唇緣蒙皮扇區(qū)以及用于形成唇緣蒙皮扇區(qū)的方法和裝置的制造方法
【專利說明】唇緣蒙皮扇區(qū)以及用于形成唇緣蒙皮扇區(qū)的方法和裝置
[0001]本發(fā)明涉及唇緣蒙皮扇區(qū)(sector)以及用于形成唇緣蒙皮扇區(qū)的方法和裝置。唇緣蒙皮是飛行器機(jī)艙的進(jìn)口開口周圍的機(jī)械部件。機(jī)艙一般具有覆蓋飛行器的噴氣式發(fā)動機(jī)的薄的、符合空氣動力學(xué)形狀的金屬蒙皮。所述唇緣蒙皮一般由單個構(gòu)件或者多個扇區(qū)構(gòu)成，并且唇緣蒙皮的主要特征是平滑的外側(cè)后緣，該外側(cè)后緣必須沒有不規(guī)則性和不連續(xù)性，以減少阻力并防止形成紊流。內(nèi)側(cè)進(jìn)口緣通常形成為通過屏蔽風(fēng)扇噪音來減弱來自發(fā)動機(jī)的噪音并引導(dǎo)氣流進(jìn)入發(fā)動機(jī)的形狀，前緣或唇緣提供外側(cè)后緣與內(nèi)側(cè)進(jìn)口緣之間的平滑過渡，同時形成小的前部區(qū)域以減少阻力。
[0002]唇緣蒙皮的復(fù)雜的三維復(fù)合彎曲形狀通常需要復(fù)雜的多階段成型工藝，經(jīng)常需要中間熱處理。通常，唇緣蒙皮是利用多個階段的深拉延(drawing)或者旋壓成型工藝來生產(chǎn)的，需復(fù)雜且昂貴的模具以及耗時的多步驟工藝和中間熱處理。由于對空氣動力學(xué)和噪音的考慮，特別希望盡可能地擴(kuò)展唇緣蒙皮的外側(cè)后緣，稱之為擴(kuò)展后緣，其中所述唇緣蒙皮的外側(cè)后緣的軸向長度可以比內(nèi)側(cè)進(jìn)口緣的軸向長度長得多。公知的深拉延工藝不適合于這種擴(kuò)展后緣的制造。
[0003]附圖中的圖1示出了擴(kuò)展進(jìn)氣口整流罩的常見唇緣蒙皮。進(jìn)氣口整流罩的主要特征是:
[0004]1.后緣；
[0005]2.進(jìn)口緣；
[0006]3.前緣；
[0007]4.弧形件或者扇區(qū)的定義；和
[0008]5.在軸線方向延伸的中心線
[0009]本發(fā)明的方法和裝置可用于標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)氣口整流罩扇區(qū)，其中特征I和特征3之間的軸向距離與特征2和特征3之間的軸向距離相似。該工藝也可用于層流進(jìn)氣口整流罩，其中特征I至特征3的軸向距離比特征2至特征3的軸向距離大得多。扇區(qū)的整體尺寸由圖2和圖3中的編號10所涉及的坯板尺寸決定。
[0010]本發(fā)明的一個目的是提供唇緣蒙皮的扇區(qū)以及用于形成具有擴(kuò)展外部的唇緣蒙皮的扇區(qū)的方法和裝置，以此來增加機(jī)艙外表面上的層流程度，從而消除任何流動中斷。然而，本發(fā)明同樣適用于標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)氣口整流罩扇區(qū)。
[0011]因此，本發(fā)明提供了一種用于形成環(huán)形部件的扇區(qū)的裝置，包括:用于牢固地保持安裝在其上的坯板的至少一部分的裝置，該保持裝置適于使保持坯板的一部分易接近；沖頭，具有形成為與環(huán)形部件的從后緣至前緣和/或從前緣至進(jìn)口緣的扇區(qū)的整個輪廓或部分輪廓的形狀相對應(yīng)的外表面輪廓，該沖頭和/或保持裝置能夠徑向移動，以便沖頭能夠與坯板的易接近部分進(jìn)行接觸，以便從后緣至前緣形成該坯板，保持裝置適于在沖頭與坯板進(jìn)行接觸時允許坯板材料受控地流過該保持裝置，以便穿過沖頭拉延形成坯板，該裝置具有用于形成環(huán)形部件的從前緣至進(jìn)口緣的扇區(qū)的輪廓的配合成型裝置，其特征在于，該保持裝置適于形成包圍坯板的待通過沖頭形成的易接近部分的夾緊邊界。
[0012]理論上，保持裝置適于創(chuàng)建包圍坯板的待通過沖頭形成的易接近部分的連續(xù)夾緊邊界。
[0013]優(yōu)選的，保持裝置形成包圍坯板的待通過沖頭形成的易接近部分的框架。
[0014]理論上，保持裝置形成包圍坯板的待通過沖頭形成的部分的連續(xù)框架。
[0015]有利的，包圍坯板的待形成部分的夾緊邊界的使用意味著，當(dāng)沖頭與坯板進(jìn)行接觸時，坯板將以基本上均勻的方式通過該夾緊邊界。這對于形成環(huán)形部件的扇區(qū)(諸如機(jī)艙的唇緣蒙皮)提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)的成型工藝中，只有坯板扇區(qū)的前緣和后緣被夾持。總的來說，其防止了沿著坯板扇區(qū)的未被夾持邊緣的翹曲。這減少了完成唇緣蒙皮的成型扇區(qū)所需的手動工作量，并且也降低了由于沿著邊緣的翹曲或皺曲而使材料變形或者劣化的風(fēng)險。
[0016]理論上，當(dāng)保持裝置和沖頭被相對保持在固定位置時，配合成型裝置是可操作的。
