本发明涉及涡流器的结构设计及其性能检测领域，具体涉及一种涡流器的加工及涡流器空气流量的验证方法，尤其适用于航空发动机燃烧室涡流器理论空气流量的验证，通过对涡流器进行拆分，对空气流道采用增减材加工技术，快速制造，组装，并进行流量测试，从而快速验证涡流器设计尺寸是否满足空气流量的设计需求。
背景技术：
对于涡流器以及带文氏管的涡流器类零件，零件的空气流量按零件的结构尺寸进行计算，与实际存在一定的偏差。并且，涡流器结构复杂，空气流道往往由叶片或者类似叶片的结构形成，大部分采用铸造工艺进行制造生产，形成空气流道的叶片之间空腔采用羰芯铸造成形，叶片的形位、厚度尺寸不易保证。在生产的过程中由于存在熔化、凝固等热过程，熔化凝固的差异性造成每批次的一致性差。铸造件叶片流道试验中设计流量或大、或小，波动较大，无法有效验证设计尺寸与设计流量的符合性，影响最终产品的交付。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种涡流器的加工及涡流器空气流量的验证方法，通过对零件拆分，简化流道结构，降低了加工难度，提高了加工精度，通过该方法可实现涡流器的快速精准制造，并快速验证设计尺寸是否满足空气流量的设计需求。
为实现上述目的，本发明涡流器的加工方法，包括如下步骤：
1)涡流器理论尺寸建模；
2)模型流道范围确定：
在三维数模的流道模型上根据尺寸公差分别构建流量最大模型和流量最小模型；
3)将涡流器拆分为两个部分，分别进行增材或者减材制造；
4)零件拆分后分别加工，两拆分件的控制要点如下：
a.控制两拆分件拆分面加工时的平面度；
b.控制两拆分件的加工基准与拆分面的垂直度；
5)按照模型加工并装配拆分件。
优选的，采用ug进行理论尺寸建模。
优选的，流量最大模型为流道高度尺寸最上差，包括叶片厚度、进排气半径最小值；流量最小模型为流道高度尺寸最下差，包括叶片厚度、进排气半径最大值。
优选的，步骤3)在流道位置沿零件径向截面将涡流器拆分为两个部分。
优选的，步骤3)的截面位置选择在叶片的两端面位置处，使不带叶片的拆分件采用减材制造；带叶片的拆分件采用增材制造。
优选的，步骤4)控制两拆分件拆分面加工时的平面度不大于0.03mm。
优选的，步骤4)两拆分件的加工基准选择内孔，控制两拆分件装配后基准孔间的同轴度不大于0.02。
本发明涡流器空气流量的验证方法，包括以下步骤：
试验仪器校准：
采用标准样件反复数次进行流量数据的调整验证，使检测数据与标准样件一致；
取若干个装配件测试最大空气流道的流量；
取若干个装配件测试最小空气流道的流量；
装配件最大空气流道与最小空气流道的流量偏差在±0.05％之内时，取平均值与设计理论流量值进行比较，如果流量检测平均值符合设计给出的计算值则验证设计结构的尺寸、公差满足流量要求，反之则验证设计结构的尺寸、公差与流量值不匹配，重新进行结构调整。
优选的，试验仪器校准时采用标准样件在0.024mpa的大气压力下反复数次进行流量数据的调整验证。
优选的，测试最大空气流道的流量与最小空气流道的流量时分别取5～8个装配件进行测试。
基于上述技术方案，相较于现有技术，本发明涡流器的加工方法具有如下的有益效果：
通过将涡流器拆分为两个部分，封闭式的内腔变成开放式的结构，使得复杂的流道变得相对简单，降低了加工难度。使用增减材加工技术提高了叶片流道的加工精度。开放式的流道有利于对叶型等内腔尺寸进行精确测量。通过该方法能实现涡流器的快速精准制造。
进一步的，在流道位置沿零件径向截面将涡流器拆分为两个部分进行增材和减材制造，截面位置优先选择在叶片的两端面位置处，使得不带叶片的拆分件结构简单，采用减材制造；带叶片的拆分件采用增材制造，提高加工精度。经过拆分，涡流器内腔的流道由封闭结构变为了开放式结构，降低叶片部分的加工难度、提高加工精度，同时实现流道的精确测量。
相较于现有技术，本发明涡流器空气流量的验证方法具有如下的有益效果：
通过测试最大空气流道的流量和最小空气流道的流量，若装配件最大空气流道与最小空气流道的流量偏差在±0.05％之内时，取平均值与设计理论流量值进行比较，如果流量检测平均值符合设计给出的计算值则验证设计结构的尺寸、公差满足流量要求，结合涡流器拆分及空气流道增减材加工，能够快速验证涡流器设计尺寸是否满足空气流量的设计需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1某型航空发动机燃烧室涡流器零件装配装结构示意图；
