航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置的制作方法

1.本发明属于航空维修技术领域，涉及一种航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置。


背景技术：

2.随着现代航空发动机制造技术的发展，为提高推重比，在保证结构可靠性的前提下轻量化被愈加重视，越来越多的金属部件被复合材料取代，而复合材料的使用寿命及损坏修复方法不同于金属材料，因此复合材料部件的修复成为航空维修技术需要跟进的发展重心，其中航空发动机风扇出口导向静叶组件起着整流、扩压、提高风扇叶片工作效率的作用，其內端平台由聚氨酯材料浇注成型，与机匣相连受力情况复杂易产生磨损变形。內端平台损坏问题广泛存在且一台发动机内有多个同种风扇出口导向静叶组件共同工作，因此在再制造过程中保证成型尺寸精度并提高生产效率对于出口导向静叶组件的再制造技术的发展具有重要意义。
3.迄今为止，已查明适用于风扇出口导向静叶组件浇注维修的装置较少。赵德中在论文《压气机树脂叶片注塑工艺参数及模腔优化技术》中提到的叶片注塑模具，采用叶片型腔包络块设计，整体注塑得到叶片，但该技术仅适用于制造整体零件，不适用于再制造局部的叶片组件。李娟娟在《浇注型聚氨酯弹性体制品的模具设计》一文中提到的型腔与模具设计，将外模分为左右两瓣，虽便于脱模，但不适用于风扇出口导向静叶组件的复杂曲面结构。
4.综上所述，国内现有的航空发动机风扇出口导向静叶组件浇注再制造技术存在较大缺口。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置。
6.本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
7.一种航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置，其特征在于：包括多工序叶片固定及浇注模组(1)、模组斜向升降系统(2)及上型腔中压板避让移出系统(3)，所述上型腔中压板避让移出系统(3)安装在模组斜向升降系统(2)的底板(19)上，所述多工序叶片固定及浇注模组(1)将铣磨去除内端平台的风扇出口导向静叶组件(11)固定，并组成浇注所需的完整型腔，经浇注、硫化后将多工序叶片固定及浇注模组(1)安装在模组斜向升降系统(2)上，当多工序叶片固定及浇注模组(1)移动至指定位置后，上型腔中压板避让移出系统(3)与多工序叶片固定及浇注模组的上型腔中压板(15)连接，进而实现脱模。
8.而且，所述多工序叶片固定及浇注模组(1)包括风扇出口导向静叶组件固定模块
及浇注型腔模块；
9.所述风扇出口导向静叶组件固定模块包括模块底板(4)、左侧立板(5)、右侧立板(6)、上定位板(7)、导柱(8)、定位长螺栓(9)、定位弹簧(10)及风扇出口导向静叶组件(11)，所述左侧立板(5)固定在模块底板(4)左侧，右侧立板(6)固定在模块底板(4)右侧，所述上定位板(7)左、右两侧与左侧立板(5)、右侧立板(6)连接，所述导柱(8)为四根，均匀分布于上定位板(7)四角且穿过上定位板(7)并固定在左侧立板(5)、右侧立板(6)内；所述定位长螺栓(9)左、右各一根穿过上定位板(7)的通孔及定位弹簧(10)后分别连接在左侧立板(5)及右侧立板(6)上；风扇出口导向静叶组件(11)外端平台通过三个螺栓固定在上定位板(7)底部；在定位弹簧(10)作用下，通过旋拧两侧定位长螺栓(9)可控制上定位板(7)的高度，可精确控制风扇出口导向静叶组件(11)高度；
10.所述浇注型腔模块包括下型腔底座(12)、上型腔左压板(13)、上型腔右压板(14)、上型腔中压板(15)、夹紧板(16)、夹紧块(17)及底座固定块(18)；所述下型腔底座(12)固定在模块底板(4)上；所述上型腔左压板(13)下端面、上型腔右压板(14)下端面与下型腔底座(12)上表面相连；夹紧板(16)分别用螺栓固定在下型腔底座(12)左右两侧，限制上型腔左压板(13)和上型腔右压板(14)横向位置；上型腔中压板(15)置于风扇出口导向静叶组件(11)的导向静叶间，下端面与下型腔底座(12)上表面接触；夹紧块(17)底端固定在下型腔底座(12)上表面中部，夹紧面与上型腔中压板(15)上表面接触并用螺栓固定；底座固定块(18)通过螺栓连接模块底板(4)与下型腔底座(12)，确定风扇出口导向静叶组件固定模块与浇注型腔模块间位置关系。
