專利名稱：通過磨料水噴射，用于葉片單塊輪盤的最佳制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常地涉及制造優(yōu)選地，用于航空器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的單塊葉片輪盤的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了制造單塊葉片輪盤，也稱為“MVD”或“整體葉盤”，可以使用對(duì)一塊材料進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，通常接著是一步或多步的磨銑步驟。在磨銑之前，利用磨料水噴射的切割步驟，相對(duì)于僅僅基于磨銑的方法，幫助了減少時(shí)間和生產(chǎn)成本。特別地，下面的事實(shí)解釋了這點(diǎn)這種制造方法要求到MVD結(jié)束時(shí)從原料塊移除大約75%的材料。通過磨料水噴射切割移除了這種材料的大部分實(shí)際上減少了生產(chǎn)時(shí)間，也限制銑床的磨損。正常地，磨料水噴射的切割步驟基本上包括在原料塊的整個(gè)厚度上切割一塊極其復(fù)雜的形式。這種切割實(shí)際上遵循著復(fù)雜的軌跡，稱作五軸，目的在于切割出一塊扭絞或螺旋的形式，與葉片間空間的形式相似。這種步驟的缺點(diǎn)是磨料水噴射的穩(wěn)定性明顯地受該噴射軌跡的復(fù)雜性質(zhì)影響，并且也受待要被切割的相對(duì)大的厚度影響，因?yàn)閲娚涞馁|(zhì)量從進(jìn)入到出口就逐步地降級(jí)。為了最小化該噴射的穩(wěn)定性問題，證明以相對(duì)慢的速度進(jìn)行切割是必要的，這轉(zhuǎn)化為仍舊相當(dāng)多的操作時(shí)間。由于人工移除在切割后材料塊中保持的扭絞形式片段的必要性，通過磨料水噴射進(jìn)行這種切割步驟的期間也大大地被延長(zhǎng)了。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施，至少部分地改正上述缺陷。為此，本發(fā)明的目的是單塊葉片輪盤的制造方法，包括對(duì)通常圓盤形式的材料塊進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，以在葉片間空間水平上從塊上移除材料，從而露出從輪轂徑向地延伸的葉片預(yù)制件，為了制造每個(gè)葉片間空間的所述磨料水噴射的切割步驟，包括穿過塊厚度的片段的第一次三軸切割，這樣所述切割片段由于重力自動(dòng)地從塊脫落，接著至少一種加強(qiáng)切割。本發(fā)明實(shí)際上結(jié)束于磨料水噴射的可靠切割步驟，以獲得加強(qiáng)的葉片預(yù)制件，并且減少這種磨料水噴射切割步驟的實(shí)施時(shí)間，這明顯地轉(zhuǎn)化為進(jìn)行整個(gè)制造方法的時(shí)間減少。關(guān)于進(jìn)行這個(gè)步驟的時(shí)間，后者由于下列事實(shí)首先被減少第一次穿過切割產(chǎn)生了由于重力自動(dòng)脫落的片段，這就不需要操作者的介入。這種功能是通過塊的特定定位，優(yōu)選地水平地設(shè)置而獲得，但是特別地由于三軸切割所獲得片段的圓柱體性質(zhì)而獲得。因?yàn)樵贛VD上葉片間空間的數(shù)量相當(dāng)多，由于第一片段的自動(dòng)落下而得到的時(shí)間就相當(dāng)多。并且，第一次切割軌跡的簡(jiǎn)化增強(qiáng)了噴射的穩(wěn)定性，并且結(jié)果證明對(duì)該第一次穿過切割使用高切割速度是順利的。此外，可以對(duì)更薄的材料厚度進(jìn)行隨后的加強(qiáng)切割。這增強(qiáng)了噴射的穩(wěn)定性，因此減少了噴射的偏差影響。切割速度也可以是高速的，并且增強(qiáng)了切割的精確性。根據(jù)本發(fā)明，給塊的兩個(gè)面中任一面提供至少一次加強(qiáng)切割，目的是切割以前通過所述連接切割而所獲得塊的任何區(qū)域。