CN115179052B - 一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置及方法，属于航空航天设备零件加工技术领域，包括底座，底座上设置有下模板，底座通过导向滑柱与顶座连接，导向滑柱同时穿过下模板和上模架，顶座上设置有冲压液压缸，冲压液压缸的活塞杆与上模架连接，下模板上设置有凸模，上模架上设置有凹模，凸模与凹模上均设置有密封孔且与封头相配合，凸模和凹模中间均设置有通孔，凹模的通孔中设置有连接安装筒，连接安装筒内设置有连接组件，钻孔安装筒中设置有钻孔组件，冲孔安装筒中设置有冲孔组件，连接组件分别与钻孔组件和冲孔组件配合。本发明能够使坯料一次成型，避免繁复的工序，以免产生零件缺陷。

Description

一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置及方法

技术领域

本发明属于航空航天设备零件加工技术领域，特别涉及一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置及方法。

背景技术

航空发动机（aero-engine）是一种高度复杂和精密的热力机械，传统的航空发动机正在向齿轮传动发动机、变循环发动机、多电发动机、间冷回热发动机和开式转子发动机发展，非传统的脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、涡轮基组合发动机，以及太阳能动力和燃料电池动力等也在不断成熟，在现有航空发动机中，其中燃料或推进剂燃烧生成高温燃气的地方为燃烧室，燃烧室其中一个重要组成部分为火焰筒，火焰筒为控制燃烧、掺混以及冷却的金属薄壁筒体，一般由火焰筒头部、涡流器、燃气导管等组成，其中火焰筒头部的功能主要是使高温燃气在火焰筒头部形成低速回流区，保证点火、稳定燃烧和完全燃烧。

而现有火焰筒头部形式多样，头部帽罩分为整体式和分体式，火焰筒头部帽罩在加工时工序繁复且型面复杂成型难，包括钻孔、冲孔、车加工等工序，火焰筒头部帽罩型面顶部还包括超过20个翻边孔，在加工的过程中，由于工序复杂，成型后需要重新拆装进行后续的加工，反复的拆装容易造成零件的缺陷，而航天发动机又属于高精度机械，对零件精度要求高，因此本发明提供一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置及方法，旨在能够对于航天发动机火焰筒头部帽罩一次加工成型，防止反复的拆装造成零件缺陷。

现有相关技术中，公告号为CN112091543B的中国发明专利公开了一种火焰筒头部加工装置及加工方法，该发明专利采用的技术方案为：采用环形坯料，先将环形坯料放入成型模具中成型U形结构，然后热处理，接着拉伸成型火焰筒凸包，采用加工装置装夹零件，进行车端面加工，在不拆卸装夹装置的前提下铣凸包，铣凸包时，间隔压紧凸包，先铣未压紧的凸包，再压紧已铣好的凸包，进而铣削剩余的凸包，铣削时采用多个凸包同时铣削的方式，该发明虽然能够缩短加工周期，压缩加工成本，但是仍需反复拆卸装夹，仍可能造成零件缺陷的产生。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，包括底座，所述底座上设置有下模板，底座通过导向滑柱与顶座连接，导向滑柱同时穿过下模板和上模架，顶座上设置有冲压液压缸，冲压液压缸的活塞杆与上模架连接，所述下模板上设置有凸模，所述上模架上设置有凹模，凸模与凹模配合使坯料成型，凸模上圆周均匀设置有多个下密封孔，凹模上圆周均匀设置有多个上密封孔，下密封孔与上密封孔数量与位置相对应，下密封孔与下封头配合，上密封孔与上封头配合，下封头设置在下驱动组件上，上封头设置在上驱动组件上，下驱动组件设置在底座内，上驱动组件设置在上模架上，下驱动组件上还设置有钻孔安装筒，上驱动组件上还设置有冲孔安装筒，所述凸模和凹模中间均设置有通孔，凹模的通孔中设置有连接安装筒，所述连接安装筒内设置有连接组件，所述钻孔安装筒中设置有钻孔组件，所述冲孔安装筒中设置有冲孔组件，所述连接组件分别与钻孔组件和冲孔组件配合。

进一步地，所述凸模与下模板为一体的，凸模设置方向朝上，且位于凸模上表面以下，凸模四周设置有环形槽，环形槽与下模板上表面连接的地方设置有倒角。

进一步地，所述上模架包括上模板、连接柱以及连接板，上模板和连接板之间通过四个连接柱连接，连接板位于上模板上侧，所述凹模设置在上模板上，凹模设置方向朝下，且凸出上模板的表面设置，上模板、凹模以及连接安装筒为一体设置。

进一步地，所述下驱动组件包括设置在底座内的主驱电机，主驱电机的输出轴上设置有驱动齿轮一，驱动齿轮一与驱动齿轮二配合，驱动齿轮二设置在升降螺杆一下端，升降螺杆一转动设置在底座内，升降螺杆一上端穿过下模板且与下啮合轮连接，下啮合轮转动设置在下模板上表面设置的沉孔中，下啮合轮上设置有齿，升降螺杆一与升降架一一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降架一另一侧设置有圆孔，下封头设置在升降架一上，升降架一另一侧的圆孔与导向杆一构成滑动连接，导向杆一设置在底座内，在升降架一位于圆孔的一侧上还设置有滑轨杆一，滑轨杆一与安装筒转柱一上设置的滑轨配合，钻孔安装筒设置在安装筒转柱一上，安装筒转柱一上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱一上的两段滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱一下端一侧。

