模分离，上模向上升起，凹模回到初始位置后，工件自动脱模。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过上模座、上模、下模和下模座之间设置多个凸模和凹模组件，能够一次性实现对轴向阵列的多个斜孔进行翻边，提高加工效率，并且依次加工完成一组周向斜孔的翻边，提高了翻边孔的位置度，保证了零件质量。具体的根据轴向阵列斜孔的数量设置相应的凹模和凸模的数量；采用凹模伸缩功能解决零件的脱模问题，具体的每个翻边孔对应一个凹模，每个凹模均可通过轴承带动沿其对应的翻边孔轴线方向做直线伸缩运动，在翻边前凹模伸出到工作位置，在翻边后凹模缩回到初始位置；其中斜楔机构能够将上模的垂直运动改变为一组凹模沿翻边孔轴线方向的斜向运动，并且使凹模在翻边前准确到底工作位置。

更进一步的，采用带型面的上模作为所有凹模的保持架，并且所有凹模嵌套在上模内，分别沿各自的导向孔做直线运动。

更进一步的，采用氮气弹簧，为工件提供了足够且稳定的边压力，同时提高了下模升起时的响应速度，增强了凸模脱开的能力。

更进一步的，采用铰链螺杆、球面垫圈和碟形弹簧机构，将凸模限制在凸模顶出器的斜面上做平移运动，确保下模抬起时，凸模相对下模做直线运动而缩回，从而实现凸模与零件翻边孔的脱开功能。

本发明还提供了上述航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具的使用方法，使用该模具能够一次加工完成一组20个轴向阵列斜孔的翻边，提高加工效率，一次加工完成一组周向斜孔的翻边，提高了翻边孔的位置度，保证了零件质量，凹模工作位置可调，降低了模具的制造难度，减小了模具制造和维修成本，并且工件自动脱模，解决了拆卸零件的麻烦，降低了工人的劳动强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中B-B的剖视图；

图3为图1中D-D的剖视图；

图4为本发明翻边模的主视图；

图5为图4中A-A的剖视图；

图6为图4中C-C的剖视图。

图中：1为内六角螺钉；2为斜楔垫片；3为斜楔顶块底座；4为斜楔顶块；5为轴承；6为销轴；7为第一双头螺柱；8为六角螺母；9为弹簧挡圈；10为第一弹簧；11为垫圈；12为防磨板；13为斜楔；14为上模座；15为第二弹簧；16为第二双头螺柱；17为第一六角螺母；18为六角槽形螺母；19为开口销；20为第一防磨板；21为凹模；22为上模；23为零件定位销；24为凸模；25为下模；26为第二防磨板；27为凸模顶出器；28为下模座；29为铰接螺杆；30为第二六角螺母；31为第一挡圈；32为碟形弹簧；33为凸球形垫圈；34为凹球形垫圈；35为铰接销轴；36为上下模导向销；37为第一内六角螺栓；38为第二垫圈；39为弹性挡圈；40为第一沉头螺钉；41为第二沉头螺钉；42为第三沉头螺钉；43为第二内六角螺栓；44为第三垫圈；45为第三内六角螺栓；46为第四垫圈；47为第四内六角螺栓；48为氮气弹簧；49为衬套；50为轴端挡圈；51为第四沉头螺钉；52为防转销；53为导柱套筒；54为导柱；55为吊柄；56为工件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。

本发明提供了一种航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具，如图1-3所示，包括上模座14和下模座28，上模座14和下模座28之间设置有上模22和下模25，且上模22与上模座14连接，下模25与下模座28连接；且上模座14和下模座28之间设置有导柱54，导柱54外部套有导柱套筒53；上模座14的中部开有多个与航空发动机环形火焰筒头部轴向阵列斜孔相匹配的多个导向孔。

如图2-3所示，上模座14与上模22之间通过多个第二内六角螺栓43固定连接，且第二内六角螺栓43上设置有第三垫圈44；下模座28与下模25之间设置有凸模顶出器27，且凸模顶出器27与下模座28之间通过多个第三内六角螺栓45连接，且第三内六角螺栓45上设置有第四短拳46；且下模座28上还设置有氮气弹簧48，氮气弹簧48与下模25连接；下模座28与下模25之间还通过第四内六角螺栓47连接。

如图4-5所示，上模座14和上模22之间设置有斜楔13，下模座28和下模25之间设置有凸模顶出器27；上模座14、斜楔13、上模22、下模25、凸模顶出器27和下模座28上设置有导向孔，导向孔的倾斜角度与阵列斜孔的倾斜角度相同。且斜楔13的尾部设置有轴承5，且轴承5能够沿着斜楔顶块4的端面移动，斜楔顶块4设置在轴承5的内侧，且斜楔4的端面具有两个垂直面，两个垂直面之间通过一个斜面连接；斜楔顶块4通过内六角螺钉1和斜楔垫片2与斜楔顶块底座3固定连接，且斜楔顶块底座3还通过第一内六角螺钉37和第二垫圈38与下模座28固定连接。

