一种薄片叠层装配工艺方法、工具及系统技术方案

本发明专利技术提供一种薄片叠层装配工艺方法、工具及系统。该方法包括：对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的单侧成为一个整体结构，完成单侧装配；将单侧装配后的薄片叠层整体压紧，以使得每层薄片的孔距偏差累积至另侧组合孔；研磨另侧组合孔，修正各层薄片的径向交错余量直至最终消除孔距偏差累积，以保证每个不锈钢薄片承受力均衡；对薄片叠层的另侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的另侧成为一个整体结构，完成薄片叠层装配。

A Laminated Assembly Process, Tool and System

【技术实现步骤摘要】
一种薄片叠层装配工艺方法、工具及系统
本专利技术属于机械装配工艺，涉及一种薄片叠层装配工艺方法、工具及系统。
技术介绍
轻型直升机尾桨毂有一种不锈钢薄片叠层装配组件，其主要功用是利用多层不锈钢片叠加后良好的整体静强度和弹性扭转变形来承受尾桨旋转产生的离心力及实现操纵所需的变距运动，故其受力形式为离心拉力和交变扭力，属疲劳寿命件。其结构形式为：48片不锈钢薄片叠层装配体(图1)，由0.3mm厚不锈钢材质的18片短拉扭片和30片长拉扭片叠层组成，后通过两端过盈配合的薄壁衬套翻边收口装配为一个整体。装配工艺控制不当，极易造成每片不锈钢薄片承受力不均衡，使用时组件出现单片或局部几片提前受力断裂、塑性拉长等质量问题，或装配后各层不锈钢薄片之间出现间隙，降低薄片叠层整体刚度，进而极大降低使用寿命，影响飞行安全。
技术实现思路
本专利技术的目的是：解决装配工艺控制不当，造成每片不锈钢薄片承受力不均衡、装配后各层不锈钢薄片之间出现间隙的问题。本专利技术的技术方案是：第一方面，提供一种薄片叠层装配工艺方法，包括：对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的单侧成为一个整体结构，完成单侧装配；将单侧装配后的薄片叠层整体压紧、压平，以使得每层薄片的孔距偏差累积至另侧组合孔；研磨另侧组合孔，修正各层薄片的径向交错余量直至最终消除孔距累积偏差，以保证每个不锈钢薄片承受力均衡、一致；对薄片叠层的另侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的另侧成为一个整体结构，完成薄片叠层装配。进一步的，对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，包括：将压装工具的引导部分插入薄片叠层的单侧组合孔，使之对齐；通过压紧工装压紧固定对齐后的薄片叠层；继续将压装工具插入薄片叠层的单侧组合孔，直到压装工具上的薄壁衬套在引导下完全安装至薄片叠层的单侧组合孔内；从单侧组合孔内退出压装工具；通过收口工具迫使薄壁衬套两侧薄壁翻边外翻，直至完全压靠在垫片的内倒角上完成收口。第二方面，提供一种压装工具，包括：压头和引导体；引导体分为引导部分和支撑部分；其中，压头和支撑部分的上端面接触；支撑部分的外壁和压头的外壁分别设置有凹槽；当支撑部分的上端面和压头接触时，两个凹槽组合形成容纳薄壁衬套的组合凹槽，凹槽的深度与薄壁衬套的壁厚相同；引导体的外径与薄片叠层的单侧组合孔紧密配合。薄壁衬套套装在支撑部分的外侧壁和压头的外侧壁，并受支撑部分和压头的支撑作用。进一步的，组合凹槽的形状和薄壁衬套的形状相同，组合凹槽的倒角抵住薄壁衬套的的内倒角，以使得压装过程中，薄壁衬套的内倒角承力，避免薄壁衬套的薄壁受损。