CN111745078A - 一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 - Google Patents
一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111745078A CN111745078A CN202010614007.8A CN202010614007A CN111745078A CN 111745078 A CN111745078 A CN 111745078A CN 202010614007 A CN202010614007 A CN 202010614007A CN 111745078 A CN111745078 A CN 111745078A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lobe
- rectangle
- section
- shaped
- edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D53/00—Making other particular articles
- B21D53/84—Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
- B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,1.将板料切割成规定形状尺寸,沿其中心线弯曲,中心线与矩形连接边垂直,形成截面为U型的预制件;2.将U形预制件的槽口向外进行翻边;3.将板料前端沿垂直于中心线的方向压弯;4.切除工件的周边余量,得到波瓣,波瓣截面前半部分为矩形,后半部分为U型槽,截面与矩形连接边平行,槽深由波瓣前端至末端逐渐加深,U型槽两边存在向外的翻边。解决了成形过程中波瓣壁厚过度减薄和型面转接区剧烈褶皱的问题,能够成形出壁厚合格且型面圆滑的波瓣零件。
Description
技术领域
本发明属于航空发动机制造领域,涉及一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法。
背景技术
波瓣混合器使涡扇发动机外涵的风扇空气和内涵的燃气充分混合,能够降低发动机的噪声,增加发动机的推力,降低耗油率,并抑制发动机排气系统的红外辐射。波瓣混合器具备这些特性,其根本原因是扇形波瓣的尾缘增大了内、外涵气流的初始剪切接触周长,同时在波瓣尾缘处产生了沿流动方向发展的流向涡、正交涡及马蹄涡,这些旋涡大幅增强了内、外涵气流的对流混合作用,使两股气流在短距离内实现充分混合。
航空发动机的圆形通道采用环形排列的波瓣混合器,其外形好似菊花状,如图1所示。这种形状的波瓣混合器具有很好的掺混特性,但是它的几何型面过于复杂,结构的刚性比常用的无波环形混合器差,机械制造的难度大,波瓣成形时很容易产生褶皱和壁厚过度减薄缺陷,很难获得壁厚合格且型面圆滑的合格波瓣。目前为止,波瓣混合器所采用的制造工艺很不成熟,产品质量较低,因而实现工程应用难度较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,解决了成形过程中波瓣壁厚过度减薄和型面转接区剧烈褶皱的问题,能够成形出壁厚合格且型面圆滑的波瓣零件。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,包括以下步骤;
步骤一,将板料切割成规定形状尺寸,切割后的板料分为两部分,前半部分为矩形,后半部分为异形多边形,矩形的一条侧边作为连接边,与异形多边形连接,异形多边形的两条倾斜边前端与矩形连接边的两个角连接,两个倾斜边末端通过连接段连接,连接段分为三段;连接段的中间段与矩形连接边平行,位于两个倾斜边中间位置,连接段与矩形连接边的相对距离,大于倾斜边末端与矩形连接边的相对距离,中间段两端与两个倾斜边末端直线连接;将切割后的板料沿其中心线弯曲,中心线与矩形连接边垂直,形成截面为U型的预制件;
步骤二,将U形预制件的槽口向外进行翻边;
步骤三,将板料前端沿垂直于中心线的方向压弯;
步骤四,切除工件的周边余量,得到波瓣,波瓣截面前半部分为矩形,后半部分为U型槽,截面与矩形连接边平行,槽深由波瓣前端至末端逐渐加深,U型槽两边存在向外的翻边。
优选的,步骤二中,将U形预制件的槽口向外进行逐步翻边,翻边次数至少为三次。
优选的,翻边后,波瓣前半部分翻边角度为90°,槽深为零。
优选的,步骤一中,板料前端矩形连接边的相对边作为镜像边,将板料镜像设置,形成一体式两部分的板料;
步骤四中,将工件沿镜像边分割成两部分,切除工件两部分的周边余量,得到两个波瓣。
进一步,板料的矩形长度至少为20mm,长度方向与矩形连接边垂直。
优选的,对板料最大宽度处边沿进行削边处理,削边方向与波瓣排气方向平行,削边后板料末端保留不小于10mm的修边余量。
优选的,板料每条边保留不小于10mm的修边余量。
优选的,步骤二中,使用翻边模进行翻边。
优选的,步骤一中,板料的矩形与倾斜段圆弧过渡。
优选的,步骤三中,采用一次冲压,压弯板料前端。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明通过先将板料折弯成U形,能够使壁厚保持均匀,解决了波瓣槽太深,采用其它方法成形时槽底壁厚减薄过量的问题;之后对U形采用先翻边、后压弯的方法,减小了弯曲段的弯曲厚度,避免了弯曲过程中型面转接过渡区失稳起皱现象。
进一步,对U形槽口边沿进行多次逐步翻边,解决了波瓣前段槽深为零,一次翻边U型槽壁开口变形幅度太大容易失稳起皱的问题。
