CN110469409B - 一种基于柔性连接结构组件的装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于柔性连接结构组件的装配方法，外环组和内环组端面均为圆环状，内环组直径小于外环组；内环组与外环组同轴设置；压环组端面为圆环状；1.在外环组的内圆上选定径向基准直径B，作为内环组内型面C的径向基准；2.以内环组上的装配配合面作为工艺基准加工内环组内型面C；3.初步连接；4.将组件放置到可旋转装置上，径向基准直径B与可旋转装置旋转轴共线；5.松开紧固螺栓，使柔性连接件保持不受力的自然状态；6.可旋转装置转动，内环组内型面C找正调整到最终跳动值目标范围内，停止转动；7.固紧紧固螺栓，完成装配。解决柔性连接结构类组件装配时同心度难以控制、分解复装状态变化大且不稳定等问题。

Description

一种基于柔性连接结构组件的装配方法

技术领域

本发明属于航空发动机制造装配领域，涉及一种基于柔性连接结构组件的装配方法。

背景技术

航空发动机中有一种柔性连接结构的组件。其内外各组之间径向没有准确的刚性定心约束，各件之间呈零散状态，但还要求装配后各组零件要同心，而且内环组的内型面C面相对于外环组的径向基准跳动值要满足设计要求，以保持工作状态平衡稳定。

在以往的装配中，为保证组件装配后内环组的内型面C面径向跳动满足设计要求，采用组合状态加工的方法，即先将除外环组的各组零件连接在一起后，再整体装配到外环组零件上，形成大组件后，找正外环组基准，在组合状态下加工内环组要求与外环组径向基准同心的内型面C面。因该方法是组件整体装配完成后再对内环组的内型面C面进行加工，这样的话在组件的一些型腔或者缝隙中会有铁屑进入，因此在对内环组的内型面C面加工完成后需要将整体已装配好的组件再拆分、清洗，然后再复装、检测和按检测结果反复加工修正。复装后常存在内环组的内型面C面对外环组径向基准同心度难以保证、分解复装状态变化大且不稳定、反复拆装导致柔性连接件报废、生产组织困难等问题，对于批量生产或排故换件返修的情况下就更成为技术瓶颈。其主要缺点：1、工艺流程及工装复杂；2、同心度保证困难；3、分解复装后同心度无法控制。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于柔性连接结构组件的装配方法，通过装配工艺方法改进，保证柔性连接结构组件的装配同心度满足设计要求以及该类结构零件的分解复装稳定性，从而解决柔性连接结构类组件装配时同心度难以控制、分解复装状态变化大且不稳定等问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种基于柔性连接结构组件的装配方法，柔性连接结构组件包括外环组、柔性连接零件、内环组、压环组和紧固螺栓；

外环组和内环组端面均为圆环状，内环组直径小于外环组，；内环组与外环组同轴设置；压环组端面为圆环状；

装配包括以下步骤；

步骤一，在外环组的内圆上选定一个径向基准直径B，作为内环组内型面C的径向基准；

步骤二，将内环组中的零件进行组装，以内环组上和压环组的装配配合面作为工艺基准，加工内环组内型面C，该装配配合面与外环组径向基准直径B所处的型面同轴；

步骤三，将内环组与外环组同轴设置，通过柔性连接零件连接；压环组内圆与内环组外圆贴合，内环组与压环组通过紧固螺栓连接；

步骤四，将步骤三中组装好的组件放置到可旋转装置上，使径向基准直径B与可旋转装置的旋转轴共线；

步骤五，松开紧固螺栓，使柔性连接件保持不受力的自然状态；

步骤六，可旋转装置开始转动，将内环组内型面C找正调整到最终跳动值的目标范围内，随后停止可旋转装置转动；

步骤七，固紧紧固螺栓，完成装配。

优选的，步骤六中，首先在内环组内型面C面任意位置将百分表归零，然后转动零件检测内环组内型面C面整圈的跳动，在百分表表针顺时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组往沿向圆心方向调整；在百分表表针逆时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组往沿向背离圆心方向调整，直到将内环组内型面C整圈均找正调整到最终跳动值的目标范围内，随后停止可旋转装置转动。