[0017]優(yōu)選的，配合成型裝置與保持裝置和沖頭結(jié)合是可操作的。
[0018]理論上，配合成型裝置在由中心線限定的軸向方向上是可調(diào)整的。
[0019]優(yōu)選的，配合成型裝置在從成型扇區(qū)的前緣至進(jìn)口緣的方向上是可調(diào)整的。
[0020]優(yōu)選的，該裝置包括用于促進(jìn)沖頭和/或保持裝置的徑向移動的致動裝置。
[0021]理論上，該裝置包括用于促進(jìn)配合成型裝置沿著其行程的至少一部分軸向移動的致動裝置。
[0022]理論上，保持裝置適于限定用于促進(jìn)沖頭的定位的間隙。
[0023]在使用中，坯板以兩階段成型工藝形成環(huán)形部件的扇區(qū)，諸如飛行器機(jī)艙的進(jìn)氣口整流罩/唇緣蒙皮。
[0024]在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，保持裝置的至少一部分也能夠作為用于拉延形成環(huán)形部件的從前緣至進(jìn)口緣的扇區(qū)的配合成型裝置的至少一部分操作。
[0025]優(yōu)選的，保持裝置包括坯板保持件和沖模。
[0026]理論上，坯板保持件的至少一部分具有與安裝在其上的成型扇區(qū)的表面輪廓相對應(yīng)的外表面輪廓。
[0027]優(yōu)選的，所述沖模是沖模板。
[0028]理論上，沖模板具有與安裝在坯板保持件和沖模之間的成型扇區(qū)的表面輪廓相對應(yīng)的內(nèi)表面輪廓。
[0029]理論上，坯板保持件的外表面輪廓和沖模的內(nèi)表面輪廓盡可能密切地對應(yīng)于環(huán)形部件的成型扇區(qū)的表面輪廓。有利的，這意味著，當(dāng)沖頭與坯板進(jìn)行接觸時，由于保持裝置和沖頭的相對徑向移動而施加在坯板上的力盡可能地均勻分布。這意味著，坯板材料在坯板保持件和沖模之間的流動也將盡可能地均勻。此外，這盡可能地降低了由于成型工具施加在材料上的非均勻應(yīng)變而導(dǎo)致變形或者損壞材料性能的風(fēng)險。
[0030]理論上，沖模板的至少一部分具有在或圍繞其縱向軸線剖切的截頭圓錐體形外壁的形狀。
[0031]優(yōu)選的，沖模板的與坯板接觸的表面是鑄造或機(jī)加工的。
[0032]優(yōu)選的，沖模板由另外的鑄造或機(jī)加工結(jié)構(gòu)支撐，該另外的鑄造或機(jī)加工結(jié)構(gòu)將力從沖模板傳遞到壓力系統(tǒng)。
[0033]理論上，用于接合坯板的沖模板表面具有圓錐形輪廓。有利的，沖模板表面被設(shè)計為確保在沖頭的表面上進(jìn)行均勻拉延，同時提供利用配合成型裝置二次拉延內(nèi)表面的足夠間隙。
[0034]優(yōu)選的，沖模板在每一側(cè)上線性延展。
[0035]優(yōu)選的，沖模板具有切口。
[0036]理論上，切口在沖模的中心。有利的，切口的中心位置允許均勻量的材料被夾緊在切口周圍，從而確保沖頭周圍的坯板材料的均勻拉延。
[0037]優(yōu)選的，切口的形狀被設(shè)計為與沖頭的形狀匹配，具有用于坯板材料厚度的小間隙。
[0038]優(yōu)選的，切口的角部被倒圓。有利的，這確保也使皺曲最小化充足的材料流動。
[0039]理論上，切口的內(nèi)周表面的至少一部分通過一半徑倒圓，以便在拉延操作中提供受控的材料流動。
[0040]優(yōu)選的，沖模板的內(nèi)表面和切口的內(nèi)周表面的鄰近坯板的部分之間的邊界通過一半徑倒圓，以便在拉延成型操作中提供受控的材料流動。
[0041 ] 在第二實(shí)施例中，保持裝置包括坯板保持件和沖模。
[0042]在第二實(shí)施例中，沖模具有可移動部分，當(dāng)坯板被夾緊在沖模和坯板保持件之間時，該可移動部分能夠相對于沖模的其余部分移動。
[0043]在第二實(shí)施例中，沖模的可移動部分鄰近沖模的前緣定位。通過沖模的前緣，我們指的是沖模的與沖頭的前緣鄰近的邊緣，坯板的前緣將形成為環(huán)形部件的扇區(qū)，如唇緣蒙皮。
[0044]在第二實(shí)施例中，沖模的可移動部分可通過動力致動裝置移動。
[0045]在第二實(shí)施例中，動力致動裝置可在沖模的可移動部分和另一部分之間操作。
[0046]在第二實(shí)施例中，沖模的可移動部分提供配合成型裝置的一部分。
[0047]在第二實(shí)施例中，沖模的可移動部分可在環(huán)形部件的扇區(qū)的前緣至進(jìn)口緣的方向上移動，以便拉延成型坯板的這個部分。
[0048]在第二實(shí)施例中，沖模包括沖模板和圍繞沖模板的全部或部分周邊的支撐裝置。有利的，支撐裝置為沖模板提供結(jié)構(gòu)支撐，以便傳遞通過沖模施加的夾緊力，從而夾緊沖模和坯板保持件之間的坯板，并且吸收所施加的通過支撐裝置的致動力，從而允許沖模的可移動部分被致動。
[0049]在第二實(shí)施例中，沖模的可移動部分的全部或部分夾緊表面以及坯板保持件的彼此相對的夾緊表面是平面，最優(yōu)選的是水平平