例如，該區(qū)域可以是在所述第一次切割期間所遇到的最易受磨料水噴射的偏差影響的區(qū)域，即，該區(qū)域靠近噴射出口。但是，因?yàn)橥ㄟ^加強(qiáng)切割再加工該特定區(qū)域，第一次切割期間的噴射偏差可以是相當(dāng)大的，而沒有害處。這個(gè)對(duì)使用高切割速度來進(jìn)行第一次切割也是友好的。通過包括磨料水噴射的噴射頭的工具進(jìn)行的所述磨料水噴射的切割步驟優(yōu)選地包括-所述第一次切割，用相對(duì)于塊的第一面的所述噴射頭進(jìn)行；接著，-幾次加強(qiáng)切割，其中這些加強(qiáng)切割中至少一次加強(qiáng)切割是用相對(duì)于塊的所述第一面的所述噴射頭進(jìn)行的，并且其中至少另一次加強(qiáng)切割是用相對(duì)于塊的第二面的所述噴射頭進(jìn)行的，該塊的第二面與塊的第一面相對(duì)。通過磨料水噴射從材料塊的兩面進(jìn)行切割的事實(shí)帶來了更好的可達(dá)性。這產(chǎn)生了最接近成品側(cè)面的葉片預(yù)制件，當(dāng)證明這些磨銑事件是必要時(shí)，因此減少了隨后磨銑事件的操作時(shí)間。而且，有利地，減少了 MVD的整個(gè)制造時(shí)間。而且，這種對(duì)待切割表面的改進(jìn)的可達(dá)性不僅用于加強(qiáng)所獲得的葉片預(yù)制件，而且也以可能最好的方式相對(duì)于待切割的每個(gè)表面定向噴射，增強(qiáng)該工藝的可靠性。此外，注意到加強(qiáng)切割的倍增減少了磨料水噴射切割步驟實(shí)施的整體時(shí)間。實(shí)際上，如上所述，第一次三軸切割可以涉及最大的厚度，但是每次的加強(qiáng)切割可以在減少厚度的塊上完成，接著是復(fù)雜軌跡，例如五軸。因此，它的結(jié)果是在噴射的穩(wěn)定性方面的兩種限制參數(shù)，具體是切割厚度和軌跡復(fù)雜性中只有一種參數(shù)保留于兩種類型的切割中每種類型切割中，這兩種類型切割中的每種類型切割都利用了高切割速度。通過優(yōu)選的實(shí)施例，磨料水噴射的切割步驟包括第一次連接切割，對(duì)塊的第一面的側(cè)面進(jìn)行2和4次之間的加強(qiáng)切割，以及對(duì)塊的第二面的側(cè)面進(jìn)行2和4次之間的加強(qiáng)切割。優(yōu)選地，在目的是獲得所有葉片間空間的所述磨料水噴射切割步驟期間，連續(xù)地進(jìn)行如下步驟-用相對(duì)于塊的第一面的所述噴射頭進(jìn)行所有的切割；-塊和噴射頭之間的相對(duì)移動(dòng)以引導(dǎo)后者相對(duì)于塊的第二面；和-用相對(duì)于塊的第二面的所述噴射頭進(jìn)行所有的切割。這優(yōu)化了磨料水噴射切割步驟期間的實(shí)施。優(yōu)選地，通過轉(zhuǎn)動(dòng)塊完成塊和噴射頭之間的所述相對(duì)移動(dòng)。優(yōu)選地，這樣進(jìn)行所述磨料水噴射的切割步驟，使得加強(qiáng)切割期間至少一個(gè)切割片段由于重力從塊自動(dòng)地脫落。這限制了磨料水噴射的切割步驟期間操作者介入的數(shù)量， 得到了更優(yōu)化的實(shí)施時(shí)間。在這方面，提供所涉及的片段，諸如第一次切割期間所獲得的片段與塊分離時(shí)，不用移動(dòng)塊，而由于重力落下。優(yōu)選地，仍舊為了限制操作者介入的數(shù)量，這樣進(jìn)行所述磨料水噴射的切割步驟，使得對(duì)于加強(qiáng)切割期間的和在其切割后保持阻擋在其相關(guān)葉片間空間中的至少一個(gè)切割片段，通過磨料水噴射切割將所述片段分裂成能夠由于重力從塊自動(dòng)地脫落的至少兩個(gè)子片段。如上所述，每次加強(qiáng)切割優(yōu)選地是五軸切割。優(yōu)選地，這樣進(jìn)行所述材料塊的磨料水噴射切割步驟，以露出從輪轂徑向地延伸的的葉片預(yù)制件，同時(shí)在至少兩個(gè)直接連續(xù)的葉片預(yù)制件之間保持形成連接裝置的材料， 所述連接裝置徑向地間隔所述輪轂。