CN113102868B - 一种直升机主喷管波瓣加工方法 - Google Patents

一种直升机主喷管波瓣加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于热成形、钣金成形技术领域，具体涉及一种直升机主喷管波瓣加工方法。所述直升机主喷管波瓣(100)由多个波峰(101)焊接而成，所述波峰(101)中间具有峰形突起，两边向外延伸有翻边，用于焊接，所述峰形突起沿轴向渐变成弧形，所述直升机主喷管波瓣(100)两端均有开口；加工方法包括以下几个阶段：第一阶段：零件成形阶段；第二阶段：焊接阶段；第三阶段：校形阶段。本发明解决了封闭类薄壁复杂钣金结构件焊后无法校形的技术难点；提出了一种热校形的校形方式，对负角度位置进行校形，有效保住了零件尺寸精度，防止了零件因焊接变形而造成报废；采用分块式校形模具，解决了凹凸模间隙需要精确控制，配制均匀等制造困难提供了生产效率。

Description

一种直升机主喷管波瓣加工方法
技术领域
本发明属于热成形、钣金成形技术领域，具体涉及一种直升机主喷管波瓣加工方法。
背景技术
主喷管作为某型机红外抑制器的重要组成部分，主要由波瓣及直管段焊接而成，其主要作用是通过主喷管上波瓣将发动机的尾部热气打散，并将尾部热气与外界的冷空气混合，达到降低直升机红外辐射信号的效果，有效躲避红外制导武器的攻击，提高武装直升机的生存能力和战斗力。
在上述产品现有技术加工过程中主要存在以下技术困难：第一、高温合金强度高，属固溶强化型高温合金，零件成形困难；第二、波瓣采用多个波峰件焊接而成，焊后呈封闭结构、结构复杂，焊接变形量大，容易导致各波瓣尺寸大小不均匀，降低产品性能；第三、零件焊接后呈“花瓣”形，结构复杂且存在较大负角度，负角度处无法进行校形，零件尺寸无法保证。
发明内容
本发明的目的：针对现有技术中的不足，提出一种直升机主喷管波瓣加工方法，有效控制零件焊接变形，保证产品尺寸。
本发明的技术方案：为了实现上述发明目的，提供一种直升机主喷管波瓣加工方法，其特征在于，所述直升机主喷管波瓣100由多个波峰101焊接而成，所述波峰101中间具有峰形突起，两边向外延伸有翻边，用于焊接，所述峰形突起沿轴向渐变成弧形，所述直升机主喷管波瓣100两端均有开口；加工方法包括以下几个阶段：
第一阶段：零件成形阶段；
第二阶段：焊接阶段；
第三阶段：校形阶段。
在一个可能的实施例中，所述第一阶段：零件成形阶段，采用热成形或冷成形方式加工所述波峰101。
优选地，所述波峰101的数量为12。
在一个可能的实施例中，所述第二阶段：焊接阶段，具体包括如下步骤：
根据所述主喷管波瓣毛坯件200结构设计并制造焊接定位工装300，所述焊接定位工装300用于在焊接过程中进行各所述波峰101零件的定位；
使用所述焊接定位工装300将各波峰101之间通过两边向外延伸的翻边焊接固定以形成主喷管波瓣毛坯件200。
在一个可能的实施例中，所述焊接定位工装300包括底座301、撑杆302、定位盘303；
所述底座301中心开设有螺纹孔，所述撑杆302两端均设有台阶，所述台阶外圆上具有螺纹，所述撑杆302下端螺纹与所述底座301中心螺纹孔配合连接；所述定位盘303中心开设有通孔，所述撑杆302上端穿过所述通孔，通过螺母固定连接；所述定位盘303沿圆周径向延伸有与所述波峰101对应的定位块，用于放置并定位各波峰101。
优选地，焊接过程中，采用氩弧焊，需要在所述焊接定位工装300内充氩气保护。
在一个可能的实施例中，所述第三阶段：校形阶段，具体包括如下步骤：
根据材料特性及零件结构设计并制造校形工装400；
将所述主喷管波瓣毛坯件200置于所述校形工装400内，并将其置于加热炉内，首先将温度升温至760-800℃；
保温1小时并进行校形；
校形完成后，进行缓慢降温，防止温度骤降对零件质量及磨具造成损伤。
