CN116323030A - 包含带内弯边缘的开口的进气口唇缘或其环形部分的制造 - Google Patents

包含带内弯边缘的开口的进气口唇缘或其环形部分的制造 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种进气口唇缘的制造方法，包括：面对液压成形工具的模具的三维成形表面布置坯件，所述三维表面包括用于形成进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁的外部环形部分，所述外部环形部分包括至少一个在所述三维表面上突出的开口空腔；通过在所述模具的三维表面上对所述坯件进行液压成形来形成进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件(60)，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件的截面为U形，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件(60)的外壁(61)包括至少一个具有内弯边缘(620)和底部(621)的中空壳体(62)，所述壳体的形状对应于所述至少一个开口空腔；在每个中空壳体(62)中切割开口(622)，至少保持所述边缘内弯(620)以获得进气口唇缘，所述进气口唇缘包括至少一个开口，所述至少一个开口具有与所述唇缘或所述扇区的外壁一体形成的边缘。

Description

包含带内弯边缘的开口的进气口唇缘或其环形部分的制造
技术领域
本发明涉及航空发动机机舱进气口唇缘的制造。
背景技术
航空发动机的机舱包括进气罩，在前部通过唇缘延伸，唇缘的截面呈U形，向后开口。进气口唇缘特别具有确保空气的气动流动的功能，一方面，空气流向风扇通道，另一方面，空气流向机舱的外部。
进气口唇缘通常制成一体式或由随后组装在一起的几个单独的环形扇区制成。
进气口唇缘或环形扇区通过金属板成形，更具体地通过旋压成形单独制造。一旦制造出进气口唇缘或环形扇区，通常会通过在唇缘或扇区的壁上加工来制造开口，特别是在此处容纳和固定附加部件。
成形后在唇缘或环形扇区壁上加工开口可能会导致所谓的“层流”缺陷，对应于唇缘或扇区的空气动力学轮廓的修改，可能会干扰沿唇缘或环形扇区外壁的流动。
此外，当附加部件固定在开口的水平面上时，所使用的固定构件突出在唇缘或扇区的外壁表面上，这也会破坏沿唇缘或唇缘扇区外壁的流动。
然而，需要制造进气口唇缘或包括一个或多个开口的进气口唇缘的环形扇区，所述开口在成形后不改变唇缘或环形扇区的空气动力学轮廓。
发明内容
为此，本发明提出了一种进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的制造方法，包括：
–面对液压成形工具的模具的三维表面布置坯件，所述三维表面包括用于形成进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁的外部环形部分，所述外部环形部分包括至少一个在所述三维表面上突出的开口空腔，
–通过在所述模具的三维表面上对所述坯件进行液压成形来形成进气口唇缘或进气口唇缘扇区，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件的截面为U形，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件的外壁包括至少一个具有内弯边缘和底部的中空壳体，所述壳体的形状对应于所述至少一个开口空腔的形状，
–在每个中空壳体中切割开口，至少保持内弯边缘以获得进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区，所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区包括至少一个开口，所述至少一个开口具有与所述唇缘或所述扇区的外壁一体形成的边缘。
因此，由于本发明的方法，每个开口由与进气口唇缘或进气口唇缘扇区同时形成的壳体制成。因此，当壳体的成形与唇缘或扇形部的成形同时进行时，壳体的成形不会改变外壁的几何形状和空气动力学轮廓。此外，每个壳体在外壁下方延伸。因此，为形成开口而对壳体进行的每次后续加工都不会影响外壁的几何形状，因此不会影响唇缘或扇区的空气动力学轮廓。
根据本发明方法的一个特定特征，当在一个或多个中空壳体中切割开口时，仅保留全部或部分内弯边缘。在这种情况下，附加部件可以固定在中空壳体的开口的内弯边缘上，所述部件在进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方延伸。附加部件尤其可以是进气道(scoop)。
根据本发明的方法的另一特定特征，当在一个或多个中空壳体中切割开口时，中空壳体底部的一部分以在开口中形成凹陷(plunging)的方式保留，该方法还包括将附加部件固定到壳体的底部，所述部件存在于进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方或与进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁齐平。
根据本发明的方法的另一个具体特征，每个开口空腔安装在可拆卸键上。这尤其使得有可能促进唇缘或环形扇区预制件的脱模。
本发明的目的还是一种截面为U形的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区，所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁包括一个或多个开口，每个开口包括与所述外壁一体成形并在所述外壁下延伸的内弯边缘。
根据本发明的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的一个特定特征，附加部件固定到所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁上的一个或多个开口的内弯边缘上，所述部件在所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方延伸。
根据本发明的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的另一具体特征，所述附加部件是进气道。