进一步,通过镜像复制,一次对称成形两件波瓣,两个波瓣前端对接,将波瓣前段弯曲过程中截面的压应力转化成了拉应力,彻底消除了成形过程中型面转接过渡区的起皱问题。
附图说明
图1为本发明的波瓣混合器结构示意图;
图2为本发明的波瓣结构示意图;
图3为本发明的板料尺寸设计示意图;
图4为本发明的波瓣横截面曲线示意图;
图5为本发明的U型波瓣尺寸设计示意图;
图6为本发明的三次翻边示意图;
图7为本发明的板料结构示意图;
图8为本发明的板料弯折后示意图;
图9为本发明的一次翻边示意图;
图10为本发明的二次翻边示意图;
图11为本发明的三次翻边示意图;
图12为本发明的压弯后结构示意图;
图13为本发明的成型后修边余量示意图。
其中:1-波瓣;2-矩形;3-倾斜边;4-中间段;5-中心线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
如图1所示,航空发动机的圆形通道采用环形排列的波瓣混合器,其外形好似菊花状,这种形状的波瓣混合器具有很好的掺混特性。由于波瓣混合器波幅大、型面复杂、壁厚很小,故采用板料成形工艺制造。而波瓣混合器前缘周长与尾缘周长差异太大,不能进行整体成形,只能成形出单个波瓣1,然后拼焊成整环。
以波峰母线为焊接边剖分出的单个波瓣1如图2所示。波瓣1前端为圆弧曲线、末端为口部外翻的深U形曲线。在距前端约四分之一长度处,波瓣1型面从圆弧曲面急剧过渡到口部外翻的U形曲面,之后,U型曲面的槽深逐渐增大到末端处的最大值。
单个波瓣1的制造方法主要分为工艺设计和制造流程两方面。工艺设计能够对板料的形状和尺寸进行优化,使板料折弯后的U形槽各横截面处的槽深与波瓣1对应截面处的截面曲线长度协调一致。
一、工艺设计
1,板料尺寸设计
为了消除起皱和破裂缺陷,必须对板料尺寸进行精细计算。
1)首先在波瓣1的UG三维模型上,对波瓣1前端、末端、两翼边进行延伸,增加修边余量。
2)然后从前端开始,在型面变化剧烈处每间隔10mm,在型面比较平滑处每间隔20mm,做多个与波瓣1槽底母线垂直的横截面,截取多条横截面曲线。
3)测量每条横截面曲线的长度。
4)在与波瓣1对称面垂直、并过波瓣1槽底母线的平面上做波瓣1型面的展开图,按步骤3)测量的截面曲线长度确定展开图上对应截面线的长度。
5)将展开图中各条截面线的端头相连,即可获得板料形状轮廓,做出的二分之一波瓣1展开图如图3所示。
6)根据一次成形2件的需要,在前端增加2件之间的转接过渡段。
7)为了消除翻边时末端尖角被挤出现象,对板料最大宽度处边沿进行削边处理,削边方向与波瓣1排气边平行,并使波瓣1排气边保留不小于10mm的修边余量。
8)可以进行成形仿真,根据仿真结果对板料轮廓进行适当调整。还可以在成形试验后,根据实际变形情况对板料轮廓进行适当调整。
2,U型波瓣1尺寸设计
将板料折弯成U型之后才能进行翻边。U形波瓣1必须满足三个要求:一是截面简单、容易制造;二是尽量接近波瓣1最终型面,减小其与模具型面之间的间隙,增加翻边时U型壁面的刚性;三是能使U型波瓣1顺利装入翻边模中。按这三个要求,对U型波瓣1的截面进行专门设计,设计步骤如下:
1)首先将波瓣1型面的多条横截面曲线投影到垂直于波瓣1槽底母线的一个平面上,如图4所示。
2)在投影面上做多条投影曲线的最小内包络线,并参照最大翻边宽度,将此包络线两端沿槽壁切向延长,这样即可获得U型波瓣1的一条最长横截面曲线,如图4中所示。
3)在板料的每个横截面处复制一条U型波瓣1的最长横截面曲线。
4)修剪复制的每条横截面曲线,使其长度与板料对应截面处的截面线长度相等。
5)将修剪后的每条U形曲线的端头串接,即得U形波瓣1开口端边缘轮廓,如图5所示。
3,翻边步数设计
波瓣1的进气段无槽,翻边后必须完全展开。展开过程中,进气段的槽壁弯曲角度约为90°,一次翻边槽壁会严重失稳起皱,为此,必须进行分步翻边。以翻边时U型壁面不失稳起皱为原则,将翻边过程分为3步,如图6所示。
二、制造工艺过程
1,切割下料
一次成形两件。以过前端、并与波瓣1槽底母线垂直的平面为对称面,镜像复制板料模型,即可获得一次成形两件的板料轮廓,如图7所示。
板料中间为矩形2,矩形2两边为异形多边形,矩形2为单个波瓣1的前半部分,矩形2的两条相对边作为连接边,与异形多边形连接,单个异形多边形的两条倾斜边3前端与矩形2一条连接边的两个角连接,单个异形多边形的两个倾斜边3末端通过连接段连接,连接段分为三段;连接段的中间段4与矩形2连接边平行,位于两个倾斜边3中间位置,连接段与矩形2连接边的相对距离,大于同一侧倾斜边3末端与矩形2连接边的相对距离,中间段4两端与同一侧的两个倾斜边3末端直线连接,板料每条边保留不小于10mm的修边余量。
2,折弯U型
以垂直于板面、并过波瓣1槽底母线的铅垂面为对称面,即将板料沿其中心线5弯曲,中心线5与矩形2侧边垂直,中心线5即为波瓣1槽底母线,将板料折弯成两侧对称的U型,如图8所示。
3,第1次翻边
第1次翻边时,从U形槽底压料,对两翼翻边,同时精成形两侧型面。完成第1次扩口翻边的波瓣1如图9所示。
4,第2次翻边
从已翻边的末端型面压料,对未成形到位的区域进行局部扩口翻边,完成第2次扩口翻边后的波瓣1如图10所示。
5,第3次翻边
从已翻边的末端型面压料,对未成形到位的区域进行局部扩口翻边,完成第3次扩口翻边后的波瓣1如图11所示。
6,压弯小端
沿波瓣1槽底母线垂直方向,一次冲压压弯小端型面,如图12所示,。
7,切除料边
采用三维激光切割,切除波瓣1周边修边余量,即可获得合格的波瓣1零件,波瓣1截面为U型,截面与矩形2侧边平行,槽深由波瓣1前端至末端逐渐加深,两边存在向外的翻边,波瓣1前端为圆弧曲面。修边余量如图13所示。