优选地，校形前，在主喷管波瓣毛坯件200表面及校形工装400模具表面涂上石墨，然后再将主喷管波瓣毛坯件200置于校形工装400内，这样既有利于减小模具与零件之间摩擦又可以保护零件表面质量。
在一个可能的实施例中，所述校形工装400包括上压板401、圆锥形胀芯402、内模403、外模404、固定件405、下托板406；
所述内模403外形与所述各波峰101内形匹配；
所述外模404内形与所述各波峰101外形匹配；
在校形过程中，将所述下托板406置于底部，将所述固定件405放置于所述下托板406上表面，将所述主喷管波瓣毛坯件200置于所述固定件405内，所述主喷管波瓣毛坯件200圆弧端朝下放置，将所述外模404逐一放入所述固定件405内，将所述内模403逐一放入所述主喷管波瓣毛坯件200各波峰内；将所述圆锥形胀芯402小直径一端插入所述内模403组合形成的圆心孔处；将所述上压板401置于所述圆锥形胀芯402上端面。
根据所述校形工装400所用材质的热胀系数确定所述校形工装400中各组成零件尺寸，其模具尺寸为95％-98％零件尺寸。
优选地，采用热胀的方式进行校形，所述校形工装400材料采用中硅钼；根据热胀系数对模具尺寸进行计算，其模具尺寸S＝(1-3.5％)×零件尺寸。
本发明的有益效果：
1)解决了封闭类薄壁复杂钣金结构件焊后无法校形的技术难点；
2)提出了一种热校形的校形方式，对负角度位置进行校形，有效保住了零件尺寸精度，防止了零件因焊接变形而造成报废；
3)采用分块式校形模具，解决了凹凸模间隙需要精确控制，配制均匀等制造困难提供了生产效率。
附图说明
图1是本发明主喷管波瓣加工方法流程示意图
图2是本发明焊接定位工装300示意图
其中：301为底座、302为底座、303为定位盘
图3A是本发明校形工装400结构示意图
图3B是本发明内模403结构示意图
图3C是本发明外模404结构示意图
图3D是本发明校形工装400组装示意图
具体实施方式
下面将结合本发明方法流程图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种直升机主喷管波瓣加工方法，其特征在于，所述直升机主喷管波瓣100由多个波峰101焊接而成，所述波峰101中间具有峰形突起，两边向外延伸有翻边，用于焊接，所述峰形突起沿轴向渐变成弧形，所述直升机主喷管波瓣100两端均有开口；加工方法包括以下几个阶段：
第一阶段：零件成形阶段；
根据GH3030高温合金在800摄氏度以下具有很好的热强性和高的塑性，采用热成形或冷成形方式加工所述波峰101，所述波峰101的数量为12；
第二阶段：焊接阶段；
根据所述主喷管波瓣毛坯件200结构设计并制造焊接定位工装300，如图2所示，所述焊接定位工装300用于在焊接过程中进行各所述波峰101零件的定位；
所述焊接定位工装300包括底座301、撑杆302、定位盘303；
所述底座301中心开设有螺纹孔，所述撑杆302两端均设有台阶，所述台阶外圆上具有螺纹，所述撑杆302下端螺纹与所述底座301中心螺纹孔配合连接；所述定位盘303中心开设有通孔，所述撑杆302上端穿过所述通孔，通过螺母固定连接；所述定位盘303沿圆周径向延伸有与所述波峰101对应的定位块，用于放置并定位各波峰101；
焊接过程中，采用氩弧焊，需要在所述焊接定位工装300内充氩气保护；
使用所述焊接定位工装300将各波峰101之间通过两边向外延伸的翻边焊接固定以形成主喷管波瓣毛坯件200。
第三阶段：校形阶段。
根据材料特性及零件结构设计并制造校形工装400；如图3A-3D所示，所述校形工装400包括上压板401、圆锥形胀芯402、内模403、外模404、固定件405、下托板406；
所述内模403外形与所述各波峰101内形匹配；
所述外模404内形与所述各波峰101外形匹配；
