一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置及其修復方法與流程

本發明涉及航空發動機維修領域，特別是一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置及其修復方法。

背景技術：

航空發動機徑向間隙穩定封嚴裝置，是由多件環帶、用徑向銷釘固定的蜂窩狀嵌入塊、隔熱板等零件組成的環狀組件。

在航空發動機進行大狀態（最大、加力等狀態）工作時，高壓渦輪葉尖與渦輪機匣內壁之間的燃氣泄漏會降低高壓渦輪的工作效率。使用徑向間隙穩定封嚴裝置的航空發動機，在進行大狀態工作時，其高壓渦輪盤和葉片在熱和離心力作用下徑向拉伸，進而使徑向間隙減小，漏氣量減小，高壓渦輪工作效率提高。當葉片伸長與蜂窩狀嵌入塊偶然接觸時，優先使蜂窩狀嵌入塊產生磨損，避免葉片尖端損傷。

蜂窩狀嵌入塊在高溫、高速燃氣沖刷、高相對速度碰磨等極嚴苛環境中工作。其主要故障形式有內型面磨損、熱變形、裂紋、掉塊等。內型面磨損超差是蜂窩狀嵌入塊的主要報廢原因之一。該零件內型面截面物理特性、幾何特征均相同，外形面為蜂窩狀孔槽結構，內型面為周向多列等距篦齒突起，形狀較復雜，恢復極其困難。目前常用的整機排故方法是更換蜂窩狀嵌入塊，但是頻繁更換蜂窩狀嵌入塊新品會大幅提高采購成本，同時會受采購周期影響延遲生產進度。目前生產中普遍采用的修復方法，是將內型面磨損超差的蜂窩狀嵌入塊集齊成套后，拼接成整環，將磨損超差的內型面篦齒銑削去除，使用特種堆焊技術對內型面進行接長，再將堆焊區域銑平后，加工出內型面篦齒，實現蜂窩狀嵌入塊的修復。采用拼接整環的方式，需要的夾持工裝尺寸較大，其工裝的定位方式和操作方式較復雜；在拼接整環的過程中需要集件成套，然而單片蜂窩狀嵌入塊的超差程度和銑削深度要求具有隨機性，采用集件成套方式修理會造成資源浪費；同時任務數量隨機性大，該方法靈活性低，存在拖慢生產進度的可能性，同時提高了多臺零件混臺的幾率。

蜂窩狀嵌入塊是航空發動機的重要零件，其制造工藝復雜、成本高，服役環境惡劣屬易報廢。采用針對性裝置實現嵌入塊內型面恢復，是減少報廢的有效途徑，同時也是提高修理效率，降低勞動強度有效措施。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置及其修復方法，修復成本低，效率高，能夠減小蜂窩狀嵌入塊修理報廢率，降低勞動強度，修復精度高。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置，包括底座、仿形模板、夾持機構和限位機構，所述底座由底板和兩塊立板組成，兩塊立板相互平行地設于底板上方，仿形模板安裝在兩塊立板之間，且仿形模板能夠沿立板的延伸往返方向擺動，所述夾持機構固定在仿形模板的頂部，發動機蜂窩狀嵌入塊裝夾于夾持機構上，所述底座的兩側還分別設有能夠限制仿形模板擺動幅度的限位機構。

所述兩塊立板之間安裝有軸承組，所述仿形模板的下表面設有仿形弧面，軸承組的外圈表面與仿形弧面相切，所述仿形模板上開設有通槽，通槽的下表面設有弧形齒條，所述兩塊立板之間還通過軸承安裝有齒輪軸，齒輪軸的齒輪部分與所述弧形齒條嚙合，所述齒輪軸的端部還連接有驅動齒輪軸轉動的搖臂。

所述弧形齒條的軸線與仿形弧面的軸線重合。

所述軸承組為滾珠軸承組。

所述夾持機構包括基座、軸向擋板、周向擋板、周向壓板和軸向壓板，軸向擋板固定在基座的第一側壁上，軸向壓板安裝在基座的第二側壁上，軸向擋板與軸向壓板相向設置，共同限制發動機蜂窩狀嵌入塊的軸向移動，周向擋板固定在基座的第三側壁上，周向壓板安裝在基座的第四側壁上，周向擋板與周向壓板相向設置，共同限制發動機蜂窩狀嵌入塊的周向轉動。

