CN115121846B - 一种航空航天发动机机匣加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航空航天发动机机匣加工装置,属于机械加工技术领域,包括底座、转动圆环和定位环,底座的上端面转动安装有多组轴向支撑组件,多组轴向支撑组件上方设置有定位环,轴向支撑组件用于实现底座与定位环的固定连接,定位环与底座同轴设置,底座的上端面与定位环之间设置有转动圆环,转动圆环与底座、定位环同轴设置,转动圆环与多个轴向支撑组件滑动连接,风扇机匣设置在底座和转动圆环的外侧,底座的内部同轴设置有辅助切削组件,辅助切削组件与转动圆环在换位驱动组件的作用下相对固定,本发明还公开了一种航空航天发动机机匣加工方法,有效削弱了薄壁回转件在机械加工时出现的变形问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域,特别涉及一种航空航天发动机机匣加工装置及方法。
背景技术
机匣是航空发动机中重要的支撑和承力部件,其内部安装有主轴、叶片和各种连接附件等;机匣也是重要的承力部件,发动机的推力通过机匣传递给飞机。机匣工作环境恶劣,在工作状态下,既承受轴向力、横向或侧向力,也承受弯矩、扭矩等质量惯性力,还承受着温度载荷、振动载荷和装配应力等,且各种载荷循环变化;在发生叶片断裂等情况下,还要求机匣具有过包容能力,因此,机匣既要满足支撑功能,也必须具有足够的强度、刚度和可靠性、稳定性等。
鉴于在使用过程中对机匣的严格要求,在制造机匣时也具有较高的精度要求,以风扇机匣为例,风扇机匣为薄壁回转件,在加工时普遍存在以下问题:(1)机加工前的装夹会造成机匣的变形;(2)在进行铣削叶片安装孔时,由于道具的进给会造成机匣的变形;(3)由于材料自身的特性存在的黏刀等问题,针对前两个问题现有技术一般采用在机匣内部放置固定的随行模具,以及调整进刀参数以抵抗机加工时产生的机匣变形,但是该种被动抵御变形的方式对机匣变形抵抗能力十分微小,同时容易在加工的过程中对夹具造成损伤,操作不方便,生产成本较高。
现有技术中公开号为CN111993112A的中国发明专利申请公开了一种加工航空发动机环形机匣用夹具,包括底盘,所述底盘的顶端设有压紧装置,该压紧装置可将环形机匣底端的环形板压紧固定在底盘的顶端,所述底盘的上端依次可拆卸的固定连接有第一、二内撑组件,所述第一内撑组件包括多块周向排列的第一撑块,该第一撑块的外侧面可压紧贴合在环形机匣底部的内壁上,所述第二内撑组件包括多块周向排列的第二撑块,该第二撑块的外侧面可压紧贴合在环形机匣中部的内壁上,所述第二内撑组件的上方可拆卸的固定连接有盖板;用本发明的夹具在五轴联动车铣复合加工中心上一次装夹环形机匣,即可完成环形机匣内、外型面的加工,加工过程中,环形机匣的薄壁处不易产生变形,如上所述,该夹具侧重点在于对环形机匣的夹持,在机加工时仍然被动抵御加工变形的缺陷,无法避免加工变形的产生,因此,本发明提供一种航空航天发动机机匣加工装置及方法,在进行机加工时,配合加工刀具将待去除的材料夹住,有效防止加工变形的产生,同时防止装夹变形。
发明内容
针对上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种航空航天发动机机匣加工装置,包括底座、转动圆环和定位环,所述的底座的上端面转动安装有多组轴向支撑组件,多组所述的轴向支撑组件上方设置有定位环,所述的轴向支撑组件用于实现底座与定位环的固定连接,所述的定位环与底座同轴设置,所述的底座的上端面与定位环之间设置有转动圆环,所述的转动圆环与底座、定位环同轴设置,所述的转动圆环与多个轴向支撑组件滑动连接,风扇机匣设置在底座和转动圆环的外侧,所述的底座的内部同轴设置有辅助切削组件,所述的辅助切削组件与转动圆环在换位驱动组件的作用下相对固定。