图2第一拆分件的加工参数要求示意图；
图3第二拆分件的加工参数要求示意图；
图中：1-装配工装；2-第一拆分件；3-第二拆分件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提还可以进行若干简单的修改和润饰，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或者可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置展示该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在本发明所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
实施例1
针对某型号发动机涡流器，材料k536，如图1-3所示，采用本发明进行理论空气流量的验证的方法如下：
(1)涡流器建模：采用ug进行理论尺寸建模
(2)模型流道范围确定：
本实施例中利用计算机在三维数模的流道模型上根据尺寸公差构建流量的理论模型；
流量最大模型：流道高度尺寸最上差，叶片厚度、进排气半径最小值。
流量最小模型：流道高度尺寸最下差，叶片厚度、进排气半径最大值。
(3)在流道位置沿零件径向截面将涡流器拆分为两个部分进行增材和减材制造。本实施例截面位置选择在叶片的两端面位置处，使得不带叶片的拆分件结构简单，采用减材制造；带叶片的拆分件采用增材制造，提高加工精度。经过拆分，涡流器内腔的流道由封闭结构变为了开放式结构，降低叶片部分的加工难度、提高加工精度，同时实现流道的精确测量。
(4)零件按截面拆分后分别加工，加工数量为5件，两拆分件尺寸控制要点：
1)控制两拆分件拆分面加工时的平面度，平面度不大于0.02mm。
2)控制两拆分件的加工基准与拆分面的垂直度，本实施例选取内孔作为加工基准，保证两拆分件装配后基准孔间的同轴度不大于0.02。
(5)拆分件的装配：采用装配工装以及工具使装配之后符合设计图纸要求。
(6)流量测试：试验仪器，试验前采用标准样件在0.024mpa的大气压力下反复数次进行流量数据的调整，并使检测数据与标准样件一致；
(7)检测试验件10件，取平均值作为该理论模型平均流量值。
实施例2
某型号发动机带文氏管的涡流器，材料k536，采用本发明的方法进行涡流器理论空气流量的验证，具体方法如下：
(1)涡流器建模：采用ug进行理论尺寸建模，为方便建模，去掉文氏管结构部分。
(2)模型流道范围确定：利用计算机在三维数模的流道模型上根据尺寸公差分别构建流量的理论模型、流量最大模型、流量最小模型。
流量最大模型：流道高度尺寸最上差，叶片厚度、进排气半径最小值。
流量最小模型：流道高度尺寸最下差，叶片厚度、进排气半径最大值。
(3)在流道位置沿零件径向截面将涡流器拆分为两个部分进行增材和减材制造。截面位置选择在叶片的两端面位置处，使得不带叶片的拆分件结构简单，采用减材制造；带叶片的拆分件采用增材制造，提高加工精度。经过拆分，涡流器内腔的流道由封闭结构变为了开放式结构，降低叶片部分的加工难度、提高加工精度，同时实现流道的精确测量。
(4)零件按截面拆分后分别加工，本实施例对于理论模型、流量最大模型、流量最小模型，加工数量各5件；两拆分件尺寸控制要点：
1)控制两拆分件拆分面加工时的平面度，使得平面度不大于0.02mm。
2)控制两拆分件的加工基准与拆分面的垂直度，本实施例选取内孔作为两拆分件的加工基准，保证两拆分件装配后基准孔间的同轴度不大于0.02。
(5)拆分件的装配：采用装配工装以及工具进行装配，装配符合设计图纸要求。
(6)流量测试：试验仪器校准：试验前采用标准样件在0.024mpa的大气压力下反复数次进行流量数据的调整，并使检测数据与标准样件一致；
(7)检理论模型、流量最大模型、流量最小模型测试验件各5件，取各自平均值作为该理论模型、流量最大模型、流量最小模型的平均流量值，给出设计的流量范围的理论模型。
