CN215999419U - 一种螺旋线结构式微细管的热成型工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于精密加工技术领域，公开了一种螺旋线结构式微细管的热成型工装，包括底板，所述底板上开设有若干个螺旋线槽组，所述螺旋线槽组上设置有若干个可旋转的定位压片；所述螺旋线槽组包括相邻设置的第一螺旋线槽和第二螺旋线槽，所述第一螺旋线槽和第二螺旋线槽均设有翘起的头部和尾部，所述第一螺旋线槽围绕设置在所述第二螺旋线槽的外侧且所述第一螺旋线槽的首端、末端分别与所述第二螺旋线槽的的首端、末端平齐；所述第一螺旋线槽和第二螺旋线槽呈螺旋线形。本实用新型结构简单、便于操作且能够有效降低成本，有效避免了常规弯折操作而产生微细管破裂、作废的问题。

Description

一种螺旋线结构式微细管的热成型工装

技术领域

本实用新型属于精密加工技术领域，涉及一种螺旋线结构式微细管的热成型工装。

背景技术

航空航天技术领域中，高超声速飞行器(HPCCE)将强预冷技术引入到传统发动机中，被认为是目前实现单级入轨最有应用前景的动力推进方案。与涡轮基组合循环(TBCC)和火箭基组合循环(RBCC)等组合发动机相比，HPCCE采用超临界闭式循环新型热力布局，不仅降低了发动机的进口气流温度，提高了飞行器的飞行马赫数，缓解了各工作部件的热环境，还提高了气体密度以增加流量，进而增加推力，有望成为未来最适用的高超声速推进技术。预冷器作为HPCCE的关键与核心构件，其作用为在极短的时间内从来流空气中吸取足够的热量，达到深冷空气的目的。由于预冷器的复杂工况，其结构非常复杂，制备工艺相当困难，制备技术已成为制约HPCCE快速发展的重要因素。

预冷器是由12个膜片装配而成，而膜片是四排由多根微细管组成的管路同集气管钎焊而成，其中，微细管材料为GH4169，尺寸为直径1mm、壁厚0.05mm，集气管材料为06Cr19Ni10。为了提高换热效率，微细管之间结构紧凑，单根微细管呈螺旋线式。由于微细管壁厚仅为0.05mm，采用常规弯制方法极易损坏管路，所以提供一种微细管的成型工装是非常有必要的。

发明内容

本实用新型在于提供一种螺旋线结构式微细管的热成型工装，以解决因微细管壁厚极薄，使用常规弯制方法极易损坏管路的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种螺旋线结构式微细管的热成型工装，包括底板，所述底板上开设有若干个螺旋线槽组，所述螺旋线槽组上设置有若干个可旋转的定位压片；所述螺旋线槽组包括相邻设置的第一螺旋线槽和第二螺旋线槽，所述第一螺旋线槽和第二螺旋线槽均设有翘起的头部和尾部，所述第一螺旋线槽围绕设置在所述第二螺旋线槽的外侧且所述第一螺旋线槽的首端、末端分别与所述第二螺旋线槽的的首端、末端平齐；所述第一螺旋线槽和第二螺旋线槽呈螺旋线形。

若干个所述螺旋线槽组的首端、末端分别位于同一圆周上。

所述螺旋线槽组的数量为四个，且相邻两个所述螺旋线槽组的首端之间间隔为90°。

所述第一螺旋线槽和第二螺旋线槽的槽深均为1.2mm、槽宽均为1.1mm。

所述底板的厚度为5mm。

所述底板的材质与所述微细管的材质相同。

所述底板的材质为GH4169。

所述定位压片的一端固定在所述底板上、另一端通过可拆卸的限位件与所述底板相连。

所述定位压片为不锈钢箔，所述限位件为焊点。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其底板上开设有与微细管需成型结构一致的螺旋线槽组，并且螺旋线槽组上还设置有避免微细管脱落的定位压片。为了提供该热成型工装的工作效率，每个螺旋线槽组包括第一螺旋线槽和第二螺旋线槽，如此一来，能够满足两种长度管路中的微细管同时进行操作。该第一螺旋线槽和第二螺旋线槽均设有翘起的头部和尾部，以方便后续集气管的安装。并且，为了尽可能的利用底板上的面积并节省空间，第一螺旋线槽围绕设置在第二螺旋线槽的外侧且第一螺旋线槽的首端、末端分别与第二螺旋线槽的的首端、末端平齐，如此一来，底板上可以多分布几个螺旋线槽组。本实用新型结构简单、便于操作且能够有效降低成本。