优选的，可旋转装置采用跳动测具。

优选的，步骤四中，将组件绕可旋转装置的旋转轴转动，将垂直于径向基准直径B的平面与可旋转装置的旋转面贴合，调整径向基准直径B位置，直到径向基准直径B与可旋转装置的旋转轴共线。

优选的，步骤二中，保证加工后的内型面C对工艺基准跳动值不大于设计要求的最终跳动值40%。

优选的，步骤六中，找正调整后的内型面C对径向基准直径B跳动值不大于设计要求的最终跳动值75%。

优选的，需要分解组件检查后再进行复装时重复步骤三至步骤七。

进一步，当试车后、故障修理后或需检查分析某一零件时，如需返修更换内环组，则按步骤二加工，复装按步骤三至步骤七完成。

优选的，柔性连接件分为柔性连接零件A和柔性连接零件B，外环组内圆的周面上均匀设置有多个柔性连接零件A，每个柔性连接零件A通过柔性连接零件B与内环组连接。

优选的，柔性连接零件A采用扇形叶片组，柔性连接零件B采用双球面结构的内导套。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过装配工艺方法改进，先将设计要求需加工的特性在单组件状态下加工完成后，再进行大组件的初装。将初装后的大组件径向基准直径调整到与跳动测具的旋转中心共线后，松开轴向紧固螺栓，让零件有一个应力释放的过程。之后再以大组件的径向基准直径为基准面，有目标的调整已加工完成的零件，使其已加工面相对于大组件的径向基准面的跳动要求逐步调整到目标值。因此避免了装配应力对零件最终状态跳动要求的的影响。同现有技术相比具有装配精度高、分解复装可控且稳定性好的特点；另可简化该类组件工艺流程及组合加工工装，适合于工程化装配生产，具有缩短生产周期、提高产品质量的积极效果。

附图说明

图1为本发明的柔性连接结构组件的结构示意剖面图；

图2为本发明的图1的右视图；

图3为本发明的实施例1的组件结构示意图。

其中：1-外环组；2-柔性连接零件A；3-柔性连接零件B；4-内环组；5-压环组件；6-紧固螺栓；7-工艺基准。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

图1-图3只给出了柔性连接结构的上半部分结构图，柔性连接结构实际中整体为圆形的组件。

参见图1所示，柔性连接结构组件包括外环组1、柔性连接零件A2、柔性连接零件B3、内环组4、压环组件5和紧固螺栓6。

其中外环组1为基准工件端面为圆环状，内环组4端面同为圆环状，内环组4直径小于外环组1；柔性连接零件A为扇形叶片组，其大端均与外环组1连接，其小端与内环组4之间通过柔性连接零件B连接；柔性连接零件B为双球面结构的内导套。压环组件5端面为圆环状，包含挡块、挡环和压环。

成型后，内环组4与外环组1同轴设置，通过柔性连接零件A2和柔性连接零件B3连接，外环组1内圆的周面上均匀设置有多个柔性连接零件A2，每个柔性连接零件A2通过柔性连接零件B3与内环组4连接；压环组件5与内环组4的装配配合面贴合，即压环组件5内圆与内环组4外圆贴合，内环组4与压环组件5通过紧固螺栓6连接。

本方法的目的是通过下述的步骤实现的：

步骤一；选定基准直径：根据组件的设计要求及结构特点，在外环组1确定一个径向基准直径B。因为外环组1是基准工件，需要在基准工件上确定径向基准，同时，这个径向基准必然是设计图纸要求的基准，这样的话就不再需要基准转换，从而避免了基准转换带来的累计误差。

