[发明专利]一种用于薄壁机匣焊接热处理的一体化工装夹具及其装配方法

说明书

本发明公开了一种用于薄壁机匣焊接热处理的一体化工装夹具及其装配方法，包括底座、定位型块和压盖；所述底座周向均匀分布有多个用于压紧所述薄壁机匣下端面的下端面压紧机构，所述底座上还设有与所述薄壁机匣下端面间隙配合的定位止口；所述压盖设于所述薄壁机匣上端面的外周且位于所述定位型块的上端止口内，所述压盖和薄壁机匣上端面之间设有上端面压紧机构，所述定位型块的一端通过固定机构安装在所述底座上，所述定位型块的另一端与所述薄壁机匣上端面连接。能有效的控制了焊接和热处理过程中零件径向方向的变形，保证焊接和热处理后的圆度和流道面跳动以符合设计图要求。

技术领域

本发明涉及航空发动机机匣制造的夹具工装技术领域，具体涉及一种用于薄壁机匣焊接热处理的一体化工装夹具及其装配方法。

背景技术

航空发动机为飞机的心脏，是一种高度复杂和精密的热力机械，主要为航空器提供飞行所需动力的发动机。从一定程度上来说，航空发动机技术的高低直接影响着飞机的性能、可靠性及经济性，是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前而言，随着科技的发展，世界各国都在逐渐加强航空发动机的研发，机匣为航空发动机的零件之一。

进气承力框用于连接支板的外机匣为钛合金机加件，由于结构限制，机匣筒体在焊接集气罩和安装座时机匣壳体不具备留余量的条件，只有端面和外圆有少许余量。现有的机匣作为机加类零件，如附图4所示，厚度较薄，为2.1mm，刚性差，尺寸精度要求高，整个内流道面跳动不大于0.05，圆度不大于0.05mm，直径近800mm，两条整环焊缝17靠近小端，且位置比较集中，焊接时机匣受热不均匀，势必产生很大的焊接应力，极易发生机匣两端9扩张筒体凹陷变形的趋势。为保证零件尺寸受控，不仅需要在焊接过程中合理的约束零件，还需要在焊后热处理过程中继续约束零件，即如果有焊接和热处理一体化工装，将零件的约束贯穿在焊接和热处理过程中，就能引导零件沿着轴向释放应力，使得变形沿轴向进行，以保证机匣圆度和跳动。

现有设计中，缺少专用于钛合金薄壁机匣的焊接和热处理一体化工装夹具，一般只在焊接过程中对零件进行控制，热处理过程呈自由状态，难以保证零件最终的尺寸精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于薄壁机匣焊接热处理的一体化工装夹具及其装配方法，有效的控制了焊接和热处理过程中零件径向方向的变形，保证焊接和热处理后的圆度和流道面跳动以符合设计图要求。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于薄壁机匣焊接热处理的一体化工装夹具，包括底座、定位型块和压盖；

所述底座周向均匀分布有多个用于压紧所述薄壁机匣下端面的下端面压紧机构，所述底座上还设有与所述薄壁机匣下端面间隙配合的定位止口；

所述压盖设于所述薄壁机匣上端面的外周且位于所述定位型块的上端止口内，所述压盖和薄壁机匣上端面之间设有上端面压紧机构，所述定位型块的一端通过固定机构安装在所述底座上，所述定位型块的另一端与所述薄壁机匣上端面连接。

进一步地，所述下端面压紧机构包括压板、楔块和螺纹销，所述压板和底座上均设有与所述螺纹销配合的螺纹孔，所述螺纹销上设有与所述楔块配合的梯形孔。

进一步地，所述压板和薄壁机匣下端面之间还设有第一压块。

进一步地，所述上端面压紧机构包括卡兰和压紧螺钉，所述压紧螺钉穿过所述卡兰实现所述压盖和所述薄壁机匣上端面间的夹紧定位。

进一步地，所述压紧螺钉和压盖之间还设有第二压块。

进一步地，所述固定机构包括双头螺栓的第一端与所述底座螺纹连接，所述双头螺栓的第二端与所述定位型块的底端螺纹连接。

进一步地，所述底座和压盖上设有吊环螺钉。

进一步地，所述底座和定位型块均由中硅钼球墨铸铁制成，所述薄壁机匣由钛合金制成。