所述基座的第四側壁上開有與周向壓板垂直的盲孔，該盲孔內裝有壓簧，所述周向壓板上配合裝有調節螺釘，調節螺釘的前端與基座通過螺紋配合連接，旋緊調節螺釘，周向壓板壓緊于壓簧上。

所述限位機構包括限位擋板和限位螺釘，限位擋板的下端固定在底座的側壁上，上端安裝有限位螺釘。

使用一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置的修復方法，包括以下步驟：

S1、加工仿形模板：根據發動機蜂窩狀嵌入塊的工程圖紙的設計尺寸和精度要求，加工出發動機蜂窩狀嵌入塊修磨軌跡的仿形模板；

S2、裝配：將仿形模板裝在底座上，使得軸承組貼合在仿形弧面上，齒輪軸與弧形齒條嚙合，將發動機蜂窩狀嵌入塊固定在夾持機構上，使得發動機蜂窩狀嵌入塊的內型面的軸線與仿形弧面的軸線重合；

S3、修磨：將該修復裝置固定在銑床工作臺上，將銑刀進行對刀操作后，轉動搖臂，驅動齒輪軸轉動，帶動仿形模板向底座的一側擺動，銑刀對發動機蜂窩狀嵌入塊的內型面進行修磨，當仿形模板的側壁碰到底座一側的限位機構時，反向轉動搖臂，仿形模板向底座的另一側擺動，直至碰到底座另一側的限位機構，反復轉動搖臂，直至修磨達到要求；

S4、拆卸：修磨完成后，控制銑床抬起銑刀，旋動搖臂使夾持機構回到底座的中心位置，分別松開周向壓板，解除周向夾持，松開軸向壓板，解除軸向夾持，取下發動機蜂窩狀嵌入塊。

銑刀進行對刀操作時，經過量表測量定標，將銑刀對準發動機蜂窩狀嵌入塊內型面的最低切線位置，根據加工所需的銑削量和精度，對銑床進行預調。

本發明具有以下優點：

1、利用仿形原理，放大銑削軌跡，采用蜂窩狀嵌入塊的仿形模板，依據放大標準嵌入塊軌跡對嵌入塊內型面進行仿形銑削，制作成本低廉、操作簡單。

2、通過仿形模板帶動蜂窩狀嵌入塊做標準嵌入塊內型面運動，提高控制精度。

3、通過搖臂驅動齒輪軸轉動，從而帶動仿形模板左右擺動，降低操作者勞動強度，提高加工效率

4、使用本發明的裝置及方法可以使蜂窩狀嵌入塊精密加工不再局限于拼接成環，減少了由于銑削深度不同引起的資源浪費，采用蜂窩狀嵌入塊的仿形銑削夾具，提升了生產效率，提高了產品質量的穩定性，提高了應對生產任務的靈活性；同時，使蜂窩狀嵌入塊修復保障能力得到有效提升。

附圖說明

圖1 為本發明的結構示意圖；

圖2 為仿形模板和夾持機構的裝配示意圖；

圖3 為夾持機構的結構示意圖；

圖4 為本發明的第一剖視圖；

圖5 為本發明的第二剖視圖；

圖中：1-底座，2-仿形模板，3-夾持機構，4-搖臂，5-限位擋板，6-限位螺釘，7-弧形齒條，8-齒輪軸，9-仿形弧面，10-軸承組，11-基座，12-軸向擋板，13-周向擋板，14-周向壓板，15-軸向壓板，17-壓簧，18-調節螺釘。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的保護范圍不局限于以下所述。