进一步地，所述上驱动组件包括转动设置在上模板上的上啮合轮，上啮合轮设置方向朝下，且凸出上模板的下表面设置，上啮合轮上设置有齿，且与下啮合轮上的齿相啮合，上啮合轮设置在升降螺杆二下端，升降螺杆二转动设置在上模板和连接板之间，升降螺杆二与升降架二一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降螺杆二上的螺纹与升降螺杆一上的螺纹旋向相反，上封头设置在升降架二上，升降架二另一侧设置有圆孔，升降架二的圆孔与导向杆二构成滑动连接，导向杆二设置在上模板和连接板之间，在升降架二位于圆孔的一侧上还设置有滑轨杆二，滑轨杆二与安装筒转柱二上设置的滑轨配合，冲孔安装筒设置在安装筒转柱二上，安装筒转柱二上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱二上两端滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱二上端一侧。

进一步地，所述冲孔组件包括设置在冲孔安装筒内的滑轨导杆，滑轨导杆与环形滑轨构成滑动连接，滑轨导杆外侧套设有复位弹簧，复位弹簧一端与环形滑轨连接，复位弹簧另一端与冲孔安装筒连接，环形滑轨上滑动设置有冲头滑杆，冲头滑杆过环形滑轨圆心，冲头滑杆上设置有冲头，冲头方向朝下，且冲头位置与上密封孔和下密封孔的位置相对应，冲头滑杆中间位置沿冲头滑杆长度方向开有一条通槽，在冲头的通槽两端分别设置一组限位组件。

进一步地，所述限位组件包括对称滑动设置在通槽的两侧的限位滑块一和限位滑块二，限位滑块一和限位滑块二之间通过滑块弹簧连接，限位滑块一和限位滑块二下侧接触的位置设置有斜面。

进一步地，所述钻孔组件包括设置在钻孔安装筒内的加工液压缸，加工液压缸的活塞杆上转动设置有钻头连杆，钻头连杆上设置有钻头驱动电机，钻头连杆上还设置有钻孔连接杆，钻孔连接杆顶端设置有卡槽，钻头驱动电机的输出端上连接有钻头，钻头设置方向朝上，钻头位置与冲头位置相对应，钻头连杆端部设置有连杆斜块，钻孔安装筒内壁上侧沿圆周均匀设置有多个安装筒固定块，任意相邻两个安装筒固定块之间构成一个滑道且与连杆斜块构成滑动配合，安装筒固定块数量与上密封孔和下密封孔数量相同，滑道位置与上密封孔和下密封孔位置相对应，所有安装筒固定块下侧均通过扭簧转动设置有一个斜块导向杆，所有斜块导向杆均倾斜设置且方向全部相同，安装筒固定块限制斜块导向杆向倾斜的方向转动。

进一步地，所述连接组件包括设置在连接安装筒内的连接安装架，连接安装架上侧设置有连接电机，连接电机的输出轴上设置有连接驱动齿轮，连接驱动齿轮同时与连接齿轮一和连接齿轮二配合，连接齿轮一转动设置在连接安装架上侧，连接安装架上设置有齿轮架，连接齿轮二转动设置在齿轮架上，连接齿轮一和连接齿轮二同轴设置，连接齿轮一同时与连接蜗杆一端连接，连接蜗杆转动设置在连接安装架上，且设置方向朝下，连接蜗杆与连接蜗轮构成蜗轮蜗杆配合，连接蜗轮转动设置在蜗轮转架上，蜗轮转架设置在连接安装架下侧，连接蜗轮上还设置有连接卡杆，连接卡杆下侧端部上设置有卡头，卡头与钻孔连接杆顶端的卡槽相配合，齿轮架上侧设置有上连接滑筒，上连接滑筒内侧设置有上连接螺杆，上连接螺杆转动设置在齿轮架上，上连接螺杆下端与连接齿轮二同轴连接，上连接螺杆与螺纹滑块构成螺纹连接，螺纹滑块滑动设置在上连接滑筒上，螺纹滑块位于上连接螺杆外侧的两端上分别转动设置有一个卡块连接杆的一端，两个卡块连接杆的另一端分别转动设置在一个连接卡块上，两个连接卡块分别滑动设置在一个卡块滑轨上，两个卡块滑轨分别通过一个滑轨支架设置在连接安装架上侧，两个连接卡块上表面两侧均设置有斜面，且与限位滑块一和限位滑块二下侧接触的位置设置的斜面相配合。

一种航空航天发动机火焰筒头部加工方法，具体步骤包括：

S1：将坯料放置在凸模上且位于环形槽中，并启动冲压液压缸使上模架下压，凹模与凸模配合使坯料成型。

S2：坯料成型后启动下驱动组件和上驱动组件，使下封头和上封头分别从下密封孔和上密封孔中抽出，并使冲孔安装筒和钻孔安装筒移动至凸模和凹模的垂直方向上。

S3：启动连接组件将钻孔组件和冲孔组件相连接。

S4：启动钻孔组件，钻孔组件通过连接组件同时使冲孔组件同步运动，完成对坯料的一次成型。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过在分别在凸模和凹模上设置下密封孔和上密封孔，并使上、下密封孔分别与上、下封头配合，能够使在坯料成型过程中，不会被凸模和凹模上开设的密封孔影响成型质量；（2）本发明设置的上、下驱动组件，能够通过上、下啮合轮的配合，能够实现上、下驱动组件同步运动，使上、下封头同步从密封孔中抽出，并且通过安装筒转柱一和安装筒转柱二上的滑轨使冲孔安装筒和钻孔安装筒移动到凸模和凹模的垂直位置上；（3）本发明设置的连接组件，能够在钻孔组件移动至凸模下侧时进行连接，并且在钻孔组件进行驱动时自动与冲孔组件相连接，以实现钻孔组件和冲孔组件的同步运动，使成型坯料上的孔在钻好后直接冲孔成型；（4）本发明设置的安装筒固定块和斜块导向杆能够与连杆斜块相配合，使钻孔组件每升降一次即实现一次换位。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图（非工作状态）。

