[實(shí)用新型]用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020631837.7
• 申請(qǐng)日: 2020-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN211696878U
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫啟志;凌崗;楊波;許曉斌;孟祥潤(rùn);范孝華;舒海峰;巢根明;苗增喜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所
• 主分類號(hào): G01M9/04
• 分類號(hào): G01M9/04
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 王丹

本實(shí)用新型公開了用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置。該陣列式電極裝置包括矩陣排列的電極頭安裝桿、工裝底座和電極頭；矩陣排列的電極頭安裝桿安裝在工裝底座的上表面，電火花機(jī)床主軸固定在工裝底座的下表面；電極頭安裝桿的頂端安裝有電極頭。本實(shí)用新型的用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置解決了大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器制造問題，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工效率高，工作可靠的優(yōu)點(diǎn)，可推廣應(yīng)用于加工需要承受高溫高壓、并要求對(duì)氣流進(jìn)行整流的類似蜂窩器的容器或設(shè)備。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置。

背景技術(shù)

在風(fēng)洞中，為在噴管出口獲得湍流度較低的均勻流動(dòng)，降低風(fēng)洞運(yùn)行氣流脈動(dòng)，提高風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)，需要在上游面積較大的穩(wěn)定段內(nèi)布置一系列的整流裝置，以使風(fēng)洞上游產(chǎn)生的大尺度、非各向同性的旋渦在慣性力的作用下向小尺度旋渦轉(zhuǎn)化，小尺度渦又在粘性耗散的作用下形成充分發(fā)展的湍流。

蜂窩器是一種能將大尺度旋渦分割成小尺度渦的整流裝置。在高超聲速風(fēng)洞中，蜂窩器安裝方式一般有兩種，一種是將蜂窩器夾在穩(wěn)定段直段與錐段的法蘭之間，另一種是將蜂窩器安裝在一個(gè)端法蘭的沉孔內(nèi)。

高超聲速風(fēng)洞的運(yùn)行馬赫數(shù)大于4.5以后，需要采用管式或蓄熱式等加熱器對(duì)氣流進(jìn)行加熱以防止氣流冷凝，氣流加熱的溫度最高達(dá)到1082K，氣流壓力達(dá)到12.0MPa，因此，高超聲速風(fēng)洞蜂窩器研制中需要考慮承受高溫高壓的問題。另外，由于高超聲速風(fēng)洞啟動(dòng)瞬間沖擊大，高超聲速風(fēng)洞蜂窩器必定會(huì)承載較大的沖擊載荷，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，高超聲速風(fēng)洞蜂窩器還要考慮3倍的沖擊因子。

低速風(fēng)洞或者跨聲速風(fēng)洞蜂窩器采用的一種工藝是利用精密沖載落料模具以及精壓成型模具完成蜂窩器單元下料到最終成型，然后將加工的各個(gè)單元在精度定位板上集成并點(diǎn)焊為整體蜂窩塊；另一種工藝是用不銹鋼卷板制作六角管，六角管在組裝模具上組裝，并通過點(diǎn)焊相鄰六角管壁，將六角管組裝成蜂窩器。但是，這兩種工藝方法生產(chǎn)的蜂窩器都不能承載高溫高壓以及大沖擊載荷，滿足不了高超聲速風(fēng)洞運(yùn)行工況要求。

高超聲速風(fēng)洞蜂窩器材料一般選用不銹鋼鍛件，要求孔內(nèi)壁(氣流通道)的粗糙度優(yōu)于6.3μm，各個(gè)正六邊形與整流柵兩側(cè)面垂直度優(yōu)于0.12mm，尖角≤R0.3mm，六邊形孔前后兩端六個(gè)邊壁厚一致，厚度偏差≤0.2mm，六個(gè)邊長(zhǎng)度一致，長(zhǎng)度偏差≤0.1mm。

為了確保加工精度，高超聲速風(fēng)洞蜂窩器通常采用整體鍛件材料整體加工制造的方法，整體加工常用的方式是線切割方式，需要加工線切割走線孔，但大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的正六邊形孔多達(dá)上萬(wàn)個(gè)，為了達(dá)到對(duì)氣流整流效果，孔的深一般超過120mm，如果采用線切割方式，24小時(shí)不間斷加工，經(jīng)測(cè)算需要兩年半時(shí)間，制造周期和成本較高，無(wú)法滿足高超聲速風(fēng)洞設(shè)備建設(shè)周期以及使用要求。

為了使得高超聲速風(fēng)洞蜂窩器能夠承受高溫高壓以及大沖擊載荷，達(dá)到加工精度要求，縮短設(shè)備加工制造周期并降低制造成本，當(dāng)前，亟需發(fā)展一種專用的加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置。

本實(shí)用新型的用于加工大口徑高超聲速風(fēng)洞蜂窩器的陣列式電極裝置，蜂窩器的蜂窩的內(nèi)切圓直徑為D，蜂窩的壁厚為t，陣列式電極裝置包括電極頭安裝桿、工裝底座和電極頭；電極頭安裝桿安裝在工裝底座的上表面，電火花機(jī)床主軸固定在工裝底座的下表面；電極頭安裝桿的頂端安裝有電極頭；其特點(diǎn)是：

所述的工裝底座為方形金屬板，方形金屬板的上表面開有與蜂窩器的蜂窩相對(duì)應(yīng)的矩陣排列的正六邊形的安裝孔，安裝孔為盲孔，方形金屬板的下表面開有與安裝孔對(duì)應(yīng)的矩陣排列的沉頭螺釘孔Ⅰ；安裝孔內(nèi)切圓的直徑為D-4mm，安裝孔在水平方向的孔間距為2D，安裝孔在豎直方向的孔間距為D+t；