因此，該優(yōu)選的實(shí)施方式的顯著特征在于在磨料水噴射的切割步驟期間，它提供了在至少兩個(gè)葉片預(yù)制件之間，優(yōu)選地在所有這些葉片預(yù)制件之間露出的連接裝置。這嚴(yán)格限制，甚或根除了它們制造期間葉片的變形和振動(dòng)，因?yàn)樗鼈內(nèi)耘f通過原材料塊機(jī)械地固定。這種特性有利地適用于不同工具的高級(jí)速度，減少了生產(chǎn)時(shí)間，而不會(huì)影響成品 MVD的質(zhì)量。此外，減少生產(chǎn)時(shí)間和減少葉片制造期間葉片的振動(dòng)減慢了工具的磨損，特別是對(duì)磨銑機(jī)器的磨損，有利地限制了生產(chǎn)成本。優(yōu)選地，進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，這樣所述連接裝置結(jié)合連接嚴(yán)格大于3個(gè)的，優(yōu)選地直接連續(xù)的大量葉片預(yù)制件。然而，可以設(shè)想幾組直接連續(xù)的相互連接的預(yù)制件，同時(shí)幾組沒有連接的。然而，通過連接裝置保持在一起的葉片預(yù)制件的數(shù)量，以及預(yù)制件上連接裝置的布置可以隨著需要而改變。根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，這樣所述連接裝置實(shí)際上形成了環(huán)，優(yōu)選地居于輪盤軸線中央的環(huán)。該環(huán)優(yōu)選地延伸360°，可選地只由它所連接的葉片預(yù)制件中斷。然而，如上所述，該環(huán)不能被充分地關(guān)閉，并且具體地，不連接一些直接連續(xù)的預(yù)制件。然而，優(yōu)選地進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，這樣所述環(huán)與所有葉片預(yù)制件連接在一起，每個(gè)都用于隨后構(gòu)成MVD葉片。在這種情況下，優(yōu)選地提供以使所述環(huán)與葉片預(yù)制件頭部連接在一起的方式進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟。該環(huán)然后形成切割塊的周緣環(huán)形部分，同時(shí)葉片預(yù)制件在輪盤的方向上，從該環(huán)朝向內(nèi)部徑向地延伸。優(yōu)選地，該方法也包括-進(jìn)行葉片預(yù)制件的磨銑步驟以產(chǎn)生輪廓的葉片坯體；和-葉片坯體的精磨銑步驟以產(chǎn)生最終輪廓的葉片；優(yōu)選地，保持形成連接裝置的材料于精磨銑步驟完成，然后，移除該材料。然而，也可以早些移除該材料，這并沒有偏離本發(fā)明的范圍。當(dāng)然，在本發(fā)明的方法中可以使用其它經(jīng)典步驟，諸如-在磨料水噴射的切割步驟之前轉(zhuǎn)動(dòng)材料塊；-精加工步驟后葉片的拋光和/或噴砂；-切割葉片長(zhǎng)度；-MVD 的平衡。優(yōu)選地，所述的單塊葉片輪盤具有大于或等于800mm的直徑。在這方面，需要詳細(xì)說明的是在制造期間將葉片固定在它們之間的連接裝置的存在允許制造長(zhǎng)葉片的大直徑 MVDs，因?yàn)橛善涞淖冃魏驼駝?dòng)減少了，甚至排除了。優(yōu)選地，葉片具有150mm的最小長(zhǎng)度。
優(yōu)選地，所述單塊葉片輪盤具有厚度大于或等于IOOmm的輪盤。然而，由于磨料水噴射切割技術(shù)所獲得的高性能，它可以具有160mm的厚度，甚或更多。這種厚度也基本上對(duì)應(yīng)于每個(gè)葉片沿著MVD軸線在前緣和后緣之間延伸的距離。優(yōu)選地，扭絞單塊葉片輪盤的葉片，扭絞的角度延伸到45°，甚或更多。優(yōu)選地，所用的所述材料塊由鈦或一種鈦合金制成。優(yōu)選地，所述單塊葉片輪盤是用于航空器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的單塊葉片輪盤。甚至更優(yōu)選地，所述單塊葉片輪盤是航空器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子或壓縮機(jī)的單塊葉片輪盤。從下面詳細(xì)的非限制性描述將呈現(xiàn)本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征。


