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工程管理前沿【2019年第24期】

  • ID:271572
  • 浏览:8735
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-04-07 02:19:39
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

机匣气密性试验夹具设计

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 王雪微,张金龙,臧东
资料简介

摘 要:本文主要以机匣壳体气密性试验夹具设计为例,对其设计思路、设计方法以及相关内容等进行简单的论述。

机匣气密性试验夹具设计

王雪微 张金龙 臧东阳

中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150066

摘 要:本文主要以机匣壳体气密性试验夹具设计为例,对其设计思路、设计方法以及相关内容等进行简单的论述。

关键词:机匣 密封夹具 定位 夹紧 基准

1、引言

机匣体的毛坯件、成品件都必须进行压力密封试验、测流量试验、喷射靶点检查试验等。因此,许多大型的密封试验工装渐渐成了工装设计的瓶颈问题。由于机匣体大多空间体积大、结构不规则、油路(气路)错综复杂,因此,油路、气路等试验工装对于产品的形腔、管路等检验起着至关重要的作用。

2 、夹具的设计

2.1 设计可行性分析

由于气密性试验对工装密封性能要求比较严格,因此在试验工装设计上,基本采用“O”型密封圈的密封方式,并且增加密封尺寸要求,严格控制密封圈的压缩量,加强工装的制造精度,确保密封的准确性。

机匣壳体与工作台的固定需要通过夹具实现,夹具基座底面利用支脚支撑平放在工作台上。基座竖直方向的平面与机匣壳体的定位面接触,基座上设计两个定位销与壳体定位孔配合,可实现壳体定位。在夹具基座上设计夹紧机构夹紧机匣壳体,即可完成对机匣壳体的定位夹紧。

2.2 夹具基座的设计

2.2.1 夹具基座的基本要求

夹具基座即夹具体,是夹具的基础和骨架,通过它将夹具的各组成装置和元件连接为一个整体,并通过它将夹具安装在机床上。因此夹具体应该具有一定的形状和尺寸,在设计夹具体的结构时,应尽力满足以下要求:

(1) 夹具体应有足够的强度和刚度。

(2) 在保证所需的结构形状以及强度和刚度的前提下,应尽量使夹具体的结构简单、紧凑,尽量使夹具体重量轻、体积小。

(3) 夹具体的结构工艺性要好,夹具体的结构要便于制造和装配。

(4)要便于切屑的清除。切屑的清除是否容易,不仅影响夹具的使用效率,而且会影响工件的正确定位及夹具的正常工作。因而设计夹具体要考虑切屑的清除问题。

(5) 夹具体在机床上的安装要正确、稳定、可靠。各类机床对夹具的安装方式有不同的要求,夹具体上要有适合安装方式要求的安装面,以保证安装正确、稳定、可靠。

2.2.2 确定夹具体

由于机匣壳体外形尺寸较大、结构不规则,为了密封机匣壳体,夹具底座也要按照机匣底面形面设计,因而夹具基座尺寸也较大,对于体积较大,硬度要求较高,起基础作用的零件,一般采用铸件或焊接件。由于铸造夹具体生产周期较长,铸造时易产生内应力而引起变形,从而影响夹具体精度的持久性,进而影响密封性能,这里选用45钢进行机械加工。

基座设计成与机匣底面形面相同的凹槽,这样可以形成腔体打入气体,机匣底面利用长支脚与工作台接触,用支脚支撑方便弓形夹夹紧基座与零件,提供合理的夹紧空间。

2.3 夹紧机构的设计

2.3.1 夹紧装置的组成

夹紧装置是夹具的重要组成部分,工件在加工前除应正确定位外,还需将其压紧夹牢,以保证在加工过程中不会由于重力、切削力、离心力、惯性力等外力的作用而产生位移或震动。

夹紧装置一般分为三部分:产生力源部分、中间传递部分、夹紧部分。

除去力源部分(只机动夹紧)外,在任何一个夹紧装置中,中间递力机构和夹紧元件是其基本组成部分,一般所说的夹紧机构即是这两个部分的组合。

2.3.2 夹紧装置的基本要求

夹紧装置设计的是否正确合理,不仅影响到工件的加工质量,而且影响到生产效率和工人劳动条件的改善。因此,设计夹紧装置时,应满足下列基本要求:

(1) 夹紧时不应破坏工件定位时已获得的正确位置。

(2) 夹紧力应保证夹紧可靠,且大小要适当,既要保证工件在加工过程中不发生位置的改变或振动,又不使工件产生不允许的变形或表面损伤。

(3) 夹紧机构应操作方便、使用安全、减轻劳动强度。

(4) 在保证加工质量和生产率的前提下,夹紧机构应力求结构简单、制造容易。

2.3.3 确定夹紧装置

密封夹具夹紧机构采用弓形夹、压紧螺钉、压块等组件。为了防止压块压紧零件产生摩擦划伤零件表面,采用压块压紧底座底面,并且弓形夹与零件接触前端设计成圆形,以免与零件干涉。

2.4 密封元件与材料的选定

装配“O”型密封圈时不得有扭曲和损伤,并应正确选择预压量。选配时应遵循的原则是:橡胶圈用于固定密封时,其预压量为橡胶圈条直径的20%-25%;当用于动密封时,其预压量宜为橡胶圈条直径的10%-15%。我们选择的一般都为G型(即通用O型圈系列),其胶圈截面直径公差在5e46717469143_html_95537bbd3174fb5f.gif 以内,内径公差根据尺寸大小进行变化。选配橡胶圈时,胶圈沟槽的给定是关系到预压量的直接因素,橡胶圈密封分为轴向密封与径向密封两种,该套密封夹具均采用轴向密封。

夹具底座无法采用橡胶圈进行密封,选用橡胶垫密封,橡胶垫具有良好的弹性、耐油、耐酸、耐碱等优良性能。

3 、夹具的工作原理

夹具的工作过程主要分为两步,即安装过程和拆卸过程。首先,将机床工作台面和夹具定位面用油石打磨干净,防止有毛刺和凸起。

之后分别安装密封轴,并用压板及螺母锁紧密封轴。之后将夹具体平放在工作台上,将机匣壳体安装在夹具体上,两定位孔装入两定位销中,靠合定位面,最后用弓形夹找准位置固定夹紧,防止夹具体振动位移。安装完毕后对机匣壳体进行气密性压力试验。第二步拆卸工件。待加工完毕后,将各弓形夹松开取下,小心卸下机匣壳体。最后将各密封轴从机匣壳体上卸下,将夹具各件集中安放好。

4、夹具的推广和使用

这套夹具结构稳定,操作方便,使用效果良好,有力地保障了生产。夹具采用的固定式定位销及弓形夹夹紧保证了工件安装准确,压紧可靠,操作方便,深得操作工人的认可。该夹具采用的“O”形密封圈密封使用方便有效,可在生产中推广使用。

参考文献

《机械工程材料手册》机械工业出版社

《紧固件国家标准汇编》中国标准出版社

《机械设计手册》机械工业出版社

《航空工艺装备设计手册》国防工业出版社

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