[发明专利]一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法

说明书

本发明涉及一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法，以解决陶瓷基复合材料按照传统设计方案制备内锥体的工艺难以实现，结构强度难以满足要求，且与安装座装配难度大的问题。该内锥体包括上锥面、下锥面、内锥面、围形构件，上锥面和下锥面对接，且对接处位于内锥面上端部外侧，内锥面下端部向外延伸且其外沿与下锥面下端部外沿对应，围形构件的上下两侧边分别与下锥面下端部外沿及内锥面下端部外沿连接，内锥面下端部周向设置有多个螺栓安装孔。其加工方法包括：1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面、下锥面、内锥面和围形构件；2)将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧，将围形构件安装在下锥面和内锥面之间，并采用在线铆焊技术进行固定。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法。

背景技术

内锥体是航空发动机加力燃烧室扩压器的重要部件，其主要功能是促使进入加力燃烧室的气体突然扩散，形成回流区，这种结构形式易于加力点火，有利于气体稳定燃烧。内锥体处于加力燃烧室的高温区，要实现自身功能，就要求其材料必须具有耐高温、长寿命和质量轻等特点。由于现有金属材料的耐高温性能已经无法满足这一要求，而陶瓷基复合材料是一种新型热结构/功能一体化材料，具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，能够满足内锥体的功能要求，因此采用陶瓷基复合材料制备内锥体是一个较好的选择。

但是，为了满足航空发动机的装配与功能需求，传统的金属材料内锥体一般为复杂的旋转类薄壁结构，如图1所示，其外锥面01为一体结构，外锥面01底部连接有法兰盘02。当采用陶瓷基复合材料按照传统的设计方案制备内锥体时将面临三个难题：一是工艺难以实现；二是结构强度难以满足要求；三是与安装座装配难度大。为此需要在内椎体的设计空间内进一步优化结构设计方案。

发明内容

本发明的目的是解决陶瓷基复合材料按照传统的设计方案制备内锥体的工艺难以实现，结构强度难以满足要求，且与安装座装配难度大的问题，而提供了一种陶瓷基复合材料内锥体及其加工方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种陶瓷基复合材料内锥体，其特殊之处在于：

包括上锥面、下锥面、内锥面以及围形构件；

所述上锥面和下锥面对接，且对接处位于所述内锥面上端部外侧；

所述内锥面下端部向外延伸且其外沿与下锥面下端部外沿对应；

所述围形构件的上下两侧边分别与下锥面下端部外沿及内锥面下端部外沿连接；

所述内锥面下端部周向设置有多个螺栓安装孔。

进一步地，所述内锥面中部周向设置有多个安装工艺孔；

所述安装工艺孔与螺栓安装孔的圆周位置一一对应。

进一步地，还包括设置在下锥面、内锥面以及围形构件之间环形空腔内的空心加强框；

所述空心加强框底面设置有多个与内锥面下端部螺栓安装孔一一对应的螺栓安装孔；所述空心加强框内侧面设置有多个与内锥面中部安装工艺孔一一对应的安装工艺孔。

进一步地，所述空心加强框的截面为类三角形结构，即其截面整体为三角形，三角形的三条边连接处为圆弧过渡。

一种陶瓷基复合材料内锥体的加工方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)使用陶瓷基复合材料分别加工上锥面、下锥面、内锥面和围形构件；

2)将上锥面和下锥面分别套装在内锥面外侧，将围形构件安装在下锥面和内锥面之间，并采用在线铆焊技术进行固定，包括将上锥面下端部与内锥面上端部、下锥面上端部与内锥面上端部、围形构件上侧边与下锥面下端部外沿以及围形构件下侧边与内锥面下端部外沿分别固连。