所述的辅助切削组件包括滑筒,所述的滑筒靠近转动圆环内壁的一端上设置有支撑球,所述的滑筒带动支撑球在转动圆环的轴向、径向以及圆周方向移动,所述的支撑球的移动轨迹与风扇机匣上叶片安装孔的形状相同,以此与加工刀具配合,减小加工变形。
进一步的,所述的辅助切削组件还包括安装座,所述的安装座同轴转动安装在底座内部,所述的安装座上通过固定座安装有轴承座,所述的轴承座上转动安装有角度调节板,所述的角度调节板底面与安装座之间铰接有两个第一伸缩杆,所述的第一伸缩杆用于调整角度调节板与安装座轴线之间的夹角,所述的角度调节板上转动安装有转杆,所述的转杆绕着角度调节板轴线方向转动,所述的滑筒同轴滑动同时转动设置在转杆外部。
进一步的,所述的滑筒滑动安装在滑座上,所述的滑座滑动安装在限位框上,所述的限位框的两端分别设置有连接板,其中一个连接板转动安装在固定座底部与安装座同轴的位置上,所述的轴承座上设置有定位柱,所述的定位柱与安装座同轴,另一个连接板转动安装在定位柱上,所述的限位框为弧形板,所述的限位框与安装座同轴,所述的滑座和滑筒远离滑座的一端上均设置有挡板,滑座和滑筒上的挡板之间设置有第二伸缩杆。
进一步的,所述的角度调节板上同轴固定安装有齿环,所述的齿环上设置有第四滑槽,所述的第四滑槽内部滑动安装有第二轴套,所述的第二轴套内部同轴固定安装有转杆,所述的转杆上转动安装有第一轴套,所述的第一轴套转动安装在驱动齿轮上,所述的驱动齿轮与齿环形成齿轮传动,所述的角度调节板上设置有与齿环同轴的滑轨,所述的角度调节板靠近安装座的面上滑动安装有滑动座,所述的滑动座上固定安装有第一电机,固定座的输出轴穿过滑轨与驱动齿轮同轴固定连接。
进一步的,所述的轴向支撑组件包括滑动立板,所述的滑动立板滑动安装在底座的上端面上,滑动立板在风扇机匣的圆周方向滑动,所述的滑动立板上滑动安装有升降立板,升降立板的滑动方向为底座的轴线方向,所述的滑动立板内部设置有用于驱动升降立板顶出的油路,所述的升降立板上设置有接触板,所述的接触板的上下表面均设置有电磁铁组件,用于与驱动环或定位环连接,所述的定位环靠近转动圆环的面上转动安装有驱动环,驱动环与定位环同轴设置,所述的升降立板上设置有用于驱动驱动环转动的驱动组件,所述的驱动环由两个互相垂直的圆环组成。
进一步的,每个升降立板的两侧均设置有驱动组件,所述的驱动组件包括滑框,所述的滑框固定安装在升降立板上,所述的升降立板内部滑动安装有滑块,所述的滑块与滑框内壁之间设置有第三伸缩杆,所述的滑块下表面上固定安装有第三电机,所述的第三电机的输出轴穿过滑块,第三电机的输出轴与第三驱动轮同轴固定连接,所述的第三驱动轮用于驱动驱动环转动。
进一步的,所述的换位驱动组件用于实现安装座与转动圆环的同步转动,所述的换位驱动组件设置在底座上的安装凹槽内部,所述的底座的上端面上设置有连接通孔,所述的连接通孔内部设置有第二驱动轮,所述的安装凹槽内部设置有轴线互相垂直的第一转轴和第二转轴,所述的第一转轴上同轴固定安装有第一驱动轮,所述的第二转轴上同轴固定安装有第二驱动轮,所述的第一驱动轮与安装座配合,所述的第二驱动轮与转动圆环的下端面配合,所述的第一转轴和第二转轴上分别同轴固定安装有第二锥齿轮和第一锥齿轮,所述的第一锥齿轮与第二锥齿轮形成锥齿轮传动,所述的第二转轴与第二电机的输出轴固定连接,所述的第一驱动轮驱动安装座转动的角速度与第二驱动轮驱动转动圆环转动的角速度相同。
一种航空航天发动机机匣加工方法,包括以下步骤:
步骤一:将风扇机匣套设在底座、转动圆环、定位环的外侧,同时将底座固定在铣床平台上,调整铣刀的位置和辅助切削组件的位置,使得铣刀和支撑球对应在风扇机匣上的同一点上;
步骤二:调整两个第一伸缩杆的长度,驱动角度调节板在轴承座上转动,使得角度调节板的倾斜角度与风扇机匣上叶片安装孔的倾斜角度相等;
步骤三:启动第二伸缩杆,使支撑球穿过加工窗口抵在风扇机匣的内壁上,启动第一电机,在第一电机的驱动下支撑球在风扇机匣内壁上滑动,完成对一个叶片安装孔的辅助加工;
步骤四:启动换位驱动组件,换位驱动组件驱动辅助切削组件和转动圆环同时转动,转换带下一个需要加工叶片安装孔的位置上;
