[发明专利]一种航空发动机双层机匣加工装置及方法

说明书

本发明公开了一种航空发动机双层机匣加工装置及方法，装置包括端面压盖、外壳、内套、活动涨紧块、气囊、支杆、支臂螺母、支臂、连接座、球头导向杆、内孔固定爪、外立柱、横向顶头和压板。采用车削和铣削的复合加工方法，车削内孔及端面时，采用外支撑配合气囊涨紧，铣削外凸台时，采用内支撑配合气囊涨紧，本发明可以实现类似薄壁双层机匣的高质量、高效率加工，确保机匣的圆度符合要求。

技术领域

本发明涉及航空发动机中薄壁双层机匣的加工制造方法和装置，特别是机匣加工中的装夹、支撑方法和装置。

背景技术

机匣作为航空发动机的主要构成部件，按结构分为整体环形机匣、对开环形机匣、辐板式环形机匣等，按材料分有高温合金机匣、钛合金机匣、不锈钢机匣、铝合金机匣等，按制造工艺分有锻件机匣、铸件机匣、焊接机匣、钣金机匣等；由于先进航空发动机机匣的结构复杂、壁薄、材料难于加工，结构为双层,焊接加工难度大,且加工余量大，机匣加工后其内部存在不同程度的残余应力，致使机匣在加工后端面和圆周有较大的变形，一般情况下，锻件机匣端面跳动为0.2～0.3mm,圆度为0.3～0.4mm。压气机机匣零件是重要组成零件，机匣的变形控制对发动机性能具有重要的影响。

双层机匣，特别是薄壁桶型双层机匣的加工，采用传统的机械加工方式很难实现，加工效率低。对于该类类零件，尽管可以通过普通加工方法来满足加工要求，但这势必提高加工成本，效率低，还无法避免零件变形带来的一系列问题。

发明内容

本发明旨在提出一种航空发动机双层机匣加工装置及方法，利用该方法和装置加工双层机匣零件时，可以实现零件车、铣复合加工，加工精度高，保证零件内孔的加工质量、跳动要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种航空发动机双层机匣加工装置，包括，

外壳，所述外壳包括圆柱状的第一壳体，第一壳体的下端与圆柱状的第二壳体相连，第一壳体与第二壳体同轴且第二壳体的外径大于第一壳体的外径；

内套，所述内套呈圆柱状并置于第一壳体内部，且内套的周向外表面与第一壳体的周向内表面之间有一环形间隙；

活动涨紧块，多个所述活动涨紧块分别沿着第一壳体的径向线贯穿第一壳体的内、外表面并与第一壳体滑动连接，活动涨紧块的内侧端位于环形间隙内；

气囊，所述气囊位于活动涨紧块的内侧端和内套外表面之间；

支杆，所述支杆与第一壳体同轴且可拆卸连接在第一壳体的上端面；

支臂，多根所述支臂与支杆垂直相连，且支臂可沿着支杆径向移动；

内孔固定爪，所述内孔固定爪连接在支臂的末端，内孔固定爪上有一条用于支撑机匣内表面型面的支撑面；

端面压盖，所述端面压盖与支杆的一端可拆卸连接。

进一步，所述第二壳体上端面设置有多块压板，压板位于第一壳体上活动涨紧块所在的径向线上，且多块压板分布在与第二壳体上端面圆心同心的同一圆周上。

进一步，所述第二壳体上端面设置有多根外立柱，外立柱垂直于第二壳体上端面，多根外立柱分布在与第二壳体上端面圆心同心的同一圆周上，且外立柱位于第一壳体上活动涨紧块所在的径向线上，外立柱上设置有横向顶头，横向顶头平行于第一壳体上活动涨紧块所在的径向线并且与该径向线在同一平面内。

进一步，同一根外立柱上设置有多根相互平行且共面的横向顶头，横向顶头可相对外立柱前、后移动，其移动方向沿着第一壳体上活动涨紧块所在的径向线方向。

进一步，所述支臂的一端开有沿着支臂轴向的连接孔，连接孔内螺纹连接有球头导向杆，球头导向杆的球头端与内孔固定爪相连，支臂的另一端通过连接座与支杆连接，支杆上还设置有用于限制连接座轴向位移的支臂螺母和支杆台阶。