[发明专利]一种用于飞机发动机金属导管弯曲的弹性双支撑变径芯棒

说明书

本发明公开了一种用于飞机发动机金属导管弯曲的弹性双支撑变径芯棒。包括支架收纳管、弹性外支架和内液压部件；内液压部件中，弹性膜内腔充满有液体，弹性膜尾端开口，开口经管接头和输液管连接相通，输液管另一端外接液压系统；弹性外支架是由拉杆和弹性网状结构构成的柔性整体，拉杆分依次连接的弹性牵引段、直段和拉环三部分，弹性网状结构主要由多层波浪形金属条圆周和多个抗疲劳弹性连接件网状连接构成；支架收纳管套装在弹性外支架/内液压部件之外。本发明直径可变，能适应不同尺寸的飞机发动机金属弯管加工需要，节约生产成本，有效防止弯曲过程中起皱和截面扁化成形缺陷。

技术领域

本发明涉及飞机发动机专用薄壁弯管抗起皱、抗截面扁化成形的弯曲模具设计技术领域，特别涉及一种用于飞机发动机金属导管弯曲的弹性双支撑变径芯棒。

背景技术

薄壁金属弯管是目前轻量化、集中化输送管线中不可或缺的重要构件，在航空航天产业中应用尤为广泛。飞机发动机上的导管数目繁多，为了节省空间需要将其弯曲成各种形状，避免在有限空间中发生干涉。相比于普通弯管，飞机发动机专用金属导管壁厚更薄、弯曲角度更大，在成形过程中更容易产生弯曲内侧管壁材料堆积起皱，其弯曲部分横截面的扁化畸变也会更加明显。这些成形缺陷将造成输送压力不稳定等不利影响。

目前主要通过一种弯曲模具——芯棒实现飞机发动机专用薄壁弯管抗起皱、抗截面扁化成形，使用时将芯棒伸入待弯管坯，从内部对弯曲段提供支撑。芯棒作为防治成形缺陷的有效模具，其结构的改进和创新对提高飞机发动机专用金属导管弯曲加工质量、提高生产效率、降低成本具有重要意义。

生产中广泛使用多球节柔性芯棒，通过球铰连接将具有不完整球形支撑面的球节，可随管朝空间任意方向弯曲。其不足表现在：(1)支撑横截面的尺寸固定，加工不同直径的弯管则需要换用不同直径的芯棒，然而在航空航天等应用领域，大直径薄壁弯管往往是定制单件生产的，对应的芯棒也无法重复利用，这大大增加了芯棒的使用及存放成本；(2)每一球节的外表面与弯管内壁实际呈线接触，大直径薄壁弯管成形中仅依靠线接触难以保证支撑效果，两处线接触的间隙仍可能发生缺陷；(3)受球节结构和球铰连接方式所限，多球节柔性芯棒难以在弯曲角度较大(90°～180°)的场合下使用，芯棒球节可能干涉，而通过增大球节间隙避免干涉实际上是以牺牲弯曲外侧支撑强度为代价的。

发明内容

本发明公开了一种用于飞机发动机金属导管弯曲的弹性双支撑变径芯棒，实现径向尺寸的可变性，使同一芯棒能适用于不同直径的弯管加工，有效降低生产成本，能够提高弯曲加工质量，防止弯曲折皱。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括支架收纳管、弹性外支架和内液压部件；内液压部件包括输液管、管接头和弹性膜，弹性膜内腔充满有液体，弹性膜尾端开口，开口经管接头和输液管的一端连接相通，输液管另一端外接液压系统，输液管用于向弹性膜内腔充液；弹性外支架是由拉杆和弹性网状结构构成的柔性整体，拉杆分依次连接的弹性牵引段、直段和拉环三部分，弹性网状结构主要由多层波浪形金属条圆周和多个抗疲劳弹性连接件网状连接构成；波浪形金属条圆周为绕一圈圆周闭环的波浪形金属条，多个波浪形金属条圆周套装在弹性膜外，相邻波浪形金属条圆周之间通过多个抗疲劳弹性连接件连接，抗疲劳弹性连接件两端分别连接在相邻两个波浪形金属条圆周的波浪形波峰之间，形成可径向弹性扩张和压缩的网状；拉杆的弹性牵引段具有多股金属弹性牵引线，每一股弹性牵引线的一端与远离管接头的弹性网状结构边缘处的波浪形金属条圆周一个波峰固连，每一股弹性牵引线的另一端均连接到直段的一端，直段的另一端固连拉环；支架收纳管套装在弹性外支架/内液压部件之外。

在弹性网状结构处于扩展状态时，所述的支架收纳管空套在直段外；在弹性网状结构处于收缩时，支架收纳管空套在弹性膜外，对弹性膜起到限位作用。

所述的弹性牵引段、波浪形金属条圆周和抗疲劳弹性连接件为金属条结构，所述的直段、拉环为金属丝结构。

所述的抗疲劳弹性连接件为S型弯折的金属条结构。