一种涡轮外环预制体成型模具及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种涡轮外环预制体成型模具及工艺，本发明专利技术涉及发动机制造技术领域。一种涡轮外环预制体成型模具及工艺，其包括底座以及用于压制成型预制品的上模和下模；下模包括第一定位块、第二定位块以及第三定位块；第一定位块横向设置其包括分别嵌设在底座中第一端和第二端；第二定位块设置在第一端的上方；第三定位块设置在第二端的上方，第三定位块卡设在底座中并与底座可拆卸连接，第三定位块与第二定位块相对设置；上模与相对应的定位块压合。本发明专利技术不仅有利于预制体进行后续的气相沉积处理，还有利于提高预制体的成型精度，通过此种灵活的成型模具可以制备尺寸精度要求高的涡轮外环预制体。求高的涡轮外环预制体。求高的涡轮外环预制体。

【技术实现步骤摘要】
一种涡轮外环预制体成型模具及工艺


[0001]本专利技术涉及发动机制造
，具体涉及一种涡轮外环预制体成型模具及工艺。

技术介绍

[0002]本专利技术对于
技术介绍
的描述属于与本专利技术相关的相关技术，仅仅是用于说明和便于理解本专利技术的
技术实现思路
，不应理解为申请人明确认为或推定申请人认为是本专利技术在首次提出申请的申请日的现有技术。
[0003]涡轮外环是发动机涡轮机构的重要部件，其主要功能是隔绝高温燃气冲刷，保持机匣结构的完整性。其研制技术和制造水平对发动机性能具有重要影响。
[0004]SiC
f
/SiC复合材料作为一种新型的热结构和功能一体化战略材料，它具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，广泛应用于航空、航天、核电和光伏领域。
[0005]涡轮外环采用叠层碳化硅布得到预制体，并通过化学气象沉积制备，涡轮外环构件发展趋势是纤维整体成型且纤维连续性较强，无需在线铆接或加工。现有复杂结构SiC/SiC和C/SiC复合材料纤维织物的实心成型模具，通过人工控制内、外模相对位置的成型工艺，在成型过程存在叠层过程型面控制难度大、缝制困难、模具定位偏心、外形加工造成纤维布层断裂的问题，因此无法应用于高精度要求的涡轮外环的成型过程。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种涡轮外环预制体成型模具及工艺，以解决现有实心成型模具在叠层过程中模具定位差，无法制备高精度要求的涡轮外环的问题。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0008]一种涡轮外环预制体成型模具，其包括底座以及用于压制成型预制品的上模和下模；下模包括第一定位块、第二定位块第三定位块；第一定位块横向设置，其包括分别与底座连接的第一端和第二端，第二定位块间隔设置在第一端的上方，第二定位块与第一定位块可拆卸连接；第三定位块间隔设置在第二端的上方，第三定位块与底座可拆卸连接，第三定位块与第二定位块相对设置；上模与相对应的第一定位块和第三定位块压合，并且第一定位块、第三定位块和上模均设置有用于缝制相对应编织物的缝合孔。
[0009]采用上述技术方案的有益效果为：底座放置在水平的工作台上，第一端和第二端分别安装在底座上，先将第一层编织物铺设在第一定位块上并与第一定位块进行简单缝合，将第二层编织物铺设在第一层编织物上，将第一层编织物和第二层编织物的贴合部位与第一定位块进行简单缝合；第二定位块放置在第二层编织物上并与第一定位块连接，第二定位块将第一层编织物和第二层编织物的贴合部位进行定位压合；将第三层编织物铺设在第三定位块上，再将第三定位块安装在底座上，最后将第四层编织物铺设在第三层编织物和第二层编织物之间，将第一层编织物、第二层编织物、第三层编织物和第四层编织物的
贴合部位与第三定位块和第一定位块整体进行紧密缝合；将第二定位块从第一定位块上拆卸下来，将相对应的上模与第一定位块和第三定位块连接，第二层编织物的一端进行180
°
的翻折并铺设在相对应的上模，并对贴合部位进行简单缝合，第五层编织物铺设在第一层编织物和第二层编织物上，第一层编织物和第五层编织物的贴合部位与第一定位块进行紧密缝合，第二层编织物和第五编织物的贴合部位与相对应的上模进行紧密缝合，当相对应的编织物铺设完成并与相对应的定位块缝合好后，得到由编织物叠层形成的预制体，拆卸底座，将相对应的上模对准第一定位块进行压合，从而使预制体压实紧凑进行气相沉积处理。
[0010]考虑到涡轮外环预制体尺寸偏小且结构较为复杂，需要一层一层堆叠铺设，并且相应的编织物均为无固定形状的布条，因此在预制体的成型过程中，不仅需要模具可以满足预制体的外形需求还需要模具容易调节和定位。本技术方案针对预制体的形状，将模具设计为上模和下模配套使用的结构，并且下模的结构为可以拆分的三个定位块，实现相对应的编织物可以层层进行铺设，相对应的定位块上设置有缝合孔，每铺设一层编织物可以对相对应的部分进行缝合，从而使编织物与编织物之间、编织物与定位块之间不易分离和断裂，减小编织物堆叠过程中的扭曲变形程度，不仅有利于预制体进行后续的气相沉积处理，还有利于提高预制体的成型精度，通过此种灵活的成型模具可以制备尺寸精度要求高的涡轮外环预制体。
[0011]进一步地，上模包括相互连接的第一压合块和第二压合块，第一压合块设置在第一端的上方，第二压合块位于第三定位块和第一压合块之间，并且第二压合块靠近第二端的一端与第三定位块可拆卸连接，第二压合块靠近第一端的一端与第一压合块连接。
[0012]进一步地，第二压合块包括相互连接的连接板和压紧板，连接板位于第三定位块和第一压合块之间，压紧板位于第一定位块和第一压合块之间，压紧板与第三定位块相对设置，并且压紧板设置有缝合孔。