發動機蜂窩狀嵌入塊任一點厚度均相同，內與外型面為同心、半徑固定的標準圓弧段，零件不同截面物理形狀、幾何特征相同。

如圖1所示，一種發動機蜂窩狀嵌入塊內型面修復裝置，包括底座1、仿形模板2、夾持機構3和限位機構，所述底座1由底板和兩塊立板組成，兩塊立板相互平行地設于底板上方，仿形模板2安裝在兩塊立板之間，且仿形模板2能夠沿立板的延伸往返方向擺動，所述夾持機構3固定在仿形模板2的頂部，發動機蜂窩狀嵌入塊16裝夾于夾持機構3上，所述底座1的兩側還分別設有能夠限制仿形模板2擺動幅度的限位機構。

如圖2和圖5所示，所述兩塊立板之間安裝有軸承組10，所述仿形模板2的下表面設有仿形弧面9，軸承組10的外圈表面與仿形弧面9相切，所述仿形模板2上開設有通槽，通槽的下表面設有弧形齒條7，所述兩塊立板之間還通過軸承安裝有齒輪軸8，齒輪軸8的齒輪部分與所述弧形齒條7嚙合，所述齒輪軸8的端部還連接有驅動齒輪軸8轉動的搖臂4。

作為優選的，所述弧形齒條7的軸線與仿形弧面9的軸線重合。

作為優選的，所述軸承組10為滾珠軸承組。

如圖3所示，所述夾持機構3包括基座11、軸向擋板12、周向擋板13、周向壓板14和軸向壓板15，軸向擋板12固定在基座11的第一側壁上，軸向壓板15安裝在基座11的第二側壁上，軸向擋板12與軸向壓板15相向設置，共同限制發動機蜂窩狀嵌入塊16的軸向移動，周向擋板13固定在基座11的第三側壁上，周向壓板14安裝在基座11的第四側壁上，周向擋板13與周向壓板14相向設置，共同限制發動機蜂窩狀嵌入塊16的周向轉動。

如圖4所示，所述基座11的第四側壁上開有與周向壓板14垂直的盲孔，該盲孔內裝有壓簧17，所述周向壓板14上配合裝有調節螺釘18，調節螺釘18的前端與基座11通過螺紋配合連接，旋緊調節螺釘18，周向壓板14壓緊于壓簧17上。

如圖1或圖4所示，所述限位機構包括限位擋板5和限位螺釘6，限位擋板5的下端固定在底座1的側壁上，上端安裝有限位螺釘6。

使用一種發動機蜂窩狀嵌入塊16內型面修復裝置的修復方法，包括以下步驟：

S1、加工仿形模板2：根據發動機蜂窩狀嵌入塊16的工程圖紙的設計尺寸和精度要求，利用三坐標測量儀對標準蜂窩狀嵌入塊作微米級測量，利用仿形原理，將標準打磨軌跡經仿形放大，加工出發動機蜂窩狀嵌入塊16修磨軌跡的仿形模板2；

S2、裝配：將仿形模板2裝在底座1上，使得軸承組10貼合在仿形弧面9上，齒輪軸8與弧形齒條7嚙合，將發動機蜂窩狀嵌入塊16固定在夾持機構3上，使得發動機蜂窩狀嵌入塊16的內型面的軸線與仿形弧面9的軸線重合；

S3、修磨：將該修復裝置固定在銑床工作臺上，將銑刀進行對刀操作后，轉動搖臂4，驅動齒輪軸8轉動，帶動仿形模板2向底座1的一側擺動，銑刀對發動機蜂窩狀嵌入塊16的內型面進行修磨，當仿形模板2的側壁碰到底座1一側的限位機構時，反向轉動搖臂4，仿形模板2向底座1的另一側擺動，直至碰到底座1另一側的限位機構，反復轉動搖臂4，直至修磨達到要求；

S4、拆卸：修磨完成后，控制銑床抬起銑刀，旋動搖臂4使夾持機構3回到底座1的中心位置，分別松開周向壓板14，解除周向夾持，松開軸向壓板15，解除軸向夾持，取下發動機蜂窩狀嵌入塊16。

銑刀進行對刀操作時，經過量表測量定標，將銑刀對準發動機蜂窩狀嵌入塊16內型面的最低切線位置，根據加工所需的銑削量和精度，對銑床進行預調。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。