步骤五:启动其中两个轴向支撑组件,使其中两个轴向支撑组件在底座的上端面上转动,轴向支撑组件完成转动后重复步骤三,对被轴向支撑组件挡住的风扇机匣上的位置进行加工叶片安装孔;
步骤六:完成对风扇机匣圆周上的叶片安装孔的加工后将风扇机匣从底座外侧取下,完成加工。
本发明与现有技术相比的有益效果是:(1)本发明设置的辅助切削组件在设置在底座的内部,辅助切削组件主动抵在风扇机匣的内部,支撑球的运动轨迹与叶片安装孔的形状契合,支撑球配合切削道具将风扇机匣上待去除的材料夹住,有效防止由于进刀产生的机匣变形;(2)本发明设置的换位驱动组件同时驱动辅助切削组件和转动圆环转动,可变换到任意需要加工叶片安装孔的风扇机匣的位置上,同时环形的转动圆环在经过加工过的叶片安装孔会与风扇机匣发生相对转动,利用转动圆环的弧面经过叶片安装孔的过程补偿机匣发生的微小变形,进一步保证了机匣的加工精度;(3)本发明设置的轴向支撑组件两两一组变换位置,可自动让出被挡住的机匣壁,在一次装夹的情况下实现了圆周方向的全部叶片安装孔的加工,加工效率高。
附图说明
图1为本发明一种航空航天发动机机匣加工装置一个实施例的整体结构示意图。
图2为图1中去掉风扇机匣后的整体结构示意图。
图3为本发明图2中结构的俯视图。
图4为本发明部分零件剖开后的结构示意图(正视角度)。
图5为本发明部分零件剖开后的结构示意图(右视角度)。
图6为本发明部分零件剖开后的结构示意图(左视角度)。
图7为图6中去掉辅助切削组件后的结构示意图(左视角度)。
图8为图6中去掉辅助切削组件后的结构示意图(立体图)。
图9为图7中A处的局部结构放大示意图。
图10为图8中B处的局部结构放大示意图。
图11为图8中C处的局部结构放大示意图。
图12为本发明辅助切削组件整体结构示意图(左视角度)。
图13为本发明辅助切削组件局部剖切后的结构示意图(正视角度)。
图14为本发明辅助切削组件结构示意图(立体图)。
附图标号:1-风扇机匣;101-叶片安装孔;2-底座;201-第一滑槽;202-安装凹槽;203-连接通孔;204-第二滑槽;3-转动圆环;301-加工窗口;302-第三滑槽;4-定位环;401-转动座;5-滚珠;6-辅助切削组件;601-安装座;602-固定座;603-第一伸缩杆;604-角度调节板;605-轴承座;606-限位框;607-定位柱;608-滑座;609-滑筒;610-支撑球;611-第二伸缩杆;612-挡板;613-转杆;614-第一轴套;615-第二轴套;616-齿环;617-第四滑槽;618-驱动齿轮;619-滑动座;620-第一电机;621-滑轨;7-换位驱动组件;701-支架;702-第一驱动轮;703-第一转轴;704-电机座;705-第二电机;706-第二转轴;707-第一锥齿轮;708-转动支架;709-第二驱动轮;710-第二锥齿轮;8-轴向支撑组件;801-滑动立板;802-升降立板;803-驱动组件;804-接触板;805-第三驱动轮;806-滑框;807-滑块;808-第三伸缩杆;809-第三电机;9-驱动环。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本专利的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例:如图1、图2、图3所示,一种航空航天发动机机匣加工装置,包括底座2、转动圆环3和定位环4,底座2的上端面转动安装有多组轴向支撑组件8,多组轴向支撑组件8上方设置有定位环4,轴向支撑组件8用于实现底座2与定位环4的固定连接,定位环4与底座2同轴设置,底座2的上端面与定位环4之间设置有转动圆环3,转动圆环3与底座2、定位环4同轴设置,转动圆环3与多个轴向支撑组件8滑动连接,风扇机匣1设置在底座2和转动圆环3的外侧,底座2的内部同轴设置有辅助切削组件6,辅助切削组件6与转动圆环3在换位驱动组件7的作用下相对固定。