下面本說明書將參考附圖進(jìn)行，其中圖1表示能夠利用本發(fā)明的制造方法獲得的用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的單塊葉片輪盤的部分立體示意圖。圖加到圖ail表示制造方法的磨料水噴射切割步驟的簡(jiǎn)圖。圖3到圖5表示制造方法的隨后步驟的簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式首先，參考圖1，該圖表示通過使用本發(fā)明制造方法所要獲得的單塊葉片輪盤1。 它優(yōu)選地設(shè)計(jì)為構(gòu)成航空器渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī)或渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子。通過本發(fā)明方法將要獲得的單塊葉片輪盤，此后稱為MVD，具有大的尺度，特別是長(zhǎng)度至少等于150mm的葉片2具有大于或等于800mm的直徑，輪轂4的厚度“e”大于或等于130mm。并且，中心軸線5的輪轂4所帶有的葉片基本上是扭曲的，因?yàn)榕で慕嵌瓤梢赃_(dá)到45°，甚或更高。舉例說明，這個(gè)角度對(duì)應(yīng)于同一葉片2的底部6和頭部8之間的構(gòu)想的角度?，F(xiàn)在，將參考下面的附圖，描述MVDl制造方法的優(yōu)選實(shí)施方式。首先，對(duì)一塊由鈦合金制成的材料進(jìn)行第一次車削，例如，目的是加工這塊成為 Imm的最終側(cè)面，該塊由鈦合金制成的材料也稱為“原料單塊”，并且優(yōu)選地對(duì)它進(jìn)行了預(yù)加工。接下的步驟，如圖加到圖ail中所概述的，包括用磨料水噴射切割全部塊，以露出通過葉片間空間所分離的葉片預(yù)制件。為此，在非常高的壓力，例如3000巴下使用水噴射切割的工具(未示出)，并且具有非常高的精確性，例如六軸。是非常高水平的水壓力在優(yōu)化它對(duì)材料的切割作用中運(yùn)輸磨料。在熟悉的方式中，通過鉆石或藍(lán)寶石所制成的噴嘴產(chǎn)生水噴射。并且，混合室添加磨料，諸如砂子。在這方面，聚焦水炮通過聚焦水和砂子在待要切割的區(qū)域上而均質(zhì)化它們。 通過下面的描述，聚集水炮116更通常地稱為工具的噴射頭。這種磨料噴射切割技術(shù)能夠保證材料的基本移除速率以及好的重復(fù)性。證明它非常適合材料的移除，以產(chǎn)生完全地穿過材料塊厚度“e”并且繞著該材料塊軸線5的葉片間空間。
在這方面，圖加表示一旦完成磨料水噴射的切割步驟，材料塊100的一部分。因此，該塊具有從輪轂4徑向地延伸的葉片預(yù)制件102，S卩，與軸線5正交。通常地，在塊100 的厚度內(nèi)進(jìn)行切割，以周向地露出直接連續(xù)葉片預(yù)制件102之間的葉片間空間110。并且，這樣進(jìn)行以露出預(yù)制件102之間的連接裝置，這里采用環(huán)112形式，該環(huán)112 位于軸線5的中心并且優(yōu)選地連接葉片預(yù)制件102的所有頭108。因此，環(huán)112構(gòu)成了切割塊100的周緣環(huán)形部分，并且隨后產(chǎn)生了葉片間空間110的外部徑向界限。通過用圓盤形式塊的第一面IlOa相對(duì)的噴射頭116所進(jìn)行的切割，然后通過用該同樣塊的第二面IlOb相對(duì)的噴射頭116所進(jìn)行的切割，來利用該磨料水噴射的切割步驟， 該第二面IlOb相對(duì)于第一面110a。