一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法，校形装置包括校形装置本体和设置在校形装置本体上的校形螺钉、位移限位块和压紧盖；其中：所述校形装置本体包括安装面和环形开口约束面；在所述安装面上设置有紧固螺钉孔；在所述安装面上设置有可调节辅助销钉孔；在所述环形开口约束面上设置有校形螺钉孔；在所述校形装置本体上端缺口中心设置有限位块调节螺钉孔。本发明专利技术的校形装置结构可靠，使用方便，能够满足不同外形活塞挡环的初次校形、二次校形，且校形螺钉与位移限位块能够保证施加的作用力大小与位置精准，保证高硬度材料活塞挡环校形不会发生脆断，能够达到100％光密封的效果，尤其适用于小批量低成本生产。

A shape adjusting device and method for piston stop ring in space valve

The invention discloses a sizing device and a sizing method suitable for the piston retaining ring in the space valve, the sizing device comprises a sizing device body and a sizing screw, a displacement limit block and a pressing cover arranged on the sizing device body, wherein: the sizing device body comprises a mounting surface and a ring opening constraint surface; the mounting surface is provided with a fastening screw hole; and the mounting surface is provided with a fastening screw hole An adjustable auxiliary pin hole is arranged on the surface, a shape adjusting screw hole is arranged on the circular opening constraint surface, and a finite block adjusting screw hole is arranged in the center of the gap at the upper end of the shape adjusting device body. The shape adjusting device of the invention has reliable structure and convenient use, can meet the primary and secondary shape adjustment of piston stop rings with different shapes, and the shape adjusting screw and displacement limit block can ensure the applied force size and position accuracy, ensure that the shape adjustment of piston stop rings with high hardness material will not occur brittle fracture, and can achieve the effect of 100% light sealing, especially suitable for small batch and low cost production \u3002

