CN112577068B - 一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法，以解决陶瓷基复合材料按照传统设计方案制备内锥体的工艺难以实现，结构强度难以满足要求，且与安装座装配难度大的问题。该内锥体包括上锥面、下锥面、内锥面、围形构件，上锥面和下锥面对接，且对接处位于内锥面上端部外侧，内锥面下端部向外延伸且其外沿与下锥面下端部外沿对应，围形构件的上下两侧边分别与下锥面下端部外沿及内锥面下端部外沿连接，内锥面下端部周向设置有多个螺栓安装孔。其加工方法包括：1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面、下锥面、内锥面和围形构件；2)将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧，将围形构件安装在下锥面和内锥面之间，并采用在线铆焊技术进行固定。

Description

一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法。
背景技术
内锥体是航空发动机加力燃烧室扩压器的重要部件，其主要功能是促使进入加力燃烧室的气体突然扩散，形成回流区，这种结构形式易于加力点火，有利于气体稳定燃烧。内锥体处于加力燃烧室的高温区，要实现自身功能，就要求其材料必须具有耐高温、长寿命和质量轻等特点。由于现有金属材料的耐高温性能已经无法满足这一要求，而陶瓷基复合材料是一种新型热结构/功能一体化材料，具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，能够满足内锥体的功能要求，因此采用陶瓷基复合材料制备内锥体是一个较好的选择。
但是，为了满足航空发动机的装配与功能需求，传统的金属材料内锥体一般为复杂的旋转类薄壁结构，如图1所示，其外锥面01为一体结构，外锥面01底部连接有法兰盘02。当采用陶瓷基复合材料按照传统的设计方案制备内锥体时将面临三个难题：一是工艺难以实现；二是结构强度难以满足要求；三是与安装座装配难度大。为此需要在内椎体的设计空间内进一步优化结构设计方案。
发明内容
本发明的目的是解决陶瓷基复合材料按照传统的设计方案制备内锥体的工艺难以实现，结构强度难以满足要求，且与安装座装配难度大的问题，而提供了一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种陶瓷基复合材料内锥体，其特殊之处在于：
包括上锥面、下锥面、内锥面以及围形构件；
所述上锥面和下锥面对接，且对接处位于所述内锥面上端部外侧；
所述内锥面下端部向外延伸且其外沿与下锥面下端部外沿对应；
所述围形构件的上下两侧边分别与下锥面下端部外沿及内锥面下端部外沿连接；
所述内锥面下端部周向设置有多个螺栓安装孔。
进一步地，所述内锥面中部周向设置有多个安装工艺孔；
所述安装工艺孔与螺栓安装孔的圆周位置一一对应。
进一步地，还包括设置在下锥面、内锥面以及围形构件之间环形空腔内的空心加强框；
所述空心加强框底面设置有多个与内锥面下端部螺栓安装孔一一对应的螺栓安装孔；所述空心加强框内侧面设置有多个与内锥面中部安装工艺孔一一对应的安装工艺孔。
进一步地，所述空心加强框的截面为类三角形结构，即其截面整体为三角形，三角形的三条边连接处为圆弧过渡。
一种陶瓷基复合材料内锥体的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面、下锥面、内锥面和围形构件；
2)将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧，将围形构件安装在下锥面和内锥面之间，并采用在线铆焊技术进行固定，包括将上锥面下端部与内锥面上端部、下锥面上端部与内锥面上端部、围形构件上侧边与下锥面下端部外沿以及围形构件下侧边与内锥面下端部外沿分别固连。
进一步地，所述步骤1)还包括使用陶瓷基复合材料加工空心加强框；
步骤2)中，所述将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧之前，先将空心加强框套装在内锥面下端部外侧；
步骤2)中，所述采用在线铆焊技术进行固定还包括将空心加强框顶面与下锥面下端部、空心加强框内侧面与内锥面中部、空心加强框底面与内锥面下端部以及空心加强框外侧面与围形构件分别固连。