图2为本发明整体结构示意图（工作状态）。

图3为本发明底座内部结构示意图（正向）。

图4为本发明底座内部结构示意图（背向）。

图5为图4中A处结构放大示意图。

图6为本发明下模板结构示意图（正面）。

图7为本发明下模板结构示意图（背面）。

图8为本发明上模架结构示意图（正面）。

图9为本发明上模架结构示意图（背面）。

图10为本发明上模架内部结构示意图之一。

图11为本发明上模架内部结构示意图之二。

图12为图11中B处结构放大示意图。

图13为本发明上模板剖视结构示意图。

图14为图13中C处结构放大示意图。

图15为图13中D处结构放大示意图。

图16为图13中E处结构放大示意图。

图17为本发明冲孔安装筒内部结构示意图（正向）。

图18为本发明冲孔安装筒内部结构示意图（反向）。

图19为图17中F处结构放大示意图。

图20为本发明钻孔安装筒结构示意图（正向）。

图21为本发明钻孔安装筒内部结构示意图（反向剖视）。

图22为本发明钻孔安装筒仰视结构示意图。

图23为图22中G处结构放大示意图。

图24为本发明俯视结构示意图（工作状态）。

图25为图24中A-A剖面结构示意图。

图26为图25中H处结构放大示意图。

图27为本发明坯料及火焰筒头部帽罩结构示意图。

附图标号：1-底座；2-下模板；3-导向滑柱；4-上模架；5-上模板；6-连接柱；7-连接板；8-顶座；9-冲压液压缸；10-冲孔安装筒；11-钻孔安装筒；12-坯料；13-火焰筒头部帽罩；101-主驱电机；102-驱动齿轮一；103-驱动齿轮二；104-升降螺杆一；105-下啮合轮；106-升降架一；107-下封头；108-导向杆一；109-滑轨杆一；110-连接半环一；111-安装筒转柱一；201-凸模；401-凹模；402-连接安装筒；403-上啮合轮；404-升降螺杆二；405-升降架二；406-上封头；407-导向杆二；408-滑轨杆二；409-连接半环二；410-安装筒转柱二；411-连接安装架；412-连接电机；413-连接驱动齿轮；414-连接齿轮一；415-齿轮架；416-连接齿轮二；417-连接蜗杆；418-蜗轮转架；419-连接蜗轮；420-连接卡杆；421-上连接滑筒；422-上连接螺杆；423-滑轨支架；424-螺纹滑块；425-卡块连接杆；426-卡块滑轨；427-连接卡块；1001-环形滑轨；1002-冲头滑杆；1003-滑轨导杆；1004-复位弹簧；1005-冲头；1006-限位滑块一；1007-限位滑块二；1008-滑块弹簧；1101-加工液压缸；1102-钻头连杆；1103-钻头驱动电机；1104-连杆斜块；1105-钻头；1106-钻孔连接杆；1107-安装筒固定块；1108-斜块导向杆；1109-外接连接架；1110-连接转杆；1111-扭簧。

具体实施方式

在本发明以下的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。

在本发明以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。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。

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步地描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。

实施例：参考附图1-附图27所示的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，主要包括底座1、下模板2、导向滑柱3、上模架4、顶座8、冲压液压缸9、冲孔安装筒10、钻孔安装筒11，其中底座1整体呈上端不封顶的矩形盒状，且其中一个长边方向上开口，底座1的四个角上分别固定设置有一个导向滑柱3的一端，所有导向滑柱3均竖直设置，四个导向滑柱3的另一端分别固定设置在顶座8的四个角上，底座1固定设置在地面上，顶座8位于底座1上侧，底座1和顶座8之间留有一定距离，底座1顶部固定设置有下模板2，四个导向滑柱3分别穿过下模板2的四个角，四个导向滑柱3同时穿过上模架4，上模架4包括上模板5、连接柱6以及连接板7，上模板5和连接板7之间通过四个连接柱6固定连接，连接板7位于上模板5上侧，导向滑柱3穿过上模板5和连接板7的四个角，上模板5和连接板7与导向滑柱3之间为滑动连接，四个连接柱6分布在上模板5和连接板7四个角稍靠内的位置上，顶座8上侧中心位置处固定设置有冲压液压缸9，冲压液压缸9的活塞杆穿过顶座8，且与连接板7固定连接，冲孔安装筒10设置在上模架4上，钻孔安装筒11设置在底座1内。