為了從第一面IlOa進(jìn)行切割，塊100牢固地，可移除地固定在支持體111上，以采用基本上水平的位置，也就是，它的軸線5基本上正交于地面，如圖2b中所示。支持體111 具有頂部開口的容置槽113，用于收集由于重力自動(dòng)地從塊100脫落的切割片段。在這些切割事件期間，第二面IlOb靠著支持體111放置。為了從第二面IlOb進(jìn)行切割，從支持體111釋放塊100，轉(zhuǎn)動(dòng)180°，然后重新連接該支持體111，第一面IlOa靠著支持體111放置，第二面IlOb向上定向以與塊110上向上移動(dòng)的工具的噴射頭116配合。注意到在所示優(yōu)選的實(shí)施方式中，葉片預(yù)制件102的前緣115位于第一面IlOa的側(cè)面，而它的后緣117位于第二面IlOb的側(cè)面。用于將塊100精確地定位于支持體111上兩個(gè)位置的指引裝置(未示出)使得該方法具有更大的可靠性。參考圖2c，從第一面IlOa所進(jìn)行的第一次切割目的是移除基本上圓柱形延伸的第一片段材料114a，因?yàn)樗鼈冇伤^的三軸切割產(chǎn)生，在這個(gè)期間噴射頭只是根據(jù)互相正交的三個(gè)平移軸而移動(dòng)。在這種情況下，三個(gè)軸中的一個(gè)軸構(gòu)成了所獲得圓柱形式片段 IHa的縱向軸，其延伸塊100的整個(gè)厚度。注意到因?yàn)楣ぞ呔哂辛鶄€(gè)軸，它產(chǎn)生了具有噴射頭116任何傾斜的三軸軌跡，因此在整個(gè)切割期間保持這種傾斜。如圖2c所顯而易見，在噴射機(jī)的噴射頭116相對(duì)于垂直方向傾斜下進(jìn)行第一次三軸切割，以基本上平行于最終期望的葉片間空間而被定向。在高速下所進(jìn)行的該第一次切割，由于其簡(jiǎn)單的軌跡，特別可以具有相當(dāng)大的體積，優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于磨料水噴射切割步驟完成時(shí)所獲得的相關(guān)葉片間空間110最終體積的 40%和80%之間。參考圖2d的示意性示例，表示待要獲得的兩個(gè)連續(xù)葉片預(yù)制件的前緣115，顯然， 通過沿封閉線路118a移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭，第一次三軸切割操作實(shí)際上目的是切割第一片段材料114a，該封閉線路118a經(jīng)過輪轂4附近和在塊的徑向外端附近，但是不到達(dá)后者， 以留下材料形成環(huán)。概括地，線路118a具有相對(duì)和互相連接的兩種V型，其中一個(gè)點(diǎn)徑向地定向于內(nèi)部和位于輪轂4附近，另一點(diǎn)徑向地定向于外部和位于塊的徑向外部端附近。一旦線路life閉合，就表示第一次切割步驟的結(jié)束和第一片段11 與塊100的分離，這個(gè)片段IHa由于重力自動(dòng)從該同樣的塊脫落。實(shí)際上，如圖2c中所示，在只有重力的作用下，片段IHa在相對(duì)于連接孔119的噴射頭116的方向向下滑動(dòng)，隨著下落而釋放。它在仔細(xì)定位的容置槽113中完成了下落，因此不需要操作者的介入。
從該相同的圖也顯而易見，在與徑向方向正交的任何截面中，第一片段IHa采取大體上平行四邊形的形式，其中有兩個(gè)相對(duì)側(cè)，它們根據(jù)塊的厚度延伸，分別經(jīng)過兩個(gè)直接連續(xù)的葉片2的附近，一旦該方法結(jié)束就將獲得這兩個(gè)直接連續(xù)的葉片2。然后，通過磨料水噴射實(shí)施大量的加強(qiáng)切割，還是從塊100的第一面110a，以最接近最終的側(cè)面。所有隨后的加強(qiáng)切割，不管它們是從第一面IlOa或是第二面IlOb進(jìn)行的， 都優(yōu)選地是稱為五軸形式的復(fù)雜的切割，也就是通過移動(dòng)噴射頭所獲得的軌跡不僅僅是根據(jù)平移的三個(gè)自由度，也是根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。