如图1、图2、图3、图4所示,转动圆环3上设置有加工窗口301,加工窗口301用于实现辅助切削组件6从转动圆环3的内部伸出抵在风扇机匣1的内壁上,定位环4的上方升降安装有压板,压板用于实现风扇机匣1的轴向固定,压板通过螺栓副连接在定位环4上(压板结构图中未示出),底座2上端面上设置有若干滚珠5,转动圆环3设置在滚珠5上,定位环4的下表面上设置有若干转动座401,转动座401上转动安装有滚珠5,转动座401上的滚珠5与转动圆环3的端面接触。
如图3、图4、图5、图6、图12、图13、图14所示,辅助切削组件6包括安装座601、固定座602、第一伸缩杆603、角度调节板604、轴承座605、限位框606、定位柱607、滑座608、滑筒609、支撑球610、第二伸缩杆611、挡板612、转杆613、第一轴套614、第二轴套615、齿环616、第四滑槽617、驱动齿轮618、滑动座619、第一电机620、滑轨621,底座2底部设置有第二滑槽204,安装座601同轴转动安装在底座2内部,安装座601设置在第二滑槽204内部,安装座601上固定安装有固定座602,固定座602上固定安装有轴承座605,轴承座605内部转动安装有角度调节板604,角度调节板604底面与安装座601之间铰接有两个第一伸缩杆603,两个第一伸缩杆603分别位于固定座602的两侧,第一伸缩杆603的固定端转动安装在安装座601上,第一伸缩杆603的活动端转动安装在角度调节板604的底部,第一伸缩杆603用于调整角度调节板604与安装座601轴线之间的夹角。
如图3、图4、图5、图6、图12、图13、图14所示,角度调节板604上转动安装有转杆613,转杆613绕着角度调节板604轴线方向转动,角度调节板604上同轴固定安装有齿环616,齿环616上设置有第四滑槽617,第四滑槽617内部滑动安装有第二轴套615,第二轴套615内部同轴固定安装有转杆613,转杆613上转动安装有第一轴套614,第一轴套614转动安装在驱动齿轮618上,驱动齿轮618与齿环616形成齿轮传动,角度调节板604上设置有与齿环616同轴的滑轨621,角度调节板604靠近安装座601的面上滑动安装有滑动座619,滑动座619上固定安装有第一电机620,固定座602的输出轴穿过滑轨621与驱动齿轮618同轴固定连接,转杆613上同轴滑动同时转动安装有滑筒609。
如图3、图4、图5、图6、图12、图13、图14所示,滑筒609靠近转动圆环3内壁的一端上设置有支撑球610,支撑球610转动安装在滑筒609上,滑筒609带动支撑球610在转动圆环3的轴向、径向以及圆周方向移动,支撑球610的移动轨迹与风扇机匣1上叶片安装孔101的形状相同,以此与加工刀具配合,减小加工变形。
如图3、图4、图5、图6、图12、图13、图14所示,滑筒609滑动安装在滑座608上,滑座608和滑筒609远离滑座608的一端上均设置有挡板612,滑座608和滑筒609上的挡板612之间设置有第二伸缩杆611,第二伸缩杆611的固定端固定安装在滑座608上的挡板612上,第二伸缩杆611的活动端固定安装在滑筒609上的挡板612上,滑座608滑动安装在限位框606上,限位框606的两端分别设置有连接板,其中一个连接板转动安装在固定座602底部与安装座601同轴的位置上,轴承座605上设置有定位柱607,定位柱607与安装座601同轴,另一个连接板转动安装在定位柱607上,限位框606为弧形板,限位框606与安装座601同轴。
