一种径向支撑装置的制作方法

本发明涉及环形薄壁零件加工技术领域，特别涉及一种径向支撑装置。

背景技术：

薄壁类零件广泛应用于汽车、航空航天等领域，燃气轮机支撑壳体、机匣及流线导流体都属于环形薄壁零件，此类零件直径大、壁薄，且轴向尺寸可达到1.5米左右，机械加工的刚性很差。在制造这类环形薄壁零件时，通常首先采用高速旋压、滚压、卷制、涨型等加工工艺对薄壁件进行成形，然后再加工薄壁件的两端，以保证薄壁件的两端满足焊接法兰的尺寸要求，再采用电子束焊的方式在薄壁件的两端焊接法兰构成环形薄壁零件，在焊接法兰之后，依据环形薄壁零件的尺寸及技术要求机械加工其两端法兰的尺寸。

在薄壁件的两端电子束焊法兰段时，受焊接等因素影响，使两端的法兰中心不重合，同轴度较差，且在机械加工过程中容易产生颤动和变形。为了保证环形薄壁零件焊后机加工能满足产品尺寸要求，通常需要两端法兰在电子束焊前留更多的径向余量，导致焊后加工的工作量和难度提高，同时增大了毛坯成本。

技术实现要素：

为了解决环形薄壁零件两端法兰同轴度差、机加工过程中容易发生颤动和变形的问题，本发明实施例提供了一种径向支撑装置。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种径向支撑装置，所述径向支撑装置包括：用于竖直放置环形薄壁零件的底座和固定在所述底座上的至少两组支撑机构，所述底座上设有环形薄壁零件放置区，所述至少两组支撑机构沿所述环形薄壁零件放置区的周向间隔设置，每组所述支撑机构包括支架、螺杆、涨块和导柱，所述支架包括横板和竖板，所述横板固定连接在所述底座上，所述竖板垂直固定在所述横板上，所述竖板上设有通孔和螺纹孔，所述导柱活动插装在所述通孔内，所述涨块的第一侧固定在所述导柱的一端，所述螺杆通过所述螺纹孔与所述竖板螺纹连接，且所述螺杆的一端与所述涨块的所述第一侧相抵，所述涨块的第二侧设有用于与所述环形薄壁零件的侧壁相抵的支撑面，所述第一侧和所述第二侧相对。

可选地，所述底座上固定设置有支座，所述横板通过所述支座固定在所述底座上。

进一步地，所述横板上设有沿所述环形薄壁零件的径向方向延伸的条形的安装槽，所述安装槽内设有安装螺栓，所述支架通过所述安装螺栓和所述安装槽固定在所述支座上。

进一步地，所述底座上还设有压板组件，所述压板组件包括压板和插装在所述压板中部的压紧螺栓，所述压紧螺栓螺纹插装在所述底座上，所述压板的一端下方设有支撑螺钉，所述压板的另一端用于将所述环形薄壁零件的法兰压紧在所述底座上。

