副喷口旋流器组合夹具及方法与流程

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种副喷口旋流器组合夹具及方法。

背景技术：

鉴于某型航空发动机的研制进度要求，需对其副喷口、旋流器进行组合。其中，副喷口、旋流器的结构详见图1、图2、图3；组合完成后所呈现的组合体如图4所示。

从零件结构来看，夹具设计要注意以下几点：

1)因为产品零件接触部分“p”很小，长度方向只有0.5mm，而过盈部分“q”面积较小，长度方向也只有1mm，最大过盈量有0.07mm，所以产品零件组合时要做好引导措施，保证二者的同轴度，避免装偏。

2)因为副喷口和旋流器的材料均为9cr18，受力过大或不均匀都会造成零件压伤变形，所以夹具要考虑到产品零件的受力大小和均匀程度。

3)因为两个产品零件接触面积都较小，设计的夹具要考虑操作者手工组合过程中能够确定两个零件是否组合到位，即接触面是否均匀贴合。

4)由于产品零件整体尺寸都较小不易抓取，所以夹具要考虑操作者组合时操作方便。

所以急需设计一套满足工艺要求的副喷口和旋流器的组合夹具，为该型发动机的正常工作提供前提条件。

技术实现要素：

本发明提供了一种副喷口旋流器组合夹具及方法，以解决航空发动机副喷口、旋流器没有合适配套的组合夹具的问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种副喷口旋流器组合夹具，用于航空发动机的副喷口与旋流器的组合拼装，包括用于形成底部支撑和形成装载位置的本体以及用于下压施力的压套，本体开设有用于沿轴向固定定位副喷口并形成副喷口底部支撑的台阶孔以及处于台阶孔上方用于压套沿轴向滑动插接的插接孔，压套底部开设有用于沿轴向装载和固定定位旋流器并向旋流器均匀传递静压力的装载孔，台阶孔、插接孔以及装载孔同轴布设。

进一步地，压套包括用于供高度量规测量以判断副喷口和旋流器是否组合到位的插接外伸部；或者压套滑动插接至插接孔内，构成插接孔内用于供高度量规测量以判断副喷口和旋流器是否组合到位的凹槽部。

进一步地，压套设有用于限定压套下压距离并确保副喷口和旋流器组合到位的限制构造，限制构造为设于压套侧壁上的凸块、凸环、径向的通孔或周向开槽中的至少一种。

进一步地，限制构造为开设于压套侧壁上的通孔，通孔贯通至装载孔，用于旋流器装配过程中排放装载孔内气体以确保旋流器装配到位。

进一步地，压套在插接孔内的滑动距离大于旋流器装配至副喷口内腔的装配距离，以确保副喷口和旋流器组合到位后压套底部与插接孔的孔底之间留有间隙，避免对旋流器与副喷口的装配构成阻碍。

进一步地，本体还开设有处于台阶孔下方的滑孔，滑孔与台阶孔同轴布设；滑孔内滑动连接有用于对副喷口底部进行支撑和定位并在副喷口与旋流器组合到位后轴向推出组合件的顶出机构。

进一步地，顶出机构包括用于从底部支撑和定位副喷口的顶杆、用于从顶杆底部套接固定顶杆并带动顶杆沿轴向移动的导柱以及连接在导柱自由端用于驱动导柱轴向移动的驱动机构；顶杆设有用于供副喷口伸入并对副喷口进行支撑和定位的支撑定位孔，支撑定位孔的形状与副喷口的形状相匹配。

进一步地，导柱设有摇杆孔，驱动机构为穿设于摇杆孔内的驱动摇杆，驱动摇杆的一端通过圆柱销连接在本体上，驱动摇杆的另一端伸出本体外，构成组合杠杆机构；驱动摇杆设有处于摇杆孔内用于驱动摇杆绕圆柱销转动时迫使导柱移动的膨大部，膨大部与摇杆孔间隙配合。

进一步地，导柱下方设有用于对导柱进行限位以形成导柱对上部的稳定支撑并避免导柱向下方移动的挡板，挡板通过螺钉固定在本体上。

本发明另一方面提供了一种副喷口旋流器组合方法，采用上述的副喷口旋流器组合夹具，包括以下步骤：a、将旋流器固定在装载孔内，将副喷口放入台阶孔内；b、用压套插接至插接孔内并使压套自由滑落，以使旋流器的装配端沿轴向自由滑落至副喷口内腔中；c、对压套的上端面施加压力，以使旋流器与副喷口组合到位；d、用高度量规不断测量压套的上端面与本体的上端面的高度差；e、当高度差不再发生变化并达到预定装配距离时，副喷口与旋流器组合到位；f、取出组合体。

