[发明专利]一种航空发动机鼓形薄壁零件焊接方法及其夹具

说明书

技术领域

本发明涉及一种航空发动机零件的加工方法，尤其是一种用于航空发动机的鼓形薄壁零件的焊接方法，本发明还提供了一种用于上述焊接方法的专用夹具。

背景技术

图1显示的是一种用于航空发动机的鼓形薄壁零件1的透视图，其包括一个鼓形主体部分，所述鼓形主体部分具有一个中间通孔，所述通孔中间大，两端缩口。这种鼓形零件1通常采用专用液体成型机整体挤压成型，虽然成型简单，但是设备价格却较高，适合于大批量生产尚可。

而一般的实验性单件生产如果采用这种专用设备，采购费用较高，很难收回投资。为节约采购成本，本发明提供了采用焊接方式加工成型的技术方案。如图2所示，其中显示的是将图1所示用于航空发动机的鼓形薄壁零件分剖为两半的分解状态透视图，也就是说本发明将零件1从鼓形主体部分的环形侧壁的中间分剖为两半分别冲压制成，然后通过专用夹具将这两半对接后采用环焊缝焊接成整体。

因此本发明的关键点是如何对焊缝位置进行定位以及如何控制焊接的变形量，这是现有技术中没有涉及的内容。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种航空发动机鼓形薄壁零件焊接方法及其夹具，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种航空发动机鼓形薄壁零件焊接方法，所述零件包括一个鼓形主体部分，所述鼓形主体部分具有一个中间通孔，所述通孔中间大，两端缩口；所述焊接方法包括如下步骤：

分别冲压形成构成所述零件的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分可通过将所述鼓形主体部分的环形侧壁的中间分剖为两半所形成；

提供一个水平放置的底板，在所述底板上固定连接一个芯轴；围绕所述芯轴放置多个活动撑块；

将所述第一部分环绕所述活动撑块放置于所述底板上，然后在所述第一部分上部放置所述第二部分，利用所述活动撑块对第一部分和第二部分进行预定位；

沿所述芯轴放置一个圆环斜块，利用所述圆环斜块的锥面将所述活动撑块向外挤压将所述第一部分和第二部分的内侧壁卡住定位，然后将所述圆环斜块通过螺母固定在所述芯轴上；之后将所述活动撑块与所述底板固定连接；

沿所述芯轴放置一个压板，利用所述压板将所述第二部分的上部边缘压紧，使所述第一部分与所述第二部分的结合面贴合，然后将所述压板通过螺母固定在所述芯轴上；

通过所述芯轴的中心输气通道向所述第一部分和第二部分之间的接缝内侧部分输送氩气，以提供焊接保护，然后沿所述接缝采用环焊缝焊接成将所述第一部分和第二部分焊接为整体；

依次拆下所述压板、圆环斜块，然后松开所述活动撑块与所述底板的连接，之后将所述活动撑块向中间收拢后取出，最后即可将焊接为整体的所述零件取出，整个焊接过程结束。

优选地，所述方法进一步包括所述第一部分和第二部分焊接之后，沿所述焊缝滚轧去除焊接毛刺的步骤。

本发明还提供了一种用于上述方法的夹具，用于在所述航空发动机鼓形薄壁零件焊接过程中进行定位，所述零件包括一个鼓形主体部分，所述鼓形主体部分具有一个中间通孔，所述通孔中间大，两端缩口；所述零件由第一部分和第二部分焊接而成，所述第一部分和第二部分可通过将所述鼓形主体部分的环形侧壁的中间分剖为两半所形成，所述夹具包括一个底板；一个与所述底板固定连接的芯轴；多个可围绕所述芯轴放置的活动撑块；一个可沿所述芯轴放置的圆环斜块，所述圆环斜块的锥面可将所述活动撑块向外挤压将所述第一部分和第二部分的内侧壁卡住定位；一个压板，所述压板通过压紧所述第二部分的上部边缘使所述第一部分和所述第二部分的结合面贴合。

优选地，所述芯轴的中心具有一个输气通道，所述输气通道可经由所述圆环斜块以及活动撑块中的通孔与所述第一部分和第二部分之间的接缝的内侧布置的焊接支撑带上的通气口连通。

优选地，所述活动撑块总共有六个，包括三个扇形撑块以及三个间隔设置于所述三个扇形撑块中间的楔形撑块。

优选地，所述圆环斜块和至少一个所述活动撑块之间设置有定位结构。

优选地，所述定位结构包括设置于所述活动撑块上的定位槽以及设置于所述圆环斜块上的定位销。

本发明针对航空发动机鼓形薄壁零件容易变形难以定位的问题，提出了一种航空发动机鼓形薄壁零件的焊接方法及其夹具，其利用普通的冲压类拉深成型设备分别制造出所述零件的两半，最后将这两半拼合起来焊接成整体。所述方法操作简单，无需专用设备，成本低廉，适于小批量或单件生产。

附图说明