一种喷注器的制备方法
阅读说明：本技术 一种喷注器的制备方法 (Preparation method of injector ) 是由 李文昌 刘洋 刘紫玉 康路路 任军 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种喷注器的制备方法,该方法包括以下步骤：1)将氧隔板喷嘴和甲烷隔板喷嘴采用真空钎焊组焊成隔板喷嘴组件；2)将氧主喷嘴和甲烷主喷嘴组装成主喷嘴组件；3)将中底、引压管、面板、压紧螺母、主喷嘴组件和隔板喷嘴组件组合成中底组合件,4)采用氩弧焊将接管嘴、脉动压力测嘴、氧进口弯管和液氧顶盖组焊成氧顶盖组件,并将氧顶盖组件与中底上端面对接的端面加工去除厚度；5)将中底组合件、氧顶盖组件、承力锥、点火弯管、DN6接管嘴、测振支座、脉动压力接嘴、喷注器保护盖、氧进口保护盖、承力锥保护盖、吹出口保护盖和点火口保护盖组合成喷注器。该方法能够极大的缩短制备周期,降低制备难度,提高生产效率和生产质量。(The invention relates to a preparation method of an injector, which comprises the following steps: 1) assembling and welding the oxygen baffle nozzle and the methane baffle nozzle into a baffle nozzle assembly by adopting vacuum brazing; 2) assembling an oxygen primary nozzle and a methane primary nozzle into a primary nozzle assembly; 3) combining the insole, a pressure guiding pipe, a panel, a compression nut, a main nozzle assembly and a partition plate nozzle assembly into an insole assembly, 4) welding a nozzle, a pulse pressure measuring nozzle, an oxygen inlet elbow and a liquid oxygen top cover into an oxygen top cover assembly by argon arc welding, and processing the end face of the oxygen top cover assembly, which is butted with the upper end face of the insole, to remove the thickness; 5) the middle sole assembly, the oxygen top cover assembly, the bearing cone, the ignition bent pipe, the DN6 connecting pipe nozzle, the vibration measuring support, the pulsating pressure connecting pipe, the injector protective cover, the oxygen inlet protective cover, the bearing cone protective cover, the air outlet protective cover and the ignition port protective cover are combined into the injector. The method can greatly shorten the preparation period, reduce the preparation difficulty and improve the production efficiency and the production quality.)
