[发明专利]航空发动机异形件扩孔装置及方法

权利要求书

1.一种航空发动机异形件扩孔装置，其特征在于：包括底座、台架、水平移动单元、角位移单元、钻头夹持单元及CCD相机单元，所述底座上固定安装所述台架，所述底座中心处安装所述水平移动单元，所述水平移动单元上端连接所述角移动单元，所述角移动单元上端连接有连接板，所述连接板上安装有内层模具，所述内层模具外部安装有损伤构件，所述损伤构件的扩孔部位穿装有校准工装，所述校准工装连接至所述内层模具的预制孔上；所述钻头夹持单元包括第三Z轴直线导轨、钻头夹头及扩孔钻头，所述第三Z轴直线导轨垂直安装在所述台架顶端中部，所述第三Z轴直线导轨下端安装所述钻头夹头，所述钻头夹头上夹持所述扩孔钻头；所述CCD相机单元包括对称安装于所述台架两端的第一CCD相机及第二CCD相机，所述第一CCD相机及第二CCD相机的光轴呈直角设置且焦点重合于钻头夹头正下方。

2.根据权利特征1所述的航空发动机异形件扩孔装置，其特征在于：所述水平移动单元包括第一Y轴直线导轨及第二X轴直线导轨，第一Y轴直线导轨安装在底座上表面中部，在水平方向前后运动；第二X轴直线导轨安装在第一Y轴直线导轨上，在水平方向左右运动；第一Y轴直线导轨和第二X轴直线导轨运动方向相互垂直，实现损伤构件在水平方向两个维度与扩孔钻头相对位置调节。

3.根据权利特征1或2所述的航空发动机异形件扩孔装置，其特征在于：所述角位移单元包括第一角位移台及第二角位移台，所述第一角位移台由固定块、滑块及调节螺栓组成，固定块的底面安装在第二X轴直线导轨上，滑块与固定块以转动的方式配合，通过旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面上的角度调节，调节方向与第二X轴直线导轨的运动方向呈45°夹角；第二角位移台由固定块、滑块及调节螺栓组成，固定块的底面安装在第一角位移台的滑块顶面上，滑块与固定块以转动的方式配合，通过旋拧调节螺栓能够实现滑块在垂直平面的角度调节，调节方向与第一Y轴直线导轨的运动方向呈45°夹角；第一角位移台和第二角位移台的滑块调节方向互相垂直实现损伤构件在垂直方向两个维度的角度调节。

4.根据权利特征1所述的航空发动机异形件扩孔装置，其特征在于：所述的底座为水平设置的板状结构；台架为由左支撑臂、右支撑臂及连接在两个支撑臂上端的横梁构成的门字形结构，左支撑臂及右支撑臂的下端分别固定在底座的后端两侧部位。

5.根据权利要求1～4所述的航空发动机异形件的扩孔方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

S1、先对未使用过的航空发动机异形件进行3D扫描建模，根据建模结果加工内层模具，在内层模具上加工预制孔，其位置与航空发动机异形件上的孔位置相对应且倾斜角度相同；

S2、将损伤构件清洗后安装在内层模具上，将内层模具上的孔与损伤构件未出现损伤部位相应孔对齐后固定，将校准工装穿过损伤构件上损伤部位的孔固定在内层模具对应孔位上；然后将内层模具固定在航空发动机异形件扩孔装置的连接板上；

S3、调节第一Y轴直线导轨前后移动，第二X轴直线导轨左右移动，直至校准工装位于第一CCD相机和第二CCD相机的焦点处；开启第一CCD相机，通过灰度变化提取校准工装的边界，测量校准工装上两个位置中心点的坐标值，如果两个位置中心点的X＇轴坐标值不重合，旋拧第二角位移台上的调节螺栓直至X＇轴坐标值重合；开启第二CCD相机，通过灰度变化提取校准工装的边界，测量校准工装上两个位置中心点的坐标值，如果两个位置中心点的X＇轴坐标值不重合，旋拧第一角位移台的调节螺栓直至X＇轴坐标值重合；

S4、将校准工装更换为长度较短的工装，使第一Y轴直线导轨前后移动，第二X轴直线导轨左右移动，直至校准工装位于第一CCD相机和第二CCD相机的焦点处；开启第一CCD相机和第二CCD相机，测量扩孔钻头和校准工装的中心点的坐标值，如果两个位置的X＇轴坐标不重合，则扩孔钻头和校准工装不同轴，通过调节第一Y轴直线导轨第二X轴直线导轨，使扩孔钻头和校准工装同轴；

S5、拆除校准工装，使扩孔钻头高速旋转，通过调整第三Z轴直线导轨使扩孔钻头向下运动，直至穿过损伤构件完成扩孔。