步骤二；内环组4内型面C面加工，C面是内环组4零件的内型面：先组装内环组4需装配的零件，内环组4装配时，以内环组4上和压环组件5的装配配合面作为工艺基准7，该装配配合面与外环组1径向基准直径B所处的型面同轴，工艺基准7与内环组4内型面C面同轴，装配配合直径对应的面为内环组4与其他组件装配时的配合面。找正此工艺基准7，加工内环组4内型面C面，保证其对工艺基准7跳动值不大于设计要求的最终跳动值40%。

步骤三；初装连接：将需要保证同心的内环组4及柔性连接零件A、柔性连接零件B、压环组件5、外环组1和紧固螺栓6组装成一体。

步骤四；精装调试：

a.将步骤三中初装连接完成的组件放置到可旋转装置上，可旋转装置采用跳动测具，零件转动，使外环组1的A面与可旋转装置的旋转面贴合作为支承面，调整零件使径向基准直径B与跳动测具的旋转中心共线；外环组1的A面为垂直于径向基准直径B的平面。

b.松开紧固连接，使柔性连接零件A和柔性连接零件B都保持不受外力的自然状态。

c.以径向基准直径B为基准，将加工完成的内环组4需要与基准B保持同心的内型面C面找正调整到设计要求的值，打表检查，根据百分表表针摆动量进行调整控制，具体为，首先在内环组4内型面C面任意位置将百分表归零，然后通过跳动测具绕径向基准直径B转动零件，检测内环组4内型面C面整圈的跳动。在百分表表针顺时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组4往沿向圆心方向调整；在百分表表针逆时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组4往沿向背离圆心方向调整。如此过程，直到百分表表针在内环组4内型面C面整圈摆动量都小于设计要求的值为止，停止零件绕径向基准直径B转动。根据工程经验，固紧紧固螺栓6前初调试时，一般按不大于设计要求的最终跳动值75%的工艺过程控制值控制，因为在单件加工时尽量将数值压缩到可实现的最小状态，之后在装配调整阶段可以将数值放开，但是毕竟仍然在装配的过程中，装配未完全完成，所以此处的工艺过程控制值仍然是小于设计要求的数值。

d.固紧轴向的紧固螺栓6，完成装配。

步骤五；检测：检查内环组4内型面C面的跳动值是否达到要求；

当试车后、故障修理后，需要分解组件检查后再复装时重复步骤三和步骤四即可；

若需排故返修更换零件时，如需返修更换内环组4，则按步骤二加工，复装按步骤三和步骤四即可；如需返修更换除内环组4外的其他零件，按步骤三和步骤四即可。

实施例1：

如图3所示，对某柔性连接结构的零件进行装配，该组件包括外环组1、柔性连接零件A2、柔性连接零件B3、内环组4、压环组件5和紧固螺栓6。其中外环组1为基准工件，柔性连接零件A2为扇形叶片组，柔性连接零件A2大端均与外环组1连接，柔性连接零件A2小端与内环组4之间通过柔性连接零件B3连接，柔性连接零件B3为双球面结构的内导套。压环组件5包含挡块、挡环和压环，内环组4与压环组件5通过紧固螺栓6连接。

其步骤为：

（1）确定基准直径：按组件设计图纸要求，确定外环组1即基准工件上的B为基准直径。

（2）内环组4内型面C面加工：先组装内环组4需装配的零件，确定内环组4上装配时与步骤（1）中确定的基准B同轴的刚性装配直径为工艺基准7。找正此工艺基准7，加工内环组4内型面C面，根据工程经验，在这一环节给出的工艺过程控制值不大于设计要求的最终跳动值40%。在此实施例中，设计要求的跳动值为0.20mm，因此，确定内环组4内型面C对工艺基准7的跳动值不大于0.08mm。