技术领域
本发明属于航空航天技术领域，尤其涉及一种喷注器的制备方法。
背景技术
喷注器属于燃气发生器的重要组成部分，用于将火箭和飞机发动机推进剂进行雾化、掺混和燃烧，使之产生具有很高能量的高温高压燃气，高温高压燃气再进一步膨胀，就可以做功驱使涡轮高速运转，从而带动涡轮泵使发动机工作，为火箭或者飞机提供动力。
喷注器作为高温高压部件的重要组成部分，有着十分重要的作用，其零件种类和数量繁多，主要由中底组合件、氧顶盖组件、承力锥、点火弯管、 DN6接管嘴、测振支座和一些保护盖等部件组成，在制备这些部件的过程中也会出现许多问题，譬如点火弯管加工难、面板薄壁件变形和真空钎焊时钎焊缝强度不够等问题都给制备过程增加了难度，导致生产效率低下，影响了加工周期，同时制备的喷注器质量难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种喷注器的制备方法，该方法能够极大的缩短制备周期，降低制备难度，提高生产效率和生产质量。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种喷注器的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、将氧隔板喷嘴和甲烷隔板喷嘴组焊成隔板喷嘴组件；
1a、在氧隔板喷嘴一端开设的12条槽道筋条上均开设第一钎料槽，在氧隔板喷嘴另一端的外圆上开设至少两个第二钎料槽，并将钎料装置在第一钎料槽和第二钎料槽内；
1b、将氧隔板喷嘴从开设有第二钎料槽的一端套入甲烷隔板喷嘴内腔中，且开设有第二钎料槽的一端伸出甲烷隔板喷嘴的一端外侧，氧隔板喷嘴开设槽道筋条的一端与甲烷隔板喷嘴的另一端口齐平；
1c、将组装的氧隔板喷嘴和甲烷隔板喷嘴放入真空钎焊炉内进行真空钎焊，得到隔板喷嘴组件；
步骤2、将氧主喷嘴直径大的一端外圆上开设至少两个第三钎料槽，并将氧主喷嘴和甲烷主喷嘴组装成主喷嘴组件；
步骤3、将中底、引压管、面板、压紧螺母、主喷嘴组件和隔板喷嘴组件组合成中底组合件；
3a、加工中底，车加工中底上端面，并留余量；将中底上原有的用于插入引压管的斜孔孔径进行加工增大，并根据增大的斜孔孔径车加工出零件套，所述零件套的外圆和内壁上均开设有至少两个第四钎料槽；
3b、加工面板，采用车床将原材料粗加工成盆形结构件，在盆形结构件口缘处留精车用装夹工艺台,采用车床固定工装将装夹工艺台压紧，将盆形结构件的壁厚尺寸加工为3mm；采用铣镗孔工装将盆形结构件的盆腔填满，并装夹固定，铣加工出盆形结构件的镗孔；
3c、将压紧螺母采用机械装配连接在隔板喷嘴组件上；将主喷嘴组件和隔板喷嘴组件的一端采用机械装配与面板连接组合,将主喷嘴组件另一端的第二钎料槽和隔板喷嘴组件另一端的第三钎料槽内装置钎料，并将主喷嘴组件和隔板喷嘴组件装置钎料的一端与中底连接；将引压管从中底的斜孔穿入至面板内；将零件套上的第四钎料槽内装置钎料，并将零件套置入引压管和中底斜孔之间的环缝内，得到中底组合件框架；
3d、将中底组合件框架利用装炉工装采用过定位方式装炉，并入炉进行钎焊；将钎焊的中底组合件框架利用车床工装定位车削其面板上的装夹工艺台，得到中底组合件；
步骤4、将接管嘴、脉动压力测嘴和氧进口弯管分别与液氧顶盖上与之相对应的部位采用氩弧焊连接，得到氧顶盖组件；并采用车床将氧顶盖组件与中底上端面对接的端面进行车削；
步骤5、加工点火弯管，将点火弯管分为第一弯管法兰、点火弯管管路和第二弯管法兰三部分分别加工；
5a、将方形的原材切割成第一弯管法兰毛坯，采用车加工将第一弯管法兰毛坯的一端车削为圆柱体，并采用车加工在第一弯管法兰毛坯的径向中心处加工出通孔，得到第一弯管法兰；
5b、将方形的原材切割成第二弯管法兰毛坯，采用车加工将第二弯管法兰毛坯的一端车削为圆柱体，并采用车加工在第二弯管法兰毛坯的径向中心处加工出通孔，得到第二弯管法兰；
5c、将棒料切割成点火管路毛坯，采用车加工在点火管路毛坯的径向中心处加工出通孔，并将点火管路毛坯弯形，得到点火弯管管路；
5d、将第一弯管法兰的车削端和第二弯管法兰的车削端分别与点火弯管管路的两端利用工装定位连接，并采用氩弧焊进行焊接，得到点火弯管；