第三方面，提供一种压紧工装，包括：手柄、螺纹副、上盖板和底座；其中，上盖板将薄片叠层压紧于底座；上盖板上设置有通孔，薄片叠层的单侧组合孔与通孔对齐，便于通过压装工具完成单侧组合孔对齐，以及在压紧状态下引导安装薄壁衬套；旋转手柄，利用螺纹副将手柄的旋转运动转换为上盖板向下运动，从而压紧薄片叠层。进一步的，通孔的直径大于压装工具的最大直径。第四方面，提供一种收口工具，包括：导柱和两个相对安装的冲头；导柱为台阶轴结构，导柱的中间台阶与薄壁衬套内孔配合，实现导柱固定、以及薄壁衬套和导柱同轴；冲头的工作面为圆锥面，冲头的轴向中心开设有通孔，该通孔与导柱两端圆柱轴配合，以便于引导两个冲头同轴同步相向运动；冲头的运动压力由压力机提供；当两个冲头同轴同步相向运动时，圆锥面迫使套有垫片的薄壁衬套的薄壁外翻，直至薄壁衬套的薄壁完全压靠在垫片的内倒角上。进一步的，圆锥面的锥角与垫片的内倒角相同。第五方面，提供一种不锈钢薄片叠层装配系统，其特征在于，包括：第二方面任一种的压装工具；第三方面任一种的压紧工装；第四方面任一种的收口工具。本专利技术的优点是：1、压装工具组合凹槽的形状和薄壁衬套的形状相同，组合凹槽的倒角抵住薄壁衬套的内倒角，以使得压装过程中，薄壁衬套的内倒角承力，避免薄壁衬套的薄壁受损；2、通过分布装配，以使得每层薄片的孔距偏差累积至另侧组合孔，研磨另侧组合孔，保证每片不锈钢薄片承受力均衡、一致，避免使用时组件出现单片或局部几片提前受力断裂、塑性拉长等质量问题，或装配后各层不锈钢薄片之间出现间隙，增大使用寿命，提高飞行安全；3、整个安装过程中，薄片叠层均是在压紧、固定状态下，避免了不锈钢薄片折弯、扭曲等损伤。附图说明图1是现有的拉扭片叠层装配图；图2是本专利技术提供的压紧工装的结构图；图3是本专利技术提供的压装工具的结构图；图4是本专利技术提供的收口工具的结构图。具体实施方式下面对本专利技术做进一步详细说明。为达到使用寿命和功能要求，工艺上存在以下装配技术要点、难点：将薄壁衬套2顺利装入与之过盈配合的薄片叠层1组合孔内；保证薄片叠层1中的每层不锈钢薄片承受力均衡、一致；保证薄壁衬套2两侧同步翻边收口压紧、均匀不窜动。本专利技术提供一种不锈钢薄片叠层装配工艺方法，其原理是利用圆锥面良好的对中性实现薄壁衬套2安装引导及薄壁衬套2翻边收口；通过分步装配将每层不锈钢薄片孔距偏差累积至另侧组合孔，并研磨另侧组合孔至最终消除孔距累积偏差，保证每层不锈钢薄片承受力均衡、一致；利用作用力与反作用等大反向原理设计翻边收口工装，实现薄壁衬套2两侧同步翻边收口压紧、均匀不窜动；为保证薄壁衬套2安装过程中薄片叠层1稳固、不折弯、不扭曲，设计压紧工装，其由手柄4、螺纹副5、上盖板6、底座7四部分组成(图2)，工作时旋转手柄4，利用螺纹副5将手柄4的旋转运动转换为上盖板6的向下运动，进而将薄片叠层1稳固夹持在上盖板6和底座7平面之间，压平、夹紧；为保证薄壁衬套2顺利装入薄片叠层1组合孔内且不能损伤薄壁衬套2的薄壁，设计压装工具A，其由压头8、引导体9两部分组成(图3)，工作时引导体9的前端圆锥面首先进入薄片叠层1组合孔内，依靠对中性将薄片叠层1中各片径向交错的不锈钢片沿组合孔轴向对齐，直至整个引导体9的圆柱面与薄片叠层1组合孔紧密配合，随后在引导体9后端装入薄壁衬套2，盖上压头8，沿轴向敲击压头8，使薄壁衬套2在良好的引导下装入薄片叠层1组合孔内，其中压头8和引导体9与薄壁衬套2薄壁接触部位均能从内部顶住薄壁衬套2的内倒角，使其承力,避免薄壁衬套2的薄壁在压装过程中受损；为保证薄壁衬套2两侧薄壁同步翻边收口压紧、均匀不窜动，设计收口工具，其由上冲头10、导柱11、下冲头12三部分组成(图4)，工作时首先将导柱11装入薄壁衬套2内孔，将上冲头10、下冲头12分别从上下插入导柱11，收口时压力机对上冲头10施加压力，根据作用力与反作用力原理，上冲头10、下冲头12将沿着导柱11做同步相向运动，与此同时上冲头10、下冲头12的圆锥工作面将迫使薄壁衬套2两侧薄壁外翻，直至完全压靠在垫片3的内倒角上完成收口，由于圆锥面良好的对中性，薄壁衬套2两侧薄壁外翻均匀、压靠稳固。