进一步地，所述导柱的另一端设有限位部，所述导柱外套设有弹簧，且所述弹簧夹设于所述限位部和所述支架之间。

进一步地，所述径向支撑组件包括两个所述导柱，且两个所述导柱对称设置在所述螺杆的两侧。

优选地，所述螺杆的与所述涨块相抵的一端为球形面。

优选地，所述螺杆上套设有螺母，所述螺母和所述涨块分别位于所述竖板的两侧。

可选地，所述支撑面为与所述环形薄壁零件的内壁配合的弧面。

可选地，所述支撑面为凹陷的V型面。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的径向支撑装置包括用于放置环形薄壁零件的底座和固定在底座上的至少两组支撑机构，至少两组支撑机构沿环形薄壁零件的周向间隔设置，通过支撑机构来对环形薄壁零件的侧壁进行支撑和装夹，其中，每组支撑机构包括固定在底座上的支架以及设置在支架上的螺杆和导柱，导柱的一端活动插装在支架上的通孔内，另一端与用于支撑环形薄壁零件侧壁的涨块相连，螺杆通过螺纹结构插装在支架上，且螺杆的尾部与涨块相抵，通过拧紧螺杆，推动涨块，向环形薄壁零件的侧壁提供涨紧力，且通过至少两组支撑机构对环形薄壁零件的侧壁进行涨紧，加强了环形薄壁零件的刚性，控制了加工时环形薄壁零件的颤动，且可以通过调节多组支撑机构的涨紧力的大小来调整环形薄壁零件两端法兰的同轴度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的径向支撑装置的局部结构示意图；

图2是本发明实施例提供的支架的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的支架的俯视图；

图4是本发明实施例提供的一种支撑机构的俯视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种支撑机构的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种径向支撑装置，适用于支撑环形薄壁零件，尤其是大型环形薄壁零件，例如内径在1m以上的环形薄壁零件。

图1是本发明实施例提供的径向支撑装置的局部结构示意图。如图1所示，该径向支撑装置包括：底座1和固定在底座1上的至少两组支撑机构2，底座1上设有环形薄壁零件放置区，至少两组支撑机构2沿环形薄壁零件放置区的周向间隔设置。环形薄壁零件(如图1中虚线所示)竖直放置在环形薄壁零件区中。其中，每组支撑机构2包括支架201、螺杆202、涨块203和导柱204(见图4)。

图2是本发明实施例提供的支架的结构示意图，结合图2，支架201包括横板201a和竖板201b，横板201a固定连接在底座1上，竖板201b垂直固定在横板201a上。竖板201b上设有用于安装导柱204的通孔a和用于安装螺杆202的螺纹孔b。可选地，横板201a和竖板201b之间可以固定连接筋板201c。在本实施例中，竖板201b上设有两个通孔a，且通孔a和螺纹孔b位于与横板201a平行的直线上。

参见图4和图5，导柱204活动插装在通孔a内，涨块203的第一侧固定在导柱204的一端。螺杆202通过螺纹孔b与竖板201b螺纹连接，且螺杆202的一端与涨块203的第一侧相抵。涨块203的第二侧设有用于与环形薄壁零件的侧壁相抵的支撑面203a，第一侧和所述第二侧相对。

本发明提供的径向支撑装置包括用于放置环形薄壁零件的底座和固定在底座上的至少两组支撑机构，至少两组支撑机构沿环形薄壁零件的周向间隔设置，通过支撑机构来对环形薄壁零件的侧壁进行支撑和装夹，其中，每组支撑机构包括固定在底座上的支架以及设置在支架上的螺杆和导柱，导柱的一端活动插装在支架上的通孔内，另一端与用于支撑环形薄壁零件侧壁的涨块相连，螺杆通过螺纹结构插装在支架上，且螺杆的一端与涨块相抵，通过拧紧螺杆，推动涨块，向环形薄壁零件的侧壁提供涨紧力，且通过至少两组支撑机构对环形薄壁零件的侧壁进行涨紧，可以有效控制加工时环形薄壁零件的颤动。并且，在本实施例中，还可以通过多组支撑机构来调整环形薄壁零件两端法兰的同轴度，具体地，先将环形薄壁零件一端的法兰固定在底座上，以固定在底座上的法兰面为基准，测量环形薄壁零件另一端法兰的偏心量，通过多组支撑机构提供支撑力，推动环形薄壁零件的另一端的法兰，以调整法兰的轴线，从而保证环形薄壁零件两端法兰的同轴度。

再次参见图1，在本实施例中，底座1上设有环形凹槽1a和环形的承载凸台1b，环形凹槽1a和承载凸台1b同心设置。环形凹槽1a用于容置环形薄壁零件的一端突出于法兰的部分，承载凸台1b用于承载环形薄壁零件的一端的法兰。可选地，底座1可以为环形的板状结构。

