一種吸附式空心靜子葉片的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種吸附式空心靜子葉片的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)的一個(gè)重要發(fā)展方向是提高壓氣機(jī)的級壓比，以實(shí)現(xiàn)在原有級數(shù)上達(dá)到更高的壓比，或者以更少的級數(shù)實(shí)現(xiàn)相同的總壓比。提高壓氣機(jī)級壓比的方法之一是增加葉片的彎角，但是增加氣動(dòng)彎角將不可避免地受到流動(dòng)分離的限制，為了控制這種氣流分離，可采用非常規(guī)的吸附式壓氣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)，這一技術(shù)是在葉片吸力面上的強(qiáng)逆壓梯度處吸除附面層，使氣流在葉型后段完全附著的方式實(shí)現(xiàn)葉片氣動(dòng)彎角的增加。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，對吸附式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究剛剛起步，僅開展了吸附式空心靜子葉片的研究，而目前對吸附式空心靜子葉片的研究也還停留在數(shù)值模擬理論計(jì)算方面，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的工作較少，在相關(guān)制造技術(shù)和試驗(yàn)方面的研究更是幾乎為零，這將大大制約吸附式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展。因此對吸附式空心靜子葉片制造方法的研究是一個(gè)關(guān)鍵且前沿的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種吸附式空心靜子葉片的制造方法，配合新材料、新結(jié)構(gòu)減重，可以顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。所述靜子葉片包括葉背側(cè)、葉盆側(cè)、上緣板以及下緣板，所述葉背側(cè)、葉盆側(cè)、上緣板以及下緣板共同圍成所述靜子葉片的空心腔，所述制造方法包括:
[0005]步驟一、在所述葉背側(cè)上設(shè)置第一通氣孔；
[0006]步驟二、在所述上緣板上設(shè)置第二通氣孔；
[0007]步驟三、將所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)分別鈑金成型；
[0008]步驟四、將所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)采用擴(kuò)散焊焊接，形成所述靜子葉片的葉身，并在所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)之間形成所述空心腔；
[0009]步驟五、將所述上緣板、所述下緣板以及所述靜子葉片的葉身焊接成空心靜子葉片，使所述第一通氣孔與所述第二通氣孔均連通至所述空心腔。
[0010]優(yōu)選的是，所述葉背側(cè)上設(shè)置有兩條長條形吸附槽，所述吸附槽內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)所述第一通氣孔。
[0011]在上述方案中優(yōu)選的是，所述第二通氣孔為與葉片橫截面形狀一致的型孔；
[0012]在上述方案中優(yōu)選的是，所述步驟四還包括:
[0013]檢查所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)的焊接結(jié)合面是否有裂紋、砂眼以及氣孔；
[0014]去除所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)表面的油污；
[0015]將所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)置于槽液中去除氧化物；
[0016]用丙酮溶液清洗所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)，并擦拭。
[0017]在上述方案中優(yōu)選的是，在所述步驟四中，所述焊接方式為釬焊。
[0018]在上述方案中優(yōu)選的是，在所述步驟五中，包括:
[0019]將所述靜子葉片的葉身的一端部插入所述上緣板的第二通氣孔內(nèi)；
[0020]在所述靜子葉片的葉身的一端部與所述上緣板第二通氣孔之間的間隙內(nèi)填充釬料；
[0021]在所述下緣板上開型槽，用于安放所述靜子葉片的葉身的另一端部。
[0022]在上述方案中優(yōu)選的是，所述釬焊的裝配間隙在0?0.1mm的范圍內(nèi)。
[0023]在上述方案中優(yōu)選的是，所述上緣板的第二通氣孔深度為1?5mm，下緣板型槽深度為1?3_。