进一步地，步骤f具体为：使用顶出机构将组合体顶出台阶孔；取出组合体。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的副喷口旋流器组合夹具，包括本体以及压套。本体开设有台阶孔以及插接孔，压套开设有装载孔。台阶孔利用孔壁与副喷口接触对副喷口进行轴向定位，利用台阶部对副喷口形成底部支撑，为副喷口与旋流器的组合创造条件。插接孔利用孔壁与压套接触对压套进行轴向限位，保证压套在插接孔内沿轴向滑动。装载孔利用孔壁与旋流器接触对旋流器进行轴向定位，实现旋流器在装载孔内的轴向装载，并通过与旋流器上端面的紧密接触，使得旋流器轴向受力且受力均匀，避免受力不均发生变形。台阶孔、插接孔以及装载孔同轴布设保证了副喷口和旋流器的同轴度，避免装偏卡死。压套在插接孔内沿轴向自由滑落，确保旋流器沿轴向自由滑落至副喷口的内腔中，并通过对压套施加轴向静压力以使旋流器沿轴向压入副喷口内腔并精确装配到位。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的副喷口的剖视图；

图2是本发明优选实施例的旋流器的正视图；

图3是本发明优选实施例的旋流器的侧视图；

图4是本发明优选实施例的组合体的剖视图；

图5是本发明优选实施例的副喷口旋流器组合夹具将副喷口和旋流器组合成组合体的示意图；

图6是本发明优选实施例的本体的俯视图；

图7是图6的b-b向剖视图；

图8是图7的a-a向剖视图；

图9是本发明优选实施例的压套的剖视图；

图10是本发明优选实施例的顶杆的局部剖视图；

图11是本发明优选实施例的导柱的剖视图；

图12是本发明优选实施例的摇杆的剖视图；

图13是本发明优选实施例的摇杆的俯视图；

图14是本发明优选实施例的挡板的剖视图；

图15是本发明优选实施例的挡板的俯视图。

附图标记说明：

1、副喷口；2、旋流器；3、本体；4、压套；5、台阶孔；6、插接孔；7、装载孔；8、插接外伸部；9、通孔；10、滑孔；11、顶杆；12、导柱；13、支撑定位孔；14、摇杆孔；15、驱动摇杆；16、圆柱销；17、膨大部；18、挡板；19、螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明优选实施例的副喷口的剖视图；图2是本发明优选实施例的旋流器的正视图；图3是本发明优选实施例的旋流器的侧视图；图4是本发明优选实施例的组合体的剖视图；图5是本发明优选实施例的副喷口旋流器组合夹具将副喷口和旋流器组合成组合体的示意图；图6是本发明优选实施例的本体的俯视图；图7是图6的b-b向剖视图；图8是图7的a-a向剖视图；图9是本发明优选实施例的压套的剖视图；图10是本发明优选实施例的顶杆的局部剖视图；图11是本发明优选实施例的导柱的剖视图；图12是本发明优选实施例的摇杆的剖视图；图13是本发明优选实施例的摇杆的俯视图；图14是本发明优选实施例的挡板的剖视图；图15是本发明优选实施例的挡板的俯视图。

如图5、图6、图7、图8和图9所示，本实施例的副喷口旋流器组合夹具，用于航空发动机的副喷口1与旋流器2的组合拼装，包括用于形成底部支撑和形成装载位置的本体3以及用于下压施力的压套4，本体3开设有用于沿轴向固定定位副喷口1并形成副喷口1底部支撑的台阶孔5以及处于台阶孔5上方用于压套4沿轴向滑动插接的插接孔6，压套4底部开设有用于沿轴向装载和固定定位旋流器2并向旋流器2均匀传递静压力的装载孔7，台阶孔5、插接孔6以及装载孔7同轴布设。本发明提供的副喷口旋流器组合夹具，包括本体3以及压套4。本体3开设有台阶孔5以及插接孔6，压套4开设有装载孔7。台阶孔5利用孔壁与副喷口1接触对副喷口1进行轴向定位，利用台阶部对副喷口1形成底部支撑，为副喷口1与旋流器2的组合创造条件。插接孔6利用孔壁与压套4接触对压套4进行轴向限位，保证压套4在插接孔6内沿轴向滑动。装载孔7利用孔壁与旋流器2接触对旋流器2进行轴向定位，实现旋流器2在装载孔7内的轴向装载，并通过与旋流器2上端面的紧密接触，使得旋流器2轴向受力且受力均匀，避免受力不均发生变形。台阶孔5、插接孔6以及装载孔7同轴布设保证了副喷口1和旋流器2的同轴度，避免装偏卡死。压套4在插接孔6内沿轴向自由滑落，确保旋流器2沿轴向自由滑落至副喷口1的内腔中，并通过对压套4施加轴向静压力以使旋流器2沿轴向压入副喷口1内腔并精确装配到位。