参考附图3-附图5所示，下驱动组件包括主驱电机101、驱动齿轮一102、驱动齿轮二103、升降螺杆一104、下啮合轮105、升降架一106、导向杆一108、滑轨杆一109、连接半环一110、安装筒转柱一111，底座1内固定设置有主驱电机101，主驱电机101的输出轴上设置有驱动齿轮一102，驱动齿轮一102与驱动齿轮二103构成齿轮配合，驱动齿轮二103固定设置在升降螺杆一104下端，升降螺杆一104下端转动设置在底座1内底面上，升降螺杆一104上端转动设置在下模板2上，升降螺杆一104上端同时穿过下模板2，且与下啮合轮105固定连接，下啮合轮105转动设置在下模板2上表面设置的沉孔中，下啮合轮105上设置有齿，升降螺杆一104同时与升降架一106一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降架一106另一侧设置有圆孔，升降架一106上固定设置有下封头107，下封头107上沿圆周均匀设置有多个下密封杆，本实施例中采用24个，升降架一106另一侧的圆孔与导向杆一108构成滑动连接，导向杆一108竖直固定设置在底座1内，在升降架一106位于圆孔的一侧上还固定设置有滑轨杆一109，滑轨杆一109水平设置，且滑轨杆一109与安装筒转柱一111上设置的滑轨配合，滑轨杆一109与安装筒转柱一111上的滑轨构成滑动连接，滑轨杆一109上还设置有连接半环一110，连接半环一110整体呈半圆形，且同轴设置在安装筒转柱一111外侧，与安装筒转柱一111之间构成滑动连接，钻孔安装筒11固定设置在安装筒转柱一111上，安装筒转柱一111上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱一111上的两段滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱一111下端一侧。

参考附图6-附图7所示，下模板2上设置有凸模201，凸模201与下模板2为一体的，凸模201设置方向朝上，且位于下模板2上表面以下，凸模201四周设置有环形槽，环形槽与下模板2上表面连接的地方设置有倒角，环形槽内径与坯料12外径相同，凸模201中间设置有竖直贯穿的通孔，凸模201形状呈环形，且上表面为弧面，凸模201上设置有多个下密封孔，下密封孔数量与位置均与下封头107上的下密封杆的数量和位置相对应，下密封孔为贯通设置，下密封杆上表面形状与凸模201上表面形状相同。

参考附图8-附图9所示，上模架4上设置有凹模401，凹模401设置在上模板5上，凹模401设置方向朝下，且凸出上模板5的表面设置，凹模401中间设置有垂直贯穿的通孔，且凹模401的通孔处设置有连接安装筒402，连接安装筒402上下开口且开口处设置有凸缘，上模板5、凹模401以及连接安装筒402为一体设置，凹模401形状呈环形，且下表面为上凹的弧面，由于坯料12本身具有厚度，凹模401上的弧形面半径要略大于凸模201上弧形面半径凹模401上设置有多个上密封孔，上密封孔数量与位置均与下密封孔和下密封杆的数量和位置相对应，上密封孔同样为贯通设置。

参考附图10-附图12所示，上驱动组件包括上啮合轮403、升降螺杆二404、升降架二405、导向杆二407、滑轨杆二408、连接半环二409、安装筒转柱二410，上模架4上还设置有上啮合轮403，上啮合轮403转动设置在上模板5上，上啮合轮403设置方向朝下，且凸出上模板5的下表面设置，上啮合轮403上设置有齿，且与下啮合轮105上的齿相啮合，上啮合轮403固定设置在升降螺杆二404下端，升降螺杆二404转动设置在上模板5和连接板7之间，升降螺杆二404与升降架二405一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降螺杆二404上的螺纹与升降螺杆一104上的螺纹旋向相反，升降架二405上固定设置有上封头406，上封头406上沿圆周均匀设置有多个上密封杆，上密封杆数量和位置与下密封杆、下密封孔以及上密封孔的数量和位置相对应，上密封杆下表面形状与凹模401下表面形状相同，升降架二405另一侧设置有圆孔，升降架二405的圆孔与导向杆二407构成滑动连接，导向杆二407固定设置在上模板5和连接板7之间，在升降架二405位于圆孔的一侧上还固定设置有滑轨杆二408，滑轨杆二408水平设置，且滑轨杆二408与安装筒转柱二410上设置的滑轨配合，滑轨杆二408与安装筒转柱二410上的滑轨构成滑动连接，滑轨杆二408上还设置有连接半环二409，连接半环二409整体呈半圆形，且同轴设置在安装筒转柱二410外侧，与安装筒转柱二410之间构成滑动连接，冲孔安装筒10固定设置在安装筒转柱二410上，安装筒转柱二410上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱二410上两端滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱二410上端一侧。

参考附图17-附图19所示，冲孔安装筒10整体呈上下开口的筒状，且固定连接在安装筒转柱二410上，冲孔安装筒10内设置有冲孔组件，本实施例中的冲孔组件包括环形滑轨1001、冲头滑杆1002、滑轨导杆1003、复位弹簧1004、冲头1005、限位滑块一1006、限位滑块二1007、滑块弹簧1008，冲孔安装筒10内设置有环形滑轨1001，环形滑轨1001上滑动设置有冲头滑杆1002，冲头滑杆1002过环形滑轨1001圆心，冲孔安装筒10内对称固定设置有两个滑轨导杆1003，两个滑轨导杆1003均竖直设置，环形滑轨1001滑动设置在滑轨导杆1003上，滑轨导杆1003外侧套设有复位弹簧1004，复位弹簧1004一端与环形滑轨1001连接，复位弹簧1004另一端与冲孔安装筒10连接，冲头滑杆1002上对称固定设置有两个冲头1005，冲头1005方向朝下，且冲头1005位置与上密封孔和下密封孔的位置相对应，冲头滑杆1002中间位置沿冲头滑杆1002长度方向开有一条通槽，在冲头1005的通槽两端分别设置一组限位组件，本实施例中的限位组件包括冲孔组件中的限位滑块一1006、限位滑块二1007、滑块弹簧1008，限位滑块一1006和限位滑块二1007对称滑动设置在通槽的两侧，限位滑块一1006和限位滑块二1007之间通过滑块弹簧1008连接，滑块弹簧1008使限位滑块一1006和限位滑块二1007下侧保持贴紧，限位滑块一1006和限位滑块二1007下侧接触的位置设置有斜面。