并且，這些加強(qiáng)切割優(yōu)選地在塊的最小厚度、全部或部分厚度中進(jìn)行。在這個(gè)方面，一些加強(qiáng)切割產(chǎn)生了片段，其部分對(duì)應(yīng)于塊的整個(gè)厚度，其另一個(gè)部分只在該相同塊的一部分厚度上延伸，其厚度通常隨著向外部徑向地移動(dòng)而減少。因此，最終結(jié)果是第一次切割和加強(qiáng)切割保留了限制噴射穩(wěn)定性方面的兩個(gè)參數(shù)，具體是切割厚度和軌跡復(fù)雜性中的單一參數(shù)，這允許對(duì)這兩種類型切割中每種切割使用高切割速度。然后，沿著開放線條118b，通過移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭進(jìn)行第二片段114b的加強(qiáng)切害!]，該開放線條118b經(jīng)過輪轂4附近，具有徑向地向外開口的大體U型，其底部沿著輪轂4 行進(jìn)。U型的兩個(gè)端部分別地延伸一直遠(yuǎn)到第一次切割的兩個(gè)V型的兩個(gè)連接處，如圖2e 所示。第二片段大部分延伸塊的整個(gè)厚度，并且具有復(fù)雜的形式。為此，它切割后保持阻擋在它相關(guān)的葉片間空間中。因此，為了確保它從塊釋放，第二片段114b通過磨料水噴射切割分裂成能夠由于重力自動(dòng)地從塊脫落的兩個(gè)子片段114bl、114b2，經(jīng)過形成中的葉片間空間。也是在這里，在重力的單獨(dú)作用下，兩個(gè)子片段114bl、114l32落下，在支持體的容置槽中完成它們的下落。在所示實(shí)施方式中，片段118的切割線118b’采用最小長(zhǎng)度的直線形式，從前面切割的內(nèi)部V的點(diǎn)開始，如圖2f中所示。然后，沿著開放線條118c，通過移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭進(jìn)行第三片段IHc的加強(qiáng)切害I]，該開放線條118c從第一次切割的內(nèi)部V點(diǎn)開始，然后盡可能靠近地經(jīng)過葉片預(yù)制件之一的前緣115，然后再連接第一次切割所形成的兩個(gè)V型的兩個(gè)連接處之一，如圖2g所示。第三片段IHc大部分在塊的整個(gè)厚度上延伸，從葉片的頭部，并且越過葉片預(yù)制件徑向長(zhǎng)度僅僅一部分。優(yōu)選地手動(dòng)移除，或者根據(jù)其形式，通過重力也自動(dòng)地落入到支持體的容置槽內(nèi)。圖池表示從第一面IlOa所進(jìn)行的塊100—次所有的切割。葉片間110空間的三個(gè)片段lHa、114b、lHc中每個(gè)片在發(fā)生下面葉片間空間切割之前，優(yōu)選地制成切割類型， 即使它可以是其它類型，這并不超出本發(fā)明的范圍。接下來，塊100返回到其支持體以允許通過磨料水噴射從第二面IlOb進(jìn)行加強(qiáng)切害I]。因此，這些切割加強(qiáng)了葉片間空間Iio的形成，其中之一如圖2i中所示，諸如從第一面 IlOa進(jìn)行切割后所獲得的。所有這些切割片段由于重力自動(dòng)地落入到支持體的容置槽中。首先，這涉及沿著圖2j的開放線條118d，通過移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭所進(jìn)行的第四片段114d的加強(qiáng)切割，接下來是輪轂4的部分和葉片預(yù)制件之一的后緣117的旁側(cè)部分。 然后，涉及沿著開放線條118e，通過移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭所進(jìn)行第五片段IHe的加強(qiáng)切害!]，該開放線條118e經(jīng)過輪轂4附近，大體上具有U型形式，該U型徑向地向外開口，其底部隨著輪轂4行進(jìn)，如圖業(yè)所示。這種切割只在塊100的厚度部分上進(jìn)行。