一种带孔弧形板的加工设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种带孔弧形板的加工设备，其包括：轴向导轨、径向导轨和芯棒控制调节单元体，多列径向导轨排列于两隔开的轴向导轨上，各列径向导轨相对于轴向导轨自由滑动地与轴向导轨相配合；每一列径向导轨上设置数个芯棒控制调节单元体；芯棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，其中：调节部分的一端相对于径向导轨自由滑动地与径向导轨相连接；控制部分相对于调节部分自由转动地与调节部分的另一端相连接；为芯棒的下行和回程提供动力的控制部分与芯棒固定连接。本实用新型专利技术能够一次性完成弧形板上所有孔的加工，提高孔内壁的生产精度，降低加工成本，缩短加工周期。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种带孔弧形板的加工设备，其包括：轴向导轨、径向导轨和芯棒控制调节单元体，多列径向导轨排列于两隔开的轴向导轨上，各列径向导轨相对于轴向导轨自由滑动地与轴向导轨相配合；每一列径向导轨上设置数个芯棒控制调节单元体；芯棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，其中：调节部分的一端相对于径向导轨自由滑动地与径向导轨相连接；控制部分相对于调节部分自由转动地与调节部分的另一端相连接；为芯棒的下行和回程提供动力的控制部分与芯棒固定连接。本技术能够一次性完成弧形板上所有孔的加工，提高孔内壁的生产精度，降低加工成本，缩短加工周期。【专利说明】
本技术涉及一种燃气轮机技术和精密铸造领域，特别是涉及一种带孔弧形板 的加工设备。 一种带孔弧形板的加工设备
技术介绍
作为航空发动机的热端部件，燃烧室是决定发动机寿命和可靠性的关键部件之 一。火焰筒在高温、剧烈震动和热冲击等恶劣条件下工作要承受很大的热应力、蠕变应力和 疲劳应力，常产生裂纹、变形、掉块、烧蚀、脱焊和腐蚀等故障，是燃烧室故障率最高的组件， 因而燃烧室的寿命和可靠性主要取决于火焰筒的寿命和可靠性。燃烧室内燃气的温度远高 于火焰筒材料的许用温度，由此提高火焰筒的冷却效率就显得尤为重要。 图1示出的是目前较为常用的冲击发散双层壁火焰筒的结构示意图，其采用了冲 击-发散冷却形式，外层承力壁Γ通常称为冲击孔壁，其上设置有冲击孔2'。内层浮动壁 3'为弧形浮动瓦片，通常称为多斜孔壁，其上开设有大量密集的冷却孔4'。图中的5'表示 冷却空气的流动方向，6'表示高温燃气的流动方向。这种复合冷却方式具有冷却效率高、压 力损失小等优点。为了获得更好的冷却效果，冷却孔4'的轴线方向需要与火焰筒的法向保 持一个固定的角度。这种情况下，沿内层浮动壁3'周向（即火焰筒的周向）的冷却孔4' 角度（冷却孔4'的轴心线相对于内层浮动壁3'的法向之间的夹角）呈辐射状，而非平行 状。 目前通常使用的带孔的弧形板的加工方法为：首先加工不带孔的弧形板，然后采 用激光或电火花等方法在该弧形板上进行打孔。该加工方法应用到上述火焰筒的内层浮动 壁3'的加工时，由于内层浮动壁3'上的冷却孔4'数量多，孔径小（0.5?3. 0mm左右）， 特别是冷却孔4'角度各不相同，因此加工过程中会遇到费用高、周期长、对打孔工具要求较 高、可控性较低，容易造成孔内粗糙度过大或在打孔过程中破坏弧形板等问题。 精密铸造技术的引入，可以较好解决上述问题。比如：采用融模铸造工艺制造火焰 筒的外层承力壁或内层浮动壁，其制造过程为：首先加工一个带孔的弧形蜡模，再制造型壳 和铸型，最后浇注成火焰筒壁结构。对于利用融模铸造工艺直接加工带孔的弧形板的方式， 其加工难点是带不平行冷却孔的弧形蜡模的制造。图2示出的是蜡模制造工具的结构示意 图；图3-6示出的是传统的带不平行冷却孔的弧形蜡模的制造过程示意图。下面结合附图 对该制造过程进行大致说明： 如图2-6所示，下模7'固定不动，上模8'下行至与下模7'闭合；将蜡料注入型 腔，蜡模9'成形完毕，芯棒10'在抽芯驱动机构11'的带动下回程，上模8'上行，取出蜡模 9'。由于火焰筒上的冷却孔4'是不平行的，沿单个方向同时抽取芯棒10'（下文均简称为 "抽芯"）会造成干涉而无法抽芯，图2中示出的区域A为抽芯干涉区。 如图3-6所示，若强制抽芯，则会对芯棒10'造成损坏；同时由于芯棒安装板12' 对芯棒10'位置和角度的限制，每块芯棒安装板12'只能对应一种弧形板形面及不平行孔 的布局。因此采用图2中示出的蜡模制造工具加工多种不同弧形面的弧形板时，相应芯棒 安装板12'的配备使加工成本变高，周期变长。