航空发动机盘类转子柔性装配工装构型研究

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1、第30卷第3期2013年6月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．3Jun．2013文章编号：2095—1248(2013)03-0006一04航空发动机盘类转子柔性装配工装构型研究李伟楠，朱宁，石宏，杜乐普(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：针对航空发动机装配工艺过程、工装设计工艺过程及发动机盘类转子部件的共性，结合机器人理论，将串并联机构应用到航空发动机构型中，研究并设计一个适合不同类型不同型号航空发动机的柔性工装构型。详细介绍了其

2、基本原理及设计关键技术，并用有限元方法进行静力学验证其可行性。对航空发动机数字化装配的实现和生产效率的提高进行了探索。关键词：航空发动机；装配自动化；柔性工装；机器人；并联机构；中图分类号：V260．6文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．03．002Studyontheconfigurationofflexibleassemblytoolingforaero-enginediscoidrotorsLIWei—nan，ZHUNing，SHIHong，DULe-pu(FacultyofAeros

3、paceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，ShenyangI10136)Abstract：Basedontheaero—engineassemblytechnicalprocess，assemblytoolingdesignprocess，andthetheoryofdiscoidrotors，thispaperstudiesanddesignsaconfigurationofflexibleassemblytoolingforaero—enginesofdifferenttypesandm

4、odelsbytheapplicationoftheserial-parallelmanipulator．Thebasicprincipleandkeydesigntechnologyarepresentedindetails．Finallythefiniteelementmethodisusedtoproveitsfea-sibilityintermsofstatics．Thisstudyhastheoutstandingtheoreticalsignificancefortheaero—enginenumeralassemblyan

5、dtheimprovementofmanufactureefficiency．Keywords：aero—engine；assemblyautomation；flexibleassemblytooling；robot；parallelmanipulator数字化制造技术作为新一代航空发动机研制生产的支撑手段，已逐渐成为提升航空科技工业的重大关键制造技术¨。2o。采用数字化装配手段来改变航空发动机传统的装配方式，提高航空发动机的装配制造效率和质量，是航空发动机制造技术的重要发展方向。航空发动机种类繁多，结构多种多样，因此在航空发动机装配过

6、程中需要大量的工装，每当发动机的外形或结构发生改变时，就必须有相应的专用装配工装与之配套，无形中增加了工装设计时间和难度。柔性工装是针对某类结构相近的产品所使用的工装，这类工装的结构是针对产品结构在一定范围内的变化进行工装、组件的调节或局部重组，以适应相近的不同机型的产品零件加工或装配工装的需要∞1。因此，研制航空发动机柔性工装可以有效地提高发动机制造效率和装配成本，本文结合并联机器人理论及航空发动机盘类转子的共性，设计出了一种适用于航空发动机盘类转子的柔性工装。1柔性工装定位方式及构型设计1．1柔性工装定位方法航空发动机转子部件在装配

7、过程中通常以盘或盘轴组合件作为装配基础件，采用立式、卧式或收稿日期：2013—02—23作者简介：李伟楠(1988一)，女，河北承德人，在读硕士，主要研究方向：航空发动机制造与维修，E-mail：vivi锄19880805@126．corn石宏(1961一)，女，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：航空发动机制造与维修，E—mail：shihon90809@163．com。第3期李伟楠，等：航空发动机盘类转子柔性装配工装构型研究7立卧转换方式在专用工装上进行装配¨j。盘类零件在装配过程中，往往选择某一级盘为定位基础件，定位夹紧后，逐级安装各

8、级轮盘，定位方式及精度对保证装配质量有至关重要的作用。本文以某型发动机盘鼓式转子装配为例，简要说明本柔性工装的装配定位方法。该发动机高、低压压气机转子在装配时以第四、二级盘为装配基础件，该二级轮盘可以代表第