[0024]本發(fā)明根據(jù)全新的吸附式空心靜子葉片的特殊結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)研究擴(kuò)散焊在非平板葉片上的應(yīng)用，解決帶扭轉(zhuǎn)空心葉片成型方式受限、加工困難的問題，從而解決超音跨音速發(fā)動(dòng)機(jī)氣流分離激波氣體相互干擾降低壓氣機(jī)性能的缺點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明涉及的制造方法可應(yīng)用于帶上、下緣板的吸附式空心靜子葉片的加工，是一種全新的制造方法。該方法利用了擴(kuò)散焊和釬焊的工藝特點(diǎn)，既能保證葉片的加工質(zhì)量，又能避免焊接帶來的材料缺陷，是一種經(jīng)濟(jì)、高效、操作簡單的加工方法。吸附式空心靜子葉片工藝的成熟可以實(shí)現(xiàn)對氣流分離的主動(dòng)控制技術(shù)，改善氣動(dòng)性能，可加速吸附式發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展。
【附圖說明】
[0026]圖1為按照本發(fā)明吸附式空心靜子葉片的制造方法的一優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。
[0027]圖2為圖1所示實(shí)施例的吸附式空心靜子葉片結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為圖1所示實(shí)施例的葉背側(cè)與葉盆側(cè)采用擴(kuò)散焊焊接示意圖。
[0029]其中，1為葉背側(cè)，2為葉盆側(cè)，3為擴(kuò)散焊連接面，4為下緣板，5為上緣板。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本發(fā)明實(shí)施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0031]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
[0032]本發(fā)明提供了一種吸附式空心靜子葉片的制造方法，吸附式空心靜子葉片是吸附式發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要元素，是一種全新的壓氣機(jī)靜子葉片結(jié)構(gòu)形式，它區(qū)別于傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)靜子葉片的一個(gè)重要特征就是葉身上設(shè)計(jì)有吸附槽孔，且葉片上緣板設(shè)計(jì)有與葉片型面一致的型孔，從而形成完整的氣流通道。本發(fā)明針對帶上、下緣板的吸附式空心靜子葉片，提出一種全新的制造方法，即葉片葉盆側(cè)和葉背側(cè)分別鈑金成型，并在葉背側(cè)特定位置加工出吸附槽孔，然后將兩者采用擴(kuò)散焊連接形成空腔，成為空心靜子葉片，再與上、下緣板采用釬焊形成一體。該制造方法在分析對比多種成熟焊接工藝的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對吸附式空心葉片這種葉片蒙皮薄、葉身扭角大，且葉身表面有吸附孔的特有結(jié)構(gòu)提出的全新的加工方法，既能實(shí)現(xiàn)零件可制造性，同時(shí)又能保證葉片可靠性。
[0033]本發(fā)明具體制造方法如圖1所示，主要包括如下步驟:
[0034]步驟一、在所述葉背側(cè)上設(shè)置有第一通氣孔；
[0035]步驟二、在所述上緣板上設(shè)置有第二通氣孔；
[0036]步驟三、將所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)分別鈑金成型；
[0037]步驟四、將所述葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)采用擴(kuò)散焊焊接，形成所述靜子葉片的葉身，并在葉背側(cè)與所述葉盆側(cè)之間形成所述空心腔；
[0038]步驟五、將上緣板、下緣板以及所述靜子葉片的葉身焊接成空心靜子葉片，使所述第一通氣孔與所述第二通氣孔均連通至所述空心腔。
[0039]需要說明的是，參考圖2及圖3，靜子葉片包括葉背側(cè)1、葉盆側(cè)2、上緣板4以及下緣板3，所述葉背側(cè)1、葉盆側(cè)2、上緣板4以及下緣板3共同圍成所述靜子葉片的空心腔，可以理解的是，靜子葉片的葉身為月牙形狀，其中，自靜子葉片空心腔的中心向外凸出的一側(cè)為葉背側(cè)1，與葉背側(cè)1之間間隔空心腔的另一側(cè)為葉盆側(cè)2。本發(fā)明所涉及的制造技術(shù)主要針對帶上、下緣板的吸附式空心靜子葉片，葉片材料為不銹鋼lCrllNi2W2MoV。
[0040]本實(shí)施例中，所述葉背側(cè)上設(shè)置有兩條長條形吸附槽，所述吸附槽內(nèi)設(shè)置有若干個(gè)所述第一通氣孔。具體的，葉背側(cè)靠近后緣位置沿葉高方向開兩排通氣孔。通氣孔位置的設(shè)置按性能計(jì)算所得，為附面層氣流分離位置。
[0041]本實(shí)施例中，所述第二通氣孔為與葉片橫截面形狀一致的型孔，用于將分離氣體抽出流道。
[0042]吸附式空心靜子葉片的整體結(jié)構(gòu)采用焊接方式加工而成。葉背側(cè)、葉盆側(cè)兩零件為薄壁結(jié)構(gòu)，壁厚1_，兩零件的毛料均為板料，內(nèi)外表面按給定的葉片型面數(shù)據(jù)經(jīng)鈑金成型，形成帶有內(nèi)外型面的單個(gè)零