如图5和图9所示，本实施例中，压套4包括用于供高度量规测量以判断副喷口1和旋流器2是否组合到位的插接外伸部8。可选地，压套4滑动插接至插接孔6内，构成插接孔6内用于供高度量规测量以判断副喷口1和旋流器2是否组合到位的凹槽部。插接外伸部8或凹槽部与本体3的上端面存在高度差，在压套4下压的过程中，上述高度差会发生变化，而当副喷口1和旋流器2组合到位时，副喷口1和旋流器2紧密贴合，上述高度差不再发生变化。通过高度量规不断测量上述高度差，根据上述高度差是否发生变化即可判断副喷口1和旋流器2是否组合到位。

如图5和图9所示，本实施例中，压套4设有用于限定压套4下压距离并确保副喷口1和旋流器2组合到位的限制构造，限制构造为设于压套4侧壁上的凸块、凸环、径向的通孔9或周向开槽中的至少一种。限制构造将压套4卡在本体3上，限定了压套4的下压距离，防止在副喷口1和旋流器2已经组合到位的情况下继续下压压套4，从而避免副喷口1和旋流器2发生变形，避免旋流器2刺穿副喷口1而导致结构破坏。

如图5和图9所示，本实施例中，限制构造为开设于压套4侧壁上的通孔9，通孔9贯通至装载孔7，用于旋流器2装配过程中排放装载孔7内气体以确保旋流器2装配到位。通孔9与装载孔7连通，在旋流器2的装配过程中，旋流器2伸入装载孔7内同时挤压排出装载孔7内的气体，使得旋流器2顺利装配到位。可选地，通孔9与装载孔7的孔顶相切，可以通过通孔9观察到旋流器2在装载孔7内的装配情况，确保旋流器2装配到位。可选地，在通孔9内穿设限位杆，限位杆搭在本体3上，即可限定压套4的下压距离。

如图5所示，本实施例中，压套4在插接孔6内的滑动距离大于旋流器2装配至副喷口1内腔的装配距离，以确保副喷口1和旋流器2组合到位后压套4底部与插接孔6的孔底之间留有间隙，避免对旋流器2与副喷口1的装配构成阻碍。压套4在插接孔6内的滑动距离大于旋流器2装配至副喷口1内腔的装配距离，使得在副喷口1和旋流器2组合到位之前，压套4底部不会触碰到插接孔6的孔底导致压套4无法继续下压，以致副喷口1和旋流器2不能组合到位。压套4底部与插接孔6的孔底之间留有间隙也使得压套4与本体3的结合力较小，便于压套4的取出。

如图5所示，本实施例中，本体3还开设有处于台阶孔5下方的滑孔10，滑孔10与台阶孔5同轴布设。滑孔10内滑动连接有用于对副喷口1底部进行支撑和定位并在副喷口1与旋流器2组合到位后轴向推出组合件的顶出机构。组合体尺寸小且伸入台阶孔5内，难以取出，操作者可通过顶出机构将组合体从台阶孔5内推出，即可方便地抓取组合体。

如图5、图10和图11所示，本实施例中，顶出机构包括用于从底部支撑和定位副喷口1的顶杆11、用于从顶杆11底部套接固定顶杆11并带动顶杆11沿轴向移动的导柱12以及连接在导柱12自由端用于驱动导柱12轴向移动的驱动机构。顶杆11设有用于供副喷口1伸入并对副喷口1进行支撑和定位的支撑定位孔13，支撑定位孔13的形状与副喷口1的形状相匹配。顶杆11通过设于其上的支撑定位孔13对副喷口1进行良好的支撑和定位，套接固定顶杆11的导柱12在驱动机构的驱动下带动顶杆11轴向移动，使得顶杆11将组合体从台阶孔5内推出。可选地，顶杆11与导柱12为过盈配合，保证了顶杆11与导柱12的紧密连接固定。可选地，顶杆11设有退刀槽，可以避免应力集中同时用于避开导柱12上端面的孔口倒角。

如图5、图11、图12和图13所示，本实施例中，导柱12设有摇杆孔14，驱动机构为穿设于摇杆孔14内的驱动摇杆15，驱动摇杆15的一端通过圆柱销16连接在本体3上，驱动摇杆15的另一端伸出本体3外，构成组合杠杆机构。驱动摇杆15设有处于摇杆孔14内用于驱动摇杆15绕圆柱销16转动时迫使导柱12移动的膨大部17，膨大部17与摇杆孔14间隙配合。驱动摇杆15的一端通过圆柱销16连接在本体3上，驱动摇杆15的另一端伸出本体3外，操作者握住伸出本体3外的驱动摇杆15上下转动，构成以圆柱销16为支点的杠杆，带动导柱12轴向移动。膨大部17与摇杆孔14间隙配合能防止导柱12上下晃动，且能提高转动驱动摇杆15带动导柱12轴向移动的效率。可选地，摇杆孔14的四角为圆角，可以减少应力集中。