最后，沿著開放線條118f，通過移動(dòng)噴射機(jī)的噴射頭所進(jìn)行的第六片段114f的加強(qiáng)切割，該開放線條118e 起始于塊的徑向端以界定環(huán)112，然后盡可能地經(jīng)過葉片預(yù)制件之一的后緣117的附近，然后再連接第一次切割所形成的兩個(gè)V型的兩個(gè)連接處之一，如圖2g所示。一旦完成所有這些切割，塊現(xiàn)在僅有在它們頭部108水平上通過環(huán)112相互連接在一起的葉片預(yù)制件102，如圖2g所示。因此，每個(gè)所得到的葉片預(yù)制件102具有外弧面121和內(nèi)弧面123，如圖加所示。 在這方面，注意到外弧面121和內(nèi)弧面123中每一個(gè)都包括由不同切割所產(chǎn)生的表面部分。 圖an示意性地表示這兩個(gè)面121、123中每一個(gè)面的分段，每個(gè)面部分具有顯示它的切割片段的數(shù)值，這兩個(gè)面121、123表示為平面。接著，通過對(duì)葉片預(yù)制件102使用磨銑步驟繼續(xù)該制造方法，這樣進(jìn)行以獲得輪廓的葉片坯體202。在其它方面，例如，通過五軸磨銑工具所使用該步驟的目的是移除在葉片預(yù)制件102上所保留的材料，以盡可能近地獲得最終側(cè)面，例如0. 6mm。因?yàn)槟チ纤畤娚淝懈畈襟E后所獲得的高增強(qiáng)形式的預(yù)制件102，這些預(yù)制件的至少一部分表面已經(jīng)是優(yōu)選的輪廓了，因此不需要這種磨銑。在這里，預(yù)制件102優(yōu)選地相繼地被加工，以使得它們每一個(gè)都形成輪廓葉片坯體202，如圖3中所示，該圖也示意了通過環(huán)112相互連接的坯體202的頭部208，仍舊形成塊100的周緣環(huán)形部分。然后，通過移除連接預(yù)制件112的環(huán)112的步驟繼續(xù)這個(gè)方法。通過本領(lǐng)域已知的任何適合的方法進(jìn)行該步驟，諸如線切割或磨銑。在這方面，圖4示意性地示例了通過斷開該環(huán)112和坯體的頭部208之間的結(jié)合，環(huán)112與塊100剩余部分的分離。一旦完成所有這些基本上周向的斷裂228，通過5軸面對(duì)塊的相對(duì)移動(dòng)，環(huán)可以有效地從塊中取出。因此，認(rèn)為環(huán)112被取消。這里也有可替代的方案，通過只移除位于坯體202之間環(huán)的部分， 該方法可以繼續(xù)移除環(huán)112，保留位于這些坯體徑向端的其余部分，例如考慮后來葉片頭部的構(gòu)件。期望的斷裂不再是基本上周向的，如圖2d的斷裂228，但是基本上是徑向的，并且仍舊在塊的厚度內(nèi)。接著，使用新的磨銑步驟，該所謂的精加工步驟目的是通過磨銑從坯體202獲得最終輪廓的葉片2。所用的工具能夠更精確的加工，確保最終側(cè)面，因此產(chǎn)生葉片2，如圖5的右側(cè)部分所示。在該方法的這個(gè)階段，所保留的材料塊有小于該同樣材料塊體積，諸如磨料水噴射切割步驟開始前所具有的體積25%的體積，特別是上述車削步驟后。并且，該方法也可以繼續(xù)一個(gè)或多個(gè)經(jīng)典步驟，包括如前所述的拋光步驟、噴砂步驟、切割葉片成合適長(zhǎng)度的步驟和/或MVD的平衡步驟。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)僅僅通過非限制性實(shí)施例方式所描述的本發(fā)明進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種制造單塊葉片輪盤(1)的方法，該方法包括對(duì)通常圓盤形式的材料塊(100)進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，進(jìn)行該步驟以在葉片間空間(110)的水平上從塊移除材料，以露出從輪轂(4)徑向延伸的葉片預(yù)制件(102)，所述磨料水噴射的切割步驟的特征在于用于制造每個(gè)葉片間空間(110)，它包括-穿過塊(100)厚度的片段(114a)的第一次三軸切割，利用這個(gè)是為了所述切割的片段通過重力自動(dòng)地從塊(100)脫落；接著，-至少一次加強(qiáng)切割。