[实用新型]一种3D打印发动机推力室内型面抛光工装

说明书

本实用新型公开了一种3D打印发动机推力室内型面抛光工装，包括上型芯、上调整垫、盖板、支撑筒、下调整垫及下型芯，支撑筒设于上型芯和下型芯之间，用于支撑上型芯和下型芯，3D打印发动机推力室设置在支撑筒内，盖板设于上型芯和3D打印发动机推力室之间，上调整垫和下调整垫分别设于上型芯与盖板和下型芯与3D打印发动机推力室之间，上型芯和下型芯上分别设有磨料进口和磨料出口，对3D打印发动机推力室进行固定时，盖板与3D打印发动机推力室的法兰面固定连接，上型芯和下型芯相抵靠，上型芯和下型芯所构成的外型面与3D打印发动机推力室的内型面之间形成磨料通道，该工装具有抛光去除量均匀、表面粗糙度一致性好、抛光效率高的特点。

技术领域

本实用新型涉及3D打印金属零件表面抛光处理领域，尤其是一种3D打印发动机推力室内型面抛光工装。

背景技术

随着近年来3D打印技术的迅速发展，使得具有复杂结构的金属零件一体化制造成为可能。相较于传统加工技术，3D打印技术具有设计自由度高、成本低、研发周期短的特点，使其在航空、航天领域得到了广泛应用。但是，由于3D打印零件采用金属粉末逐层烧结的方式成型，制造过程中的错层、溢流和颗粒堆积都会造成零件表面粗糙度过高、精度差，从而影响零件的使用要求。

液体火箭发动机推力室要求内型面光滑、平整，粗糙度一般低于Ra1.6μm，以提高冷却液膜的分布均匀性，增加壁面再生冷却过程的换热系数，降低燃气的流动阻力。一种采用高温合金粉末材料3D打印成型的液体火箭发动机推力室，主体构型为再生冷却式的薄壁夹层结构，在采用常规抛光方式进行内型面抛光时存在以下问题：

1、砂纸打磨、喷砂等机械式抛光方法在进行异形曲面抛光时操作不便，人工操作无法保证均匀的抛光去除量，会造成发动机推力室的薄壁厚度不均匀，影响其使用性能。

2、流体抛光采用流体磨料在发动机推力室内循环流动抛光，但流动面积的变化使得发动机的喉部位置与其它位置的抛光去除量差异过大，表面粗糙度难以保持一致。

3、化学抛光采用酸性溶液腐蚀零件表面的颗粒高点，抛光效率低，并且酸性溶液会进入烧结的金属粉末间隙中继续腐蚀金属材料基体，影响零件的力学性能。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种3D打印发动机推力室内型面抛光工装，可对采用再生冷却式薄壁夹层结构的发动机推力室推力室内型面进行抛光，具有抛光去除量均匀、表面粗糙度一致性好、抛光效率高的特点。

一种3D打印发动机推力室内型面抛光工装，包括上型芯、上调整垫、盖板、支撑筒、下调整垫及下型芯，所述支撑筒设于上型芯和下型芯之间，用于支撑上型芯和下型芯，3D打印发动机推力室设置在支撑筒内，上型芯和下型芯用于对3D打印发动机推力室进行定位支撑，所述盖板设于上型芯和3D打印发动机推力室之间，所述上调整垫和下调整垫分别设于上型芯与盖板和下型芯与3D打印发动机推力室之间，所述上型芯和下型芯上分别设有磨料进口和磨料出口，对3D打印发动机推力室进行固定时，盖板与3D打印发动机推力室的法兰面固定连接，上型芯和下型芯相抵靠，上型芯和下型芯所构成的外型面与3D打印发动机推力室的内型面之间形成磨料通道。

作为上述技术方案的优选，所述上调整垫和下调整垫均设有多组。

作为上述技术方案的优选，所述磨料通道宽度均匀相等。

作为上述技术方案的优选，所述下型芯上设有与3D打印发动机推力室配合的环形定位槽，所述下调整垫设于环形定位槽内。

作为上述技术方案的优选，所述盖板与3D打印发动机推力室之间设有密封垫。

作为上述技术方案的优选，所述磨料通道的宽度为5mm。

作为上述技术方案的优选，所述上型芯和下型芯采用合金结构钢材料制成，且外表面设有渗碳层和渗氮层。