一种金属消音蜂窝结构的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其将面板和蜂窝芯体进行钎焊后得到的金属蜂窝结构采用激光进行金属消音孔制孔,激光制孔时采用单级或多级分光镜系统，将单束激光光源分束为多束激光束流,实现多束激光束流同时进行金属消音孔的制孔。该方法在避免金属消音蜂窝钎焊过程堵孔，保证了消音性能的基础上，解决了当前单束激光光束逐个制孔时加工效率偏低的问题，提高了金属消音蜂窝的制孔效率。

A Manufacturing Method of Metal Muffler Honeycomb Structure

The present invention relates to a manufacturing method of metal muffler honeycomb structure. The metal honeycomb structure obtained by brazing the panel and honeycomb core adopts laser to make metal muffler holes. The single-beam laser source is divided into multi-beam laser beams, and the multi-beam laser beam is simultaneously used to make holes in metal muffler holes. On the basis of avoiding blockage in brazing process of metal silencing honeycomb and ensuring the silencing performance, this method solves the problem of low processing efficiency when single laser beam drills holes one by one, and improves the efficiency of metal silencing honeycomb drilling.

【技术实现步骤摘要】
一种金属消音蜂窝结构的制造方法
本专利技术涉及一种金属消音蜂窝结构的制造方法，属于航空制造

技术介绍
随着航空事业的不断发展，日益严重的航空噪声引起人们的普遍关注，航空噪声已成为噪声污染的重要来源，飞机噪声不仅会骚扰航线下特别是机场周围的居民，还会激起机身蒙皮的振动，引起舱内噪声，影响乘客和机组人员的舒适性。噪声指标已成为民用飞机设计的主要要求之一，国际民航组织和各国的适航机构相继颁布了飞机的噪声适航标准。为减少飞机的主要噪声源发动机噪音的向外辐射，发动机短舱消声设计已经成为飞机声学设计的重要组成部分。由穿孔面板、蜂窝芯体、背面板组成的消音蜂窝结构是发动机短舱上用来消除噪音的首选结构，其不但重量轻、机械强度高，而且具有非常好的消音效果，在B737、B747、B777、B787、A320、A330、A380、C-17等飞机翼吊发动机短舱上均采用了蜂窝消音壁板结构。图1为短舱结构上采用消音蜂窝结构的部位。在发动机短舱结构不同部位采用了各种不同的消音蜂窝声衬结构，主要分为两类：一类是用于低温区的复合材料及铝合金消音蜂窝声衬结构，另一类是用于高温区的钛合金、不锈钢及高温合金等消音蜂窝声衬结构。对于金属消音蜂窝结构，欧美等发达国家都对其制造技术进行了深入的研究，并广泛的应用在飞机发动机的短舱中。Rohr公司的BillyG.Cook研究了铝合金、不锈钢及钛合金消音蜂窝结构，采用先穿孔板制孔，然后将穿孔板、蜂窝芯体和背面板进行钎焊连接的制造工艺。WinfordBlair采用相同的工艺流程对短舱排气喷嘴等高温部位用的Inconel、钛合金、321不锈钢、PH硬化不锈钢等金属消音蜂窝壁板结构制造技术进行了研究。Grumman公司、Goodrich公司、Benecor公司、Vertechs公司等也开展了钛合金、高温合金消音蜂窝结构用于短舱高温部位。波音公司R.Elangovan采用先钎焊蜂窝板，然后对面板进行激光打孔的方法进行了钛合金消音蜂窝壁板的制造。采用先穿孔板制孔，然后将穿孔板、蜂窝芯体和背面板进行钎焊连接的制造工艺，在钎焊时易出现钎料堵塞消音孔的现象，带来钛合金消音蜂窝消音性能的下降。先蜂窝钎焊后激光打孔加工消音孔制造方法能很好的避免钎焊过程堵孔问题，保证消音性能。但单束激光进行钛合金消音孔制孔时存在以下问题：(1)钛合金消音蜂窝单束激光打孔的方法，一次仅能实现一个消音孔的加工，对于大型零件如短舱进气道蜂窝、排气道蜂窝等，消音孔数量庞大(百万级)，采用单束激光逐个加工消音孔时，加工效率低。(2)单束激光逐个加工消音孔时，为了获得更高的加工效率，对加工平台的运动速度和精度要求较高，受限于加工平台的运动速度和精度提升水平，单束激光逐个制孔的加工效率提升的空间有限。
技术实现思路
