本發明屬于零件焊接與校形技術領域，涉及一種焊接與校形工裝，具體涉及一種鈦合金機匣零件熱處理校形工裝。

背景技術：

航空發動機某機匣零件如圖12、圖13所示，由內環、外環以及連接內環和外環的多條輻板焊接而成，其材料為鈦合金。所述內環和外環之間的輻板具有一定的傾斜角度，且外環為薄壁圓錐筒體。由于此類零件為異型零件，且焊接工作量大，因而焊接后零件的內環和外環垂直方向以及輻板角向均會產生較大變形，不能滿足使用要求，需要在焊接后進行校形并通過熱處理穩定校形后的形狀，但此類零件進行熱處理校形必須有配套的校形工裝。

技術實現要素：

本發明的目的旨在提供一種鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，用以校正焊接后的鈦合金機匣零件，以保證校形后零件符合設計要求。

本發明所述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，包括內環支撐、外環支撐、第一輻板支撐、第二輻板支撐、第三輻板支撐、外環壓板組件、內環壓緊蓋板和第一緊固螺柱；

所述內環支撐為圓筒體，其上端端部從上至下依次設置有定位段和定位軸肩，定位軸肩以下部分為內環支撐主體部分，所述定位段的外圓柱面為定位面，定位段的外徑與被校形鈦合金機匣零件中內環的內孔孔徑相匹配，所述定位軸肩上安裝有第一角向定位銷；

所述外環支撐中心部位從下至上依次設置有內環支撐安裝槽和定位槽，內環支撐安裝槽底壁中心部位設置有與第一緊固螺柱上的外螺紋匹配的第一螺孔，定位槽底部的環面上安裝有第二角向定位銷，所述內環支撐安裝槽的內徑與內環支撐主體部分的外徑相匹配，所述定位槽的內圓柱面為定位面，定位槽的內徑與被校形鈦合金機匣零件中外環下部的定位臺階的外徑相匹配；

所述第一輻板支撐的數量、第二輻板支撐的數量與被校形鈦合金機匣零件中輻板的數量相同，所述第三輻板支撐的數量為被校形鈦合金機匣零件中輻板數量的兩倍，所述外環壓板組件的數量至少為四套；

所述第一緊固螺柱的上端和下端均設置有外螺紋段，所述內環壓緊蓋板的中心部位設置有供第一緊固螺柱穿過的第一過孔；

使用時，內環支撐主體部分的下端安裝在外環支撐中心部位設置的內環支撐安裝槽內，第一緊固螺柱下端的外螺紋段與內環支撐安裝槽底壁中心部位設置的第一螺孔組合，內環壓緊蓋板套裝在第一緊固螺柱上，與第一緊固螺柱上端的外螺紋段及配套的螺母配合，用于將安裝在內環支撐上的被校形鈦合金機匣零件中的內環固定；各第一輻板支撐、第二輻板支撐分別安裝在外環支撐設置的定位槽底壁上且安裝位置應使被校形鈦合金機匣零件中的毎個輻板底面均有一個第一輻板支撐和一個第二輻板支撐對其支承，各第三輻板支撐分別安裝在外環支撐設置的定位槽底壁上且安裝位置應使被校形鈦合金機匣零件中的毎個輻板均有兩個第三輻板支撐緊靠其兩側定位；各外環壓板組件安裝在外環支撐上，用于將安裝在外環支撐定位槽中的被校形鈦合金機匣零件中的外環下端的定位臺階固定。

上述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，將由校形工裝的內環支撐、外環支撐、第一輻板支撐、第二輻板支撐、第三輻板支撐、外環壓板組件、內環壓緊蓋板和第一緊固螺柱裝配被校形鈦合金機匣零件進行熱處理，從而完成對鈦合金機匣零件校形，使其達到使用要求。

上述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，外環壓板組件包括壓板、導向螺柱和第二緊固螺柱，所述壓板上沿其長度方向設置有供第二緊固螺柱穿過的第二過孔，第二過孔為腰型孔，在第二過孔兩端分別設置有與第二過孔銜接并貫穿壓板兩端的導向槽，所述導向槽位于壓板底面，其寬度與第二過孔寬度相同，所述第二緊固螺桿的上端和下端均設置有外螺紋段，所述導向螺柱的下端設置有外螺紋段；外環支撐為圓形底座和圓臺構成的階梯圓臺體，所述底座上從底座與圓臺的交線至底座外沿之間沿底座的徑向依次設置有與第二緊固螺柱組合的第二螺孔、與定位螺柱組合的第三螺孔；所述第二緊固螺柱、定位螺柱分別與所述第二螺孔、第三螺孔組合并通過配套的螺母安裝在外環支撐的底座上，所述壓板套裝在第二緊固螺柱上，通過底面設置的導向槽與定位螺柱上端組合，通過與第二緊固螺柱配套的墊圈和緊固螺母將安裝在外環支撐定位槽中的被校形鈦合金機匣零件中的外環下部定位臺階固定。