如图7、图8、图11所示,换位驱动组件7包括支架701、第一驱动轮702、第一转轴703、电机座704、第二电机705、第二转轴706、第一锥齿轮707、转动支架708、第二驱动轮709和第二锥齿轮710,换位驱动组件7用于实现安装座601与转动圆环3的同步转动,换位驱动组件7设置在底座2上的安装凹槽202内部,底座2的上端面上设置有连接通孔203,连接通孔203内部设置有第二驱动轮709,安装凹槽202内部设置有轴线互相垂直的第一转轴703和第二转轴706,第二转轴706同时转动安装在底座2的内壁上以及转动支架708上,转动支架708固定安装在安装凹槽202的上方,第一转轴703转动安装在支架701上,支架701固定安装在安装凹槽202下表面,第一转轴703上同轴固定安装有第一驱动轮702,第二转轴706上同轴固定安装有第二驱动轮709,第一驱动轮702与安装座601配合,第二驱动轮709与转动圆环3的下端面配合,本实施例中第一驱动轮702和第二驱动轮709均设置为摩擦轮,第一驱动轮702和第二驱动轮709分别通过摩擦力驱动安装座601和转动圆环3转动,第一转轴703和第二转轴706上分别同轴固定安装有第二锥齿轮710和第一锥齿轮707,第一锥齿轮707与第二锥齿轮710形成锥齿轮传动,第二转轴706与第二电机705的输出轴固定连接,第二电机705固定安装在电机座704上,电机座704固定安装在支架701上,第一驱动轮702驱动安装座601转动的角速度与第二驱动轮709驱动转动圆环3转动的角速度相同。
如图7、图8、图9、图10所示,轴向支撑组件8包括滑动立板801、升降立板802、驱动组件803和接触板804,滑动立板801滑动安装在底座2的上端面上,底座2的上端面上设置有第一滑槽201,转动圆环3的内圆周上设置有第三滑槽302,滑动立板801同时滑动安装在第一滑槽201和第三滑槽302内部,滑动立板801在风扇机匣1的圆周方向滑动,滑动立板801上滑动安装有升降立板802,升降立板802的滑动方向为底座2的轴线方向,滑动立板801内部设置有用于驱动升降立板802顶出的油路,升降立板802上设置有接触板804,接触板804的上下表面均设置有电磁铁组件,用于与驱动环9或定位环4连接,定位环4靠近转动圆环3的面上转动安装有驱动环9,驱动环9与定位环4同轴设置,升降立板802上设置有用于驱动驱动环9转动的驱动组件803,驱动环9由两个互相垂直的圆环组成。
如图7、图8、图9、图10所示,每个升降立板802的两侧均设置有驱动组件803,驱动组件803包括第三驱动轮805、滑框806、滑块807、第三伸缩杆808和第三电机809,滑框806固定安装在升降立板802上,升降立板802内部滑动安装有滑块807,滑块807与滑框806内壁之间设置有第三伸缩杆808,滑块807下表面上固定安装有第三电机809,第三电机809的输出轴穿过滑块807,第三电机809的输出轴与第三驱动轮805同轴固定连接,第三驱动轮805用于驱动驱动环9转动,本实施例中第三驱动轮805设置为摩擦轮,第三驱动轮805侧面与驱动环9竖直方向设置的圆环形成摩擦配合。
本发明公开的一种航空航天发动机机匣加工装置的工作原理为:使用时,首先将风扇机匣1放置在底座2、转动圆环3、定位环4的外部,转动安装有压板的螺栓,通过螺栓调节压板的轴向高度,压板转动安装在螺栓靠近螺帽处的光杆上,使得压板将风扇机匣1轴向固定在底座2、转动圆环3的外侧。
启动第二电机705,第二电机705驱动第二转轴706转动,第二转轴706通过第一锥齿轮707驱动第二锥齿轮710转动,第一锥齿轮707和第二锥齿轮710的模数齿数均相同,第二锥齿轮710带动第一转轴703转动,第一转轴703和第二转轴706同时转动带动第一驱动轮702和第二驱动轮709转动,第一驱动轮702和第二驱动轮709转动分别驱动安装座601和转动圆环3转动,此时辅助切削组件6和转动圆环3同步转动,将加工窗口301转动到需要加工叶片安装孔101的风扇机匣1上的位置的内部,此时支撑球610与位于风扇机匣1外部的铣刀对准风扇机匣1上的同一点,同时调整两个第一伸缩杆603的长度,以此调整角度调节板604的轴线与安装座601轴线之间的夹角,使得角度调节板604的倾斜角度与待加工的叶片安装孔101的倾斜角度相同。