11.而且，所述模组斜向升降系统(2)包括底板(19)、限位块(20)、左定位板(21)、右定位板(22)、限位滑块(23)、升降气缸支板(24)、升降气缸(25)、升降连接滑块(26)及升降连接滑轨(27)；所述限位块(20)固定在底板(19)上表面槽内；所述左定位板(21)、右定位板(22)分别安装在底板(19)上表面左、右侧；所述限位滑块(23)置于左定位板(21)与右定位板(22)滑块导向孔内，通过螺栓分别与左侧立板(5)、右侧立板(6)固定；所述升降气缸支板(24)安装在左定位板(21)与右定位板(22)上；所述升降气缸(25)安装在升降气缸支座(24)上，其作动杆穿过升降气缸支板(24)中间的通孔，作动杆下端安装升降连接滑块(26)；所述升降连接滑块(26)穿过升降连接滑轨(27)滑块槽内；所述升降连接滑轨(27)固定在上定位板(7)上表面。
12.而且，所述上型腔中压板避让移出系统(3)包括承载平台(28)、平台支柱(29)、水平气缸支座(30)、水平气缸(31)、平台固定支座(32)及传动模块；所述承载平台(28)中有限制传动支柱(36)路径的滑槽，通过四根平台支柱(29)安装在底板(19)上；所述水平气缸支座(30)固定于底板(19)上，通过左、右两个平台固定支座(32)与承载平台(28)连接；所述水平气缸(31)通过螺栓水平安装在水平气缸支座(30)上，其作动杆穿过水平气缸支座(30)通孔，作动杆前端安装水平连接滑块(37)；
13.所述传动模块包括左水平滑轨(33)、右水平滑轨(34)、传动支柱(35)、传动组合块(36)、水平连接滑块(37)、旋转限位滑块(38)、上型腔中压板连接块(39)、固定上盖(40)；所述左水平滑轨(33)与右水平滑轨(34)安装在承载平台(28)固定槽内，组成一条完整的滑轨，水平连接滑块(37)置于滑轨内；所述传动支柱(35)为三段阶梯圆柱体，柱面从下至上分别与承载平台(28)、水平连接滑块(37)、旋转传动滑块(38)的滑槽和通孔配合，圆柱直径较
大一端安装在承载平台(28)下端面，直径较小一端有螺纹，可与传动组合块(36)连接；传动组合块(36)为二段阶梯圆柱体，柱面与固定上盖(40)盖板上阶梯槽配合，柱体内螺纹可与传动支柱(35)连接；水平连接滑块(37)为线性滑块，传动支柱(36)穿过水平连接滑块(37)前端限制左右运动的键槽形孔；所述旋转传动滑块(38)为板状结构，前端有一个利于传动支柱(35)传动的短键槽形孔；旋转传动滑块(38)置于左、右水平滑轨(33)、(34)上方，通过侧面的两同心圆面与固定上盖(40)内侧圆环形滑槽配合安装；所述上型腔中压板连接块(39)通过螺钉与旋转传动滑块(38)固定，另一端可与上型腔中压板(15)连接；所述固定上盖(40)通过其左、右侧板安装承载平台(28)上，内部有圆环形滑槽和线性滑槽引导旋转传动滑块(38)运动，盖板上有限制传动组合块(36)运动的阶梯槽，与承载平台(28)的滑槽共同限制传动支柱(35)运动。
14.本发明的优点和有益效果为：
15.1、本发明的航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置，多工序叶片固定及浇注模组不仅可以在浇注再制造过程中为叶片提供固定与精确定位功能，还可在浇注完成后作为多工序通用模组为硫化脱模等不同加工步骤，及转运过程中提供叶片的固定支撑与再定位基准。
16.2、本发明的航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置，多工序叶片固定及浇注模组可脱离于脱模装置独立使用，且拆装过程简易快速，多套模组可同时进行不同工序的加工，最终由一套脱模装置统一脱模，再制造过程流水化，提高了生产效率及装置的利用率，更适用于大批量的工厂化加工。
17.3、本发明的航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置，采用上型腔中压板分段作动的方式脱模，竖直与水平方向的移出分别由两套独立的作动装置完成，结构可靠位移精度高，保证移出过程中不与叶身接触避免对叶身造成损伤。
附图说明
18.图1为本发明多工序叶片固定及浇注模组结构示意图；