参考附图20-附图23所示，钻孔安装筒11整体呈上侧开口的筒状，且固定连接在安装筒转柱一111上，钻孔安装筒11内设置有钻孔组件，本实施例中的钻孔组件包括加工液压缸1101、钻头连杆1102、钻头驱动电机1103、连杆斜块1104、钻头1105、钻孔连接杆1106、安装筒固定块1107、斜块导向杆1108、外接连接架1109、连接转杆1110、扭簧1111，其中加工液压缸1101固定设置在钻孔安装筒11内底部中间位置处，加工液压缸1101的活塞杆上转动设置有钻头连杆1102，钻头连杆1102上对称设置有两个钻头驱动电机1103，钻头驱动电机1103的输出端上连接有钻头1105，两个钻头1105设置方向朝上，且两个钻头1105位置分别与两个冲头1005位置相对应，钻头连杆1102两端均固定设置有一个连杆斜块1104，钻孔安装筒11内壁上侧沿圆周均匀固定设置有多个安装筒固定块1107，任意相邻两个安装筒固定块1107之间构成一个滑道且与连杆斜块1104构成滑动配合，安装筒固定块1107数量与上密封孔和下密封孔数量相同，滑道位置与上密封孔和下密封孔位置相对应，所有安装筒固定块1107下侧均转动设置有一个斜块导向杆1108，所有斜块导向杆1108均倾斜设置且倾斜方向全部相同，安装筒固定块1107限制斜块导向杆1108向倾斜的方向转动，安装筒固定块1107不限制斜块导向杆1108向倾斜方向相反的方向转动，斜块导向杆1108与连接转杆1110固定连接，斜块导向杆1108通过连接转杆1110转动设置在钻孔安装筒11上，连接转杆1110一端与斜块导向杆1108固定连接，连接转杆1110另一端穿过钻孔安装筒11转动设置在外接连接架1109上，外接连接架1109固定设置在钻孔安装筒11外侧，所有连接转杆1110上均套设有扭簧1111，扭簧1111两端分别连接钻孔安装筒11和外接连接架1109，钻头连杆1102中间位置上还固定设置有钻孔连接杆1106，钻孔连接杆1106设置方向朝上，钻孔连接杆1106顶端设置有卡槽。

参考附图13-附图16所示，连接安装筒402内设置有连接组件，本实施例中的连接组件包括连接安装架411、连接电机412、连接驱动齿轮413、连接齿轮一414、齿轮架415、连接齿轮二416、连接蜗杆417、蜗轮转架418、连接蜗轮419、连接卡杆420、上连接滑筒421、上连接螺杆422、滑轨支架423、螺纹滑块424、卡块连接杆425、卡块滑轨426、连接卡块427，其中连接安装架411设置在连接安装筒402内，连接安装架411外径与连接安装筒402内径相同，连接安装架411相对于连接安装筒402可转动和滑动，连接安装架411上侧固定设置有连接电机412，连接电机412的输出轴上固定设置有连接驱动齿轮413，连接驱动齿轮413同时与连接齿轮一414和连接齿轮二416构成齿轮配合，连接齿轮一414转动设置在连接安装架411上侧中心位置，连接安装架411上固定设置有齿轮架415，连接齿轮二416转动设置在齿轮架415上，连接齿轮一414和连接齿轮二416同轴设置，连接齿轮一414同时与连接蜗杆417一端固定连接，连接蜗杆417转动设置在连接安装架411上，且设置方向朝下，连接蜗杆417与连接蜗轮419构成蜗轮蜗杆配合，连接蜗轮419转动设置在蜗轮转架418上，蜗轮转架418固定设置在连接安装架411下侧，连接蜗轮419上还固定设置有连接卡杆420，连接卡杆420下侧端部上设置有卡头，卡头与钻孔连接杆1106顶端的卡槽相配合，本实施例中的蜗轮转架418、连接蜗轮419、连接卡杆420至少设置三个，并沿连接安装架411圆周均匀分布，相同零件之间的连接关系与上述连接关系相同，齿轮架415上侧固定设置有上连接滑筒421，上连接滑筒421内侧设置有上连接螺杆422，上连接螺杆422转动设置在齿轮架415上侧，并且上连接螺杆422下端同时与连接齿轮二416同轴固定连接，上连接滑筒421整体呈筒状，且两侧开通槽，上连接螺杆422与螺纹滑块424构成螺纹连接，螺纹滑块424两端同时滑动设置在上连接滑筒421两侧的通槽中，螺纹滑块424位于上连接螺杆422外侧的两端上分别转动设置有一个卡块连接杆425的一端，两个卡块连接杆425的另一端分别转动设置在一个连接卡块427上，两个连接卡块427分别滑动设置在一个卡块滑轨426上，两个卡块滑轨426分别通过一个滑轨支架423固定设置在连接安装架411上侧，两个连接卡块427上表面两侧均设置有斜面，且连接卡块427上的斜面与限位滑块一1006和限位滑块二1007下侧接触的位置设置的斜面相配合。