上述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，所述第一輻板支撐、第二輻板支撐均由基座及與基座為一體的垂直支撐板構成，呈倒T字形。基座上設置有安裝孔；第一輻板支撐和第二輻板支撐經穿過安裝孔的螺栓固定在外環支撐設置的定位槽底壁上。此外，為了與被校形鈦合金機匣零件中的輻板匹配，第一輻板支撐和第二輻板支撐的垂直支撐板上端面為具有相同角度的傾斜面，且第一輻板支撐整體高度高于第二輻板支撐的整體高度。

上述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，第三輻板支撐為墩體結構，其兩側面為與被校形鈦合金機匣零件中輻板兩側面相匹配的斜面。第三輻板支撐兩端設置有安裝孔；第三輻板支撐經穿過安裝孔的螺栓固定在外環支撐設置的定位槽底壁上。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

1、本發明所述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，通過內環支撐、外環支撐、內環壓緊蓋板、外環壓板組件等部件，實現了對異型結構的鈦合金機匣零件在焊接后進行熱處理校形，保證了此類零件的加工質量，滿足了使用要求。

2、本發明所述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，不僅定位結構簡單，而且定位準確度高。

3、本發明所述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝，其內環支撐、外環支撐、內環壓緊蓋板、外環壓板組件等部件均為可拆卸式結構，且結構簡單，組合時操作方便，因而有利于提高熱處理校形功效和便于推廣使用。

附圖說明

圖1為本發明所述鈦合金機匣零件熱處理校形工裝的結構示意圖。

圖2為圖1的B-B剖視圖。

圖3為內環支撐的結構示意圖。

圖4為外環支撐的結構示意圖。

圖5為第一輻板支撐或第二輻板支撐的主視圖。

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為第三輻板支撐的主視圖。

圖8為圖7的俯視圖。

圖9為外環壓板組件的結構示意圖。

圖10為圖9的俯視圖。

圖11為內環壓緊蓋板的結構示意圖。

圖12為被校形鈦合金機匣零件的結構示意圖。

圖13為圖12的A-A剖視圖。

圖14為本發明所述熱處理校形工裝與被校形鈦合金機匣零件的組合示意圖。

其中，1、內環支撐，1-1、定位段，1-2、定位軸肩，1-3、內環支撐主體部分，2、外環支撐，2-1、內環支撐安裝槽，2-2、定位槽，2-3、第一螺孔，2-4、底座，2-4-1、第二螺孔，2-4-2、第三螺孔，2-5、圓臺，3、第一輻板支撐，3-1、垂直支撐板，3-2、第一基座，4、第二輻板支撐，4-1、垂直支撐板，4-2、第一基座，5、第三輻板支撐，6、外環壓板組件，6-1、壓板，6-1-1、導向槽，6-1-2、第二過孔，6-2、導向螺柱，6-3、第二緊固螺柱，7、內環壓緊蓋板，7-1、第一過孔，8、第二角向定位銷，9、第一緊固螺柱，10、第一角向定位銷，11、被校形鈦合金機匣零件，11-1外環，11-1-1、定位臺階，11-1-2、外環定位銷孔，11-1-3、定位臺階的定位面，11-2、內環，11-2-1、內環定位銷孔，11-2-2、內環的定位面11-3、輻板。

具體實施方式

以下將結合附圖通過實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本發明所保護的范圍。

本實施例針對的被校形鈦合金機匣零件結構如圖12至13所示，該被校形鈦合金機匣零件11材料為TC4鈦合金，由外環11-1、內環11-2以及連接外環11-1和內環11-2的三塊輻板11-3組成，輻板環繞外環11-1和內環11-2圓周均勻分布。外環11-1為薄壁圓錐筒體，其下端設置有定位臺階11-1-1，定位臺階11-1-1的環形端面上設置有外環定位銷孔11-1-2，定位臺階11-1-1的外圓柱面為外環的定位面11-1-3。內環11-2的內孔為圓形孔，其內孔的內壁為內環的定位面11-2-2，內環11-2的下環形端面上設置有內環定位銷孔11-2-1。輻板11-3具有一定的傾斜角度，其一側面與外環11-1的內壁中部焊接在一起，另一側面與內環11-2的外壁焊接在一起。被校形鈦合金機匣零件11的外環11-1、內環11-2和輻板11-3經過焊接后，外環11-1和內環11-2角向位置與正確角向偏差為1.5°，外環11-1和內環11-2高度差超過正確位置3.0mm。由于被校形鈦合金機匣零件11變形過大，不能滿足使用要求，必須對其進行熱處理校形。