调整铣刀的行程参数后,铣刀进刀的过程中同时启动第二伸缩杆611,本实施例中第二伸缩杆611和第一伸缩杆603均设置为电缸,第二伸缩杆611的活塞杆缩短,第二伸缩杆611驱动滑筒609在滑座608内部滑动,使得支撑球610抵在风扇机匣1的内壁上,支撑球610配合铣刀将风扇机匣1上待去除的材料夹住,支撑球610在风扇机匣1内部提供一个主动支撑力,避免在铣刀进刀时导致风扇机匣1变形。
在第二伸缩杆611启动的同时启动第一电机620,第一电机620驱动驱动齿轮618转动,驱动齿轮618带动滑动座619和第一电机620在角度调节板604上的滑轨621内部滑动,驱动齿轮618转动的同时通过第一轴套614驱动转杆613转动,转杆613带动第二轴套615在第四滑槽617上滑动,同时转杆613带动滑筒609和限位框606转动,此时滑筒609绕着角度调节板604的轴线转动,限位框606绕着安装座601的轴线转动,此时滑筒609带动滑座608在限位框606上滑动,转杆613与滑筒609之间存在相对的滑动和转动,限位框606的作用是保证转杆613在角度调节板604上转动时,滑座608距离风扇机匣1内壁的距离始终相同,以此保证第二伸缩杆611的活动端保持一个固定伸出长度的情况下支撑球610始终抵在风扇机匣1的内壁上,此时支撑球610滑动的轨迹与风扇机匣1上待加工出的叶片安装孔101的轨迹相同,起到辅助铣刀加工的目的。
完成一个叶片安装孔101的加工后,为实现防止加工变形的目的,下一个叶片安装孔101的位置一般选在风扇机匣1圆周上与上一个叶片安装孔101相对的位置上,启动两个换位驱动组件7实现辅助切削组件6和转动圆环3的同步转动,在转动圆环3转动的同时经过上一个加工好的叶片安装孔101时,转动圆环3外圆周的弧面会补偿叶片安装孔101周围材料产生的微小变形。
当连接底座2与定位环4的轴向支撑组件8挡住待加工的风扇机匣1时,将需要变换位置的两个轴向支撑组件8同时驱动运动,控制滑动立板801内部的油路将升降立板802降下,使得升降立板802上的接触板804与驱动环9上的水平圆环接触,此时接触板804下表面上的电磁铁组件与驱动环9固定,驱动环9和定位环4均为铁质材料,此时启动另外两个升降立板802上的驱动组件803,驱动组件803中的第三电机809驱动第三驱动轮805转动,此时第三驱动轮805通过摩擦力驱动驱动环9转动,第三伸缩杆808的作用是控制第三驱动轮805与驱动环9的接触和分离,驱动环9带动两个固定在其上的轴向支撑组件8同时转动,转动到需要的位置后,接触板804下表面上的电磁铁组件断电,升降立板802与驱动环9脱离,在滑动立板801内部油路的作用下两个升降立板802升起,同时接触板804上表面上的电磁铁组件通电,实现与定位环4的固定连接,以同样的方式可实现另外两个轴向支撑组件8的位置转换,由此实现风扇机匣1圆周方向上全部叶片安装孔101的加工。
本发明还公开了一种航空航天发动机机匣加工方法,包括以下步骤:
步骤一:将风扇机匣1套设在底座2、转动圆环3、定位环4的外侧,同时将底座2固定在铣床平台上,调整铣刀的位置和辅助切削组件6的位置,使得铣刀和支撑球610对应在风扇机匣1上的同一点上。
步骤二:调整两个第一伸缩杆603的长度,驱动角度调节板604在轴承座605上转动,使得角度调节板604的倾斜角度与风扇机匣1上叶片安装孔101的倾斜角度相等。
步骤三:启动第二伸缩杆611,使支撑球610穿过加工窗口301抵在风扇机匣1的内壁上,启动第一电机620,在第一电机620的驱动下支撑球610在风扇机匣1内壁上滑动,完成对一个叶片安装孔的辅助加工。
步骤四:启动换位驱动组件7,换位驱动组件7驱动辅助切削组件6和转动圆环3同时转动,转换带下一个需要加工叶片安装孔101的位置上。
步骤五:启动其中两个轴向支撑组件8,使其中两个轴向支撑组件8在底座2的上端面上转动,轴向支撑组件8完成转动后重复步骤三,对被轴向支撑组件8挡住的转动圆环3上的位置进行加工。
