[发明专利]用于形成环形部件的方法和设备

说明书

一种用于形成环形部件(53)的设备(31)，包括具有成型端部的冲头(2)，该冲头具有成形为与环形部件(53)的形状相对应的形状的外表面(32)。该设备还包括夹紧装置(3、5)和夹持装置(6、7)，夹紧装置用于夹紧预型件(4)的大直径端部，夹持装置用于可调节地夹持预型件(4)的小直径端部。提供有致动系统，以促进仅在冲头(2)、夹紧装置(3、5)和夹持装置(6、7)之间的相对同轴运动。

本发明涉及用于形成环形部件的方法和设备。唇口蒙皮是飞行器机舱的进口开口周围的机械部件。机舱通常具有覆盖飞行器的喷气式发动机的薄的、符合空气动力学形状的金属蒙皮。唇口蒙皮通常由单个构件或多个扇区组成，且唇口蒙皮的主要特征是平滑的外侧后缘，该外侧后缘必须没有不规则性和不连续性，以减少阻力并避免形成紊流。内侧进口缘将气流引入发动机，而前缘或唇缘提供外侧后缘与内侧进口缘之间的平滑过渡。

唇口蒙皮的与材料选择相关的复杂三维复曲率形状通常需要复杂的多阶段成型工艺，常常需要中间热处理。通常通过多阶段的深拉延(deep drawing)或旋压成型工艺制造唇口蒙皮，这需要复杂且昂贵的模具。由于对空气动力学的考虑，特别希望扩展唇口蒙皮的外侧后缘，称之为扩展后缘，其中该唇口蒙皮的外侧后缘的轴向长度大于内侧进口缘的轴向长度。公知的深拉延工艺不适合于这种扩展后缘的制造。

本发明的目的是提供用于形成具有扩展外部的环形部件的方法和设备，以增大机舱外表面上的层流范围，并因此消除任何流动中断。

因此，本发明提供了一种用于形成环形部件的设备，包括：具有成型端部的冲头、用于夹紧预型件的大直径端部的夹紧装置、用于可调整地夹持预型件的小直径端部的夹持装置、以及致动装置，所述致动装置用于促进仅在冲头、夹紧装置和夹持装置之间的相对同轴运动，冲头具有成形为与环形部件的形状相对应的形状的外部表面。

尽管复合材料可用于环形部件的许多部分，但环形部件通常须由金属制成，诸如铝、钛、或不锈钢。在环形部件是唇口蒙皮的情况下，这些材料有助于能够承受对其前缘或其唇缘的冲击。鉴于近来法律规定的严格除冰的要求，在机舱前缘需要更高的温度，钛也是有用的。

理想地，预型件是金属坯板。

优选地，预型件是金属合金坯板。

优选地，预型件是圆锥形坯板。

优选地，预型件是截头圆锥形坯板。

理想地，预型件是对称的。

优选地，预型件是非对称的。

理想地，预型件在单个成型工艺中形成为环形部件。

优选地，冲头的成型端部具有环形形状。

理想地，致动装置能够产生设备沿中心线/托架(carriage)的同轴运动。该中心线/托架形成针对所有设备部件定位和运动的基线。

优选地，冲头具有外部表面，该外部表面成形为提供环形部件的内部表面的形状。

理想地，环形部件是唇口蒙皮。

理想地，冲头的外部表面针对回弹被优化。

优选地，冲头和/或冲模的外部表面具有高表面光洁度。有利地，所述高表面光洁度减少了成型期间的摩擦。

理想地，通过抛光实现冲头和/或冲模的外部表面的高表面光洁度。

此外，在成型工艺期间应用减少摩擦的润滑剂。

理想地，致动装置是线性致动系统。液压或机电线性致动系统耦接至冲头、夹紧装置和夹持装置，以引起冲头、夹紧装置和夹持装置沿中心线的相对同轴运动。

优选地，冲头机械地耦接至线性致动系统。

理想地，夹紧装置包括两个可分离的后向和前向夹紧组件构件。