（3）初装含柔性连接零件A、B的单元体组件，即柔性连接零件A2、柔性连接零件B3，以及压环组件5、外环组1、紧固螺栓6和已经加工完成的内环组4。

（4）精装调整：

a.将初装后的单元体组件放置到可旋转装置上，以基准A支承、找正径向基准直径B与可旋转装置的旋转中心共线。

b.松开轴向紧固螺栓6组，调整并将所有柔性连接件在不受外力自然状态下归位到正确位置，即使柔性连接件A2和柔性连接零件B3在组件中设计要求的位置上保持不受外力的自然状态。

c.调整内环组4，使其C表面与外环组1的径向基准直径B同心，根据工程经验，在此装配调整阶段给出的工艺过程控制值不大于设计要求的最终跳动值75%。在此实施例中，设计要求的跳动值为0.20mm，因此，确定内环组4内型面C对外环组1的径向基准直径B的跳动值不大于0.15mm。

d.固紧轴向的紧固螺栓6，完成装配。

（5）检测：检查内环组4的内型面C面跳动不大于0.2mm。

当试车后、故障修理后，需要分解组件检查后再复装时按步骤（3）和步骤（4）即可。

若需排故返修更换零件时，如需返修更换内环组4，则按步骤（2）加工，复装按步骤（3）和步骤（4）即可；如需返修更换除内环组4外的其他零件，按步骤（3）和步骤（4）即可。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，柔性连接结构组件包括外环组（1）、柔性连接零件、内环组（4）、压环组件（5）和紧固螺栓（6）；

外环组（1）和内环组（4）端面均为圆环状，内环组（4）直径小于外环组（1）直径；内环组（4）与外环组（1）同轴设置；压环组件（5）端面为圆环状；

装配包括以下步骤；

步骤一，在外环组（1）的内圆上选定一个径向基准直径B，作为内环组（4）内型面C的径向基准；

步骤二，将内环组（4）中的零件进行组装，以内环组（4）上和压环组件（5）的装配配合面作为工艺基准（7），加工内环组（4）内型面C，该装配配合面与外环组（1）径向基准直径B所处的型面同轴；

步骤三，将内环组（4）与外环组（1）同轴设置，通过柔性连接零件连接；压环组件（5）内圆与内环组（4）外圆贴合，内环组（4）与压环组件（5）通过紧固螺栓（6）连接；

步骤四，将步骤三中组装好的组件放置到可旋转装置上，使径向基准直径B与可旋转装置的旋转轴共线；

步骤五，松开紧固螺栓（6），使柔性连接件保持不受力的自然状态；

步骤六，可旋转装置开始转动，将内环组（4）内型面C找正调整到最终跳动值的目标范围内，随后停止可旋转装置转动；

步骤七，固紧紧固螺栓（6），完成装配。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，步骤六中，首先在内环组内型面C面任意位置将百分表归零，然后转动零件检测内环组内型面C面整圈的跳动，在百分表表针顺时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组往沿向圆心方向调整；在百分表表针逆时针方向显示摆动量最大的位置，将内环组往沿向背离圆心方向调整，直到将内环组（4）内型面C整圈均找正调整到最终跳动值的目标范围内，随后停止可旋转装置转动。

3.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，可旋转装置采用跳动测具。

4.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，步骤四中，将组件绕可旋转装置的旋转轴转动，将垂直于径向基准直径B的平面与可旋转装置的旋转面贴合，调整径向基准直径B位置，直到径向基准直径B与可旋转装置的旋转轴共线。

5.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，步骤二中，保证加工后的内型面C对工艺基准（7）跳动值不大于设计要求的最终跳动值40%。

6.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，步骤六中，找正调整后的内型面C对径向基准直径B跳动值不大于设计要求的最终跳动值75%。

7.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，需要分解组件检查后再进行复装时重复步骤三至步骤七。

8.根据权利要求7所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，当试车后、故障修理后或需检查分析某一零件时，如需返修更换内环组（4），则按步骤二加工，复装按步骤三至步骤七完成。

9.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，柔性连接件分为柔性连接零件A（2）和柔性连接零件B（3），外环组（1）内圆的周面上均匀设置有多个柔性连接零件A（2），每个柔性连接零件A（2）通过柔性连接零件B（3）与内环组（4）连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于柔性连接结构组件的装配方法，其特征在于，柔性连接零件A（2）采用扇形叶片组，柔性连接零件B（3）采用双球面结构的内导套。

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