本實施例中用于對上述被校形鈦合金機匣零件熱處理校形的工裝結構如圖1、圖2所示，其包括內環支撐1、外環支撐2、第一輻板支撐3、第二輻板支撐4、第三輻板支撐5、外環壓板組件6、內環壓緊蓋板7和第一緊固螺柱9。第一輻板支撐3的數量、第二輻板支撐4的數量與被校形鈦合金機匣零件中輻11-3的數量相同，第三輻板支撐5的數量為被校形鈦合金機匣零件中輻板11-3數量的兩倍；由于被校形鈦合金機匣零件設置有三塊輻板11-3，因此第一輻板支撐3的數量、第二輻板支撐4的數量均為三塊，第三輻板支撐5的數量為六塊。

內環支撐1的結構如圖1至圖3所示，其為圓筒體，內環支撐1的上端端部從上至下依次設置有定位段1-1和定位軸肩1-2，定位軸肩1-2以下部分為內環支撐主體部分1-3，定位段1-1的外圓柱面為定位面，定位段1-1的外徑與被校形鈦合金機匣零件中內環的內孔孔徑相匹配，定位軸肩1-2上安裝有第一角向定位銷10。

外環支撐2的結構如圖1、圖2、圖4所示，其為圓形底座2-4和圓臺2-5構成的階梯圓臺體，外環支撐2的圓臺2-5中心部位從下至上依次設置有內環支撐安裝槽2-1和定位槽2-2，內環支撐安裝槽2-1底壁中心部位設置有與第一緊固螺柱9上的外螺紋匹配的第一螺孔2-3，定位槽2-2底部的環面上安裝有第二角向定位銷8，內環支撐安裝槽2-1的內徑與內環支撐主體部分1-3的外徑相匹配，定位槽2-2的內圓柱面為定位面，定位槽2-2的內徑與被校形鈦合金機匣零件中外環下部的定位臺階的外徑相匹配；底座2-4上從底座2-4與圓臺2-5的交線至底座外沿之間沿底座的徑向依次設置有第二螺孔2-4-1、第三螺孔2-4-2。

第一輻板支撐3和第二輻板支撐4的結構如圖1、圖2、圖5、圖6所示，第一輻板支撐3(或第二輻板支撐4)由第一基座3-2(或4-2)以及與第一基座3-2(或4-2)為一體的垂直支撐板3-1(或4-1)構成，第一輻板支撐3和第二輻板支撐4均呈倒T字形。此外，為了與被校形鈦合金機匣零件11中輻板11-3結構匹配，第一輻板支撐3和第二輻板支撐4的垂直支撐板(3-1,4-1)上端面為具有相同角度的傾斜面，且第一輻板支撐3的整體高度高于第二輻板支撐4的整體高度。

第三輻板支撐5的結構如圖1、圖2、圖7、圖8所示，其為墩體結構，第三輻板支撐5的兩側面為與被校形鈦合金機匣零件11中輻板11-3兩側面相匹配的斜面。

外環壓板組件6的數量為四套。外環壓板組件6的結構如圖1、圖2、圖9、圖10所示，其包括壓板6-1、導向螺柱6-2和第二緊固螺柱6-3，壓板6-1上沿其長度方向設置有供第二緊固螺柱6-3穿過的第二過孔6-1-2，第二過孔6-1-2為腰型孔，在第二過孔6-1-2兩端分別設置有與第二過孔6-1-2銜接并貫穿壓板兩端的導向槽6-1-1，導向槽6-1-1位于壓板6-1底面，其寬度與第二過孔寬度相同，第二緊固螺桿6-3與底座2-4上的第二螺孔2-4-1匹配，其上端和下端均設置有外螺紋段，導向螺柱6-2與底座2-4上的第三螺孔2-4-2匹配，其下端設置有外螺紋段。

