一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室制造技术

技术编号:43218199 阅读:8 留言:0更新日期:2024-11-05 17:11
本技术公开了一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,包括燃烧室本体、支撑机构,所述燃烧室本体具有本体内层和本体外层,所述支撑机构包括第一支撑体、第二支撑体,所述第一支撑体由多个第一支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第二支撑体由多个第二支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第一支撑齿牙与所述第二支撑齿牙交错排布,所述第一支撑齿牙与第二支撑齿牙从齿根到齿尖的垂直距离h不等,所述第一支撑体及第二支撑体与本体外层为一体成型。本技术可以适应3D打印制造技术,消除焊接处在高温高压环境中可能存在危险点的隐患,提高了零件的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及航空发动机燃烧室,具体涉及一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室


技术介绍

1、增材制造能够将复杂腔体结构直接成型,并使其一体化。增材制造技术具有高精度、高材料利用率,不受产品零件形状限制快速成型等优点。增材制造技术同时存在制造过程中材料软化塌陷、结构必须从基板制造等缺陷,对于桥状结构、大孔结构、悬垂结构等特征需要支撑来辅助制造,并需要在制造完成后进行去除材料制造方法的后处理,因此增材制造存在后处理加工难度大、后处理使零件变形等问题。如何减少或避免支撑,加大材料利用率的设计一直是增材制造行业需要探讨的问题。

2、航空发动机燃烧室是一种工作在高温高压的薄壁腔体零部件,其具有大量的进气孔、完成装配工艺的叠层结构和形成气膜冷却的悬垂结构。目前航空发动机燃烧室采用的制造方法是将整体拆分成方便冲压或卷焊成型并完成打孔工艺的多个零件,然后进行焊接装配形成完整的燃烧室,其缺点是精度差,零件利用率低,焊接处在高温高压环境中可能存在危险点等缺点。而若采用增材制造技术制造燃烧室,则会由于如悬垂结构的存在而必须进行后处理操作,存在难度大、会使零件变形的问题。

3、鉴于此,提出本专利申请。


技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,解决上述所说的采用增材制造技术制造航空发动机燃烧室存在的需要进行后处理操作的技术问题。

2、本技术通过下述技术方案实现:

3、本技术的目的在于提供一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,包括燃烧室本体、支撑机构,所述燃烧室本体具有本体内层和本体外层,所述支撑机构包括第一支撑体、第二支撑体,所述第一支撑体由多个第一支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第二支撑体由多个第二支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第一支撑齿牙与所述第二支撑齿牙交错排布,所述第一支撑齿牙与第二支撑齿牙从齿根到齿尖的垂直距离h不等,所述第一支撑体及第二支撑体与本体外层为一体成型。

4、在一可选的实施例中,所述第一支撑体靠近所述燃烧室本体的顶部,所述第二支撑体靠近所述燃烧室本体的底部,所述第一支撑齿牙的垂直距离h1小于第二支撑齿牙的垂直距离h2。

5、在一可选的实施例中,各所述第一支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为β,各所述第二支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为α,所述夹角β大于夹角α。

6、在一可选的实施例中,所述第二支撑齿牙倾斜设置,所述第二支撑齿牙的齿尖为尖锥状而与相邻的第一支撑齿牙之间的夹角相适应。

7、在一可选的实施例中,所述本体外层上设置两个支撑机构,两个所述支撑机构沿所述本体外层的轴向间隔分布;

8、所述本体内层上设置一个支撑机构。

9、在一可选的实施例中,所述本体外层上设有多个沿其周向分布的第一参混孔,各所述第一参混孔包括第一半孔、第二半孔和连接段,所述第一半孔的孔径小于所述第二半孔的孔径,所述连接段连接所述第一半孔和第二半孔的两端,所述第一半孔靠近所述燃烧室本体的顶部,所述第二半孔靠近所述燃烧室本体的底部,所述连接段为直线段,形成沿燃烧室本体的轴向方向为一端小、一端大的结构。

10、在一可选的实施例中,所述本体内层上设有多个沿其周向分布的第二参混孔,各所述第二参混孔为圆孔,第二参混孔的孔径小于第二参混孔的孔径。

11、在一可选的实施例中,所述本体内层上设有多个补气管,所述补气管在所述本体内层上呈周向分布,所述补气管上设有支撑台,所述支撑台为椎体状,所述支撑台一端连接所述补气管、另一端连接所述本体内层,所述支撑台与补气管一体成型。

