一种航空发动机卷簧零件快速成型装备及其芯棒锁紧装置的制作方法

1.本发明涉及航空发动机领域，尤其涉及一种航空发动机卷簧零件快速成型装备及其芯棒锁紧装置。


背景技术：

2.卷簧作为一种机械动力使用的零部件，在航空发动机的狭小空间里为各零部件持续提供较大的恢复力，也为各个零部件附加平衡力，因此需要具有很好的成型的稳定性，由于卷簧规格复杂、品种多、批量小、材料特殊等特征，在成型加工过程中用于端部固定的芯棒需要根据不同规格进行更换，而芯棒的安装固定为了更换方便一般采用间隙配合，在成型加工过程中，对芯棒会产生很大的牵引力，影响芯棒与芯棒安装座的同心度，影响到零件的成型精度以及芯棒的使用寿命。卷簧在成型缠绕过程中，起始端固定需要稳定可靠来保证加工中相对螺距不受影响，而用于固定的模具芯棒通常采用间隙配合，在成型过程中由于材料自身应力以及电机驱动对芯棒产生的牵引力，导致芯棒的安装配合存在变动影响，导致产品成型螺距的变动，影响到后期的成品输出质量。
3.公开号为cn203556694u的专利文献公开了一种高强度卷簧卷制成型夹具，其中包括芯棒和尾柄，所述芯棒设置为柱体结构，芯棒的一端为卷制端，另一端为连接端；所述尾柄设置为圆柱体结构，在尾柄的一端沿轴向中心线方向设置有中心安装孔；在所述芯棒的卷制端沿芯棒轴向中心线方向设置有夹槽，夹槽槽深方向沿芯棒径向方向设置；所述芯棒的连接端位于尾柄中心安装孔内，两者固定配合，所述芯棒与尾柄通过销钉相固接。
4.现有技术存有以下问题，1)现有技术采用螺钉顶紧芯棒和尾柄的方式消除间隙，此方法虽然可以消除一定间隙，但考虑到在航空发动机的运用中，由于具有批量小、品种多，需要反复进行芯棒更换与试验修正，导致芯棒的更换操作十分繁琐，且芯棒连接口磨损严重后无法与尾柄顶紧；2)同时由于采用单侧螺钉顶紧，芯棒和尾柄同心度也很难得到保证，对零件的输出不能起到稳定性效果。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中芯棒更换过程繁琐，以及芯棒无法与尾柄自动对中的问题，本发明的目的在于提供一种航空发动机卷簧零件快速成型装备及其芯棒锁紧装置，包括锁紧盘，锁紧盘的中央位置凹陷有容置空间，锁紧盘上安装有多个围绕容置空间设置的压紧块，锁紧装置通过驱动多个压紧块将插入容置空间的芯棒抱紧，并使得芯棒和锁紧盘自动对中，进而实现芯棒的快速更换和自动对中。
6.为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：一种芯棒锁紧装置，用于固定芯棒，所述芯棒的上端开设有夹槽，芯棒的下端与所述芯棒锁紧装置插接并固定，所述芯棒锁紧装置包括锁紧盘、多个压紧块和多个销轴，所述锁紧盘中央位置上设有容置空间，多个销轴和多个压紧块均围绕容置空间设置，多个销轴与多个压紧块一一对应，压紧块位于销轴的内侧，压紧块的一端与锁紧盘转动连接，销轴与锁紧盘滑动连接，并且能够驱动压紧
块的另一端摆动从而进出容置空间，进而将插入容置空间内的芯棒抱紧或释放。这样，简化芯棒的安装过程，锁紧装置通过驱动多个压紧块将插入容置空间的芯棒抱紧，并使得芯棒和锁紧盘自动对中，进而实现芯棒的快速更换和自动对中。
7.作为优选，销轴为磁性销，压紧块的材质为金属，压紧块吸附在销轴上。如此设置，不必另行设置用于压紧块复位的构件，使装置的结构更加简单并可靠。
8.作为优选，所述芯棒的下端的外径大于芯棒上端的外径，芯棒中间位置凸起有用于限制芯棒插入深度的限位凸起。如此设置，保证夹槽的位置高度，并提高芯棒与锁紧装置连接的稳定性，提高卷簧成型过程中芯棒的稳定性。
9.作为优选，多个销轴均围绕容置空间滑动，压紧块与锁紧盘相连的一端为连接端，压紧块的另一端为压紧端，压紧块的厚度从连接端向压紧端逐渐增大。如此设置，使各个构件的运动轨迹更加规律，降低各个构件的定位和制造的难度。
10.作为优选，锁紧盘上开设有多个围绕容置空间设置的限位孔，限位孔为腰型孔，多个限位孔与多个销轴一一对应，并且销轴能够沿限位孔滑动。如此，便于销轴的定位及安装。
11.作为优选，锁紧盘固定在调节座上，锁紧盘下方安装有能够水平转动的蜗轮，蜗轮与转动安装在调节座上蜗杆啮合传动，销轴贯穿所述限位孔并与蜗轮固定连接。如此，利用蜗轮蜗杆自锁的功能，提高锁紧装置与芯棒连接的稳定性，避免卷簧生产过程中芯棒与锁紧装置相对转动，达到增力的效果。
12.作为优选，锁紧盘上位于限位孔和容置空间之间的部分为限位部，压紧块与锁紧盘的限位部转动连接，压紧块呈弧形，并且至少一半的压紧块的厚度大于限位部的厚度。如此，使锁紧装置能够适配更多规格的芯棒。