步骤六:完成对风扇机匣1圆周上的叶片安装孔101的加工后将风扇机匣1从底座2外侧取下,完成加工。
Claims (5)
1.一种航空航天发动机机匣加工装置,其特征在于:包括底座(2)、转动圆环(3)和定位环(4),所述的底座(2)的上端面转动安装有多组轴向支撑组件(8),多组所述的轴向支撑组件(8)上方设置有定位环(4),所述的轴向支撑组件(8)用于实现底座(2)与定位环(4)的固定连接,所述的定位环(4)与底座(2)同轴设置,所述的底座(2)的上端面与定位环(4)之间设置有转动圆环(3),所述的转动圆环(3)与底座(2)、定位环(4)同轴设置,所述的转动圆环(3)与多个轴向支撑组件(8)滑动连接,风扇机匣(1)设置在底座(2)和转动圆环(3)的外侧,所述的底座(2)的内部同轴设置有辅助切削组件(6),所述的辅助切削组件(6)与转动圆环(3)在换位驱动组件(7)的作用下相对固定;
所述的辅助切削组件(6)包括滑筒(609),所述的滑筒(609)靠近转动圆环(3)内壁的一端上设置有支撑球(610),所述的滑筒(609)带动支撑球(610)在转动圆环(3)的轴向、径向以及圆周方向移动,所述的支撑球(610)的移动轨迹与风扇机匣(1)上叶片安装孔(101)的形状相同,以此与加工刀具配合,减小加工变形;
所述的辅助切削组件(6)还包括安装座(601),所述的安装座(601)同轴转动安装在底座(2)内部,所述的安装座(601)上通过固定座(602)安装有轴承座(605),所述的轴承座(605)上转动安装有角度调节板(604),所述的角度调节板(604)底面与安装座(601)之间铰接有两个第一伸缩杆(603),所述的第一伸缩杆(603)用于调整角度调节板(604)与安装座(601)轴线之间的夹角,所述的角度调节板(604)上转动安装有转杆(613),所述的转杆(613)绕着角度调节板(604)轴线方向转动,所述的滑筒(609)同轴滑动同时转动设置在转杆(613)外部;
所述的滑筒(609)滑动安装在滑座(608)上,所述的滑座(608)滑动安装在限位框(606)上,所述的限位框(606)的两端分别设置有连接板,其中一个连接板转动安装在固定座(602)底部与安装座(601)同轴的位置上,所述的轴承座(605)上设置有定位柱(607),所述的定位柱(607)与安装座(601)同轴,另一个连接板转动安装在定位柱(607)上,所述的限位框(606)为弧形板,所述的限位框(606)与安装座(601)同轴,所述的滑座(608)和滑筒(609)远离滑座(608)的一端上均设置有挡板(612),滑座(608)和滑筒(609)上的挡板(612)之间设置有第二伸缩杆(611);
所述的角度调节板(604)上同轴固定安装有齿环(616),所述的齿环(616)上设置有第四滑槽(617),所述的第四滑槽(617)内部滑动安装有第二轴套(615),所述的第二轴套(615)内部同轴固定安装有转杆(613),所述的转杆(613)上转动安装有第一轴套(614),所述的第一轴套(614)转动安装在驱动齿轮(618)上,所述的驱动齿轮(618)与齿环(616)形成齿轮传动,所述的角度调节板(604)上设置有与齿环(616)同轴的滑轨(621),所述的角度调节板(604)靠近安装座(601)的面上滑动安装有滑动座(619),所述的滑动座(619)上固定安装有第一电机(620),固定座(602)的输出轴穿过滑轨(621)与驱动齿轮(618)同轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种航空航天发动机机匣加工装置,其特征在于:所述的轴向支撑组件(8)包括滑动立板(801),所述的滑动立板(801)滑动安装在底座(2)的上端面上,滑动立板(801)在风扇机匣(1)的圆周方向滑动,所述的滑动立板(801)上滑动安装有升降立板(802),升降立板(802)的滑动方向为底座(2)的轴线方向,所述的滑动立板(801)内部设置有用于驱动升降立板(802)顶出的油路,所述的升降立板(802)上设置有接触板(804),所述的接触板(804)的上下表面均设置有电磁铁组件,用于与驱动环(9)或定位环(4)连接,所述的定位环(4)靠近转动圆环(3)的面上转动安装有驱动环(9),驱动环(9)与定位环(4)同轴设置,所述的升降立板(802)上设置有用于驱动驱动环(9)转动的驱动组件(803),所述的驱动环(9)由两个互相垂直的圆环组成。