根据本发明的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的另一具体特征，一个或多个开口还包括凹陷和所述凹陷上的附加部件，所述部件存在于所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方，或者与所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁齐平。
附图说明
图1是显示根据本发明的一个实施例的进气口唇缘的制造方法的步骤的流程图，
图2是金属板的示意图，
图3是图1的金属板切割后得到的环的示意图，
图4是从图3的环获得的截锥体的示意性透视图，
图5是从图4的截锥体获得的进气口唇缘坯件的示意性透视图，
图6是显示图5的坯件在液压成形工具中的布置的示意性透视图，
图7是图6的液压成形工具闭合并运行后的示意性剖视图，
图8是显示在图6和图7的液压成形工具中对图5的坯件进行液压成形之后进气口唇缘预制件脱模的示意性透视图，
图9是显示在图8的唇缘预制件中切割开口的透视图，
图10是显示在切割图9的开口后获得的进气口唇缘的透视图，
图11为在图10的进气口唇缘上固定附加盖的剖视示意图，
图12为在图10的进气口唇缘上固定附加进气道的剖视示意图。
具体实施方式
本发明通常应用于航空发动机机舱的进气口唇缘或进气口唇缘的环形扇区的生产。
图1描述了根据本发明的用于制造进气口唇缘的方法的步骤。
如图2所示，该方法开始于提供金属板10，例如由铝合金制成(步骤S1)。金属板10可以是整块板材，也可以是多块板材焊接固定而成的板材，以将较小的单元金属板材制成大尺寸的金属板材。
然后切割金属板10以形成图3所示的环20(步骤S2)。
对环20的厚度进行机械加工，以便在成形后获得恒定的金属板厚度(步骤S3)。
然后通过已知的金属板轧制技术由环20形成图4所示的截锥体30。
一旦形成，截锥体30例如通过压花和/或冲压被预形成唇缘坯件40，其具有与最终唇缘的形状相似的大体形状，也就是说，已经具有如图5所示的U形截面(步骤S5)。
根据本发明，然后通过液压成形或内部高压成形执行进气口唇缘的最终成形(步骤S6)。更准确地说，如图6所示，坯件40被布置在液压成形工具50的模具51(也称为压模)中，模具51包括与待获得的唇缘预制件的形状相对应的三维表面510。然后，如图7所示，用盖子52将工具51密闭。盖子52包括开口520，高压下的流体53通过该开口被引入。施加在坯件40上的流体53的高压P迫使坯件形成模具51的三维表面510的形状。在这里描述的示例中，三维表面510包括用于形成进气口唇缘的外壁的外部环形部分510a。外部环形部分510a包括两个不同几何形状的开口空腔511和512。在这里描述的示例中，空腔511旨在允许形成用于将盖子结合在进气口唇缘上的中空壳体，而空腔512旨在允许形成用于将出气口结合在进气口唇缘上的中空壳体。开口空腔511和512优选分别安装在可拆卸键5110和5120上。
一旦液压成形完成，一体式进气口唇缘预制件60具有截面为U形的旋转形状。如图8所示，然后将进气口唇缘脱模(步骤S7)。开口空腔511和512在此安装在可拆卸键5110和5120上，它们可以被移除以促进在液压成形之后唇缘的脱模。
在此阶段，进气口唇缘预制件60已经具有唇缘的最终几何形状，特别是在其外壁61的水平处，气流将沿着该外壁61流动。因此，重要的是保持唇缘外壁的空气动力学轮廓。如图所示，进气口唇缘60还包括位于其外壁61上的两个中空壳体62和63，分别由空腔511和512形成。中空壳体62包括在内壁61下方延伸的内弯边缘620和底部621。类似地，中空壳体63包括在内壁61下方延伸的内弯边缘630和底部631。
接下来，在中空壳体62和63中的每一个中切割开口(步骤S8)。如图9所示，例如通过机加工在中空壳体62的底部621中形成开口622。在这里描述的示例中，底部621没有被完全去除，以便留下部分6210并形成对应于内弯边缘620和部分6210的凹陷623，两者都与进气口唇缘预制件的其余部分一体形成。在中空壳体63中还形成有开口632。在这里描述的示例中，底部631被完全移除，以便仅保留内弯边缘630。
如果中空壳体的底部全部去除，则根据固定要求保留全部或部分内弯边缘。例如，可以仅移除底部并保留整个内弯边缘。还可以移除一部分内弯边缘，以便根据需要调整边缘在唇缘外壁下方的延伸深度，或者甚至省去整个内弯边缘，例如在中空壳体的一侧或多侧上。
因此，获得了旋转形状的进气口唇缘70，其截面为U形并包括形成唇缘的空气动力学轮廓的外壁71。外壁包括两个开口710和711，对应于在唇缘预制件60中制作的开口622和632。开口710包括与外壁71一体形成并完全在其下方延伸的凹陷7101。开口711包括与外壁71一体成形且完全延伸于其下方的内弯边缘7110。
为了根据本发明的方法制造进气口唇缘环形扇区，通过使它们中的某些步骤适用于扇区的制造来实施类似于先前描述的步骤S1至S8的步骤。为了简化起见，不再对所有这些步骤进行详细描述。已经描述的步骤的调整尤其包括：
–在金属板中切割环形部分(步骤S2的调整)；
–形成截锥部分(步骤S4的调整)；
–预成形与进气口唇缘坯件的一段相对应的进气口唇缘环形扇区坯件(步骤S5的调整)；
–通过液压成形形成进气口唇缘环形扇区预制件，使液压成形工具特别是工具模具的三维成形表面适应环形扇区的形状(步骤S6的调整)。
因此，本发明的方法可以形成包括一个或多个开口的进气口唇缘或进气口唇缘扇区，其凹陷或未凹陷的边缘与唇缘或扇区的结构一体形成。
一个或多个开口可以特别地但不排他地用于固定附加部件，该附加部件存在于进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方或与进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁齐平。
因此，本发明的方法还可以包括固定一个或多个附加部件(步骤S9)。在这里描述的示例中，如图11所示，对应于盖子80的第一附加部件固定在开口710中。更准确地说，如图11所示，盖子80通过螺母型固定件81固定在与外壁71一体成形的凹陷7101上。因此，盖子80与进气口唇缘70的外壁71的表面齐平(盖子80的外表面与外壁71的表面在同一平面上)。因此，盖子80不会干扰沿外壁71的气流F。
第二附加部件，这里是进气道90，固定在开口711中。更确切地说，进气道90通过螺母型固定件91固定在与外壁71一体成形的内弯边缘7110上。由于进气道90和固定构件91完全在外壁下方延伸，它们不会干扰气流F沿外壁71的流动。
此外，与唇缘或环形扇区的外壁一体形成的固定边缘(凹陷或非凹陷)的存在使得无需使用鱼尾板或额外的配合面就可以固定附加部件。这样，进气口唇缘的总重量就减少了。