具体使用过程为：预先给该热成型工装中涂阻钎剂以避免微细管粘连，然后将不同管路中的微细管分别装配至相应的螺旋线槽内以使微细管呈螺旋线状态，并通过点焊处理定位及固定，再将装配好的微细管以及该热成型工装一并送炉进行热成型处理，最后打磨掉焊点并去除微细管表面残存的阻钎剂，就得到了螺旋线结构式微细管。经此操作得到的螺旋线结构式微细管轮廓度满足设计要求，并且在压力试验中管路没有泄漏、变形，可以进行后续工序。有效避免了常规弯折操作而产生微细管破裂、作废的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图3中A-A剖视图；

图3为预冷器膜片的结构示意图；

图4为图1中A处的结构放大图；

图5为本实用新型装配了微细管的结构示意图；

图6为图5中B处的结构放大图；

图中，1-底板、11-第一螺旋线槽、12-第二螺旋线槽、2-第一管路、21-第一微细管、3-第二管路、4-第三管路、41-第三微细管、5-第四管路、6-集气管、7-不锈钢箔、71-焊点。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供一种螺旋线结构式微细管的热成型工装，如图1、图2所示，包括底板1，所述底板1上开设有若干个螺旋线槽组，所述螺旋线槽组上设置有若干个可旋转的定位压片；所述螺旋线槽组包括相邻设置的第一螺旋线槽11和第二螺旋线槽12，所述第一螺旋线槽11和第二螺旋线槽12均设有翘起的头部和尾部，所述第一螺旋线槽11围绕设置在所述第二螺旋线槽12的外侧且所述第一螺旋线槽11的首端、末端分别与所述第二螺旋线槽12的的首端、末端平齐；所述第一螺旋线槽11和第二螺旋线槽12呈螺旋线形。

本实用新型提供的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其底板1上开设有与微细管需成型结构一致的螺旋线槽组，并且螺旋线槽组上还设置有避免微细管脱落的定位压片7。为了提供该热成型工装的工作效率，每个螺旋线槽组包括第一螺旋线槽11和第二螺旋线槽12，如此一来，能够满足两种长度管路中的微细管同时进行操作。该第一螺旋线槽和第二螺旋线槽均设有翘起的头部和尾部，以方便后续集气管6的安装。并且，为了尽可能的利用底板1上的面积并节省空间，第一螺旋线槽11围绕设置在第二螺旋线槽12的外侧且第一螺旋线槽11的首端、末端分别与第二螺旋线槽12的的首端、末端平齐，如此一来，底板1上可以多分布几个螺旋线槽组。本实用新型结构简单、便于操作且能够有效降低成本。

具体使用过程为：预先给该热成型工装中涂阻钎剂以避免微细管粘连，然后将不同管路中的微细管分别装配至相应的螺旋线槽内以使微细管呈螺旋线状态，并通过点焊处理定位及固定，再将装配好的微细管以及该热成型工装一并送炉进行热成型处理，最后打磨掉焊点并去除微细管表面残存的阻钎剂，就得到了螺旋线结构式微细管。经此操作得到的螺旋线结构式微细管轮廓度满足设计要求，并且在压力试验中管路没有泄漏、变形，可以进行后续工序。有效避免了常规弯折操作而产生微细管破裂、作废的问题。

为了进一步地方便排布更多的螺旋线槽组，若干个所述螺旋线槽组的首端、末端分别位于同一圆周上。

优选的，所述螺旋线槽组的数量为四个，且相邻两个所述螺旋线槽组的首端之间间隔为90°。

所述第一螺旋线槽11和第二螺旋线槽12的槽深均为1.2mm、槽宽均为1.1mm。

所述底板1的厚度为5mm。

为了防止热膨胀对于微细管的影响，所述底板1的材质与所述微细管的材质相同，否则容易使微细管破损或者根本起不到定型作用。

一般地，微细管的材质为GH4169，所以同理所述底板1的材质为GH4169。GH4169是一种沉淀强化镍基高温合金，在-253～650℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能够制造各种形状复杂的零部件，在宇航、核能、石油工业及挤压模具中，在上述温度范围内获得了极为广泛的应用。

具体地，所述定位压片7的一端固定在所述底板1上、另一端通过可拆卸的限位件71与所述底板1相连。在需要装配或拆卸微细管时，将定位压片7拨开；在装配好微细管之后，将定位压片7拨回，并通过限位件71对定位压片7的另一端的位置进行限制，以防止微细管从槽中脱落。

