[发明专利]航空发动机异形件扩孔装置及方法

说明书

本发明涉及一种航空发动机异形件扩孔装置及方法，底座上固定安装台架，底座中心处安装水平移动单元，水平移动单元上端连接角移动单元，角移动单元上端连接有连接板，连接板上安装有内层模具，内层模具外部安装有损伤构件，损伤构件的扩孔部位穿装有校准工装，校准工装连接至内层模具的预制孔上；第三Z轴直线导轨垂直安装在台架顶端中部，第三Z轴直线导轨下端安装钻头夹头，钻头夹头上夹持扩孔钻头；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。本发明设计科学合理，采用机器视觉校准损伤异型件的空间姿态和位置，排除人为因素对扩孔质量的影响，提高工作效率，保证扩孔精度。

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及采用机器视觉进行校准和定位的航空发动机扩孔装置，特别涉及一种航空发动机异形件扩孔装置及方法。

背景技术

航空发动机机匣类构件结构复杂，其上布满各种功能孔，用于螺栓紧固和水气油路的导通，在工作过程中经常因烧蚀、磨损等原因产生损伤。为恢复损伤构件的使用性能，局部孔等部位损伤后通常采用扩孔等方式进行机械加工，恢复损伤构件的使用性能。为保证加工后的安装精度，要求扩孔的部位与原始孔位相对应，且孔的倾斜角度不能出现变化。由于航空发动机构件使用后会产生变形，无法对原有孔位置进行精确定位，而且人眼的识别精度最大为0.2mm，无法保证扩孔的定位精度。

发明内容

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异形件扩孔装置及方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

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。

而且，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。

而且，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。

而且，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。

一种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；