唇缘蒙皮扇区以及用于形成唇缘蒙皮扇区的方法和装置的制造方法
【专利说明】唇缘蒙皮扇区以及用于形成唇缘蒙皮扇区的方法和装置
[0001]本发明涉及唇缘蒙皮扇区(sector)以及用于形成唇缘蒙皮扇区的方法和装置。唇缘蒙皮是飞行器机舱的进口开口周围的机械部件。机舱一般具有覆盖飞行器的喷气式发动机的薄的、符合空气动力学形状的金属蒙皮。所述唇缘蒙皮一般由单个构件或者多个扇区构成，并且唇缘蒙皮的主要特征是平滑的外侧后缘，该外侧后缘必须没有不规则性和不连续性，以减少阻力并防止形成紊流。内侧进口缘通常形成为通过屏蔽风扇噪音来减弱来自发动机的噪音并引导气流进入发动机的形状，前缘或唇缘提供外侧后缘与内侧进口缘之间的平滑过渡，同时形成小的前部区域以减少阻力。
[0002]唇缘蒙皮的复杂的三维复合弯曲形状通常需要复杂的多阶段成型工艺，经常需要中间热处理。通常，唇缘蒙皮是利用多个阶段的深拉延(drawing)或者旋压成型工艺来生产的，需复杂且昂贵的模具以及耗时的多步骤工艺和中间热处理。由于对空气动力学和噪音的考虑，特别希望尽可能地扩展唇缘蒙皮的外侧后缘，称之为扩展后缘，其中所述唇缘蒙皮的外侧后缘的轴向长度可以比内侧进口缘的轴向长度长得多。公知的深拉延工艺不适合于这种扩展后缘的制造。
[0003]附图中的图1示出了扩展进气口整流罩的常见唇缘蒙皮。进气口整流罩的主要特征是:
[0004]1.后缘；
[0005]2.进口缘；
[0006]3.前缘；
[0007]4.弧形件或者扇区的定义；和
[0008]5.在轴线方向延伸的中心线
[0009]本发明的方法和装置可用于标准的进气口整流罩扇区，其中特征I和特征3之间的轴向距离与特征2和特征3之间的轴向距离相似。该工艺也可用于层流进气口整流罩，其中特征I至特征3的轴向距离比特征2至特征3的轴向距离大得多。扇区的整体尺寸由图2和图3中的编号10所涉及的坯板尺寸决定。
[0010]本发明的一个目的是提供唇缘蒙皮的扇区以及用于形成具有扩展外部的唇缘蒙皮的扇区的方法和装置，以此来增加机舱外表面上的层流程度，从而消除任何流动中断。然而，本发明同样适用于标准的进气口整流罩扇区。
[0011]因此，本发明提供了一种用于形成环形部件的扇区的装置，包括:用于牢固地保持安装在其上的坯板的至少一部分的装置，该保持装置适于使保持坯板的一部分易接近；冲头，具有形成为与环形部件的从后缘至前缘和/或从前缘至进口缘的扇区的整个轮廓或部分轮廓的形状相对应的外表面轮廓，该冲头和/或保持装置能够径向移动，以便冲头能够与坯板的易接近部分进行接触，以便从后缘至前缘形成该坯板，保持装置适于在冲头与坯板进行接触时允许坯板材料受控地流过该保持装置，以便穿过冲头拉延形成坯板，该装置具有用于形成环形部件的从前缘至进口缘的扇区的轮廓的配合成型装置，其特征在于，该保持装置适于形成包围坯板的待通过冲头形成的易接近部分的夹紧边界。
[0012]理论上，保持装置适于创建包围坯板的待通过冲头形成的易接近部分的连续夹紧边界。
[0013]优选的，保持装置形成包围坯板的待通过冲头形成的易接近部分的框架。
[0014]理论上，保持装置形成包围坯板的待通过冲头形成的部分的连续框架。
[0015]有利的，包围坯板的待形成部分的夹紧边界的使用意味着，当冲头与坯板进行接触时，坯板将以基本上均匀的方式通过该夹紧边界。这对于形成环形部件的扇区(诸如机舱的唇缘蒙皮)提供了优于现有技术的主要优点，在现有技术的成型工艺中，只有坯板扇区的前缘和后缘被夹持。总的来说，其防止了沿着坯板扇区的未被夹持边缘的翘曲。这减少了完成唇缘蒙皮的成型扇区所需的手动工作量，并且也降低了由于沿着边缘的翘曲或皱曲而使材料变形或者劣化的风险。
[0016]理论上，当保持装置和冲头被相对保持在固定位置时，配合成型装置是可操作的。
[0017]优选的，配合成型装置与保持装置和冲头结合是可操作的。
[0018]理论上，配合成型装置在由中心线限定的轴向方向上是可调整的。