本发明相比现有技术的有益效果是：
(1)本发明提供的陶瓷基复合材料内锥体通过将外锥面拆分为上锥面和下锥面，并增加内锥面和围形构件，有效解决了采用陶瓷基复合材料按照传统设计方案中的结构制备内椎体难以成型的工艺难题，且内锥面的设计满足内椎体承力和传力的要求；
(2)通过在内锥面中部周向设置多个安装工艺孔，便于螺栓的安装和固定，解决了内椎体与安装座装配难度大的问题，且减少了内椎体的重量，为内锥体在发动机上有效工作提供了技术支持；
(3)通过设置空心加强框，将下锥面、内锥面以及围形构件连接成一个有机整体，提高了各个零件之间的稳定性和可靠性，进一步增强了内椎体的结构强度；
(4)空心加强框的截面为类三角形结构，根据三角形稳定性的特点，有利于提高空心加强框的强度。
附图说明
图1是现有的内椎体剖视图；
图1中，01-外锥面，02-法兰盘；
图2是本发明陶瓷基复合材料内锥体第一个实施例的剖视图(未示出铆焊点)；
图2中，1-上锥面，2-下锥面，3-内锥面，31-安装工艺孔，4-围形构件；
图3是本发明陶瓷基复合材料内锥体第二个实施例的剖视图；
图3中，1-上锥面，2-下锥面，3-内锥面，31-安装工艺孔，4-围形构件，5-空心加强框。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供的陶瓷基复合材料内锥体的第一个实施例如图2所示，包括上锥面1、下锥面2、内锥面3以及围形构件4。
上锥面1和下锥面2对接，且对接处位于所述内锥面3上端部外侧，内锥面3下端部向外延伸且其外沿与下锥面2下端部外沿对应，围形构件4的上下两侧边分别与下锥面2下端部外沿及内锥面3下端部外沿连接。
内锥面3下端部周向均布有多个螺栓安装孔，用于通过螺栓与安装座连接；内锥面3中部周向均布有多个安装工艺孔31，安装工艺孔31与螺栓安装孔的圆周位置一一对应，穿过安装工艺孔31即可将螺栓安装固定在螺栓安装孔内。
该陶瓷基复合材料内椎体的加工方法，包括以下步骤：
1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面1、下锥面2、内锥面3和围形构件4；
2)将上锥面1和下锥面2分别套装在内锥面3外侧，将围形构件4安装在下锥面2和内锥面3之间，并采用在线铆焊技术进行固定，包括将上锥面1下端部与内锥面3上端部、下锥面2上端部与内锥面3上端部、围形构件4上侧边与下锥面2下端部外沿以及围形构件4下侧边与内锥面3下端部外沿分别固连。
本发明提供的陶瓷基复合材料内锥体的第二个实施例如图3所示，包括上锥面1、下锥面2、内锥面3、围形构件4以及空心加强框5，空心加强框5的截面为类三角形结构。
上锥面1和下锥面2对接，且对接处位于所述内锥面3上端部外侧，内锥面3下端部向外延伸且其外沿与下锥面2下端部外沿对应，围形构件4的上下两侧边分别与下锥面2下端部外沿及内锥面3下端部外沿连接，空心加强框5设置于下锥面2、内锥面3以及围形构件4之间环形空腔内，并与下锥面2下端部、内锥面3中部、内锥面3下端部以及围形构件4连接。
内锥面3下端部周向均布有多个螺栓安装孔，用于通过螺栓与安装座连接；内锥面3中部周向均布有多个安装工艺孔31，安装工艺孔31与螺栓安装孔的圆周位置一一对应，穿过安装工艺孔31即可将螺栓安装固定在螺栓安装孔内。空心加强框5底面设置有多个与内锥面3下端部螺栓安装孔一一对应的螺栓安装孔；空心加强框5内侧面设置有多个与内锥面3中部安装工艺孔31一一对应的安装工艺孔。
该陶瓷基复合材料内锥体的加工方法，包括以下步骤：
1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面1、下锥面2、内锥面3、围形构件4和空心加强框5；
2)将空心加强框5套装在内锥面3下端部外侧，将上锥面1和下锥面2分别套装在内锥面3外侧，将围形构件4安装在下锥面2和内锥面3之间，并采用在线铆焊技术进行固定，包括将上锥面1下端部与内锥面3上端部、下锥面2上端部与内锥面3上端部、围形构件4上侧边与下锥面2下端部外沿、围形构件4下侧边与内锥面3下端部外沿、空心加强框5顶面与下锥面2下端部、空心加强框5内侧面与内锥面3中部、空心加强框5底面与内锥面3下端部以及空心加强框5外侧面与围形构件4分别固连。

Claims (6)