其中上模座14和斜楔13之间还设置有防磨版12，上模座14和上模22之间还设置有第二弹簧15，第二弹簧15通过第二双头螺杆16固定在上模座14上，且第二双头螺杆16的一端***斜楔13内，第二双头螺杆16上还设置有第一六角螺母17、六角槽形螺母18和开口销19，斜楔13与上模22之间还设置有第一防磨板20；下模座28与下模25之间还设置有凸模顶出器27，凸模顶出器27与上模25之间还设置有第二防磨板26；上模22和下模25之间还设置有上下模导向销36。

如图5所示，导向孔从上模座14向下贯通至下模座28内；其中第一双头螺杆7依次穿过上模座14、防磨板12、斜楔13、第一防磨板20和凹模21，其中凹模21设置在上模22的中部，第一双头螺杆7伸出上模座14的一端紧固有六角螺母8，其中六角螺母8与上模座14之间设置有弹簧挡圈9、第一弹簧10和垫圈11，第一双头螺杆7连接凹模21的另一端穿过有零件定位销23，且第一双头螺杆7与凸模24连接，凸模24设置在下模25的中间位置，凸模24的另一端通过铰接销轴35与铰接螺杆29连接，其中铰接销轴35的两端通过弹性挡圈39固定在下模座25上，且下模座25与凸模顶出器27之间设置有第二防磨板26；铰接螺杆29穿过凸模顶出器27并且穿出下模座28，铰接螺杆29穿出下模座28通过第二六角螺母30紧固，且第二六角螺母30与下模座28之间依次设置有第一挡圈31、碟形弹簧32、凸球形垫圈33和凹球形垫圈34；其中凸模顶出器27上通过第一沉头螺钉40将第二防磨板26固定在凸模顶出器27上，防磨板12通过第三沉头螺钉42固定在上模座14上，第一防磨板20通过第二沉头螺钉41固定在斜楔13上。

如图6所示，轴承5的中部穿有销轴6，销轴6的一端与轴端挡圈50连接，且销轴6的外部套有衬套49，轴端挡圈50与销轴6之间设置有防转销52。

如图2-5所示，工件56设置在上模22和下模25之间，具体的如图4-5所示，工件56设置在下模25上，且凹模21和凸模24相对的位置为工件56需要翻边的部位。

本发明中每个翻边孔对应一个凹模及凸模组件，每个凹模均可沿其对应的翻边孔轴线方向做直线伸缩运动，且上模带有型面，并且上模为凹模的保持架，所有凹模嵌套在上模内，并能够沿导向孔进行直线运动。

本发明还提供了上述航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具的使用方法，如图5所示，包括上模22沿导向孔向上升起，然后夹装工件56，工件56通过下模25的型面和多个均布的凸模24上的定位销23定位；然后上模22下降，斜楔13尾端的轴承5沿着斜楔顶块4的端面的第一个垂直面运动，此时凹模21处于轴承5运动的初始位置；上模22继续下降，轴承5沿着斜楔顶块4的垂直面的斜面连接段运动，从而使斜楔13向外径向辐射运动，斜楔13的斜面顶起凹模21，凹模21顺着上模22的引导孔运动，当轴承5运动到斜楔顶块4的第二个垂直面时，凹模21运动到工作位置；上模22继续下降，并且上模22与工件56的上表面接触，此时凹模21保持工作位置不变；上模22继续下降，并且驱动下模25下降，下模25中的凸模24在凸模顶出器27上的第二防磨板26的顶推下顺着下模25的引导孔伸出，实现对工件56的翻边，当下模25运动到底时，完成翻边。

完成翻边之后，上模22向上升起，凸模24、凹模21、上模22下模25以及工件56的相对位置关系是：首先凸模24退出工件56的翻边，然后上模22与下模25分离，凹模21回到初始位置，在凹模21回到初始位置时，工件56自动脱模。