步骤6、将中底组合件、氧顶盖组件、承力锥、点火弯管、DN6接管嘴、测振支座、脉动压力接嘴、喷注器保护盖、氧进口保护盖、承力锥保护盖、吹出口保护盖和点火口保护盖组合成喷注器；
6a、将中底组合件的中底上端面与氧顶盖组件的车削面相接触，并采用氩弧焊进行组焊连接，得到组合件一；
6b、采用氩弧焊将DN6接管嘴、测振支座和脉动压力接嘴分别焊接在组合件一上与之相对应的部位，得到组合件二；
6c、将承力锥与组合件二的氧顶盖组件顶部采用机械装配连接，得到组合件三；
6d、将点火弯管穿入组合件三内，并将其两端与组合件三采用机械装配连接，得到组合件四；
6e、将喷注器保护盖、氧进口保护盖、承力锥保护盖、吹出口保护盖、点火口保护盖分别与组合件四上与之相对应的部位进行机械装配连接，得到喷注器。
优选的，步骤1中，所述真空钎焊包括抽真空、加热、钎焊和冷却，其中，抽真空为冷态抽真空，使炉内真空度达到5×10-2/Pa，工作真空度 8×10-2/Pa；加热，是以240℃/h的速率加热到450℃，保持20min；以300 ℃/h的速率加热到950℃，保持90min；以360℃/h的速率加热到1025℃，开始钎焊；钎焊，温度在1025℃±5℃进行钎焊，保持15min；冷却，随炉冷却至600℃后向炉内填充高纯气体，使炉内压力达到8×104/Pa后，启动风扇冷却至65℃出炉。
优选的，步骤1中，所述第一钎料槽的深度为0.8mm，宽度为0.6mm；所述第二钎料槽的深度为0.5mm,宽度为1mm。
优选的，步骤2中，所述第三钎料槽的深度为0.5mm,宽度为1mm。
优选的，步骤3中，所述零件套的外圆直径小于增大的斜孔孔径，所述零件套的内圆直径大于引压管的外圆直径。
优选的，步骤3中，所述中底上端面留余量的厚度为1mm。
优选的，步骤4中，所述氧顶盖组件与中底上端面对接端面车削的尺寸为1mm。
优选的，步骤5中，切割的所述第一弯管法兰毛坯的长度为48mm,切割的所述第二弯管法兰毛坯的长度为74mm，切割的所述点火管路毛坯的长度为105.3mm；车削的所述圆柱体直径为20mm,车削的所述通孔孔径为 12mm；所述棒料的直径为20mm；所述点火管路毛坯弯形的角度为70°。
优选的，步骤6中，所述承力锥上开设有用于避让氧进口弯管的氧进口弯管避让口和用于穿过点火弯管的方孔。
本发明的一种喷注器的制备方法技术效果和优点：
1.本发明提供的一种喷注器的制备方法，通过将氧隔板喷嘴的钎焊外圆和12处槽道筋条上以及氧主喷嘴的钎焊外圆上加工至少两个用于预置钎料的钎料槽，在进行钎焊时能够避免钎料溢散而影响钎焊质量。
2.本发明提供的一种喷注器的制备方法，通过将中底上用于插入引压管的斜孔直径进行加工增大，能够降低引压管通过面板上的孔插入中底上斜孔中的装配难度，可操控性强。
3.本发明提供的一种喷注器的制备方法，通过将点火弯管分为三部分焊接而成，从而使点火弯管转化成法兰和管路的加工，有效地降低了加工难度，解决了不便于实际生产的问题。
4.本发明提供的一种喷注器的制备方法，通过将中底上端面留余量 1mm，与中底上端面对接的氧顶盖组件的端面去除1mm，方便将真空钎焊改为氩弧焊，避免采用真空钎焊时钎焊缝强度不够，导致钎焊缝开裂，零件变形的问题，有效地提高了焊接质量。
附图说明
图1是使用本发明制备的喷注器结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是是使用本发明制备的喷注器的中底组合件结构示意图；
图4是使用本发明制备的喷注器的氧顶盖组件结构示意图；
图5是图4的B-B剖视图；
图6是使用本发明制备的喷注器的承力锥结构示意图；
图7是使用本发明制备的喷注器的点火弯管结构示意图；
图8是使用本发明制备中底组合件的主喷嘴组件结构示意图；
图9是使用本发明制备中底组合件的隔板喷嘴组件结构示意图；
图10是使用本发明制备中底组合件的中底与引压管装配结构示意图；
图11是使用本发明制备中底组合件的面板结构示意图。