1.一种陶瓷基复合材料内锥体，其特征在于：
包括上锥面(1)、下锥面(2)、内锥面(3)以及围形构件(4)；
所述上锥面(1)和下锥面(2)对接，且对接处位于所述内锥面(3)上端部外侧；
所述内锥面(3)下端部向外延伸且其外沿与下锥面(2)下端部外沿对应；
所述围形构件(4)的上下两侧边分别与下锥面(2)下端部外沿及内锥面(3)下端部外沿连接；
所述内锥面(3)下端部周向设置有多个螺栓安装孔。
2.根据权利要求1所述的陶瓷基复合材料内锥体，其特征在于：
所述内锥面(3)中部周向设置有多个安装工艺孔(31)；
所述安装工艺孔(31)与螺栓安装孔的圆周位置一一对应。
3.根据权利要求2所述的陶瓷基复合材料内锥体，其特征在于：
还包括设置在下锥面(2)、内锥面(3)以及围形构件(4)之间环形空腔内的空心加强框(5)；
所述空心加强框(5)底面设置有多个与内锥面(3)下端部螺栓安装孔一一对应的螺栓安装孔；所述空心加强框(5)内侧面设置有多个与内锥面(3)中部安装工艺孔(31)一一对应的安装工艺孔。
4.根据权利要求3所述的陶瓷基复合材料内锥体，其特征在于：所述空心加强框(5)的截面为类三角形结构。
5.一种陶瓷基复合材料内锥体的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面、下锥面、内锥面和围形构件；
2)将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧，将围形构件安装在下锥面和内锥面之间，并采用在线铆焊技术进行固定，包括将上锥面下端部与内锥面上端部、下锥面上端部与内锥面上端部、围形构件上侧边与下锥面下端部外沿以及围形构件下侧边与内锥面下端部外沿分别固连。
6.根据权利要求5所述的陶瓷基复合材料内锥体的加工方法，其特征在于：
所述步骤1)还包括使用陶瓷基复合材料加工空心加强框；
步骤2)中，所述将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧之前，先将空心加强框套装在内锥面下端部外侧；
步骤2)中，所述采用在线铆焊技术进行固定还包括将空心加强框顶面与下锥面下端部、空心加强框内侧面与内锥面中部、空心加强框底面与内锥面下端部以及空心加强框外侧面与围形构件分别固连。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115181960B (zh) * 2022-06-23 2023-11-24 西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司 一种薄壁尖锥回转件的cvi导流装置及其使用方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2865167A (en) * 1957-08-22 1958-12-23 United Aircraft Corp Inner cone attachment
GB1024957A (en) * 1963-06-19 1966-04-06 Gen Electric Improvements in combustion systems for gas turbine engines
US5337961A (en) * 1992-12-07 1994-08-16 General Electric Company Ceramic tip and compliant attachment interface for a gas turbine fuel nozzle
US5385015A (en) * 1993-07-02 1995-01-31 United Technologies Corporation Augmentor burner
EP2472090A2 (en) * 2010-12-30 2012-07-04 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. A gas engine turbine comprising a thrust augmentation system
CN105339594A (zh) * 2013-06-26 2016-02-17 西门子股份公司 燃气涡轮发动机中的包括过渡进口锥体的燃烧器组件
CN105674332A (zh) * 2016-01-19 2016-06-15 西北工业大学 一种预蒸发式一体化加力燃烧室

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7647779B2 (en) * 2005-04-27 2010-01-19 United Technologies Corporation Compliant metal support for ceramic combustor liner in a gas turbine engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2865167A (en) * 1957-08-22 1958-12-23 United Aircraft Corp Inner cone attachment
GB1024957A (en) * 1963-06-19 1966-04-06 Gen Electric Improvements in combustion systems for gas turbine engines
US5337961A (en) * 1992-12-07 1994-08-16 General Electric Company Ceramic tip and compliant attachment interface for a gas turbine fuel nozzle
US5385015A (en) * 1993-07-02 1995-01-31 United Technologies Corporation Augmentor burner
EP2472090A2 (en) * 2010-12-30 2012-07-04 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. A gas engine turbine comprising a thrust augmentation system
CN105339594A (zh) * 2013-06-26 2016-02-17 西门子股份公司 燃气涡轮发动机中的包括过渡进口锥体的燃烧器组件
CN105674332A (zh) * 2016-01-19 2016-06-15 西北工业大学 一种预蒸发式一体化加力燃烧室

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