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其中通過包括磨料水噴射的噴射頭(116)的工具所進(jìn)行的所述磨料水噴射切割步驟包括-用相對(duì)于塊的第一面(IlOa)的所述噴射頭進(jìn)行所述第一次切割；接著-幾次加強(qiáng)切割，其中用相對(duì)于塊的所述第一面(IlOa)的所述噴射頭進(jìn)行至少一次加強(qiáng)切割，其中用相對(duì)于塊的所述第二面(IlOb)的所述噴射頭進(jìn)行至少另一次加強(qiáng)切割，所述第二面(IlOb)相對(duì)于所述第一面(110a)。
3.如權(quán)利要求2所述的制造方法，其中目的是獲得所有葉片間空間的所述磨料水噴射切割步驟期間，接連地進(jìn)行下面的步驟-用相對(duì)塊第一面(IlOa)的所述噴射頭進(jìn)行所有切割；-塊(100)和噴射頭(116)之間相對(duì)移動(dòng)以引導(dǎo)后者相對(duì)塊的第二面；和-用相對(duì)塊第二面(IlOb)的所述噴射頭進(jìn)行所有切割。
4.如權(quán)利要求3所述的制造方法，其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)塊(100)進(jìn)行塊和噴射頭之間的所述相對(duì)移動(dòng)。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的制造方法，其中進(jìn)行所述磨料水噴射的切割步驟，這樣至少在加強(qiáng)切割期間，一個(gè)切割片段由于重力從塊自動(dòng)地脫落。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的制造方法，其中進(jìn)行所述磨料水噴射的切割步驟，這樣對(duì)于加強(qiáng)切割期間的和在切割后保持阻擋在它相關(guān)的葉片間空間中的至少一個(gè)切割片段， 所述片段通過磨料水噴射切割分裂成能夠由于重力自動(dòng)地從塊脫落的至少兩個(gè)子片段。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的制造方法，其中每次加強(qiáng)切割是五軸切割。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的制造方法，其中進(jìn)行所述材料塊的磨料水噴射的切割步驟，以露出從輪轂(4)徑向地延伸的葉片預(yù)制件(102)，同時(shí)保留在至少兩個(gè)直接連續(xù)葉片預(yù)制件之間形成連接裝置(112)的材料，所述連接裝置與所述輪轂徑向地間隔。
9.如前述任一權(quán)利要求所述的制造方法，其中該方法也包括-進(jìn)行葉片預(yù)制件(102)的磨銑步驟以獲得葉片坯體輪廓O02)；和，-葉片坯體(202)的精磨銑步驟，以在最終輪廓上獲得葉片(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及單塊葉片輪盤的制造方法，包括對(duì)通常圓盤形式的材料塊(100)進(jìn)行磨料水噴射的切割步驟，進(jìn)行該步驟以在葉片間空間(110)的水平上從塊移除材料，以露出從輪轂徑向延伸的葉片預(yù)制件，所述磨料水噴射的切割步驟的特征在于用于制造每個(gè)葉片間空間，它包括-穿過塊(100)厚度的片段(114a)的第一次三軸切割，利用這個(gè)是為了該切割的片段通過重力自動(dòng)地從塊(100)脫落；接著，-至少一次加強(qiáng)切割。
文檔編號(hào)B23P13/02GK102470495SQ201080035161
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者威廉姆·皮爾森, 珀賴因·德拉魯皮勒, 瑟奇·波蘭格, 米奇·米勒, 馬克·斯圖爾貝里 申請(qǐng)人:斯奈克瑪