在进行实施本实施例时，首先将坯料12放在凸模201上，坯料12如附图27所示，由于凸模201外侧的环形槽以及环形槽与下模板2连接的倒角，坯料12会自动定位在环形槽中，此时下封头107上的下密封杆位于凸模201的下密封孔中，上封头406的上密封杆位于凹模401的上密封孔中，且冲孔安装筒10和钻孔安装筒11处于如附图1所示的位置，然后启动冲压液压缸9，冲压液压缸9带动上模架4整体下降，当上模架4的上模板5与下模板2接触时，上模板5上的凹模401与下模板2上的凸模201扣合，此时完成成型冲压，同时在上模板5与下模板2贴合时，上啮合轮403和下啮合轮105也同时啮合，此时如附图2所示的位置；成型后启动主驱电机101，主驱电机101带动驱动齿轮一102转动，驱动齿轮一102通过驱动齿轮二103带动升降螺杆一104转动，升降螺杆一104通过下啮合轮105与上啮合轮403的啮合带动升降螺杆二404转动，升降螺杆一104和升降螺杆二404转动分别带动升降架一106和升降架二405移动，升降架一106向下移动，升降架二405向上移动，升降架一106向下移动带动下封头107从下密封孔中抽出，升降架二405向上移动带动上封头406从上密封孔中抽出，在升降架一106向下移动的过程中，升降架一106上的滑轨杆一109与安装筒转柱一111上的滑轨相配合，使升降架一106移动到安装筒转柱一111下方螺旋状滑轨位置时，滑轨杆一109能通过滑轨带动安装筒转柱一111转动，从而将安装筒转柱一111上的钻孔安装筒11转动到凸模201和凹模401下方垂直位置处，在升降架二405向上移动过程中，升降架二405上的滑轨杆二408与安装筒转柱二410上的滑轨相配合，使滑轨杆二408移动到安装筒转柱二410上方螺旋状滑轨位置时，滑轨杆二408能通过带动安装筒转柱二410转动，从而将安装筒转柱二410上的冲孔安装筒10转动到凸模201和凹模401上方垂直位置处。

连接安装架411在没有外力的作用下，始终处于连接安装筒402的最下端，并被连接安装筒402的凸缘挡住，当上模板5与下模板2接触时，连接安装架411下侧的结构将会通过凸模201中间的通孔伸入底座1中，此时启动连接电机412，连接电机412带动连接驱动齿轮413转动，连接驱动齿轮413同时带动连接齿轮一414和连接齿轮二416转动，连接齿轮一414转动带动连接蜗杆417转动，连接蜗杆417转动带动连接蜗轮419绕蜗轮转架418进行转动，同时连接蜗轮419通过自身的转动，会将连接卡杆420卡入钻孔连接杆1106上的卡槽中，多个连接卡杆420在连接蜗轮419未转动时是保持张开的状态的；连接齿轮二416转动带动上连接螺杆422转动，上连接螺杆422通过与螺纹滑块424配合带动螺纹滑块424沿上连接滑筒421向上移动，螺纹滑块424向上移动会通过两侧的卡块连接杆425带动两个连接卡块427沿卡块滑轨426向外滑动，连接卡块427将会有一部分滑出卡块滑轨426。

参考附图24-附图26所示当连接组件启动完成后，启动钻头驱动电机1103，钻头驱动电机1103带动下啮合轮105旋转，同时启动加工液压缸1101，加工液压缸1101通过钻头连杆1102带动两个钻头1105上升，同时带动钻孔连接杆1106上升，在上升过程中，连杆斜块1104会首先与斜块导向杆1108接触，由于斜块导向杆1108为倾斜设置，且不会向倾斜方向转动，连杆斜块1104将会沿着斜块导向杆1108滑入安装筒固定块1107之间的滑道中，由于滑道与上、下密封孔的位置相对应，在加工液压缸1101驱动到最高位置时，钻头1105通过上、下密封孔钻穿成型的坯料12，并且钻孔连接杆1106带动连接组件沿连接安装筒402上升，在连接组件上升的过程中，连接组件顶部的连接卡块427由于伸出卡块滑轨426一段，连接卡块427伸出的部分将会与限位滑块一1006和限位滑块二1007上的斜面配合，并顶开限位滑块一1006和限位滑块二1007，直到连接卡块427完全通过限位滑块一1006和限位滑块二1007，限位滑块一1006和限位滑块二1007会在滑块弹簧1008的作用下回弹，将连接卡块427完全卡在冲头滑杆1002的通槽中，冲头滑杆1002在未与连接组件接触时，是通过环形滑轨1001和复位弹簧1004的作用位于冲孔安装筒10的最顶端的，当连接组件完全连接后，加工液压缸1101重新驱动钻头连杆1102下降，钻头连杆1102下降将会通过其上的钻孔连接杆1106与连接组件带动冲头滑杆1002下降，由于冲头滑杆1002上设置有冲头1005，且冲头1005与钻头1105位置相对应，冲头1005将会把已经钻孔的位置冲开，并且在向下移动的过程中，连杆斜块1104滑出滑道时会与下一个斜块导向杆1108接触，并使该斜块导向杆1108转动，此时若加工液压缸1101重新向上驱动，连杆斜块1104会与该斜块导向杆1108接触，并沿该斜块导向杆1108滑入下一个滑道，以此类推，以实现加工液压缸1101往复驱动一次即换位一次的效果，由于连接组件的作用，钻孔组件与冲孔组件同步换位。

当全部位置均加工完成后，连接电机412反向驱动，解除连接，连接电机412驱动连接驱动齿轮413带动连接齿轮一414和连接齿轮二416转动，连接齿轮一414带动连接蜗杆417转动与连接蜗轮419配合使连接卡杆420重新张开，即断开与钻孔组件的连接，连接齿轮二416带动上连接螺杆422转动，使螺纹滑块424沿上连接滑筒421下降，并且通过卡块连接杆425使连接卡块427沿卡块滑轨426向内收回，此时连接卡块427沿冲头滑杆1002的长度方向向内收回，脱离限位滑块一1006与限位滑块二1007，连接卡块427从冲头滑杆1002的通槽中脱出，并且冲头滑杆1002会通过环形滑轨1001以及复位弹簧1004的回弹重新沿滑轨导杆1003回到冲孔安装筒10的最顶端，即断开与冲孔组件的连接，最后完成对坯料12的全部加工，最终成品为附图27所示的火焰筒头部帽罩13。

