[發明專利]液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法

在審

• 申請號: 202211706494.6
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116140453A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 雒亞濤;王寧;鄒旭東;張維明;秦屹然
• 申請（專利權）人: 西安航天發動機有限公司
• 主分類號: B21D26/047
• 分類號: B21D26/047;B21D26/041
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 孫建玲

本發明提供了一種液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法，根據成型工藝確定成型陽模類型和數量，其中成型陽模類型包括依次使用的微調脹形陽模、多套級進式脹形陽模和校形陽模；對級進式脹形陽模進行型面設計，每一套級進式脹形陽模完成一部分型面的脹形，其余型面沿切向延伸，以型面母線長度不變為原則，延伸后口部直徑較前一次的增加量，控制在工藝脹形量范圍內，從而確定每次脹形的型面軸向高度；最后一套級進式脹形陽模外型面與目標內壁內型面一致；將成型陽模置于擴張段鉻青銅QCr0.8內壁坯料中，采用成型陽模依次脹形，直至內外壁貼合。本發明方法采用陽模整體脹形，使內外壁貼合良好，沒有筋傾倒現象，內、外壁貼合間隙≤0.3mm。

技術領域

本發明屬于金屬成形技術領域，特別涉及一種液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法。

背景技術

某型號火箭發動機燃燒室外壁為S-06鋼，內壁為鉻青銅QCr0.8。發動機燃燒室包括圓柱段和收斂段、擴張段，擴張段(圖1箭頭指向方向)內壁為變壁厚結構，外表面為螺旋槽，槽深一致，喉部剩余壁厚1.2mm，大端壁厚4mm。燃燒室成型過程包括將內壁脹形至與外壁貼合，內壁脹形量達到48.97％，超過了鉻青銅QCr0.8最大脹形系數43％。

目前，加工方法是陽模分瓣式脹形，沖壓脹形過程中產生的軸向力小，極限脹形系數增大，但脹形不均勻，不均勻的脹形將使局部脹形量過大導致開裂，或筋被壓傾倒。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了一種液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法，采用陽模整體脹形，使內外壁貼合良好，沒有筋傾倒現象，從而完成本發明。

本發明提供的技術方案如下：

一種液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法，包括如下步驟：

根據成型工藝確定成型陽模類型和數量，其中成型陽模類型包括依次使用的微調脹形陽模、多套級進式脹形陽模和校形陽模；微調脹形陽模用于在級進式脹形前將變壁厚鉻青銅內壁的大端脹至與喉部直徑一致；校形陽模用于級進式脹形后的校形；

對級進式脹形陽模進行型面設計，每一套級進式脹形陽模完成一部分型面的脹形，其余型面沿切向延伸，以型面母線長度不變為原則，延伸后口部直徑較前一次的增加量，控制在工藝脹形量范圍內，從而確定每次脹形的型面軸向高度；使用級進式脹形陽模，將型面由內壁小端逐步遞進脹形至內壁大端；最后一套級進式脹形陽模外型面與目標內壁內型面一致；

將成型陽模置于擴張段鉻青銅QCr0.8內壁坯料中，采用成型陽模依次脹形，直至內外壁貼合。

根據本發明提供的一種液體火箭發動機燃燒室擴張段變壁厚鉻青銅內壁成形方法，具有以下有益效果：

(1)本發明中，成形方法包括脹形次數計算、級進式脹形陽模設計、脹形過程控制，通過優化脹形模具設計參數、控制脹形工藝參數等，使得級進式脹形工藝穩定，重現性好，內、外壁貼合間隙≤0.3mm；

(2)本發明中，內壁脹形量雖超過了材料最大脹形量，但由于級進式脹形，提高了其脹形量，兩次脹形之間無須進行熱處理，解決了脹形量大必須熱處理的難題，提高了加工精度和生產效率，降低了生產成本。

附圖說明

圖1是燃燒室脹形前后結構示意圖；

圖2是脹形模結構示意圖；

圖3是脹形陽模圓滑過渡結構示意圖；

圖4是級進式脹形陽模設計結構示意圖；

圖5是脹形后擴張段成品圖。

具體實施方式

下面通過對本發明進行詳細說明，本發明的特點和優點將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。