图中标号：1、中底组合件；1-1、中底；1-2、引压管；1-3、面板； 1-4、压紧螺母；1-5、主喷嘴组件；1-5-1、氧主喷嘴；1-5-2、甲烷主喷嘴；1-6、隔板喷嘴组件；1-6-1、氧隔板喷嘴；1-6-2、甲烷隔板喷嘴； 1-7、零件套；2、氧顶盖组件；2-1、接管嘴；2-2、脉动压力测嘴；2-3、氧进口弯管；2-4、液氧顶盖；3、承力锥；3-1、方孔；3-2、氧进口弯管避让口；4、点火弯管；4-1、第一弯管法兰；4-2、弯管管路；4-3、第二弯管法兰；5、DN6接管嘴；6、测振支座；7、喷注器保护盖；8、氧进口保护盖；9、承力锥保护盖；10、吹出口保护盖；11、点火口保护盖；12、脉动压力接嘴。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
参见图1～图2所示的一种喷注器，其制备方法包括以下步骤：
步骤1、将氧隔板喷嘴1-6-1和甲烷隔板喷嘴1-6-2组焊成隔板喷嘴组件1-6；
1a、在氧隔板喷嘴1-6-1一端开设的12条槽道筋条上均开设第一钎料槽，在氧隔板喷嘴1-6-1另一端的外圆上开设至少两个第二钎料槽，并将钎料装置在第一钎料槽和第二钎料槽内；
1b、将氧隔板喷嘴1-6-1从开设有第二钎料槽的一端套入甲烷隔板喷嘴1-6-2内腔中，且开设有第二钎料槽的一端伸出甲烷隔板喷嘴1-6-2的一端外侧，氧隔板喷嘴1-6-1开设槽道筋条的一端与甲烷隔板喷嘴1-6-2 的另一端口齐平；
1c、将组装的氧隔板喷嘴1-6-1和甲烷隔板喷嘴1-6-2放入真空钎焊炉内进行真空钎焊，得到隔板喷嘴组件1-6；
具体实施时，所述真空钎焊包括抽真空、加热、钎焊和冷却，其中，抽真空为冷态抽真空，使炉内真空度达到5×10-2/Pa，工作真空度8× 10-2/Pa；加热，是以240℃/h的速率加热到450℃，保持20min；以300 ℃/h的速率加热到950℃，保持90min；以360℃/h的速率加热到1025℃，开始钎焊；钎焊，温度在1025℃±5℃进行钎焊，保持15min；冷却，随炉冷却至600℃后向炉内填充高纯气体，使炉内压力达到8×104/Pa后，启动风扇冷却至65℃出炉。
具体实施时，所述高纯气体为Ar≥99.999％或N2≥99.999％。
具体实施时，参见图9所示，所述第一钎料槽的深度为0.8mm，宽度为0.6mm；所述第二钎料槽的深度为0.5mm,宽度为1mm。
具体实施时，将钎料预置在钎料槽内，钎焊时能够避免钎料溢出而影响钎焊质量。将隔板喷嘴组件1-6采用卧式的方式入炉放置，并适当的控制钎料槽中的钎料量，在钎焊的过程中能够避免隔板喷嘴组件1-6流道槽口部被钎料堵塞，有效地的提高了钎焊质量。
步骤2、将氧主喷嘴1-5-1和甲烷主喷嘴1-5-2组装成主喷嘴组件1-5；
具体实施时，参见图8所示，氧主喷嘴1-5-1和甲烷主喷嘴1-5-2为机械装配，装配时用手拧紧；所述氧主喷嘴1-5-1直径大的一端外圆上开设有至少两个第三钎料槽，所述第三钎料槽的深度为0.5mm,宽度为1mm。
步骤3、将中底1-1、引压管1-2、面板1-3、压紧螺母1-4、主喷嘴组件1-5和隔板喷嘴组件1-6组合成中底组合件1；
3a、加工中底1-1，车加工中底1-1上端面，并留余量；将中底1-1 上原有的用于插入引压管1-2的斜孔孔径进行加工增大，并根据增大的斜孔孔径车加工出零件套1-7；
具体实施时，参见图10所示，由于引压管1-2为弯制的管路，装配难度大，将中底1-1上的斜孔进行加工增大，能够降低引压管1-2通过面板1-3上的孔插入中底1-1上斜孔中的装配难度，可操控性强。
3b、加工面板1-3，采用车床将原材料粗加工成盆形结构件，在盆形结构件口缘处留精车用装夹工艺台,采用车床固定工装将装夹工艺台压紧，将盆形结构件的壁厚尺寸加工为3mm；采用铣镗孔工装将盆形结构件的盆腔填满，并装夹固定，铣加工出盆形结构件的镗孔；
具体实施时，将铣镗孔工装填满盆形结构件的盆腔，在进行铣镗孔时，能够便于盆形结构件装夹和固定，能够防止盆形结构件加工变形。
3c、将压紧螺母1-4采用机械装配连接在隔板喷嘴组件1-6上；将主喷嘴组件1-5和隔板喷嘴组件1-6的一端采用机械装配与面板1-3连接组合,将主喷嘴组件1-5和隔板喷嘴组件1-6的另一端与中底1-1连接，并在接触缝内装置钎料；将引压管1-2从中底1-1的斜孔穿入至面板1-3内；将零件套1-7上的第四钎料槽内装置钎料，并将零件套1-7置入引压管1-2 和中底1-1斜孔之间的环缝内，得到中底组合件1框架；