本实施例还公开了一种航空航天发动机火焰筒头部加工方法，具体步骤包括：

S1：将坯料12放置在凸模201上且位于环形槽中，并启动冲压液压缸9使上模架4下压，凹模401与凸模201配合使坯料12成型。

S2：坯料12成型后启动下驱动组件和上驱动组件，使下封头107和上封头406分别从下密封孔和上密封孔中抽出，并使冲孔安装筒10和钻孔安装筒11移动至凸模201和凹模401的垂直方向上。

S3：启动连接组件将钻孔组件和冲孔组件相连接。

S4：启动钻孔组件，钻孔组件通过连接组件同时使冲孔组件同步运动，完成对坯料12的一次成型。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述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；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，包括底座（1），所述底座（1）上设置有下模板（2），底座（1）通过导向滑柱（3）与顶座（8）连接，导向滑柱（3）同时穿过下模板（2）和上模架（4），顶座（8）上设置有冲压液压缸（9），冲压液压缸（9）的活塞杆与上模架（4）连接，其特征在于：所述下模板（2）上设置有凸模（201），所述上模架（4）上设置有凹模（401），凸模（201）与凹模（401）配合使坯料（12）成型，凸模（201）上圆周均匀设置有多个下密封孔，凹模（401）上圆周均匀设置有多个上密封孔，下密封孔与上密封孔数量与位置相对应，下密封孔与下封头（107）配合，上密封孔与上封头（406）配合，下封头（107）设置在下驱动组件上，上封头（406）设置在上驱动组件上，下驱动组件设置在底座（1）内，上驱动组件设置在上模架（4）上，下驱动组件上还设置有钻孔安装筒（11），上驱动组件上还设置有冲孔安装筒（10）；

所述凸模（201）和凹模（401）中间均设置有通孔，凹模（401）的通孔中设置有连接安装筒（402），所述连接安装筒（402）内设置有连接组件，所述钻孔安装筒（11）中设置有钻孔组件，所述冲孔安装筒（10）中设置有冲孔组件，所述连接组件分别与钻孔组件和冲孔组件配合，使冲孔安装筒（10）和钻孔安装筒（11）移动至凸模（201）和凹模（401）的垂直方向上。

2.根据权利要求1所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述凸模（201）与下模板（2）为一体的，凸模（201）设置方向朝上，且位于凸模（201）上表面以下，凸模（201）四周设置有环形槽，环形槽与下模板（2）上表面连接的地方设置有倒角。

3.根据权利要求1所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述上模架（4）包括上模板（5）、连接柱（6）以及连接板（7），上模板（5）和连接板（7）之间通过四个连接柱（6）连接，连接板（7）位于上模板（5）上侧，所述凹模（401）设置在上模板（5）上，凹模（401）设置方向朝下，且凸出上模板（5）的表面设置，上模板（5）、凹模（401）以及连接安装筒（402）为一体设置。

4.根据权利要求3所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述下驱动组件包括设置在底座（1）内的主驱电机（101），主驱电机（101）的输出轴上设置有驱动齿轮一（102），驱动齿轮一（102）与驱动齿轮二（103）配合，驱动齿轮二（103）设置在升降螺杆一（104）下端，升降螺杆一（104）转动设置在底座（1）内，升降螺杆一（104）上端穿过下模板（2）且与下啮合轮（105）连接，下啮合轮（105）转动设置在下模板（2）上表面设置的沉孔中，下啮合轮（105）上设置有齿，升降螺杆一（104）与升降架一（106）一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降架一（106）另一侧设置有圆孔，下封头（107）设置在升降架一（106）上，升降架一（106）另一侧的圆孔与导向杆一（108）构成滑动连接，导向杆一（108）设置在底座（1）内，在升降架一（106）位于圆孔的一侧上还设置有滑轨杆一（109），滑轨杆一（109）与安装筒转柱一（111）上设置的滑轨配合，钻孔安装筒（11）设置在安装筒转柱一（111）上，安装筒转柱一（111）上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱一（111）上的两段滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱一（111）下端一侧。

5.根据权利要求4所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述上驱动组件包括转动设置在上模板（5）上的上啮合轮（403），上啮合轮（403）设置方向朝下，且凸出上模板（5）下表面设置，上啮合轮（403）上设置有齿，且与下啮合轮（105）上的齿相啮合，上啮合轮（403）设置在升降螺杆二（404）下端，升降螺杆二（404）转动设置在上模板（5）和连接板（7）之间，升降螺杆二（404）与升降架二（405）一侧设置的螺纹孔构成螺纹配合，升降螺杆二（404）上的螺纹与升降螺杆一（104）上的螺纹旋向相反，上封头（406）设置在升降架二（405）上，升降架二（405）另一侧设置有圆孔，升降架二（405）的圆孔与导向杆二（407）构成滑动连接，导向杆二（407）设置在上模板（5）和连接板（7）之间，在升降架二（405）位于圆孔的一侧上还设置有滑轨杆二（408），滑轨杆二（408）与安装筒转柱二（410）上设置的滑轨配合，冲孔安装筒（10）设置在安装筒转柱二（410）上，安装筒转柱二（410）上的滑轨分两段，第一段为竖直设置的，第二段为螺旋状的，安装筒转柱二（410）上两端滑轨相连接，且螺旋状滑轨位于安装筒转柱二（410）上端一侧。