19.图2为本发明模组定位状态的结构示意图；
20.图3为本发明模组升起状态的结构示意图；
21.图4为本发明上型腔中压板避让移出系统内部的结构示意图；
22.图5为本发明上型腔中压板避让移出系统各运动过程俯视图。
具体实施方式
23.下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
24.一种航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置，其创新之处在于：包括多工序叶片固定及浇注模组1、模组斜向升降系统2及上型腔中压板避让移出系统3；多工序叶片固定及浇注模组1可多场合使用，上型腔中压板避让移出系统3安装在模组斜向升降系统2的底板19上；通过多工序叶片固定及浇注模组1将铣磨去除内端平台后的风扇出口导向静叶组件11固定，并组成浇注所需的完整型腔；经浇注、硫化后，将多工序叶片固定及浇注模组1安装在模组斜向升降系统2上；当多工序叶片固定及浇注模组1移动至
指定位置后，将上型腔中压板避让移出系统3与多工序叶片固定及浇注模组1的上型腔中压板15连接，进而实现脱模。
25.多工序叶片固定及浇注模组1包括风扇出口导向静叶组件固定模块与浇注型腔模块；
26.所述风扇出口导向静叶组件固定模块包括模块底板4、左侧立板5、右侧立板6、上定位板7、导柱8、定位长螺栓9、定位弹簧10、风扇出口导向静叶组件11；所述左侧立板5固定在模块底板4左侧，右侧立板6固定在模块底板4右侧；所述上定位板7左、右两侧与左侧立板5、右侧立板6连接；所述导柱8左、右各两根，穿过上定位板7，固定在左侧立板5、右侧立板6内；所述定位长螺栓9左、右各一根穿过上定位板7通孔及定位弹簧10的中空后连接在左、右侧立板上；风扇出口导向静叶组件11外端平台通过三颗螺栓固定在上定位板7底部；在定位弹簧10作用下，通过旋拧两侧定位长螺栓9可控制上定位板7高度，进而可以精确控制风扇出口导向静叶组件11高度。
27.浇注型腔模块包括下型腔底座12、上型腔左压板13、上型腔右压板14、上型腔中压板15、夹紧板16、夹紧块17、底座固定块18；所述下型腔底座12固定在模块底板4上；所述上型腔左压板13下端面、上型腔右压板14下端面与下型腔底座12上表面相连；夹紧板16分别用螺栓固定在下型腔底座12左右两侧，限制上型腔左压板13和上型腔右压板14横向位置；上型腔中压板15置于风扇出口导向静叶组件11导向静叶间，下端面与下型腔底座12上表面接触；夹紧块17底端固定在下型腔底座12上表面中部，夹紧面与上型腔中压板15上表面接触并用螺栓固定；底座固定块18通过螺栓连接模块底板4与下型腔底座12，从而确定风扇出口导向静叶组件固定模块与浇注型腔模块间位置关系。
28.模组斜向升降系统2包括底板19、限位块20、左定位板21、右定位板22、限位滑块23、升降气缸支板24、升降气缸25、升降连接滑块26、升降连接滑轨27；所述限位块20固定在底板19上表面槽内；所述左定位板21、右定位板22分别安装在底板19上表面左、右侧；所述限位滑块23置于左定位板21与右定位板22滑块导向孔内，通过螺栓分别与左侧立板5、右侧立板6固定；所述升降气缸支板24安装在左定位板21与右定位板22上；所述升降气缸25安装在升降气缸支座24上，其作动杆穿过升降气缸支板24中间的通孔，作动杆下端安装升降连接滑块26；所述升降连接滑块26穿过升降连接滑轨27滑块槽内；所述升降连接滑轨27固定在上定位板7上表面。
29.上型腔中压板避让移出系统3包括承载平台28、平台支柱29、水平气缸支座30、水平气缸31、平台固定支座32与传动模块；所述承载平台28中有限制传动支柱36路径的滑槽，通过四根平台支柱29安装在底板19上；所述水平气缸支座30固定于底板19上，通过左、右两个平台固定支座32与承载平台28连接；所述水平气缸31通过螺栓水平安装在水平气缸支座30上，其作动杆穿过水平气缸支座30通孔，作动杆前端安装水平连接滑块37。
30.传动模块包括左水平滑轨33、右水平滑轨34、传动支柱35、传动组合块36、水平连接滑块37、旋转限位滑块38、上型腔中压板连接块39、固定上盖40；所述左水平滑轨33与右水平滑轨34安装在承载平台28固定槽内，组成一条完整的滑轨，水平连接滑块37置于滑轨内；所述传动支柱35为三段阶梯圆柱体，柱面从下至上分别与承载平台28、水平连接滑块37、旋转传动滑块38的滑槽和通孔配合，圆柱直径较大一端安装在承载平台28下端面，直径较小一端有螺纹，可与传动组合块36连接；传动组合块36为二段阶梯圆柱体，柱面与固定上