3d、将中底组合件1框架利用装炉工装采用过定位方式装炉，并入炉进行钎焊；将钎焊的中底组合件1框架利用车床工装定位车削其面板1-3 上的装夹工艺台，得到中底组合件1；
具体实施时，装炉时利用装炉工装采用过定位方式装炉，能够保证隔板喷嘴组件1-6既不受力又不移位，工装底板保证隔板喷嘴组件1-6端面在同一平面上，提高了产品钎焊精度。
具体实施时，所述零件套1-7的外圆直径小于增大的斜孔孔径，所述零件套1-7的内圆直径大于引压管1-2的外圆直径；所述零件套1-7的外圆和内壁上均开设有至少两个第四钎料槽。
具体实施时，所述中底1-1上端面留余量的厚度为1mm。
步骤4、将接管嘴2-1、脉动压力测嘴2-2和氧进口弯管2-3分别与液氧顶盖2-4上与之相对应的部位采用氩弧焊连接，得到氧顶盖组件2；并采用车床将氧顶盖组件2与中底1-1上端面对接的端面进行车削；
具体实施时，所述氧顶盖组件2与中底1-1上端面对接端面车削的尺寸为1mm。
具体实施时，将中底1-1上端面留余量1mm，与中底1-1上端面对接的氧顶盖组件2的端面去除1mm，能够方便将真空钎焊改为氩弧焊，避免采用真空钎焊时钎焊缝强度不够，导致钎焊缝开裂，零件变形的问题，有效地提高了焊接质量。
步骤5、加工点火弯管4，将点火弯管4分为第一弯管法兰4-1、点火弯管管路4-2和第二弯管法兰4-3三部分分别加工；
5a、将方形的原材切割成第一弯管法兰毛坯，采用车加工将第一弯管法兰毛坯的一端车削为圆柱体，并采用车加工在第一弯管法兰毛坯的径向中心处加工出通孔，得到第一弯管法兰4-1；
5b、将方形的原材切割成第二弯管法兰毛坯，采用车加工将第二弯管法兰毛坯的一端车削为圆柱体，并采用车加工在第二弯管法兰毛坯的径向中心处加工出通孔，得到第二弯管法兰4-3；
5c、将棒料切割成点火管路毛坯，采用车加工在点火管路毛坯的径向中心处加工出通孔，并将点火管路毛坯弯形，得到点火弯管管路4-2；
5d、将第一弯管法兰4-1的车削端和第二弯管法兰4-3的车削端分别与点火弯管管路4-2的两端利用工装定位连接，并采用氩弧焊进行焊接，得到点火弯管4；
具体实施时，参见图7所示，切割的所述第一弯管法兰毛坯的长度为 48mm,切割的所述第二弯管法兰毛坯的长度为74mm，切割的所述点火管路毛坯的长度为105.3mm；车削的所述圆柱体直径为20mm,车削的所述通孔孔径为12mm；所述棒料的直径为20mm；所述点火管路毛坯弯形的角度为 70°。
具体实施时，由于点火弯管4两端带有方形法兰，管路为70°的弯管结构，不便于实际加工生产，因此，将点火弯管4分为三部分焊接而成，将点火弯管4转化成法兰和管路的加工，利用工装确定两端法兰端口的相对位置，能够最终保证点火弯管4的组焊精度，提高了制备质量和效率，有效地降低了制备难度，解决了不便于实际生产的问题。
步骤6、将中底组合件1、氧顶盖组件2、承力锥3、点火弯管4、DN6 接管嘴5、测振支座6、脉动压力接嘴12、喷注器保护盖7、氧进口保护盖8、承力锥保护盖9、吹出口保护盖10和点火口保护盖11组合成喷注器；
6a、将中底组合件1的中底1-1上端面与氧顶盖组件2的车削面相接触，并采用氩弧焊进行组焊连接，得到组合件一；
6b、采用氩弧焊将DN6接管嘴5、测振支座6和脉动压力接嘴12分别焊接在组合件一上与之相对应的部位，得到组合件二；
6c、将承力锥3与组合件二的氧顶盖组件2顶部采用机械装配连接，得到组合件三；
6d、将点火弯管4穿入组合件三内，并将其两端与组合件三采用机械装配连接，得到组合件四；
6e、将喷注器保护盖7、氧进口保护盖8、承力锥保护盖9、吹出口保护盖10、点火口保护盖11分别与组合件四上与之相对应的部位进行机械装配连接，得到喷注器。
具体实施时，所述承力锥3上开设有用于避让氧进口弯管2-3的氧进口弯管避让口3-2和用于穿过点火弯管4的方孔3-1。
采用该实施例可见，能够极大的缩短制备周期，降低制备难度，提高生产效率和生产质量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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