如图5、图14和图15所示，本实施例中，导柱12下方设有用于对导柱12进行限位以形成导柱12对上部的稳定支撑并避免导柱12向下方移动的挡板18，挡板18通过螺钉19固定在本体3上。挡板18对导柱12进行限位，使得在压套4下压的过程中，导柱12能对上部形成稳定的支撑，确保副喷口1和旋流器2组合到位。挡板18防止导柱12向下方移动，避免驱动摇杆15触碰到地面。

本实施例的副喷口旋流器组合方法，采用上述的副喷口旋流器组合夹具，包括以下步骤：a、将旋流器2固定在装载孔7内，将副喷口1放入台阶孔5内；b、用压套4插接至插接孔6内并使压套4自由滑落，以使旋流器2的装配端沿轴向自由滑落至副喷口1内腔中；c、对压套4的上端面施加压力，以使旋流器2与副喷口1组合到位；d、用高度量规不断测量压套4的上端面与本体3的上端面的高度差；e、当高度差不再发生变化并达到预定装配距离时，副喷口1与旋流器2组合到位；f、取出组合体。

通过装载孔7对旋流器2进行轴向定位，台阶孔5对副喷口1进行轴向定位，插接孔6对压套4进行轴向限位，压套4自由滑落使旋流器2的装配端沿轴向自由滑落至副喷口1内腔中，保证副喷口1和旋流器2的同轴度，避免装偏卡死。

本实施例中，步骤f具体为：使用顶出机构将组合体顶出台阶孔5；取出组合体。

具体实施时，提供一种副喷口旋流器组合夹具，该组合夹具由以下分件装配而成：

1件本体3：对副喷口1和旋流器2提供定位和支靠的作用、对导柱12和压套4同时起引导作用及方便其他部件的安装。

1件压套4：对其上方施加压力，通过力的传递将力作用在旋流器2的上端面，并且能够受力均匀。

1件顶杆11：由于零件尺寸小，对零件起辅助定位和辅助支靠的作用，保证组合过程中产品零件的状态相对稳定，同时方便操作者对产品零件的抓取。

1件导柱12：对组合体起引导作用，即保证组合体沿竖直方向运动。

1件驱动摇杆15：手动控制，对组合体起调节位置的作用，便于操作者装取零件。

1件挡板18：手动摇动驱动摇杆15时对导柱12起限位的作用，使得顶杆11与组合体能够分离，且避免驱动摇杆15与地面干涉。

配套件：1件圆柱销16，2件螺钉19。

提供一种副喷口旋流器组合方法，包括以下步骤：

1.组合之前先将两产品零件摆放好位置，放入夹具本体3，盖上压套4，对其上端面中心位置施加压力的同时，用手将驱动摇杆15向上扳，并固定住驱动摇杆15，保证产品零件的组合状态相对稳定。

2.操作者对压套4上端面施压过程中，用高度量规多次不断测量本体3与压套4的上端面高度差，当该数值不再发生变化时，说明此刻两零件接触部位贴合到位。

3.组合完成之后，先将压套4移开，再把驱动摇杆15自然放下，使副喷口1与顶杆11分离，然后驱动摇杆15抬起，使得顶杆11将组合体顶出夹具本体3，操作者将其取出便可。

本发明的副喷口旋流器组合夹具及方法的优点如下：

1)该组合夹具由本体3、压套4、顶杆11、导柱12、驱动摇杆15、挡板18及配套螺钉19、圆柱销16等组成。结构相对紧凑、简单，加工成本低、可行性高。

2)本体3分别对压套4、导柱12起引导作用，同时对副喷口1起定位、支靠作用，很好的保证了副喷口1和旋流器2的同轴度，避免装偏卡死。

3)该夹具使用顶杆11对副喷口1辅助支靠，保证了安装过程中产品零件状态相对稳定；再配合驱动摇杆15的使用，方便了操作者抓取零件，提高了工作效率。

4)压套4对旋流器2上端粗定位，同时对端面施压，确保了旋流器2上端面受力均匀且竖直向下，从而避免了零件装歪且零件不会发生变形。

5)组合过程中使用高度量规不断测量压套4和本体3上端面的高度差，来判断副喷口1和旋流器2接触面是否贴合到位，这样组合结果相对准确且直观。

本发明已加工出成品，经多次在某型发动机副喷口1和旋流器2的组合工序上应用，得到的结果稳定可靠，很好的满足装配及工艺要求，目前已投入正常使用。本发明已通过试验证明可行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。