如圖1、圖2、圖11所示，第一緊固螺柱9的上端和下端均設置有外螺紋段，內環壓緊蓋板7的中心部位設置有供第一緊固螺柱9穿過的第一過孔7-1。

上述被校形鈦合金機匣零件的組裝方式為：內環支撐主體部分1-3的下端安裝在外環支撐中心部位設置的內環支撐安裝槽2-1內，第一緊固螺柱9下端的外螺紋段與內環支撐安裝槽底壁中心部位設置的第一螺孔2-3組合，內環壓緊蓋板7套裝在第一緊固螺柱上，與第一緊固螺柱上端的外螺紋段及配套的螺母配合，用于將安裝在內環支撐1上的被校形鈦合金機匣零件11中的內環11-2固定；各第一輻板支撐3、第二輻板支撐4分別安裝在外環支撐設置的定位槽2-2底壁上且安裝位置應使被校形鈦合金機匣零件11中的毎個輻板11-3底面均有一個第一輻板支撐3和一個第二輻板支撐4對其支承，各第三輻板支撐5分別安裝在外環支撐設置的定位槽2-2底壁上且安裝位置應使被校形鈦合金機匣零件11中的毎個輻板11-3均有兩個第三輻板支撐5緊靠其兩側定位；各外環壓板組件6安裝在外環支撐2上，用于將安裝在外環支撐定位槽中的被校形鈦合金機匣零件中的外環下端的定位臺階固定，其中，第二緊固螺柱6-3、定位螺柱6-2分別與第二螺孔2-4-1、第三螺孔2-4-2組合并通過配套的螺母安裝在外環支撐的底座2-4上，壓板6-1套裝在第二緊固螺柱6-3上，通過底面設置的導向槽6-1-1與定位螺柱6-2上端組合，通過與第二緊固螺柱6-3配套的墊圈和緊固螺母將安裝在外環支撐定位槽2-2中的被校形鈦合金機匣零件11中的外環11-1下部定位臺階11-1-1固定。

利用上述工裝對上述焊接變形后的被校形鈦合金機匣零件11進行熱處理校形的步驟如下：

(1)將內環支撐主體部分1-3的下端安裝在外環支撐中心部位設置的內環支撐安裝槽2-1內，將第一緊固螺柱9下端的外螺紋段與內環支撐安裝槽2-1底壁中心部位設置的第一螺孔2-3組合并通過配套螺母緊固；

(2)將被校形鈦合金機匣零件中的內環11-2套裝在內環支撐上端設置的定位段1-1上，并使內環的定位面11-2-2與內環支撐定位段1-1的定位面接觸，內環11-2底面的銷孔11-2-1與內環支撐上端的定位軸肩1-2上安裝的第一角向定位銷10組合，內環11-2的底面與內環支撐上端的定位軸肩上環面接觸，完成內環11-2的定位；

(3)將內環壓緊蓋板7套裝在第一緊固螺柱9上，與第一緊固螺柱9上端的外螺紋段及配套的螺母配合，對被校形鈦合金機匣零件11中的內環11-2施加預緊力，進行初步固定；

(4)將外環壓板組件6中的第二緊固螺柱6-3、定位螺柱6-2分別與外環支撐底座上的第二螺孔2-4-1、第三螺孔2-4-2組合并通過配套的螺母安裝在外環支撐的底座2-4上，將外環壓板組件6中的壓板6-1套裝在所述第二緊固螺柱6-3上，并通過其底面設置的導向槽6-1-1與定位螺柱6-2上端組合；

(5)檢查被校形鈦合金機匣零件中的外環11-1下端的定位臺階11-1-1是否進入了外環支撐上設置的定位槽2-2內，定位臺階的定位面11-1-3與定位槽2-2內壁接觸，外環下端定位臺階11-1-1上的銷孔是否與定位槽2-2底部環面上安裝的第二角向定位銷8組合，外環下端定位臺階的底面是否與定位槽2-2底部的環面接觸，若外環各部位已到位，則通過與所述第二緊固螺柱6-3配套的墊圈和緊固螺母將安裝在外環支撐定位槽中的被校形鈦合金機匣零件11中的外環下端的定位臺階11-1-1固定，然后對內環11-2進行緊固；若外環各部位未完全到位，則需調整至完全到位后再對外環下端的定位臺階11-1-1固定，并對內環11-2進行緊固；

(6)在被校形鈦合金機匣零件11中的各輻板11-3下方安裝一個第一輻板支撐3和一個第二輻板支撐4，第一輻板支撐3和第二輻板支撐4的垂直支撐板(3-1，4-1)與輻板11-3的底面接觸，對輻板11-3給予垂直支承，所述第一輻板支撐3、第二輻板支撐4固定在外環支撐設置的定位槽2-2底壁上；

(7))在被校形鈦合金機匣零件11中的各輻板11-3兩側分別安裝一個第三輻板支撐5，兩個第三輻板支撐5以輻板11-3的中心線為對稱軸呈軸對稱布置且它們緊靠輻板11-3兩側面，對輻板側面定位，所述第三輻板支撐5固定在外環支撐設置的定位槽2-2底壁上；

(8)將與工裝組合并校形后的被校形鈦合金機匣零件11放入真空爐中，抽真空使得真空爐內壓強不大于0.133Pa，并將真空爐內升溫至600℃～720℃，然后在該溫度下保溫3h～5h，對零件進行熱處理；

(9)熱處理完成后，用工具將被校形鈦合金機匣零件11從工裝上卸下。

經檢測，校形后鈦合金機匣零件的外環11-1和內環11-2角向位置與正確角向偏差由1.5°減少至0.3°，外環11-1和內環11-2高度差超過正確位置由3.0mm漸小至0.3mm，滿足使用要求，因此上述鈦合金機匣熱處理校形工裝的校正效果十分明顯。