【技术实现步骤摘要】
一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法
本专利技术涉及一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法。
技术介绍
在民用工业领域，活塞挡环主要运用在内燃机中，起着支撑、密封以及导向和传热的作用，其在自由状态的外形曲线决定了发动机的功率、油耗以及寿命等关键因素。在航天领域，隔离阀活门是关键控制件，不同于民用工业，其制造精度和试验要求非常高。活塞挡环是其中的重要运动控制零件，是整个隔离阀活门运转成功的关键结构件。挡环在运动过程中要保证动作的高度顺畅和良好的密封性能，必须按照特殊要求与壳体形成紧配关系，支撑连杆、密封要求，需要满足自由状态外圆曲线要求，在制造过程中有严格的力学性能要求、高精度尺寸要求、热处理性能要求与复杂的外形形态曲线要求。传统的生产制造方式成本高，平均单件制造成本达3000元，往往采用多次试装的方式选择满足装配要求的零件，报废率高，而目前尚无有效的能适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法，以满足活塞挡环的小批量低成本生产要求。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置及校形方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，包括校形装置本体和设置在校形装置本体上的校形螺钉、位移限位块和压紧盖；其中：所述校形装置本体包括安装面和环形开口约束面；在所述安装面上设置有紧固螺钉孔，用于安装压紧盖；在所述安装面上设置有可调节辅助销钉孔，用于装配可调节辅助销钉；在所述环形开口约束面上设置有校形螺钉孔，用于装配校形螺钉；在所述校形装置本体上端缺口中心设置有限位块调节螺钉孔，用于安装位移限位块。本专利技术还提供了一种适用于航天活门中活塞挡环的校形方法，包括如下步骤：步骤一、根据光密封100％的要求进行计算，得到活塞挡环等压分布自由状态曲线外形和活塞挡环校形约束开口闭合作用下的优化校形点，然后以此为标准设置校形装置本体的形状和尺寸、校形螺钉的作用点位置和大小；步骤二、将待校形的活塞挡环放置于校形装置本体的安装面上，并通过压紧盖、辅助螺钉和可调节辅助销钉进行初始固定；步骤三、调整校形螺钉，使其底部与活塞挡环进行接触施加作用力，拧紧位移限位块螺钉通过位移限位块对校形装置进行固定，在自然状态下放置2个自然日，使得活塞挡环达到充分的塑性变形，最终得到满足自由状态曲线形态的活塞挡环。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：本专利技术的校形装置具有结构可靠，使用方便的特点。通过设置可调节辅助螺钉的不同位置，能够满足不同外形活塞挡环的初次校形、二次校形，经过合理的数学计算，校形螺钉与位移限位块能够保证施加的作用力大小与位置精准，保证高硬度材料活塞挡环校形不会发生脆断，能够达到100％光密封的效果，尤其适用于小批量低成本生产。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为活塞挡环的装配状态示意图，附图标记：1-壳体2-活塞挡环；图2为活塞挡环自由状态外圆曲线；图3为本专利技术的校形装置的结构示意图，附图标记：1-紧固螺钉，2-可调节辅助销钉，3-位移限位块调节螺钉，4-位移限位块，5-校形螺钉，6-压紧盖，7-校形装置本体，8-活塞挡环；图4为本专利技术的校形装置的工作原理图；图5为本专利技术的校形装置本体7的结构示意图；图6为校形螺钉5的结构示意图；图7为压紧盖6的结构示意图；图8为紧固螺钉1的结构示意图；图9为可调节辅助销钉2的结构示意图；图10为位移限位块4的结构示意图；图11为位移限位块调节螺钉3的结构示意图。具体实施方式本专利技术提出了一种针对用于航天活门光密封结构件的校形装置及校形方法。该航天活门光密封结构件采用高强度钢材，热处理硬度达到HRC55～57，活塞挡环圆周面光密封度要求100％，属于典型的难加工产品，图1所示为活塞挡环以及其在壳体槽内安装的状态，安装后需要达到力学性能要求的参数包括：从不同位置将活塞挡环由自由状态压缩到闭合状态时所需要施加的作用力Fd和Ft、装配后活塞挡环内径d、外径D与开口尺寸等。为了满足制造的高精度，零件在热处理工序前需要加工成型，活塞挡环自由状态的线形与径向压力分布密切相关，活塞挡环在等压力条件下的自由状态曲线公式为：R为自由状态时活塞挡环半径的极坐标值，θ为极坐标角度；D代表理论缸套内径(与活塞挡环外径D相等)，ΔG代表活塞挡环理论开口间隙；ψ为计算参变量。根据参数方程带入活塞挡环具体参数，可以得到本活塞挡环自由状态外圆曲线参数方程以及曲线，外形曲线如图2所示。当θ＝112°时，R＝Rmax；当θ＝0°时，R＝Rmin；开口呈内凹趋势，整个外圆轮廓呈“梨形”曲线形态。挡环厚度极薄，加工变形后难以直接得到光密封要求的梨形曲线，必须采用校形装置进行修正。零件硬度达HRC55，在校形过程中易脆断报废，而常规工艺制造方法后一般光密封度为60％。本专利技术通过对材料特点、光密封与零件外形曲线研究，研制了一套校形装置。该装置在指定位置设置校形螺钉，通过调整校形螺钉，在位移限位块与校形装置本体共同作用下使得零件产生永久塑性变形，得到符合根茨布尔格曲线形态的校形结果，满足外形曲线要求，达到光密封100％要求。本专利技术通过以下技术方案来实现：根据光密封100％要求进行了数学计算，首先得到了活塞挡环等压分布自由状态曲线外形，得到活塞挡环校形约束开口闭合作用下的优化校形点，根据作用点以及约束力的要求，设计出了符合要求的校形装置与尺寸结构，如图3所示，一种用于航天活门光密封关键结构件的校形装置主要由校形螺钉5(共有2个，装配于校形装置本体上)、位移限位块4、限位块调节螺钉3，可调节辅助销钉2(共有2个，装配于校形装置主体上)、压紧盖6、校形装置本体7、紧固螺钉1(共有3个，与压紧盖6装配于校形装置本体7上)组成，其中：校形装置本体7材料为Q235A材料，其结构如图5所示，主要包括了：3个Φ5的紧固螺钉孔9，位于安装面15上，间隔90°，两个位于水平轴线，一个位于中间底部；6个Φ8的可调节辅助销钉孔10，位于安装面15上，竖直轴线左右对称，相邻两个销钉间隔15°排列；环形开口约束面11，位于校形装置本体中间缺口的上端，开口尺寸18°；Φ3.5限位块调节螺钉孔12，位于校形装置本体上端缺口中心；2个Φ10校形螺钉孔13，位于环形开口约束面11，与零件中轴线左右对称，间隔22°；压紧盖限位槽14，位于安装面15上，压紧盖与活塞挡环零件通过安装面15进行装配，限位槽14进行限位；其中，通过测量活塞挡环外形曲线与自由状态梨形曲线的最大偏差值得到需要进行校形的次数，调整2个Φ8的可调节辅助销钉孔10与2个Φ10校形螺钉孔13，同时将活塞挡环安装于压紧盖下陷的端面18共同完成活塞挡环安装，压紧盖与校形装置本体通过3个辅助螺钉与紧固螺钉孔9进行连接固定，压紧盖通过限位槽14进行定位，压紧盖下陷端17固定活塞挡环；固定后拧紧限位块调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：包括校形装置本体和设置在校形装置本体上的校形螺钉、位移限位块和压紧盖；其中：所述校形装置本体包括安装面和环形开口约束面；在所述安装面上设置有紧固螺钉孔，用于安装压紧盖；在所述安装面上设置有可调节辅助销钉孔，用于装配可调节辅助销钉；在所述环形开口约束面上设置有校形螺钉孔，用于装配校形螺钉；在所述校形装置本体上端缺口中心设置有限位块调节螺钉孔，用于安装位移限位块。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：包括校形装置本体和设置在校形装置本体上的校形螺钉、位移限位块和压紧盖；其中：所述校形装置本体包括安装面和环形开口约束面；在所述安装面上设置有紧固螺钉孔，用于安装压紧盖；在所述安装面上设置有可调节辅助销钉孔，用于装配可调节辅助销钉；在所述环形开口约束面上设置有校形螺钉孔，用于装配校形螺钉；在所述校形装置本体上端缺口中心设置有限位块调节螺钉孔，用于安装位移限位块。


2.根据权利要求1所述的一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：所述紧固螺钉孔为3个Φ5的孔，间隔90°，两个位于水平轴线，一个位于中间底部。


3.根据权利要求1所述的一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：所述可调节辅助销钉孔为6个Φ8的孔，关于竖直轴线左右对称，相邻两个孔间隔15°排列。


4.根据权利要求1所述的一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：所述环形开口约束面位于校形装置本体中间缺口的上端，开口尺寸为18°。


5.根据权利要求1所述的一种适用于航天活门中活塞挡环的校形装置，其特征在于：所述限位块调节螺钉孔为Φ3.5的孔。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟涵，贺飞飞，蔡奇彧，陈勇，张晓虎，
申请(专利权)人：四川航天长征装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51