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种带孔弧形板的加工设备，其能够一次性完成弧形板 上所有孔的加工，提高孔内壁的生产精度，降低加工成本，缩短加工周期。 为实现上述目的，本技术提供以下技术方案： -种带孔弧形板的加工设备，其包括：轴向导轨、径向导轨和芯棒控制调节单元 体，其中：多列所述径向导轨排列于两隔开的所述轴向导轨上，各列所述径向导轨相对于所 述轴向导轨自由滑动地与所述轴向导轨相配合；每一列所述径向导轨上设置数个所述芯棒 控制调节单元体；所述芯棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，其中：所述调 节部分的一端相对于所述径向导轨自由滑动地与所述径向导轨相连接；所述控制部分相对 于所述调节部分自由转动地与所述调节部分的另一端相连接；为所述芯棒的下行和回程提 供动力的所述控制部分与所述芯棒固定连接。 进一步地，所述调节部分包括万向轴和万向轴卡槽部，其中：所述万向轴具有球状 结构和第一柱状结构，所述第一柱状结构的一端固定连接所述球状结构，另一端与所述控 制部分固定连接；所述万向轴卡槽部具有恰好容置所述球状结构并允许所述球状结构自由 活动的球形腔以及与所述球形腔相连通且允许所述第一柱状结构在三维空间的某一平面 上360度活动的锥形孔。 进一步地，所述万向轴卡槽部包括第一卡槽部和第二卡槽部，其中：所述锥形孔和 所述球形腔的一部分同时开设于所述第一卡槽部，所述球形腔的另一部分开设于所述第二 卡槽部。 进一步地，所述第一卡槽部和所述第二卡槽部之间通过螺栓串接。 进一步地，所述调节部分还包括C型卡槽部，其与所述第二卡槽部固定连接，并咬 合于所述径向导轨。 进一步地，所述C型卡槽部上开设有通过定位螺栓顶紧固定于所述径向导轨的螺 栓孔。 进一步地，所述控制部分包括驱动导轨、丝杠和滑动连接机构，其中：所述驱动导 轨设置有与所述芯棒的下行和回程路径相同且用于装配所述丝杠的导向通孔；所述丝杠的 上部与所述导向通孔螺纹配合，中部与可沿所述导向通孔的内壁面滑行且与所述芯棒固定 连接的所述滑动连接机构螺纹配合；所述丝杠伸出所述导向通孔之外的两端分别连接可限 制相对于所述导向通孔的位置的电机及限位件。 进一步地，所述万向轴中所述第一柱状结构的前端串接有第一异型螺栓，所述驱 动导轨的端面还开设有与所述第一异型螺栓咬合的孔结构。 进一步地，所述控制部分还包括夹尺工具，其上部和底部分别与所述滑动连接机 构和所述芯棒固定连接。 进一步地，所述滑动连接机构包括方螺母、第二柱状结构和第二异型螺栓，其中： 所述方螺母的内侧壁与所述丝杠螺纹配合，所述方螺母的外侧壁还通过所述第二柱状结构 与所述第二异型螺栓串接。 进一步地，所述夹尺工具的上部设置有与所述第二异型螺栓相咬合的通孔结构。 基于上述技术方案，本技术的优点是： 由于本技术将多列径向导轨排列于轴向导轨上，各列径向导轨相对于轴向导 轨自由滑动地与轴向导轨相配合，每一列径向导轨上设置数个芯棒控制调节单元体，而芯 棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，调节部分的一端相对于径向导轨自由 滑动地与径向导轨相连接，控制部分相对于调节部分自由转动地与调节部分的另一端相连 接，为芯棒的下行和回程提供动力的控制部分与芯棒固定连接，由此，根据待加工的环形火 焰筒或弧形瓦块上待开设孔的排布需求，本技术可以通过控制芯棒的排布方式，比如 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带孔弧形板的加工设备，其特征在于，包括：轴向导轨、径向导轨和芯棒控制调节单元体，其中：多列所述径向导轨排列于两隔开的所述轴向导轨上，各列所述径向导轨相对于所述轴向导轨自由滑动地与所述轴向导轨相配合；每一列所述径向导轨上设置数个所述芯棒控制调节单元体；所述芯棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，其中：所述调节部分的一端相对于所述径向导轨自由滑动地与所述径向导轨相连接；所述控制部分相对于所述调节部分自由转动地与所述调节部分的另一端相连接；为所述芯棒的下行和回程提供动力的所述控制部分与所述芯棒固定连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶，许荣孙，何跃龙，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31