[发明专利]涡壳成形装置及涡壳制作方法

说明书

本发明公开了一种涡壳成形装置及涡壳制作方法，用于将复合材料包覆在该涡壳成形装置上以制造具有螺旋形内腔的涡壳，该装置包括：模具底盘及设置在模具底盘上用于制作涡壳的模具型块，通过将模具型块分成整体型块和多个拼接形成光滑曲面的分型块，模具型块设置在模具底盘上，涡壳制备完成后，整体型块和模具底盘作为整体首先拆除，因为分型块内部形成空腔，借助外部工具从内部将各个分型块从涡壳零件内腔中脱离，解决了螺旋形涡壳在制备时，将模具型块从零件内腔脱离的技术问题；另外模具型块都是固定在模具底盘上，所有的连接件都处于模具底盘上并非位于模具型块的拼接面上，从而保证了模具型块拼合后能形成完整的光滑型面。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种航空发动机涡壳成形装置及涡壳制作方法。

背景技术

涡壳是一个螺旋形的三维壳体，具有相对封闭的内腔。零件壁厚2mm，是由约20层单张厚度0.1mm的改性环氧树脂玻璃钢，经手工层层粘接叠加包覆住模具成形装置，然后进真空炉加热塑化，最后冷却固化成形。改性环氧树脂玻璃钢是一种复合材料，这种材料重量轻，加热状态下可塑性好，冷却固化后强度高，耐冲击性较强。

普通复材零件的制造，国内已有相对成熟的工艺。在诸如飞行器雷达罩，卫星接收透波罩，飞机蒙皮及结构件等方面都有广泛应用。但对于复杂曲面零件，尤其是该零件的螺旋状空间内腔体的成形装置，国内尚无可以借鉴的经验。

普通零件的复材制造，复合材料都是“覆盖”在模具基体上，因此模具必定是整体式结构，工序流程完毕以后，只需直接解决复合材料从模具上“剥离”的问题即可。而对于该涡壳零件，复合材料是“包覆”着模具基体的，因此模具必须采用分块式结构。这种结构首先要考虑的就是如何保证拼合后整体型面的平滑光顺；工序流程完毕后，还必须解决模具型块从零件腔体内部“抽离”的问题；同时由前述可知，复材是层层叠加胶接的，在加热过程中，胶液会从壳体层中溢出，流进模具各分块之间的接缝，冷却固化后会将分块胶接在一起，对型块的顺利脱出也会造成严重影响。

因此，设计一种既要保证拼合后的整体型面平滑，又利于从零件内腔中脱离的分块式的模具，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种涡壳成形装置及涡壳制作方法，以解决具有螺旋形内腔的涡壳制作时拼接面平滑且便于从零件内腔脱离的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种涡壳成形装置，用于将复合材料包覆在该涡壳成形装置上以制造具有螺旋形内腔的涡壳，该装置包括：模具底盘及设置在模具底盘上用于制作涡壳的模具型块，

模具型块包括：设置在模具底盘圆周方向上且在拆卸时与模具底盘作为整体拆卸的整体型块、多个设于整体型块外侧的圆周方向且相互拼接形成光滑拼接面的螺旋形内腔的分型块；

分型块的内部至少部分为空腔，以便于在整体型块和模具底盘整体拆卸之后，从分型块内部将各个分型块从成形后的涡壳的内腔中拆卸。

进一步地，分型块包括沿整体型块圆周方向的多个与模具底盘相接的第一型块、及底部悬空且与整体型块无相接的第二型块。

进一步地，第一型块的腔体内壁上还设有拆卸时便于施力的螺纹孔。

进一步地，第一型块与模具底盘之间经活动式插销与第一耐磨衬套配合定位，并用螺钉进行固定。

进一步地，第二型块和与其相邻的第一型块之间经位于第一型块和第二型块内部的固定件定位。

进一步地，第二型块和与其相邻的第一型块经位于内部的侧向螺钉使其固定为一个整体。

进一步地，整体型块与模具底盘之间设有用于排出在制作过程中溢出胶液的第一环形腔；整体型块与分型块之间设有用于排出在制作过程中溢出胶液的第二环形腔。