以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,包括以下步骤;
步骤一,将板料切割成规定形状尺寸,切割后的板料分为两部分,前半部分为矩形(2),后半部分为异形多边形,矩形(2)的一条侧边作为连接边,与异形多边形连接,异形多边形的两条倾斜边(3)前端与矩形(2)连接边的两个角连接,两个倾斜边(3)末端通过连接段连接,连接段分为三段;连接段的中间段(4)与矩形(2)连接边平行,位于两个倾斜边(3)中间位置,连接段与矩形(2)连接边的相对距离,大于倾斜边(3)末端与矩形(2)连接边的相对距离,中间段(4)两端与两个倾斜边(3)末端直线连接;将切割后的板料沿其中心线(5)弯曲,中心线(5)与矩形(2)连接边垂直,形成截面为U型的预制件;
步骤二,将U形预制件的槽口向外进行翻边;
步骤三,将板料前端沿垂直于中心线(5)的方向压弯;
步骤四,切除工件的周边余量,得到波瓣(1),波瓣(1)截面前半部分为矩形,后半部分为U型槽,截面与矩形(2)连接边平行,槽深由波瓣(1)前端至末端逐渐加深,U型槽两边存在向外的翻边。
2.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,步骤二中,将U形预制件的槽口向外进行逐步翻边,翻边次数至少为三次。
3.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,翻边后,波瓣(1)前半部分翻边角度为90°,槽深为零。
4.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,步骤一中,板料前端矩形(2)连接边的相对边作为镜像边,将板料镜像设置,形成一体式两部分的板料;
步骤四中,将工件沿镜像边分割成两部分,切除工件两部分的周边余量,得到两个波瓣(1)。
5.根据权利要求4所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,板料的矩形(2)长度至少为20mm,长度方向与矩形(2)连接边垂直。
6.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,对板料最大宽度处边沿进行削边处理,削边方向与波瓣(1)排气方向平行,削边后板料末端保留不小于10mm的修边余量。
7.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,板料每条边保留不小于10mm的修边余量。
8.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,步骤二中,使用翻边模进行翻边。
9.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,步骤一中,板料的矩形(2)与倾斜段圆弧过渡。
10.根据权利要求1所述的大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法,其特征在于,步骤三中,采用一次冲压,压弯板料前端。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010614007.8A CN111745078B (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010614007.8A CN111745078B (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111745078A true CN111745078A (zh) | 2020-10-09 |
CN111745078B CN111745078B (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=72676792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010614007.8A Active CN111745078B (zh) | 2020-06-30 | 2020-06-30 | 一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111745078B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114012875A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-02-08 | 西北工业大学 | 一种陶瓷基复合材料混合器的预制体定型模具及使用方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105363872A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种用于薄板截面突变波形件的拉伸方法及专用工装 |
CN107649584A (zh) * | 2017-08-09 | 2018-02-02 | 中国第汽车股份有限公司 | 桥壳半壳成形模具及加工工艺 |
WO2018215717A1 (fr) * | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Safran Nacelles | Structure fibreuse tubulaire a lobes |