13.作为优选，锁紧盘的上设有多个围绕容置空间设置的避让槽，多个避让槽均与容置空间联通，多个避让槽与多个限位孔一一对应，压紧块能够在避让槽内摆动。如此，使装置的更加紧凑。
14.作为优选，锁紧盘上固定有将避让槽和容置空间盖住的压盖，压盖上开设有通孔，芯棒的下端能够穿过压盖的通孔插入锁紧盘的容置空间容置空间内。
15.一种航空发动机卷簧零件快速成型装备，包括所述的一种芯棒锁紧装置，还包括所述锁紧盘、多个压紧块和多个销轴。
16.本发明采用以上技术方案，锁紧装置通过抱紧的方式固定芯棒，不仅消除了新版与锁紧装置之间的间隙，而且降低了芯棒更换的复杂程度，实现芯棒的自动定心的功能，提高航空发动机的卷簧成型加工中芯棒装配的可靠性，使锁紧装置能够与多种规格的芯棒相匹配，能够提升卷簧的成型精度，增加卷簧成型过程中的稳定性；能够在芯棒固定完成后，实现芯棒的自动定心的功能，避免芯棒位置偏心，提高后期的成品输出质量。
附图说明
17.图1为本发明中芯棒锁紧装置的结构示意图；
18.图2为去除压盖和调节座后的，芯棒锁紧装置的结构示意图；
19.图3为去除压盖、调节座和锁紧盘后的，芯棒锁紧装置的结构示意图；
20.图4为锁键盘、销轴、压紧块和蜗轮的连接结构示意图；
21.图5为锁紧盘的结构示意图；
22.图6为另一个角度的锁紧盘的结构示意图；
23.图7为芯棒的结构示意图；
24.图8位压紧块的结构示意图；
25.图9为调节座的结构示意图。
26.附图标记：201、调节座；2011、空腔；2012、第二开口；2013、第一开口；202、蜗杆；2021、端盖；203、蜗轮；204、锁紧盘；2041、容置空间；2042、避让槽；2043、限位孔；2044、连接部；205、销轴；206、压紧块；2061、连接端；2062、压紧端；207、压盖；2071、窥视孔；208、手轮；50、芯棒；501、夹槽；502、缠绕端；503、限位端；504、固定端。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.实施例
33.如图1-8所示的一种芯棒锁紧装置，用于固定芯棒50，所述芯棒50的上端开设有夹槽501，芯棒50的下端与所述芯棒锁紧装置插接并固定，所述芯棒锁紧装置包括锁紧盘204、多个压紧块206和多个销轴205，所述锁紧盘204中央位置上设有容置空间2041，多个销轴205和多个压紧块206均围绕容置空间2041设置，多个销轴205与多个压紧块206一一对应，
压紧块206位于销轴205的内侧，压紧块206的一端与锁紧盘204转动连接，销轴205与锁紧盘204滑动连接，并且能够驱动压紧块206的另一端摆动从而进出容置空间2041，进而将插入容置空间2041内的芯棒50抱紧或释放。本方案中，通过多个压紧块环抱住芯棒，芯棒被多点位固定，使得芯棒被固定的力度更大受力更加均匀，并且能够与多种规格的芯棒相匹配，简化芯棒更换的流程，便于芯棒的快更换，减轻芯棒所受伤害；能够消除锁紧装置与芯棒之间的间隙，避免卷簧的成型过程中芯棒径向移动，能够提升卷簧的成型精度，增加卷簧成型过程中的稳定性；能够在芯棒固定完成后，实现芯棒的自动定心的，避免芯棒位置偏心，提高产品的合格率。
34.所述芯棒锁紧装置包括锁紧盘204、多个压紧块206和多个销轴205，所述锁紧盘204中央位置向下凹陷形成用于插入芯棒固定端502的容置空间2041，多个压紧块206和多个销轴205均围绕容置空间2041设置，多个销轴205与多个压紧块206一一对应，压紧块206位于销轴205的内侧并且与销轴205相抵，
35.如图2和图4所示，本实施例中，销轴205为磁性销，压紧块206的材质为金属，压紧块206的外侧面吸附在销轴205上，销轴205移动能够在压紧块206的外侧面滑动并驱动压紧块206摆动。如此设置，压紧块206和销轴205相互吸附，使得压紧块206始终与销轴205始终贴合，并且使压紧块206跟随销轴205移动，提升芯棒50的更换效率。在其他实施例中，在压紧块与锁紧盘之间安装复位弹簧，使压紧块自动复位。
36.本实施例中，如图1-4所示，所述芯棒锁紧装置还包括调节座201、蜗轮203和蜗杆202，蜗杆202与调节座201转动连接，蜗杆202与蜗轮203啮合传动并且能够驱动蜗轮203水平转动，锁紧盘204固定在调节座201上，锁紧盘204的中心位置向下凸起有连接部2044，锁紧盘204的连接部2044插入蜗轮203的中孔并通过轴承转动连接，锁紧盘204上开设有多个限位孔2043，多个限位孔2043与多个销轴205一一对应，多个销轴205的底部均固定在蜗轮203上，多个销轴205均向上延伸并分别穿过多个限位孔2043，其中，限位孔为腰型孔，销轴围绕容置空间转动。如此设置，通过蜗轮和蜗杆的自锁特性，将稳定芯棒稳定的锁紧在锁紧盘上。