校形前，在主喷管波瓣毛坯件200表面及校形工装400模具表面涂上石墨，然后再将主喷管波瓣毛坯件200置于校形工装400内，将所述主喷管波瓣毛坯件200置于所述校形工装400内，并将其置于加热炉内，首先将温度升温至780℃；在校形过程中，将所述下托板406置于底部，将所述固定件405放置于所述下托板406上表面，将所述主喷管波瓣毛坯件200置于所述固定件405内，所述主喷管波瓣毛坯件200圆弧端朝下放置，将所述外模404逐一放入所述固定件405内，将所述内模403逐一放入所述主喷管波瓣毛坯件200各波峰内；将所述圆锥形胀芯402小直径一端插入所述内模403组合形成的圆心孔处；将所述上压板401置于所述圆锥形胀芯402上端面；
保温1小时并进行校形；
校形完成后，进行缓慢降温，防止温度骤降对零件质量及磨具造成损伤。
所述校形工装400材料采用中硅钼；根据热胀系数对模具尺寸进行计算，其模具尺寸S＝(1-3.5％)×零件尺寸。
以上所述，仅为本发明的具体实施例，对本发明进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种直升机主喷管波瓣加工方法，其特征在于，所述直升机主喷管波瓣(100)由多个波峰(101)焊接而成，所述波峰(101)中间具有峰形突起，两边向外延伸有翻边，用于焊接，所述峰形突起沿轴向渐变成弧形，所述直升机主喷管波瓣(100)两端均有开口；加工方法包括以下几个阶段：
第一阶段：零件成形阶段；所述第一阶段：零件成形阶段，采用热成形或冷成形方式加工所述波峰(101)；
第二阶段：焊接阶段；所述第二阶段：焊接阶段，具体包括如下步骤：
根据主喷管波瓣毛坯件(200)结构设计并制造焊接定位工装(300)，所述焊接定位工装(300)用于在焊接过程中进行各所述波峰(101)零件的定位；所述焊接定位工装(300)包括底座(301)、撑杆(302)、定位盘(303)；
所述底座(301)中心开设有螺纹孔，所述撑杆(302)两端均设有台阶，所述台阶外圆上具有螺纹，所述撑杆(302)下端螺纹与所述底座(301)中心螺纹孔配合连接；所述定位盘(303)中心开设有通孔，所述撑杆(302)上端穿过所述通孔，通过螺母固定连接；所述定位盘(303)沿圆周径向延伸有与所述波峰(101)对应的定位块，用于放置并定位各波峰(101)；
使用所述焊接定位工装(300)将各波峰(101)之间通过两边向外延伸的翻边焊接固定以形成主喷管波瓣毛坯件(200)；
第三阶段：校形阶段；所述第三阶段：校形阶段，具体包括如下步骤：
根据材料特性及零件结构设计并制造校形工装(400)；所述校形工装(400)包括上压板(401)、圆锥形胀芯(402)、内模(403)、外模(404)、固定件(405)、下托板(406)；
所述内模(403)外形与所述各波峰(101)内形匹配；
所述外模(404)内形与所述各波峰(101)外形匹配；
在校形过程中，将所述下托板(406)置于底部，将所述固定件(405)放置于所述下托板(406)上表面，将所述主喷管波瓣毛坯件(200)置于所述固定件(405)内，所述主喷管波瓣毛坯件(200)圆弧端朝下放置，将所述外模(404)逐一放入所述固定件(405)内，将所述内模(403)逐一放入所述主喷管波瓣毛坯件(200)各波峰内；将所述圆锥形胀芯(402)小直径一端插入所述内模(403)组合形成的圆心孔处；将所述上压板(401)置于所述圆锥形胀芯(402)上端面；
将所述主喷管波瓣毛坯件(200)置于所述校形工装(400)内，并将其置于加热炉内，首先将温度升温至760-800℃；
保温1小时并进行校形；
校形完成后，进行缓慢降温，防止温度骤降对零件质量及磨具造成损伤。
2.根据权利要求1所述的一种直升机主喷管波瓣加工方法，其特征在于，焊接过程中，采用氩弧焊，需要在所述焊接定位工装(300)内充氩气保护。
3.根据权利要求1所述的一种直升机主喷管波瓣加工方法，其特征在于，采用热胀的方式进行校形，所述校形工装(400)材料采用中硅钼；根据热胀系数对模具尺寸进行计算，其模具尺寸S＝96.5％×零件尺寸。
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