一種雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具的製作方法

2023-10-08 19:01:09 2

本實用新型屬於工裝夾具技術領域，尤其涉及一種雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具。

背景技術：

現有的航空發動機用緊固件多採用機械緊固連接方式，如螺栓連接、鎖片緊固或氬弧焊點焊等方法，採用這些連接方法存在零件重量大、結構複雜、可靠性低，抗疲勞能力差等缺點，隨著新型發動機對性能、可靠性和減重的要求提高，原有的製造發動機用緊固件的方法已經難以滿足使用性需求。目前新型的航空發動機用緊固件均採用整體式雷射焊接結構，可以在大幅度提高結構可靠性和性能的同時，顯著減輕零件重量。

如圖1所示的航空發動機用緊固件，包括緊固件螺杆2，緊固件螺杆2的頂部設有緊固件端臺3，緊固件端臺3的上端連接有「L」型緊固件扳手5。圖1a為傳統結構的發動機用緊固件，緊固件端臺3與「L」型緊固件扳手5之間通過緊固螺栓1連接；圖1b為新型焊接結構的發動機緊固件，緊固件端臺3與「L」型緊固件扳手5之間通過對焊縫4進行雷射焊接進行連接。

但是在雷射焊接過程中缺乏對緊固件螺杆2的保護，對焊縫4的精確定位難度大，焊接效率低。因此，需要研發設計一種對上述新型發動機用緊固件進行雷射焊接時使用的工裝夾具，該工裝夾具在雷射焊接的過程中能夠固定上述新型發動機用緊固件，有效保護緊固件螺杆2，並實現對焊縫4的精確定位，提高焊接的精確度和效率。

技術實現要素：

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種結構簡單、操作便捷，在焊接過程中可有效保護緊固件螺杆、對焊縫定位精確度高的雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具。

本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：一種雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具包括圓柱形夾具本體，貫穿夾具本體上端面和下端面的中心開設有供緊固件螺杆插入的定位通孔；夾具本體的頂部開設有供緊固件端臺和緊固件扳手卡入的「T」字型定位沉槽，定位沉槽的深度小於緊固件端臺和緊固件扳手的厚度之和；夾具本體的上端面設置有多個條形鎖片，條形鎖片的一端通過螺栓與夾具本體可拆卸連接，條形鎖片的方向可調節。

本實用新型的優點和積極效果是：通過發動機緊固件與定位通孔、定位沉槽間隙的配合，快速實現發動機緊固件在幾個方向的定位；焊接過程中由於條型鎖片的夾緊作用，可以進一步減小緊固件的焊接變形，提高零件的焊接精度；定位通孔對緊固件螺杆具有防護功能，不損傷零件質量；裝配速度快，裝夾方便，提高了裝配和焊接的效率。

優選地：所述定位通孔的內壁鑲嵌有保護套。

優選地：所述保護套的材質為銅。

優選地：所述保護套的材質為聚四氟乙烯。

優選地：所述條形鎖片的個數為個，均勻分布於夾具本體的上端面。

附圖說明

圖1是航空發動機緊固件的結構示意圖；

圖2是本實用新型的結構示意圖；

圖3是本實用新型的俯視結構示意圖；

圖4是本實用新型與發動機緊固件的裝配示意圖。

圖中：1、緊固螺栓；2、緊固件螺杆；3、緊固件端臺；4、焊縫；5、緊固件扳手；6、夾具本體；7、螺栓；8、條形鎖片；9、定位沉槽；10、定位通孔。

具體實施方式

為能進一步了解本實用新型的

技術實現要素：
、特點及功效，茲例舉以下實施例詳細說明如下：

請參見圖1至圖3，本實用新型包括圓柱形夾具本體6，貫穿夾具本體6上端面和下端面的中心開設有供緊固件螺杆2插入的定位通孔10；夾具本體6的頂部開設有供緊固件端臺3和緊固件扳手5卡入的「T」字型定位沉槽9，定位沉槽9的深度小於緊固件端臺3和緊固件扳手5的厚度之和；夾具本體1的上端面設置有多個條形鎖片8，條形鎖片8的一端通過螺栓7與夾具本體1可拆卸連接，條形鎖片8的方向可調節。

本實施例中，定位沉槽9的寬度按照緊固件扳手5的寬度加工，保證過渡配合或者過盈配合，但最大間隙應不大於0.05mm，定位沉槽9的深度大於緊固件扳手5的長度；緊固件端臺3的下端面和定位沉槽9貼合，緊固件定位沉槽9的深度小於緊固件端臺3和緊固件扳手5厚度之和的0.1mm。

本實施例中，為了保護緊固件螺杆2表面不受磨損，在所述定位通孔10的內壁鑲嵌有保護套，保護套的材質為比緊固件螺杆2軟的材料，包括但是不限於銅、聚四氟乙烯等材料，防止零件裝配過程中對表面的劃傷，保證零件的疲勞性能。帶有保護套的定位通孔10的內徑尺寸保證比緊固件螺杆2的外徑大0.05-0.1mm之間，和夾具本體6的同心度小於0.02mm。

本實施例中，所述條形鎖片8的個數為4個，均勻分布於夾具本體6的上端面，分置於定位沉槽9的兩側。可以根據緊固件的尺寸調整條形鎖片8的位置，通過螺栓7調節條形鎖片8對緊固件的夾緊程度。其中夾具本體6與條型鎖片8的材料為不鏽鋼和高溫合金，優選304和GH4169。

本實用新型通過發動機緊固件與定位通孔10、定位沉槽9間隙的配合，快速實現發動機緊固件在幾個方向的定位，另外在焊接過程中由於條型鎖片8的夾緊作用，也可以進一步減小緊固件的焊接變形，提高零件的焊接精度。

請參見圖4，採用上述的雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具對發動機緊固件進行夾持的方法，包括以下步驟：a、將夾具本體6、條形鎖片8和發動機緊固件的表面清潔乾淨；b、通過螺栓7將夾具本體6與條形鎖片8松裝配在一起；c、將緊固件螺杆2插入定位通孔10中，調整發動機緊固件的方向使緊固件端臺3和緊固件扳手5卡入定位沉槽9內；d、調整條形鎖片8的角度，使各條形鎖片8均勻壓在緊固件扳手5的上端面，並且不擋住焊縫4的位置，通過擰緊螺栓7使發動機緊固件與工裝夾具壓緊成為一個整體；e、將夾持有發動機緊固件的工裝夾具裝配到焊接轉臺上進行定位焊接。

使用本實用新型提供的雷射焊接用發動機緊固件工裝夾具裝配發動機緊固件具有以下的優點：結構簡單，裝配速度快，裝夾方便；和發動機緊固件的多自由度配合，焊縫的定位精度高，調節簡單；定位通孔10對緊固件表面具有防護功能，不損傷零件質量，這對承受交變動載荷的航空緊固件非常重要；條型鎖片8對緊固件的定位和夾緊功能，可以減小後續雷射焊接過程中扳手的變形，提高加工精度。