更具体地，所述定位压片7为不锈钢箔，所述限位件71为焊点。

实施例

预冷器膜片是由第一管路2、第二管路3、第三管路4、第四管路5同集气管6钎焊而成，参照图3、图4，每个管路由多个微细管组成。为了提高效率及节约成本，鉴于第一管路2、第二管路3、第三管路4、第四管路5中，各管路结构类似、只长度略有差别，考虑到操作情况以及各螺旋线槽之间的壁厚尺寸，将第一管路2和第三管路4的螺旋线槽集成在一个该热成型工装上，将第二管路3和第四管路5的螺旋线槽集成在另一个该热成型工装上。以下以第一管路2、第三管路4加工过程为例，具体实施过程如下：

在底板1上分别铣加工出与第一管路2中第一微细管21、第三管路4中第三微细管41形状、长度相同的第一螺旋线槽11、第二螺旋线槽12，槽深1.2mm、槽宽1.1mm，以预备该热成型工装。为了防止热膨胀对于微细管的影响，工装材料选用与管路相同的GH4169。

(1)计算第一管路2、第三管路4的长度，使用线切割将微细管分别制成相应的尺寸。

(2)使用煤油、酒精清洗干净该热成型工装及切割好的微细管。

(3)在该热成型工装的槽底及侧壁上均匀涂刷一层阻钎剂，厚度控制在0.1mm以内，以防止该热成型工装与微细管在高温下粘连，使用热风枪烘干。

(4)参照图5，依次逐根将微细管装配至成型工装的槽中，将第一管路2中的第一微细管21装配至该热成型工装中的第一螺旋线槽11、将第三管路4中的第三微细管41装配至第二螺旋线槽12，可以看出每个热成型工装工作一次可以定位4根第一微细管21、4根第三微细管41，可以使用0.1mm厚的不锈钢箔采用储能点焊定位，定位点48处均布，定位示意图如图6所示。

(5)将装配好的微细管以及该热成型工装置于真空钎焊炉进行热成型处理。

(6)使用气动风枪打磨掉储能点焊点，将微细管从该热成型工装上的槽中取出，置于丙酮溶液0.3h～0.5h，以去除微细管表面残存的阻钎剂，即得螺旋线结构式微细管；

(7)使用检测工装检测得到的螺旋线结构式微细管的轮廓度，即第一微细管21和第三微细管41的轮廓度；

(8)进行压力试验，试验介质为纯净水，压力为20MPa，时间为20min，检测到第一微细管21和第三微细管41不泄露、不变形。

第二管路3、第四管路5中的微细管的加工过程以此类推。

本实用新型实现了微细管的成型，微细管的轮廓度在0.2mm以内，满足设计要求；且在20MPa压力试验下管路没有泄漏、变形，可以进行后续工序。

本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)上开设有若干个螺旋线槽组，所述螺旋线槽组上设置有若干个可旋转的定位压片(7)；所述螺旋线槽组包括相邻设置的第一螺旋线槽(11)和第二螺旋线槽(12)，所述第一螺旋线槽(11)和第二螺旋线槽(12)均设有翘起的头部和尾部，所述第一螺旋线槽(11)围绕设置在所述第二螺旋线槽(12)的外侧且所述第一螺旋线槽(11)的首端、末端分别与所述第二螺旋线槽(12)的的首端、末端平齐；所述第一螺旋线槽(11)和第二螺旋线槽(12)呈螺旋线形。

2.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，若干个所述螺旋线槽组的首端、末端分别位于同一圆周上。

3.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述螺旋线槽组的数量为四个，且相邻两个所述螺旋线槽组的首端之间间隔为90°。

4.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述第一螺旋线槽(11)和第二螺旋线槽(12)的槽深均为1.2mm、槽宽均为1.1mm。

5.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述底板(1)的厚度为5mm。

6.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述底板(1)的材质与所述微细管的材质相同。

7.根据权利要求1或6所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述底板(1)的材质为GH4169。

8.根据权利要求1所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述定位压片(7)的一端固定在所述底板(1)上、另一端通过可拆卸的限位件(71)与所述底板(1)相连。

9.根据权利要求8所述的螺旋线结构式微细管的热成型工装，其特征在于，所述定位压片(7)为不锈钢箔，所述限位件(71)为焊点。

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