本专利技术的使用原理为：1)将压装工具A的引导体9插入薄片叠层1的组合孔内，使之对齐直至引导体9的圆柱面与薄片叠层1组合孔紧密配合；2)将上述插入引导体9的薄片叠层1放在压紧工装的上盖板6和底座7平面之间，旋转手柄4将薄片叠层1稳固压平、夹持；3)将薄壁衬套2放入液氮中冷却5-8min后取出，装在引导体9后端，盖上压头8，迅速敲击压头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄片叠层装配工艺方法，其特征在于，包括：对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的单侧成为一个整体结构，完成单侧装配；将单侧装配后的薄片叠层整体压紧，以使得每层薄片的孔距偏差累积至另侧组合孔；研磨另侧组合孔，修正各层薄片的径向交错余量直至最终消除孔距累积偏差，以保证每个不锈钢薄片承受力均衡、一致；对薄片叠层的另侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的另侧成为一个整体结构，完成薄片叠层装配。

【技术特征摘要】
1.一种薄片叠层装配工艺方法，其特征在于，包括：对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的单侧成为一个整体结构，完成单侧装配；将单侧装配后的薄片叠层整体压紧，以使得每层薄片的孔距偏差累积至另侧组合孔；研磨另侧组合孔，修正各层薄片的径向交错余量直至最终消除孔距累积偏差，以保证每个不锈钢薄片承受力均衡、一致；对薄片叠层的另侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，以使得薄片叠层的另侧成为一个整体结构，完成薄片叠层装配。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对薄片叠层的单侧组合孔安装薄壁衬套，并对薄壁衬套翻边收口，包括：将压装工具的引导部分插入薄片叠层的单侧组合孔，使之对齐；通过压紧工装压紧固定对齐后的薄片叠层；继续将压装工具插入薄片叠层的单侧组合孔，直到压装工具上的薄壁衬套完全安装至薄片叠层的单侧组合孔内；从单侧组合孔内退出压装工具；在薄壁衬套伸出单侧组合孔的两端分别套上一个垫片；通过收口工具迫使薄壁衬套两侧薄壁外翻，直至完全压靠在垫片的内倒角上完成收口。3.一种压装工具，其特征在于,包括：压头和引导体；引导体分为引导部分和支撑部分；其中，压头和支撑部分的上端面接触；支撑部分的外壁和压头的外壁分别设置有凹槽；当支撑部分的上端面和压头接触时，两个凹槽组合形成容纳薄壁衬套的组合凹槽，凹槽的深度与薄壁衬套的厚度相同；引导体的外径与薄片叠层的单侧组合孔紧密配合。薄壁衬套套装在支撑部分的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛永杰，汪小军，汪洋，宁湧，王涵，窦世伟，
申请(专利权)人：江西昌河航空工业有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36