本发明中采用第二双头螺杆16及其第二弹簧15组件，借助弹簧助力，使每个凹模在翻边后能够回退到初始位置，从而实现零件翻边与凹模的脱开功能，并且弹簧结构给斜楔向心推力，提高了斜楔13回退的相应速度。采用斜面顶出机构，即凸模顶出器27将下模的垂直运动改变为凸模24沿翻边孔轴线防线的斜向运动，在上模22驱动下模25下降的过程中，下模25驱动凸模24做相对运动，凸模顺着下模的导向孔伸出，完成对孔翻边；采用斜楔顶块4实现凹模21和凸模24的分时运动，解决了翻边过程中凹模不能及时到位的问题和脱模时凹模和凸模的锁死问题，其分时运动的次序是：在上模22下降过程中，凹模21先伸出保持在工作位置，然后上模22与下模25接触，然后上模22驱动下模25下降，在此过程中凸模24相对与下模25运动而伸出，完成对孔的翻边；在上模22完成翻边升起的过程中，下模25跟随上模22升起，再该过程中凸模24相对于下模25运动，并且与工件56的翻边孔脱开，然后上模22离开下模25，最后凹模24缩回，工件56完全与模具脱开；采用轴承5减小了斜楔13与斜楔顶块4之间的摩擦力和由此产生的附加例句，使斜楔运动更平稳。

Claims (10)

1.一种航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，包括互相匹配的上模座(14)和下模座(28)，上模座(14)和下模座(28)之间设置有上模(22)和下模(25)，上模(22)和下模(25)之间用于放置工件(56)；且下模(25)和下模座(28)之间设置有凸模顶出器(27)，上模座(14)和上模(22)之间设置有互相连接的斜楔(13)和第二弹簧(15)；其中上模座(14)、上模(22)、下模(25)和下模座(28)上还设置有倾斜角度与航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔倾斜角度相同的导向孔；

所述导向孔内包括连接上模座(14)和上模(22)的第一双头螺柱(7)，第一双头螺柱(7)的一端伸出上模座(14)，另一端穿过上模(22)内的凹模(21)，第一上头螺柱(7)另一端的端部还伸入下模(25)内的凸模(24)，且凸模(24)与凹模(21)之间设置有零件定位销(23)；凸模(24)上还连接有铰接螺杆(29)，铰接螺杆(29)穿过凸模顶出器(27)和下模座(28)；

所述斜楔(13)的尾端设置有轴承(5)，轴承(5)与斜楔顶块(4)的端面接触，且楔形顶块(4)的端面具有两个垂直面，两个垂直面之间设置有倾斜段。

2.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述多个凹模(21)嵌套在上模(22)内，上模(22)具有型面，且凹模(21)能够沿上模(22)中的导向孔做直线运动。

3.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述下模座(28)与下模(25)之间上设置有氮气弹簧(48)。

4.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述上模(22)和下模(25)之间还设置有上下模导向销(26)。

5.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述上模座(14)和上模(22)以及下模座(28)和下模(25)之间均通过内六角螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述铰接螺钉(29)通过第二六角螺母(20)固定在下模座(28)的导向孔内，第二内六角螺母(20)与上模座(28)之间设置有套在铰接螺钉(29)上的碟形弹簧(32)、凸球形垫圈(33)和凹球形垫圈(34)。

7.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述凸模(24)上设置有铰链销轴(35)，铰链螺杆(29)连接在铰链销轴(35)上，且铰链销轴(35)的两端通过弹性挡圈(39)连接在下模(25)的导向孔内。

8.根据权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒头部周向阵列斜孔翻边模具，其特征在于，所述轴承(5)的中部设置有销轴(6)，销轴(6)的端部连接有轴端挡圈(50)，轴端挡圈(50)与销轴(6)之间还连接有防转销(52)。

9.一种如权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具的使用方法，其特征在于，包括将上模(22)沿着导向孔向上升起，然后将工件(56)放置在下模(25)上；上模(22)沿着导向孔下降，且轴承(5)沿着斜楔顶块(4)端面的第一个垂直面移动，使凹模(21)处于初始位置，上模(22)继续向下运动，且轴承(5)沿着斜楔顶块(4)端面的第二个垂直面移动，使斜楔(13)的斜面顶起凹模(21)，凹模(21)沿着上模(22)的导向孔移动，且凹模(21)处于工作位置；上模(22)继续下降，并且与工件(56)的上表面接触，此时凹模(21)保持工作位置不变；上模(22)继续下降，并且驱动下模(25)下降，凸模(24)通过凸模顶出器(27)的顶推至下顺着导向孔伸出，并且对工件(56)进行翻边，下模(25)运动到底时，完成翻边。

10.一种如权利要求1所述的航空发动机环形火焰筒阵列斜孔翻边模具的使用方法，其特征在于，该使用方法在完成翻边之后还包括，将上模(22)升起，凸模(24)退出工件(56)的翻边，然后上模(22)与下模(25)分离，上模(22)向上升起，凹模(21)回到初始位置后，工件(56)自动脱模。