在本实施例中，底座1上固定设置有支座3，横板201a通过支座3固定在底座1上。可以根据需要加工的环形薄壁零件的实际高度选择相应高度的支座3进行支撑，便于本发明中的径向支撑装置可以适用于不同高度的环形薄壁零件。

其中，支座3可以包括顶板301、底板302和连接板303，顶板301和底板302分别固定连接在连接板303的两端，底板302固定在底座1上，支架201固定在顶板301上。支座3还可以包括与底板302和连接板303固定连接的筋板304。实现时，支座3也可以设置多个，多个支座3沿环形薄壁零件放置区的周向间隔设置。

图3是本发明实施例提供的支架的俯视图，参见图3，横板201a上设有条形的安装槽c，安装槽c沿环形薄壁零件的径向方向延伸，安装槽c内设有安装螺栓d，支架201通过安装螺栓d和安装槽c固定在支座3上。通过条形的安装槽c可以调节支撑机构2与环形薄壁零件之间的距离，这样可以减小螺杆202调节的行程。

再次参见图1，底座1上还设有压板组件4，压板组件4包括压板401和插装在压板401中部的压紧螺栓402，压紧螺栓402螺纹插装在底座1上，压板401的一端下方设有支撑螺钉403，压板的另一端用于将环形薄壁零件的法兰压紧在底座1上。通过压紧螺栓402将压板401压紧在环形薄壁零件的法兰上，从而将环形薄壁零件从轴向进行固定，进一步地减小了环形薄壁零件加工时的震颤。

图4是本发明实施例提供的支撑机构的俯视结构示意图，参见图4，导柱204的另一端设有限位部204a，导柱204外套设有弹簧5，且弹簧5夹设于限位部204a和支架201之间。当涨块203压紧在环形薄壁零件的侧壁上时，弹簧5处于压缩状态。这样可以在支撑机构2卸载时，在弹簧5的反作用力下带动涨块203回缩，离开环形薄壁零件的侧壁上的支撑面。

在本实施例中，径向支撑组件包括两个导柱204，且两个导柱204对称设置在螺杆202的两侧。通过对称设置在螺杆202两侧的导柱204可以保证涨块203能够沿环形薄壁零件的径向平稳的移动，且通过螺杆202在涨块203上压紧时，不会产生额外的扭矩。需要说明的是，在其他实施例中，导柱204也可以只设置一个或者设置多个。

再次参见图4，在本实施例中，螺杆202上还套设有螺母6，螺母6和涨块203分别位于竖板201b的两侧。通过螺杆202推动涨块203将环形薄壁零件支撑之后，旋紧螺母6，将螺杆202固定在竖板上，这样可以防止涨块203松动。

在本实施例中，螺杆202与涨块203相抵的一端为球形面。螺杆202通过球形面与涨块203点接触，可以消除螺杆202转动过程中螺杆202的一端在涨块203上发生卡滞现象。

在一种实施方式中，本发明实施例提供的径向支撑装置中的支撑机构2设置在环形薄壁零件的外侧，从环形薄壁零件的外壁向内来将环形薄壁零件装夹固定。在这种情况下，涨块203的支撑面203a为凹陷的V型面，如图4所示。

在另一种实施方式中，本发明实施例提供的径向支撑装置中的支撑机构2设置在环形薄壁零件的内侧，从环形薄壁零件的内壁向外涨紧来将环形薄壁零件固定。在这种情况下，涨块203的支撑面203a为与环形薄壁零件的内壁相配合的弧形面，如图5所示。

需要说明的是，本发明实施例中，对于内径1m壁厚6mm的环形薄壁零件而言，优选为6个支撑机构2，可以根据环形薄壁零件的尺寸、刚性和精度要求调节支撑机构2的数量和尺寸，使径向支撑装置可以适用于不同尺寸的环形薄壁零件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。