[0013]采用上述技术方案的有益效果为：当第一层编织物、第二层编织物、第三层编织物和第四层编织物铺设完成后，由于预制体的形状不规则，铺设完成后，连接板用于压合铺设在第二端和第三定位块上的编织物，并将第二压合块与相对应贴合的编织物进行紧密缝合，再将第一压合块与第二压合块连接，第一压合块压合第一定位块。本技术方案的第一压合块和第二压合块相配套使用，第一压合块和第二压合块的接触面分别与相对的编织物接触，对第一定位块和第三定位块分别施加力，对编制形成的预制体进行压合。本技术方案的上模为可拆分的结构，针对不同的预制体形状设置与之相适配的接触面，使得上模可以更好地与相对应的编织物接触，提高上模的压合效果。
[0014]进一步地，连接板的顶部设有连接卡槽，第一压合块卡接在连接卡槽中；连接板、第三定位块和第一定位块通过第一销轴连接。
[0015]进一步地，第一定位块的两侧分别设置有第一连接块，第二定位块的两侧分别设置有第二连接块，第一连接块和第二连接块通过第二销轴连接；压紧板的两侧分别设置第三连接块，第一连接块和第三连接块通过第三销轴连接；第一连接块与第二连接块之间、第一连接块与第三连接块分别设置有第三限位块。
[0016]采用上述方案的有益效果为：考虑到拆卸掉第二定位块后，再安装压紧板，本技术方案的第二定位块和压紧板均为可拆分的结构，满足预制体到的成型形状要求，使用灵活
度大大提高，第二定位块还可以对铺设好的第二层编织物和第一层编织物进行压合，有利于铺设后续的编织物，并且第二定位块和压紧板的压合程度可以由第三限位块的高度决定，避免出现压合过度的问题。
[0017]进一步地，上模通过加强框与下模压合，第一定位块、第三定位块和上模依次连接，加强框横向设置，加强框的底部内壁与第一定位块连接，加强框的一侧内壁分别与第一端和相对应的上模连接，加强框的另一侧内壁与第二端之间、相对应的上模之间分别设置有第四限位块，加强框的顶部内壁与相对应的上模之间设置有第五限位块。
[0018]进一步地，加强框的数量为2,2个加强框分别位于上模和下模的两侧，并且2个加强框相互平行设置。
[0019]采用上述技术方案的有益效果为：上模与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，包括：底座(4)以及用于压制成型预制品的上模(1)和下模(2)；所述下模(2)包括第一定位块(201)、第二定位块(202)第三定位块(203)；所述第一定位块(201)横向设置，其包括分别与所述底座(4)连接的第一端(211)和第二端(212)，所述第二定位块(202)间隔设置在所述第一端(211)的上方，所述第二定位块(202)与所述第一定位块(201)可拆卸连接；所述第三定位块(203)间隔设置在所述第二端(212)的上方，所述第三定位块(203)与所述底座(4)可拆卸连接，所述第三定位块(203)与所述第二定位块(202)相对设置；所述上模(1)与相对应的第一定位块(201)和第三定位块(203)压合，并且所述第一定位块(201)、第三定位块(203)和所述上模(1)均设置有用于缝制相对应编织物的缝合孔(3)。2.根据权利要求1所述的涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，所述上模(1)包括相互连接的第一压合块(101)和第二压合块(102)，所述第一压合块(101)设置在所述第一端(211)的上方，所述第二压合块(102)位于所述第三定位块(203)和第一压合块(101)之间，并且所述第二压合块(102)靠近所述第二端(212)的一端与所述第三定位块(203)可拆卸连接，所述第二压合块(102)靠近所述第一端(211)的一端与所述第一压合块(101)连接。3.根据权利要求2所述的涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，所述第二压合块(102)包括相互连接的连接板(121)和压紧板(122)，所述连接板(121)位于所述第三定位块(203)和第一压合块(101)之间，所述压紧板(122)位于所述第一定位块(201)和所述第一压合块(101)之间，所述压紧板(122)与所述第三定位块(203)相对设置，并且所述压紧板(122)设置有所述缝合孔(3)。4.根据权利要求3所述的涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，所述连接板(121)的顶部设有连接卡槽(123)，所述第一压合块(101)卡接在所述连接卡槽(123)中；所述连接板(121)、所述第三定位块(203)和第一定位块(201)通过第一销轴(801)连接。5.根据权利要求2所述的涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，所述第一定位块(201)的两侧分别设置有第一连接块(701)，所述第二定位块(202)的两侧分别设置有第二连接块(702)，所述第一连接块(701)和所述第二连接块(702)通过第二销轴(802)连接；所述压紧板(122)的两侧分别设置第三连接块(703)，所述第一连接块(701)和所述第三连接块(703)通过第三销轴(803)连接；所述第一连接块(701)与所述第二连接块(702)之间、所述第一连接块(701)与所述第三连接块(703)分别设置有第三限位块(903)。6.根据权利要求1所述的涡轮外环预制体成型模具，其特征在于，所述上模(1)通过加强框(5)与所述下模(2)压合，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康志杰，赵晖，张少博，宋海龙，马文科，李仁意，王鹏，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：