3.根据权利要求2所述的一种航空航天发动机机匣加工装置,其特征在于:每个升降立板(802)的两侧均设置有驱动组件(803),所述的驱动组件(803)包括滑框(806),所述的滑框(806)固定安装在升降立板(802)上,所述的升降立板(802)内部滑动安装有滑块(807),所述的滑块(807)与滑框(806)内壁之间设置有第三伸缩杆(808),所述的滑块(807)下表面上固定安装有第三电机(809),所述的第三电机(809)的输出轴穿过滑块(807),第三电机(809)的输出轴与第三驱动轮(805)同轴固定连接,所述的第三驱动轮(805)用于驱动驱动环(9)转动。
4.根据权利要求1所述的一种航空航天发动机机匣加工装置,其特征在于:所述的换位驱动组件(7)用于实现安装座(601)与转动圆环(3)的同步转动,所述的换位驱动组件(7)设置在底座(2)上的安装凹槽(202)内部,所述的底座(2)的上端面上设置有连接通孔(203),所述的连接通孔(203)内部设置有第二驱动轮(709),所述的安装凹槽(202)内部设置有轴线互相垂直的第一转轴(703)和第二转轴(706),所述的第一转轴(703)上同轴固定安装有第一驱动轮(702),所述的第二转轴(706)上同轴固定安装有第二驱动轮(709),所述的第一驱动轮(702)与安装座(601)配合,所述的第二驱动轮(709)与转动圆环(3)的下端面配合,所述的第一转轴(703)和第二转轴(706)上分别同轴固定安装有第二锥齿轮(710)和第一锥齿轮(707),所述的第一锥齿轮(707)与第二锥齿轮(710)形成锥齿轮传动,所述的第二转轴(706)与第二电机(705)的输出轴固定连接,所述的第一驱动轮(702)驱动安装座(601)转动的角速度与第二驱动轮(709)驱动转动圆环(3)转动的角速度相同。
5.一种使用如权利要求1-4任意一项所述的一种航空航天发动机机匣加工装置的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将风扇机匣(1)套设在底座(2)、转动圆环(3)、定位环(4)的外侧,同时将底座(2)固定在铣床平台上,调整铣刀的位置和辅助切削组件(6)的位置,使得铣刀和支撑球(610)对应在风扇机匣(1)上的同一点上;
步骤二:调整两个第一伸缩杆(603)的长度,驱动角度调节板(604)在轴承座(605)上转动,使得角度调节板(604)的倾斜角度与风扇机匣(1)上叶片安装孔(101)的倾斜角度相等;
步骤三:启动第二伸缩杆(611),使支撑球(610)穿过加工窗口(301)抵在风扇机匣(1)的内壁上,启动第一电机(620),在第一电机(620)的驱动下支撑球(610)在风扇机匣(1)内壁上滑动,完成对一个叶片安装孔的辅助加工;
步骤四:启动换位驱动组件(7),换位驱动组件(7)驱动辅助切削组件(6)和转动圆环(3)同时转动,转换带下一个需要加工叶片安装孔(101)的位置上;
步骤五:启动其中两个轴向支撑组件(8),使其中两个轴向支撑组件(8)在底座(2)的上端面上转动,轴向支撑组件(8)完成转动后重复步骤三,对被轴向支撑组件(8)挡住的风扇机匣(1)上的位置进行加工叶片安装孔(101);
步骤六:完成对风扇机匣(1)圆周上的叶片安装孔(101)的加工后将风扇机匣(1)从底座(2)外侧取下,完成加工。
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