12、在一可选的实施例中,所述支撑台为三棱锥体状。

13、在一可选的实施例中,所述燃烧室本体的本体内层和本体外层为一体成型结构。

14、本技术相比于现有技术的优点和有益效果是:

15、本技术实施例提供的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,设计了齿牙状的第一支撑体与第二支撑体为分体结构并上下交错排布,避免支撑体在垂直方向上长度较大导致在3d打印过程中打印断裂的情况发生,从而适应3d打印制造技术。

16、第一支撑体与第二支撑体一起替代了现有的燃烧室本体的悬垂结构,在不影响燃烧室气膜冷却功能的同时还无需额外添加支撑,避免了增材制造过程中添加额外支撑而需要后处理的问题。

17、第一支撑体及第二支撑体与本体外层为一体加工成型,替代了现有燃烧室加工时在连接处的焊接处理,消除焊接处在高温高压环境中可能存在危险点的隐患,提高了制造精度,提高了零件的利用率。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,包括燃烧室本体、支撑机构,所述燃烧室本体具有本体内层和本体外层,所述支撑机构包括第一支撑体、第二支撑体,所述第一支撑体由多个第一支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第二支撑体由多个第二支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第一支撑齿牙与所述第二支撑齿牙交错排布,所述第一支撑齿牙与第二支撑齿牙从齿根到齿尖的垂直距离h不等,所述第一支撑体及第二支撑体与本体外层为一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述第一支撑体靠近所述燃烧室本体的顶部,所述第二支撑体靠近所述燃烧室本体的底部,所述第一支撑齿牙的垂直距离h1小于第二支撑齿牙的垂直距离h2。

3.根据权利要求2所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,各所述第一支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为β,各所述第二支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为α,所述夹角β大于夹角α。

4.根据权利要求3所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述第二支撑齿牙倾斜设置,所述第二支撑齿牙的齿尖为尖锥状而与相邻的第一支撑齿牙之间的夹角相适应。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述本体外层上设置两个支撑机构,两个所述支撑机构沿所述本体外层的轴向间隔分布;

6.根据权利要求5所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述本体外层上设有多个沿其周向分布的第一参混孔,各所述第一参混孔包括第一半孔、第二半孔和连接段,所述第一半孔的孔径小于所述第二半孔的孔径,所述连接段连接所述第一半孔和第二半孔的两端,所述第一半孔靠近所述燃烧室本体的顶部,所述第二半孔靠近所述燃烧室本体的底部,所述连接段为直线段,形成沿燃烧室本体的轴向方向为一端小、一端大的结构。

7.根据权利要求6所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述本体内层上设有多个沿其周向分布的第二参混孔,各所述第二参混孔为圆孔,第二参混孔的孔径小于第二参混孔的孔径。

8.根据权利要求6或7所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述本体内层上设有多个补气管,所述补气管在所述本体内层上呈周向分布,所述补气管上设有支撑台,所述支撑台为椎体状,所述支撑台一端连接所述补气管、另一端连接所述本体内层,所述支撑台与补气管一体成型。

9.根据权利要求8所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述支撑台为三棱锥体状。

10.根据权利要求9所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述燃烧室本体的本体内层和本体外层为一体成型结构。

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【技术特征摘要】

1.一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,包括燃烧室本体、支撑机构,所述燃烧室本体具有本体内层和本体外层,所述支撑机构包括第一支撑体、第二支撑体,所述第一支撑体由多个第一支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第二支撑体由多个第二支撑齿牙沿所述本体外层的内壁排布形成,所述第一支撑齿牙与所述第二支撑齿牙交错排布,所述第一支撑齿牙与第二支撑齿牙从齿根到齿尖的垂直距离h不等,所述第一支撑体及第二支撑体与本体外层为一体成型。

2.根据权利要求1所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述第一支撑体靠近所述燃烧室本体的顶部,所述第二支撑体靠近所述燃烧室本体的底部,所述第一支撑齿牙的垂直距离h1小于第二支撑齿牙的垂直距离h2。

3.根据权利要求2所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,各所述第一支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为β,各所述第二支撑齿牙重心所在的中轴线与平行于燃烧室本体底面的平面呈夹角为α,所述夹角β大于夹角α。

4.根据权利要求3所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述第二支撑齿牙倾斜设置,所述第二支撑齿牙的齿尖为尖锥状而与相邻的第一支撑齿牙之间的夹角相适应。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种适用于增材制造的航空发动机燃烧室,其特征在于,所述本体外层上...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴昊天王锋
申请(专利权)人:四川星空航发科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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