[0019]优选的，配合成型装置在从成型扇区的前缘至进口缘的方向上是可调整的。
[0020]优选的，该装置包括用于促进冲头和/或保持装置的径向移动的致动装置。
[0021]理论上，该装置包括用于促进配合成型装置沿着其行程的至少一部分轴向移动的致动装置。
[0022]理论上，保持装置适于限定用于促进冲头的定位的间隙。
[0023]在使用中，坯板以两阶段成型工艺形成环形部件的扇区，诸如飞行器机舱的进气口整流罩/唇缘蒙皮。
[0024]在本发明的第二实施例中，保持装置的至少一部分也能够作为用于拉延形成环形部件的从前缘至进口缘的扇区的配合成型装置的至少一部分操作。
[0025]优选的，保持装置包括坯板保持件和冲模。
[0026]理论上，坯板保持件的至少一部分具有与安装在其上的成型扇区的表面轮廓相对应的外表面轮廓。
[0027]优选的，所述冲模是冲模板。
[0028]理论上，冲模板具有与安装在坯板保持件和冲模之间的成型扇区的表面轮廓相对应的内表面轮廓。
[0029]理论上，坯板保持件的外表面轮廓和冲模的内表面轮廓尽可能密切地对应于环形部件的成型扇区的表面轮廓。有利的，这意味着，当冲头与坯板进行接触时，由于保持装置和冲头的相对径向移动而施加在坯板上的力尽可能地均匀分布。这意味着，坯板材料在坯板保持件和冲模之间的流动也将尽可能地均匀。此外，这尽可能地降低了由于成型工具施加在材料上的非均匀应变而导致变形或者损坏材料性能的风险。
[0030]理论上，冲模板的至少一部分具有在或围绕其纵向轴线剖切的截头圆锥体形外壁的形状。
[0031]优选的，冲模板的与坯板接触的表面是铸造或机加工的。
[0032]优选的，冲模板由另外的铸造或机加工结构支撑，该另外的铸造或机加工结构将力从冲模板传递到压力系统。
[0033]理论上，用于接合坯板的冲模板表面具有圆锥形轮廓。有利的，冲模板表面被设计为确保在冲头的表面上进行均匀拉延，同时提供利用配合成型装置二次拉延内表面的足够间隙。
[0034]优选的，冲模板在每一侧上线性延展。
[0035]优选的，冲模板具有切口。
[0036]理论上，切口在冲模的中心。有利的，切口的中心位置允许均匀量的材料被夹紧在切口周围，从而确保冲头周围的坯板材料的均匀拉延。
[0037]优选的，切口的形状被设计为与冲头的形状匹配，具有用于坯板材料厚度的小间隙。
[0038]优选的，切口的角部被倒圆。有利的，这确保也使皱曲最小化充足的材料流动。
[0039]理论上，切口的内周表面的至少一部分通过一半径倒圆，以便在拉延操作中提供受控的材料流动。
[0040]优选的，冲模板的内表面和切口的内周表面的邻近坯板的部分之间的边界通过一半径倒圆，以便在拉延成型操作中提供受控的材料流动。
[0041 ] 在第二实施例中，保持装置包括坯板保持件和冲模。
[0042]在第二实施例中，冲模具有可移动部分，当坯板被夹紧在冲模和坯板保持件之间时，该可移动部分能够相对于冲模的其余部分移动。
[0043]在第二实施例中，冲模的可移动部分邻近冲模的前缘定位。通过冲模的前缘，我们指的是冲模的与冲头的前缘邻近的边缘，坯板的前缘将形成为环形部件的扇区，如唇缘蒙皮。
[0044]在第二实施例中，冲模的可移动部分可通过动力致动装置移动。
[0045]在第二实施例中，动力致动装置可在冲模的可移动部分和另一部分之间操作。
[0046]在第二实施例中，冲模的可移动部分提供配合成型装置的一部分。
[0047]在第二实施例中，冲模的可移动部分可在环形部件的扇区的前缘至进口缘的方向上移动，以便拉延成型坯板的这个部分。
[0048]在第二实施例中，冲模包括冲模板和围绕冲模板的全部或部分周边的支撑装置。有利的，支撑装置为冲模板提供结构支撑，以便传递通过冲模施加的夹紧力，从而夹紧冲模和坯板保持件之间的坯板，并且吸收所施加的通过支撑装置的致动力，从而允许冲模的可移动部分被致动。
[0049]在第二实施例中，冲模的可移动部分的全部或部分夹紧表面以及坯板保持件的彼此相对的夹紧表面是平面，最优选的是水平平