CN109570920A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-05 | 四川航天中天动力装备有限责任公司 | 一种波瓣式扩压器基体加工方法 |
FR3087847A1 (fr) * | 2018-10-25 | 2020-05-01 | Safran Aircraft Engines | Melangeur a lobes favorisant le melange de flux confluents |
-
2020
- 2020-06-30 CN CN202010614007.8A patent/CN111745078B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105363872A (zh) * | 2015-11-25 | 2016-03-02 | 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 | 一种用于薄板截面突变波形件的拉伸方法及专用工装 |
WO2018215717A1 (fr) * | 2017-05-23 | 2018-11-29 | Safran Nacelles | Structure fibreuse tubulaire a lobes |
CN107649584A (zh) * | 2017-08-09 | 2018-02-02 | 中国第汽车股份有限公司 | 桥壳半壳成形模具及加工工艺 |
FR3087847A1 (fr) * | 2018-10-25 | 2020-05-01 | Safran Aircraft Engines | Melangeur a lobes favorisant le melange de flux confluents |
CN109570920A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-05 | 四川航天中天动力装备有限责任公司 | 一种波瓣式扩压器基体加工方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
杨踊等: "复杂薄板混合器波瓣制造技术", 《航空精密制造技术》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114012875A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-02-08 | 西北工业大学 | 一种陶瓷基复合材料混合器的预制体定型模具及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111745078B (zh) | 2022-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102665956B (zh) | 制造半壳部件的方法和装置 | |
CN111745078B (zh) | 一种大波幅波瓣混合器波瓣的成形方法 | |
WO2019080539A1 (zh) | 一种复合材料风扇叶片金属加强边的制造方法 | |
CN116329383A (zh) | 一种双曲双向凹陷不锈钢对接蒙皮的拉深成形方法 | |
EP1712742B1 (en) | Method of manufacturing a duct for a gas turbine engine | |
CN112371805A (zh) | 一种翻边面设计方法、翻边加工模具和方法、以及零件 | |
US11015611B2 (en) | Centrifugal impeller | |
CN110238617B (zh) | 一种提高环形火焰筒头部转接段组件制造精度的方法 | |
JP2011245502A (ja) | エッジ形成プレス加工による環状部材及びその製造方法 | |
CN107812870B (zh) | 一种锻造叶片预锻制坯件的制造方法 | |
CN117556537A (zh) | 一种基于吸力面型线和通道宽度分布的涡轮叶型造型方法 | |
CN113868802B (zh) | 一种变壁厚约束下的空心叶片余量优化模型建立及求解方法 | |
CN116513466A (zh) | 一种涡桨飞机发动机整流唇口及其柔性整体成形方法 | |
CN116060513A (zh) | 一种圆筒工件成型方法 | |
CN207776973U (zh) | 一种汽车出气端锥壳体 | |
CN114178790B (zh) | 发动机排气段制作工艺 | |
CN114192649A (zh) | 铝机罩外板冲压成型方法 | |
JPH0455034A (ja) | 精密鍛造法 | |
US1950005A (en) | Reflector and method of making the same | |
JP5357626B2 (ja) | ダクトの製造方法およびダクト | |
CN114809440B (zh) | 一种波纹腹板h型蜂窝钢梁及其制造方法 | |
CN113909380B (zh) | 高效的冲压件多方向翻边变薄装置 | |
CN209334549U (zh) | 一种高压喷油器高精密度电磁阀盖板及其精冲级进模具 | |
CN219924308U (zh) | 拉延筋结构及侧围外板拉延模具 | |
CN220749315U (zh) | 一种拼合式曲角接头 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |