[实用新型]一种带孔弧形板的加工设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃气轮机技术和精密铸造领域，特别是涉及一种带孔弧形板的加工设备。

背景技术

作为航空发动机的热端部件，燃烧室是决定发动机寿命和可靠性的关键部件之一。火焰筒在高温、剧烈震动和热冲击等恶劣条件下工作要承受很大的热应力、蠕变应力和疲劳应力，常产生裂纹、变形、掉块、烧蚀、脱焊和腐蚀等故障，是燃烧室故障率最高的组件，因而燃烧室的寿命和可靠性主要取决于火焰筒的寿命和可靠性。燃烧室内燃气的温度远高于火焰筒材料的许用温度，由此提高火焰筒的冷却效率就显得尤为重要。

图1示出的是目前较为常用的冲击发散双层壁火焰筒的结构示意图，其采用了冲击-发散冷却形式，外层承力壁1’通常称为冲击孔壁，其上设置有冲击孔2’。内层浮动壁3’为弧形浮动瓦片，通常称为多斜孔壁，其上开设有大量密集的冷却孔4’。图中的5’表示冷却空气的流动方向，6’表示高温燃气的流动方向。这种复合冷却方式具有冷却效率高、压力损失小等优点。为了获得更好的冷却效果，冷却孔4’的轴线方向需要与火焰筒的法向保持一个固定的角度。这种情况下，沿内层浮动壁3’周向(即火焰筒的周向)的冷却孔4’角度(冷却孔4’的轴心线相对于内层浮动壁3’的法向之间的夹角)呈辐射状，而非平行状。

目前通常使用的带孔的弧形板的加工方法为：首先加工不带孔的弧形板，然后采用激光或电火花等方法在该弧形板上进行打孔。该加工方法应用到上述火焰筒的内层浮动壁3’的加工时，由于内层浮动壁3’上的冷却孔4’数量多，孔径小(0.5～3.0mm左右)，特别是冷却孔4’角度各不相同，因此加工过程中会遇到费用高、周期长、对打孔工具要求较高、可控性较低，容易造成孔内粗糙度过大或在打孔过程中破坏弧形板等问题。

精密铸造技术的引入，可以较好解决上述问题。比如：采用融模铸造工艺制造火焰筒的外层承力壁或内层浮动壁，其制造过程为：首先加工一个带孔的弧形蜡模，再制造型壳和铸型，最后浇注成火焰筒壁结构。对于利用融模铸造工艺直接加工带孔的弧形板的方式，其加工难点是带不平行冷却孔的弧形蜡模的制造。图2示出的是蜡模制造工具的结构示意图；图3-6示出的是传统的带不平行冷却孔的弧形蜡模的制造过程示意图。下面结合附图对该制造过程进行大致说明：

如图2-6所示，下模7’固定不动，上模8’下行至与下模7’闭合；将蜡料注入型腔，蜡模9’成形完毕，芯棒10’在抽芯驱动机构11’的带动下回程，上模8’上行，取出蜡模9’。由于火焰筒上的冷却孔4’是不平行的，沿单个方向同时抽取芯棒10’(下文均简称为“抽芯”)会造成干涉而无法抽芯，图2中示出的区域A为抽芯干涉区。

如图3-6所示，若强制抽芯，则会对芯棒10’造成损坏；同时由于芯棒安装板12’对芯棒10’位置和角度的限制，每块芯棒安装板12’只能对应一种弧形板形面及不平行孔的布局。因此采用图2中示出的蜡模制造工具加工多种不同弧形面的弧形板时，相应芯棒安装板12’的配备使加工成本变高，周期变长。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种带孔弧形板的加工设备，其能够一次性完成弧形板上所有孔的加工，提高孔内壁的生产精度，降低加工成本，缩短加工周期。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种带孔弧形板的加工设备，其包括：轴向导轨、径向导轨和芯棒控制调节单元体，其中：多列所述径向导轨排列于两隔开的所述轴向导轨上，各列所述径向导轨相对于所述轴向导轨自由滑动地与所述轴向导轨相配合；每一列所述径向导轨上设置数个所述芯棒控制调节单元体；所述芯棒控制调节单元体包括调节部分、控制部分和芯棒，其中：所述调节部分的一端相对于所述径向导轨自由滑动地与所述径向导轨相连接；所述控制部分相对于所述调节部分自由转动地与所述调节部分的另一端相连接；为所述芯棒的下行和回程提供动力的所述控制部分与所述芯棒固定连接。

进一步地，所述调节部分包括万向轴和万向轴卡槽部，其中：所述万向轴具有球状结构和第一柱状结构，所述第一柱状结构的一端固定连接所述球状结构，另一端与所述控制部分固定连接；所述万向轴卡槽部具有恰好容置所述球状结构并允许所述球状结构自由活动的球形腔以及与所述球形腔相连通且允许所述第一柱状结构在三维空间的某一平面上360度活动的锥形孔。

进一步地，所述万向轴卡槽部包括第一卡槽部和第二卡槽部，其中：所述锥形孔和所述球形腔的一部分同时开设于所述第一卡槽部，所述球形腔的另一部分开设于所述第二卡槽部。

进一步地，所述第一卡槽部和所述第二卡槽部之间通过螺栓串接。