Claims (9)

1.一种进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区(70、71)的制造方法，包括：
–面对液压成形工具(51)的模具的三维成形表面(510)布置坯件(40)，所述三维表面包括用于形成进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁的外部环形部分(510a)，所述外部环形部分包括至少一个在所述三维表面上突出的开口空腔(511)，
–通过在所述模具的三维表面上对所述坯件进行液压成形来形成进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件(60)，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件的截面为U形，所述进气口唇缘或进气口唇缘扇区预制件(60)的外壁(61)包括至少一个具有内弯边缘(620)和底部(621)的中空壳体(62)，所述壳体的形状对应于所述至少一个开口空腔(511)的形状，
–在每个中空壳体(62)中切割开口(622)，至少保持所述内弯边缘(620)以获得进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区，所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区包括至少一个开口(710)，所述至少一个开口具有与所述唇缘或所述扇区的外壁(71)一体形成的边缘。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当在一个或多个中空壳体(63)中切割开口(632)时，仅保留全部或部分内弯边缘(630)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，附加部件固定在所述中空壳体(63)的开口(632)的内弯边缘(630)上，所述部件在所述进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区的外壁(71)下方延伸。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述附加部件是进气道(90)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，当在一个或多个中空壳体(62)中切割开口(622)时，所述中空壳体的底部(621)的部分(6210)以在所述开口中形成凹陷(623)的方式保留，所述方法还包括将附加部件固定到所述壳体底部的部分(6210)，所述部件存在于所述进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区的外壁(71)下方或与所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁齐平。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，每个开口空腔(511)安装在可拆卸键(5110)上。
7.一种截面为U形的进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区，所述进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区的外壁(71)包括一个或多个开口(711)，每个开口(711)包括至少一个与所述外壁(71)一体形成并在所述外壁下方延伸的内弯边缘(7110)，并且其中附加部件固定到所述进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区的外壁(71)上的一个或多个开口的内弯边缘(7110)，所述部件在所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁下方延伸。
8.根据权利要求7所述的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区，其中，所述附加件为进气道(90)。
9.根据权利要求7或8所述的进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区，其中，一个或多个开口(710)还包括凹陷(7101)和所述凹陷上的附加部件(80)，所述部件存在于所述进气口唇缘(70)或进气口唇缘环形扇区的外壁(71)下方，或者与所述进气口唇缘或进气口唇缘环形扇区的外壁齐平。
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