6.根据权利要求1所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述冲孔组件包括设置在冲孔安装筒（10）内的滑轨导杆（1003），滑轨导杆（1003）与环形滑轨（1001）构成滑动连接，滑轨导杆（1003）外侧套设有复位弹簧（1004），复位弹簧（1004）一端与环形滑轨（1001）连接，复位弹簧（1004）另一端与冲孔安装筒（10）连接，环形滑轨（1001）上滑动设置有冲头滑杆（1002），冲头滑杆（1002）过环形滑轨（1001）圆心，冲头滑杆（1002）上设置有冲头（1005），冲头（1005）方向朝下，且冲头（1005）位置与上密封孔和下密封孔的位置相对应，冲头滑杆（1002）中间位置沿冲头滑杆（1002）长度方向开有一条通槽，在冲头滑杆（1002）的通槽两端分别设置一组限位组件。

7.根据权利要求6所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述限位组件包括对称滑动设置在通槽的两侧的限位滑块一（1006）和限位滑块二（1007），限位滑块一（1006）和限位滑块二（1007）之间通过滑块弹簧（1008）连接，限位滑块一（1006）和限位滑块二（1007）下侧接触的位置设置有斜面。

8.根据权利要求7所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述钻孔组件包括设置在钻孔安装筒（11）内的加工液压缸（1101），加工液压缸（1101）的活塞杆上转动设置有钻头连杆（1102），钻头连杆（1102）上设置有钻头驱动电机（1103），钻头连杆（1102）上还设置有钻孔连接杆（1106），钻孔连接杆（1106）顶端设置有卡槽，钻头驱动电机（1103）的输出端上连接有钻头（1105），钻头（1105）设置方向朝上，钻头（1105）位置与冲头（1005）位置相对应，钻头连杆（1102）端部设置有连杆斜块（1104），钻孔安装筒（11）内壁上侧沿圆周均匀设置有多个安装筒固定块（1107），任意相邻两个安装筒固定块（1107）之间构成一个滑道且与连杆斜块（1104）构成滑动配合，安装筒固定块（1107）数量与上密封孔和下密封孔数量相同，滑道位置与上密封孔和下密封孔位置相对应，所有安装筒固定块（1107）下侧均通过扭簧（1111）转动设置有一个斜块导向杆（1108），所有斜块导向杆（1108）均倾斜设置且方向全部相同，安装筒固定块（1107）限制斜块导向杆（1108）向倾斜的方向转动。

9.根据权利要求8所述的一种航空航天发动机火焰筒头部加工装置，其特征在于：所述连接组件包括设置在连接安装筒（402）内的连接安装架（411），连接安装架（411）上侧设置有连接电机（412），连接电机（412）的输出轴上设置有连接驱动齿轮（413），连接驱动齿轮（413）同时与连接齿轮一（414）和连接齿轮二（416）配合，连接齿轮一（414）转动设置在连接安装架（411）上侧，连接安装架（411）上设置有齿轮架（415），连接齿轮二（416）转动设置在齿轮架（415）上，连接齿轮一（414）和连接齿轮二（416）同轴设置，连接齿轮一（414）同时与连接蜗杆（417）一端连接，连接蜗杆（417）转动设置在连接安装架（411）上，且设置方向朝下，连接蜗杆（417）与连接蜗轮（419）构成蜗轮蜗杆配合，连接蜗轮（419）转动设置在蜗轮转架（418）上，蜗轮转架（418）设置在连接安装架（411）下侧，连接蜗轮（419）上还设置有连接卡杆（420），连接卡杆（420）下侧端部上设置有卡头，卡头与钻孔连接杆（1106）顶端的卡槽相配合，齿轮架（415）上侧设置有上连接滑筒（421），上连接滑筒（421）内侧设置有上连接螺杆（422），上连接螺杆（422）转动设置在齿轮架（415）上，上连接螺杆（422）下端与连接齿轮二（416）同轴连接，上连接螺杆（422）与螺纹滑块（424）构成螺纹连接，螺纹滑块（424）滑动设置在上连接滑筒（421）上，螺纹滑块（424）位于上连接螺杆（422）外侧的两端上分别转动设置有一个卡块连接杆（425）的一端，两个卡块连接杆（425）的另一端分别转动设置在一个连接卡块（427）上，两个连接卡块（427）分别滑动设置在一个卡块滑轨（426）上，两个卡块滑轨（426）分别通过一个滑轨支架（423）设置在连接安装架（411）上侧，两个连接卡块（427）上表面两侧均设置有斜面，且与限位滑块一（1006）和限位滑块二（1007）下侧接触的位置设置的斜面相配合。

10.一种航空航天发动机火焰筒头部加工方法，其特征在于，采用权利要求1-9任意一项所述的加工装置，具体步骤包括：

S1：将坯料（12）放置在凸模（201）上且位于环形槽中，并启动冲压液压缸（9）使上模架（4）下压，凹模（401）与凸模（201）配合使坯料（12）成型；

S2：坯料（12）成型后启动下驱动组件和上驱动组件，使下封头（107）和上封头（406）分别从下密封孔和上密封孔中抽出，并使冲孔安装筒（10）和钻孔安装筒（11）移动至凸模（201）和凹模（401）的垂直方向上；

S3：启动连接组件将钻孔组件和冲孔组件相连接；

S4：启动钻孔组件，钻孔组件通过连接组件同时使冲孔组件同步运动，完成对坯料（12）的一次成型。

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