盖40盖板上阶梯槽配合，柱体内螺纹可与传动支柱35连接；水平连接滑块37为线性滑块，传动支柱36穿过水平连接滑块37前端限制左右运动的键槽形孔；所述旋转传动滑块38为板状结构，前端有一个利于传动支柱35传动的短键槽形孔；旋转传动滑块38置于左、右水平滑轨33、34上方，通过侧面的两同心圆面与固定上盖40内侧圆环形滑槽配合安装；所述上型腔中压板连接块39通过螺钉与旋转传动滑块38固定，另一端可与上型腔中压板15连接；所述固定上盖40通过其左、右侧板安装承载平台28上，内部有圆环形滑槽和线性滑槽引导旋转传动滑块38运动，盖板上有限制传动组合块36运动的阶梯槽，与承载平台28的滑槽共同限制传动支柱35运动。
31.本发明提供的航空发动机风扇出口导向静叶组件分离式浇注再制造及脱模装置的工作原理为：
[0032]ⅰ、风扇出口导向静叶组件固定及浇注阶段：在定位弹簧10与定位长螺栓9作用下，上定位板7处于适当高度，直接通过三颗螺栓将风扇出口导向静叶组件11与上定位板7固定安装。将上型腔中压板15置于风扇出口导向静叶组件11内端处，再旋拧定位长螺栓9，使风扇出口导向静叶组件11与上型腔中压板15共同下降。当上型腔中压板15接触下型腔底座12时，使用螺栓将上型腔中压板15固定在下型腔底座12上，此时上定位板7与左、右侧立板5、6恰好无缝隙配合。将上型腔左压板15、上型腔右压板14、夹紧板16及夹紧块17安装在模组上，至此多工序叶片固定及浇注模组1安装完成。将多工序叶片固定及浇注模组1调整方向，使浇注口向上放置；通过浇注口将模型浇注液通入型腔内，而型腔内空气从另一浇注口排出；当模型浇注液从排气的浇注口流出时，代表模型浇注液已灌满型腔，停止注入模型浇注液；最后通过硫化处理使模型符合要求。
[0033]ⅱ、模组
‑
整体安装阶段：调整经硫化后的多工序叶片固定及浇注模组1使其以风扇出口导向静叶组件11外端平台向上的方向放置，将升降连接滑轨27安装在上定位板7上。将多工序叶片固定及浇注模组1放置在底板19上，同时模块底板4左、右侧面分别与左定位板21、右定位板22接触。推动多工序叶片固定及浇注模组1，在推动过程中使升降连接滑块26穿过升降连接滑轨27，当模块底板4触碰到限位板20时，停止推动，此时对多工序叶片固定及浇注模组1初步定位。将限位滑块23穿过左定位板21、右定位板22的滑块定位孔，通过螺栓分别连接在左侧立板5、右侧立板6上，同时对多工序叶片固定及浇注模组1进行定位，模块
‑
整体安装完成。
[0034]ⅲ、上型腔中压板脱模阶段：启动升降气缸25，在左定位板21与右定位板22滑块导向孔引导下，升降连接滑块26在升降连接滑轨27的滑槽内移动，同时多工序叶片固定及浇注模组1斜向上升起。当至上型腔中压板15与上型腔中压板连接块39处于同一高度，关闭升降气缸25。使用螺栓将上型腔中压板15与上型腔中压板连接块39固定连接，再将连接上型腔中压板15与下型腔底座12的螺栓拧下。启动升降气缸25，在左定位板21与右定位板22滑块导向孔引导下,使多工序叶片固定及浇注模组1斜向降下，当模块底板4与底板19接触时，关闭升降气缸。启动水平气缸31，在左、右水平滑轨33、34所组成滑轨的作用下，将水平连接滑块37向水平气缸31方向拉动。由于水平连接滑块37的键槽形孔未限制传动支柱35横向运动，通过水平连接滑块37的移动，便使传动支柱35与传动组合块36沿承载平台28与固定上盖40内的滑槽移动，滑槽的前半段为圆弧段，后半段为直线段。在传动支柱35运动的前半段，传动支柱35带动旋转限位滑块38在固定上盖40圆环形滑槽内做旋转运动，从而使上型
腔中压板15做旋转运动，在传动支柱35运动的后半段，旋转限位滑块38旋转结束，同时开始在固定上盖40线性滑槽内直线运动，带动上型腔中压板15做直线运动，上型腔中压板15脱离多工序叶片固定及浇注模组1后，关闭水平气缸，在上型腔中压板15先旋转后直线的运动路径下，上型腔中压板15成功从模组中卸除，且不损伤风扇出口导向静叶组件11表面。
[0035]
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。