以上结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型，这些不脱离本发明的精神和范围的修改和变型也属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内。
技术特征：
1.一种涡流器的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)涡流器理论尺寸建模；
2)模型流道范围确定：
在三维数模的流道模型上根据尺寸公差分别构建流量最大模型和流量最小模型；
3)将涡流器拆分为两个部分，分别进行增材或者减材制造；
4)零件拆分后分别加工，两拆分件的控制要点如下：
a.控制两拆分件拆分面加工时的平面度；
b.控制两拆分件的加工基准与拆分面的垂直度；
5)按照模型加工并装配拆分件。
2.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：采用ug进行理论尺寸建模。
3.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：
流量最大模型为流道高度尺寸最上差，包括叶片厚度、进排气半径最小值；流量最小模型为流道高度尺寸最下差，包括叶片厚度、进排气半径最大值。
4.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：步骤3)在流道位置沿零件径向截面将涡流器拆分为两个部分。
5.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：步骤3)截面位置选择在叶片的两端面位置处，使不带叶片的拆分件采用减材制造；带叶片的拆分件采用增材制造。
6.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：步骤4)控制两拆分件拆分面加工时的平面度不大于0.03mm。
7.根据权利要求1所述涡流器的加工方法，其特征在于：步骤4)两拆分件的加工基准选择内孔，控制两拆分件装配后基准孔间的同轴度不大于0.02。
8.一种涡流器空气流量的验证方法，其特征在于，涡流器按照权利要求1-7中任一项加工制得，包括以下步骤：
试验仪器校准：
采用标准样件反复数次进行流量数据的调整验证，使检测数据与标准样件一致；
取若干个装配件测试最大空气流道的流量；
取若干个装配件测试最小空气流道的流量；
装配件最大空气流道与最小空气流道的流量偏差在±0.05％之内时，取平均值与设计理论流量值进行比较，如果流量检测平均值符合设计给出的计算值则验证设计结构的尺寸、公差满足流量要求，反之则验证设计结构的尺寸、公差与流量值不匹配，重新进行结构调整。
9.根据权利要求8所述涡流器空气流量的验证方法，其特征在于：试验仪器校准时采用标准样件在0.024mpa的大气压力下反复数次进行流量数据的调整验证。
10.根据权利要求8所述涡流器空气流量的验证方法，其特征在于：测试最大空气流道的流量与最小空气流道的流量时分别取5～8个装配件进行测试。
技术总结
一种涡流器的加工及涡流器空气流量的验证方法，加工方法包括：1)涡流器理论尺寸建模；2)模型流道范围确定；3)将涡流器拆分为两个部分进行增材或者减材制造；4)控制两拆分件拆分面加工时的平面度以及加工基准与拆分面的垂直度，将零件拆分后分别加工；5)按照模型加工并装配拆分件。验证方法包括：采用标准样件反复数次进行流量数据的调整验证，使检测数据与标准样件一致；取若干个装配件测试最大空气流道的流量；取若干个装配件测试最小空气流道的流量；取平均值与设计理论流量值进行比较，如果流量检测平均值符合设计给出的计算值则验证设计结构的尺寸、公差满足流量要求，反之则不满足要求。本发明能实现涡流器的快速精准制造与测量。
技术研发人员：彭颖;温庆华;陈贵林;吴晓锋;汤丽;陈娟娟
受保护的技术使用者：中国航发动力股份有限公司
技术研发日：.11.13
技术公布日：.02.21
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