针对目前先蜂窝钎焊后单束激光逐一打孔制造方法加工效率低的问题，本专利技术提出了一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其采用分光镜将单束激光光源分束为多束激光束流，进行金属消音蜂窝面板激光分束多束流同步打孔，实现了同时进行多个金属消音孔的制孔，在避免金属消音蜂窝钎焊过程堵孔，保证消音性能的基础上，解决了当前单束激光光束逐个制孔时加工效率偏低的问题，提高金属消音蜂窝的制孔效率。为了实现本专利技术的目的,其采用了如下技术方案：一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其特征在于:将面板和蜂窝芯体进行钎焊后得到的金属蜂窝结构采用激光进行金属消音孔制孔,激光制孔时采用单级或多级分光镜系统将单束激光分束为多束激光束流,同时进行多个金属消音孔的制孔。其中面板包括穿孔板和背面板。进一步地，采用单级或多级分光镜系统将单束激光分光为2n束，其中n=分光镜级数，n≥1，配合五坐标激光加工平台进行金属消音蜂窝结构的多束激光束流同时制孔。进一步地，所述金属消音蜂窝结构为钛合金消音蜂窝结构。进一步地，所述金属消音蜂窝结构为钛合金/不锈钢异种材料消音蜂窝结构。本专利技术的技术效果如下：（1）其采用分光镜将单束激光光源分束为多束激光束流，进行金属消音蜂窝结构的多束激光束流同步打孔，在避免金属消音蜂窝钎焊过程堵孔，保证消音性能的基础上，解决了当前单束激光光束逐个制孔时加工效率偏低的问题，提高了金属消音蜂窝的制孔效率。（2）适用于当前短舱进气道、外涵道、排气口等部位的钛合金消音蜂窝结构，大大提高了钛合金消音蜂窝结构的生产效率。附图说明图1单级分光镜系统的单束激光光源分光为双束激光束流的原理示意图。图中：1-激光器；2-光闸；3-光束吸收池；4-扩束镜；5-分光镜；6-第一反射镜；7-第二反射镜；8-第一准直镜；9-第二准直镜；10-第一透镜；11-第二透镜；12-第一光纤；13-第二光纤；14-第一加工头；15-第二加工头。具体实施方式下面结合具体实施例和说明书附图对本专利技术的一种金属消音蜂窝结构的制造方法作进一步阐述，但本专利技术的保护内容并不限于以下实施例。实施例1钛合金消音蜂窝结构的制造方法：将钛合金面板清理与清洗后，在其表面布置钎料，并将钛合金蜂窝芯体拼焊制备，然后将钛合金面板和钛合金蜂窝芯体钎焊装配，进入真空炉进行真空钎焊，钎焊合格后，在多束激光加工平台上将得到的钛合金消音蜂窝结构夹持与定位，进行多束激光束流同步制孔。采用的多束激光束流为双束激光束流，该双束激光束流是通过单束激光光源分光产生的，如图1所示，激光器1发出的单束激光经光闸2反射至扩束镜3，经过扩束镜4的激光束镜分光镜5分光后分为两束激光束流，第一束激光束流依次经过第一反射镜6、第一准直镜8、第一透镜10和第一光纤12后从第一加工头14射出，第二束激光束流依次经过第二反射镜7、第二准直镜9、第二透镜11和第二光纤13后从第二加工头15射出，第一加工头14和第二加工头15同时在钛合金面板上制孔。实施例2钛合金/不锈钢异种材料消音蜂窝结构的制造方法：将钛合金面板清理与清洗后，在其表面布置钎料，并将不锈钢蜂窝芯体清洗，然后将钛合金面板和不锈钢蜂窝芯体钎焊装配，进入真空炉进形真空钎焊,真空钎焊采用厚度为0.1～0.2mm的箔状Ag基钎料，钎焊温度为810～835℃，保温时间为5～15min。钎焊合格后，在多束激光加工平台上将钛合金消音蜂窝结构夹持与定位，进行多束激光束流制孔。采用的多束激光束流为大于两束的激光束流，该多束激光束流是通过单束激光光源分光产生的，采用单级或多级分光镜系统将单束激光分光为2n束，其中n=分光镜级数，n≥1，配合五坐标激光加工平台进行金属消音蜂窝结构的多束激光束流同时制孔，如图1所示，激光器1发出的单束激光经光闸2反射至扩束镜3，经过扩束镜4的激光束镜分光镜5分光后分为两束激光束流，第一束激光束流依次经过第一反射镜6、第一准直镜8、第一透镜10和第一光纤12后从第一加工头14射出，第二束激光束流依次经过第二反射镜7、第二准直镜9、第二透镜11和第二光纤13后从第二加工头15射出，第一加工头14和第二加工头15同时在钛合金面板上制孔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其特征在于: 将面板和蜂窝芯体进行钎焊后得到的金属蜂窝结构采用激光进行金属消音孔制孔,激光制孔时采用单级或多级分光镜系统将单束激光分束为多束激光束流, 同时进行多个金属消音孔的制孔。

【技术特征摘要】
1.一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其特征在于:将面板和蜂窝芯体进行钎焊后得到的金属蜂窝结构采用激光进行金属消音孔制孔,激光制孔时采用单级或多级分光镜系统将单束激光分束为多束激光束流,同时进行多个金属消音孔的制孔。2.根据权利要求1所述的一种金属消音蜂窝结构的制造方法,其特征在于:采用单级或多级分光镜系统将单束激光分光为2n束，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓云华，岳喜山，陶军，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11