37.其他实施例中，区别于本实施中销轴围绕容置空间滑动的是：销轴向容置空间所在侧远离或靠近，进而通过销轴顶推压紧块的另一端向容置空间内或外摆动，实现芯棒的抱紧与释放。
38.如图2和图4所示，为了保证锁紧装置的适应性，本实施例中，由于销轴压紧块206上与锁紧盘相连的一端为连接端2061，压紧块206的另一端为压紧端2062，压紧块206的厚度从连接端2061向压紧端2062逐渐增大。如此设置，使锁紧装置能够匹配更多规格的芯棒。
39.本实施例中，如图9所示，所述调节座201内侧具有空腔2011，调节座201的顶部具有与空腔2011联通的第一开口2013，调节座201的侧面开设有与空腔2011联通的第二开口2012，如图1-6所示，蜗杆202的一端通过第二开口2012插入调节座内并通过端盖2031与调节座201转动连接，锁紧盘204顶部的外周具有凸缘2045，锁紧盘204的底部通过第一开口2013插入调节座201的空腔2011内，锁紧盘204的凸缘2045压在调节座201上fang。如此设置，为芯棒锁紧装置的运动提供一个相对密闭的环境，提高装置的使用寿命和精度。本实施例中，蜗杆的一端固定有手轮。在其他实施例中，蜗杆与电机相连，并且能通过电机驱动蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动销轴滑动，进而实现芯棒的锁紧和释放。
40.本实施例中，如图6和图7所示，锁紧盘204的顶部设有多个围绕容置空间2041设置的避让槽2042，多个避让槽2042均与容置空间2041联通，容置空间2041的深度要大于避让槽2042的深度，多个避让槽2042与多个限位孔2043一一对应，限位孔2043从锁紧盘204的底部向上延伸并与避让槽2042联通，锁紧盘204上位于限位孔2043和容置空间2041之间的部分为限位部，如图2和图4所示，压紧块206的连接端2061与锁紧盘204的限位部的顶端转动连接，销轴205穿过限位孔2043伸入限位槽2042内，锁紧盘204顶部固定有压盖207，压盖207位于避让槽2042、多个压紧板206和多个销轴205的上方，所述压盖207上开设有与容置空间2041同轴的通孔，芯棒50的固定部504能够穿过通孔插入锁紧盘204上位于多个压紧块206内侧的容置空间2041内。如此设置，通过压盖将销轴和压紧块均安装在锁紧盘内，使芯棒锁紧装置的外观更加简洁，使销轴和压紧块具有稳定的工作环境，提高装置的使用寿命，保持装置的锁紧效果。
41.本实施例中，如图2、图4和图8所述压紧块206呈弧形，压紧块206上至少有一半部段的厚度大于位于锁紧盘204上的限位部的壁厚。如此设置，提高芯棒锁紧装置的适用性，以及抱紧的稳定性。
42.本实施例中，如图1所示，压盖207上还开设有与多个限位孔2043对应的窥视孔2071，销轴205向上延伸至窥视孔2071中。如此设置，能够清晰的观察到销轴的移动位置，避免过渡调节造成装置的损伤。进一步的，所述限位孔和窥视孔均为腰型孔。如此可限制销轴的移动轨迹，并且从侧面给予销轴作用力，避免由于销轴受力过大从蜗杆上脱离。
43.为了提供芯棒与锁紧装置连接的稳定性，如图7所示，本实施例中，芯棒50上端为成型端502，所述夹槽501开设在成型端502上，芯棒50的下端为固定端504，芯棒50的中间部分为向外侧凸起的用于限制芯棒50插入深度环形的的限位端503，成型端的外径小于高度端的外径，高度端的外径小于限位端的外径；如图1所示，芯棒的固定端从上向下穿过压盖的通孔后插入锁紧盘的容置空间内，芯棒的限位端压在所示压盖上。如此设置，由于芯棒的底部更加粗大，使得锁紧装置与芯棒的接触面更大，使锁紧装置与芯棒的连接更加稳定，并且限位端不经能够限制夹槽的高度，也使芯棒输出插入容置空间中。
44.一种航空发动机卷簧零件快速成型装备包括上述一种芯棒锁紧装置，还包括工作台，以及安装在工作台上的螺距整形装置。
45.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
46.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。