[发明专利]一种用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法

说明书

本发明公开了一种用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法。该加工方法的步骤如下：加工电极头安装杆，加工工装底座，加工电极头，安装调整阵列式电极装置。该加工方法可根据蜂窝器的蜂窝的数量和加工位置要求，随时调整电极头的数量；使用该加工方法制造的阵列式电极装置加工蜂窝器，能够大大缩短大口径高超声速风洞蜂窝器生产制造周期，解决了大口径高超声速风洞蜂窝器制造问题，制造出的高超声速风洞蜂窝器强度好、变形小、精度高，能够满足高超声速风洞使用要求。该加工方法步骤简单、加工效率高、工作可靠，该加工方法制造的阵列式电极装置可推广应用于加工需要承受高温高压并要求对气流进行整流的类似蜂窝器的容器或设备。

技术领域

本发明属于高超声速风洞试验设备领域，具体涉及一种用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法。

背景技术

在风洞中，为在喷管出口获得湍流度较低的均匀流动，降低风洞运行气流脉动，提高风洞流场品质，需要在上游面积较大的稳定段内布置一系列的整流装置，以使风洞上游产生的大尺度、非各向同性的旋涡在惯性力的作用下向小尺度旋涡转化，小尺度涡又在粘性耗散的作用下形成充分发展的湍流。

蜂窝器是一种能将大尺度旋涡分割成小尺度涡的整流装置。在高超声速风洞中，蜂窝器安装方式一般有两种，一种是将蜂窝器夹在稳定段直段与锥段的法兰之间，另一种是将蜂窝器安装在一个端法兰的沉孔内。

高超声速风洞的运行马赫数大于4.5以后，需要采用管式或蓄热式等加热器对气流进行加热以防止气流冷凝，气流加热的温度最高达到1082K，气流压力达到12.0MPa，因此，高超声速风洞蜂窝器研制中需要考虑承受高温高压的问题。另外，由于高超声速风洞启动瞬间冲击大，高超声速风洞蜂窝器必定会承载较大的冲击载荷，在结构强度计算时，高超声速风洞蜂窝器还要考虑3倍的冲击因子。

低速风洞或者跨声速风洞蜂窝器采用的一种工艺是利用精密冲载落料模具以及精压成型模具完成蜂窝器单元下料到最终成型，然后将加工的各个单元在精度定位板上集成并点焊为整体蜂窝块；另一种工艺是用不锈钢卷板制作六角管，六角管在组装模具上组装，并通过点焊相邻六角管壁，将六角管组装成蜂窝器。但是，这两种工艺方法生产的蜂窝器都不能承载高温高压以及大冲击载荷，满足不了高超声速风洞运行工况要求。

高超声速风洞蜂窝器材料一般选用不锈钢锻件，要求孔内壁(气流通道)的粗糙度优于6.3μm，各个正六边形与整流栅两侧面垂直度优于0.12mm，尖角≤R0.3mm，六边形孔前后两端六个边壁厚一致，厚度偏差≤0.2mm，六个边长度一致，长度偏差≤0.1mm。

为了确保加工精度，高超声速风洞蜂窝器通常采用整体锻件材料整体加工制造的方法，整体加工常用的方式是线切割方式，需要加工线切割走线孔，但大口径高超声速风洞蜂窝器的正六边形孔多达上万个，为了达到对气流整流效果，孔的深一般超过120mm，如果采用线切割方式，24小时不间断加工，经测算需要两年半时间，制造周期和成本较高，无法满足高超声速风洞设备建设周期以及使用要求。

为了使得高超声速风洞蜂窝器能够承受高温高压以及大冲击载荷，达到加工精度要求，缩短设备加工制造周期并降低制造成本，当前，亟需发展一种专用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法。

蜂窝器的蜂窝的内切圆直径为D，蜂窝的壁厚为t，本发明的用于蜂窝器制造的阵列式电极装置的加工方法包括以下步骤：

a.加工电极头安装杆：选取金属棒料，加工成直径为D-2mm的圆柱，圆柱的上端和下端均加工内切圆直径为D-4mm、高度为3mm～5mm的正六棱柱Ⅰ；上端和下端的正六棱柱Ⅰ内均加工与电极头安装杆同轴的内螺纹孔，得到电极头安装杆；