[發(fā)明專利]一種激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811564458.4
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109623277B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋可清;諶君謀;陳星;蔣博;姚大鵬;馬雁捷;畢志獻(xiàn);李辰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天空氣動力技術(shù)研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 徐輝

本發(fā)明涉及一種激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面加工方法，其特征在于：步驟1:鉆內(nèi)孔，孔徑小于喉孔直徑，作為車削底孔；步驟2：粗車，快速去除多余的材料，為精車做準(zhǔn)備。步驟3，精車，將離喉孔較遠(yuǎn)，型面直徑較大的區(qū)域精車至要求的最終尺寸；離喉孔較近，型面直徑較小的區(qū)域精車至留0.15mm左右加工余量。步驟4：鉸孔，利用成型鉸刀將喉道加工到最終的型面要求。本發(fā)明利用成型鉸刀加工喉道喉孔附近內(nèi)型面的方法，避免了車削過程中出現(xiàn)的嚴(yán)重的讓刀問題，提高了加工精度，解決了激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面高精度加工問題，提高了流場品質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面加工方法，屬于高超聲速激波風(fēng)洞工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

激波風(fēng)洞是一種特殊的高超聲速風(fēng)洞，激波風(fēng)洞是通過激波的壓縮來提高風(fēng)洞來流總溫，激波風(fēng)洞結(jié)構(gòu)很簡單，造價也比較低廉，隨著現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展，能夠承擔(dān)大部分的高超聲速氣動力和氣動熱測量試驗(yàn)，在新型號的氣動外形研制過程中起著越來越重要的作用。激波風(fēng)洞噴管是產(chǎn)生高超聲速氣流的管件設(shè)備，由于噴管較長，一般分段進(jìn)行加工，其中噴管的喉道段內(nèi)型面先收縮后擴(kuò)張，是影響風(fēng)洞流場品質(zhì)的核心部件。喉道段內(nèi)型面尺寸較小，要求的精度和粗糙度較高，加工難度大。喉道中型面直徑最小的位置稱作喉孔，一般采用車削加工，加工過程中由于直徑很小，且深度較深，存在嚴(yán)重的讓刀現(xiàn)象，最終的加工精度和粗糙度很難保證。

高馬赫數(shù)噴管的喉道在使用過程中通過的氣流通常焓值較高(4000K以上)，對于喉道的抗燒蝕及耐沖刷性要求更高，目前的解決方法往往采用耐高溫金屬，例如鎢鋯鉬合金，價格昂貴。如何提供一種價格低廉，精度較高，耐燒蝕性好的喉道是高馬赫數(shù)激波風(fēng)洞領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面加工方法，通過成型鉸刀保證加工精度，通過增加涂層提高耐燒蝕性。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

提供一種激波風(fēng)洞高馬赫數(shù)喉道內(nèi)型面加工方法，包括如下步驟：

步驟1：在坯料上沿喉道軸線鉆內(nèi)孔，孔徑小于喉孔直徑，作為車削底孔；

步驟2：按照喉道型面進(jìn)行粗車，并保留粗加工余量；

步驟3：精車，將收縮段和擴(kuò)張段中直徑大于閾值的部分，加工至最終尺寸；直徑不大于閾值的部分保留精加工余量；

步驟4：利用第一前段成型鉸刀加工收縮段直徑不大于閾值的部分，第一后段成型鉸刀加工擴(kuò)張段直徑不大于閾值的部分，第一前段成型鉸刀加工獲得的型面的各截面尺寸均大于該段目標(biāo)截面尺寸，該段目標(biāo)截面尺寸為h；第一后段成型鉸刀加工獲得的型面的各截面尺寸均大于該段目標(biāo)截面尺寸，該段目標(biāo)截面尺寸為h；

步驟5：在直徑不大于閾值的部分內(nèi)部均勻涂刷耐高溫防氧化涂料材料，材料的涂覆厚度大于h；

步驟6：將整個喉道段進(jìn)行固化；

步驟7：固化后冷卻至室溫，利用第二前段成型鉸刀加工收縮段直徑不大于閾值的部分，第二后段成型鉸刀加工擴(kuò)張段直徑不大于閾值的部分，加工獲得最終的喉道型面。

優(yōu)選的，所述第一、第二前段成型鉸刀和第一、第二后段成型鉸刀的刃數(shù)為4個或6個。

優(yōu)選的，粗加工余量為0.5～1mm，精加工余量0.1～0.2mm。

優(yōu)選的，h取0.1～0.2mm。

優(yōu)選的，閾值取40～50mm。

優(yōu)選的，涂料材料采用志盛ZS-1023的超高溫防氧化涂層。

優(yōu)選的，材料的涂覆厚度為0.2～0.3mm。

優(yōu)選的，固化的方法為：將整個喉道段放入馬弗爐中加熱至500～600℃，持續(xù)設(shè)定時間進(jìn)行固化。