一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，在高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯設(shè)計(jì)過程中增加了工藝筋，工藝筋處于高壓渦輪導(dǎo)向葉片的葉背一側(cè)，且位于距葉片進(jìn)氣邊距離最大的葉片緣板懸臂邊緣部位；工藝筋兩端分別與葉片上緣板和葉片下緣板連接；工藝筋長(zhǎng)度為葉片上緣板與葉片下緣板的設(shè)計(jì)距離L減去葉片緣板變形量ΔX。本發(fā)明提出的防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，在葉片毛坯設(shè)計(jì)過程中就通過增加工藝筋，對(duì)葉片緣板的變形進(jìn)行反向補(bǔ)償，從而從源頭上減小了渦輪葉片大緣板變形，極大的提高了產(chǎn)品合格率。
【專利說明】一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及葉片精鑄【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法。
【背景技術(shù)】
[0002]新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件高壓渦輪導(dǎo)向葉片目前主要采用熔模精鑄工藝整體鑄造。該高壓渦輪導(dǎo)向葉片為大緣板結(jié)構(gòu)，對(duì)角尺寸達(dá)170mm，懸臂達(dá)55mm，在精鑄后極易變形。因此為了保證導(dǎo)向葉片尺寸符合設(shè)計(jì)要求，需要在生產(chǎn)過程中采取緣板防變形措施。防止緣板變形也成為該導(dǎo)向葉片是否能成功研制的關(guān)鍵。
[0003]為滿足該葉片設(shè)計(jì)圖紙尺寸的要求，傳統(tǒng)的做法是蠟?zāi)鹤⒊尚秃笕斯ず附又睆?_的細(xì)蠟棒防止熔化澆注過程的變形，澆注后對(duì)葉片緣板進(jìn)行校正，雖然該方法可以解決部分導(dǎo)向葉片緣板變形問題，但每批次的一致性差，而且校正很容易在葉片表面留下表面缺陷和校正應(yīng)力，導(dǎo)致葉片疲勞強(qiáng)度降低，這樣實(shí)際葉片的性能就遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)性能，這也是造成葉片“壽命短、可靠性差”的原因之一。傳統(tǒng)的校正方法已經(jīng)無法應(yīng)用在新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪導(dǎo)向葉片大緣板結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]要解決的技術(shù)問題
[0005]為了從源頭抑制高壓渦輪導(dǎo)向葉片緣板在澆注冷卻過程中的變形，本發(fā)明提出了一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，在進(jìn)行毛坯設(shè)計(jì)時(shí)就在葉片精鑄毛坯上下緣板間設(shè)計(jì)工藝筋，在葉片精鑄過程中抑制緣板的變形，獲得尺寸精確、無表面缺陷、無校正應(yīng)力的合格葉片。
[0006]技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0008]所述一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，其特征在于:采用以下步驟:
[0009]步驟1:根據(jù)待加工的高壓渦輪導(dǎo)向葉片設(shè)計(jì)高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯，其中在毛坯中設(shè)計(jì)有工藝筋，所述工藝筋處于高壓渦輪導(dǎo)向葉片的葉背一側(cè)，且位于距葉片進(jìn)氣邊距離最大的葉片緣板懸臂邊緣部位；工藝筋兩端分別與葉片上緣板和葉片下緣板連接；工藝筋長(zhǎng)度為葉片上緣板與葉片下緣板的設(shè)計(jì)距離L減去葉片緣板變形量ΛΧ，其中AX=L(oh-l)(ez-ee), σ h為葉片材料鑄造綜合收縮率、ε z為葉片材料的定向凝固合金彈性伸長(zhǎng)量、ε e為葉片材料的等軸晶合金彈性伸長(zhǎng)量；
[0010]步驟2:根據(jù)步驟I的高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯設(shè)計(jì)結(jié)果加工高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯；
[0011]步驟3:將高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯精鑄成形，而后將工藝筋分別沿上下緣板表面切除。
[0012]所述一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，其特征在于:所述工藝筋的橫截面為四角圓弧過渡的等腰梯形結(jié)構(gòu)。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明提出的防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，在葉片毛坯設(shè)計(jì)過程中就通過增加工藝筋，對(duì)葉片緣板的變形進(jìn)行反向補(bǔ)償，從而從源頭上減小了渦輪葉片大緣板變形，極大的提聞了廣品合格率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1:某高壓渦輪導(dǎo)向葉片精鑄毛坯示意圖；
[0016]圖2:工藝筋橫截面示意圖；
[0017]其中:1.渦輪導(dǎo)向葉片；2.葉背；3.進(jìn)氣邊；4.上緣板；5.下緣板；6.工藝筋
7.工藝筋內(nèi)側(cè)；8.工藝筋外側(cè)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例描述本發(fā)明:
[0019]本實(shí)施例對(duì)某機(jī)高壓渦輪定向凝固導(dǎo)向葉片進(jìn)行加工，采用以下步驟:
[0020]步驟1:根據(jù)待加工的高壓渦輪導(dǎo)向葉片設(shè)計(jì)高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯，其中在毛坯中設(shè)計(jì)有工藝筋6，防止緣板的變形，所述工藝筋處于高壓渦輪導(dǎo)向葉片I的葉背2—側(cè)，且位于距葉片進(jìn)氣邊3距離最大的葉片緣板懸臂邊緣部位；工藝筋兩端分別與葉片上緣板和葉片下緣板連接；工藝筋長(zhǎng)度為葉片上緣板與葉片下緣板的設(shè)計(jì)距離L減去葉片緣板變形量ΛΧ，其中AX=L(oh-l)(ez-ee)，oh為葉片材料鑄造綜合收縮率、ε z為葉片材料的定向凝固合金彈性伸長(zhǎng)量、ε e為葉片材料的等軸晶合金彈性伸長(zhǎng)量；本實(shí)施例中葉片緣板變形量ΛΧ為0.76 ε e。
[0021]參照附圖2，工藝筋的橫截面為四角圓弧過渡的等腰梯形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)側(cè)(上底7)長(zhǎng)6mm、外側(cè)(下底8)長(zhǎng)9mm、高3臟，工藝筋外側(cè)面8與上緣板4和下緣板5表面共面，工藝筋四角以Rl (mm)圓弧轉(zhuǎn)接.[0022]步驟2:根據(jù)步驟I的高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯設(shè)計(jì)結(jié)果加工高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯；
[0023]步驟3:將高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯精鑄成形，而后將工藝筋分別沿上下緣板表面切除。
[0024]本實(shí)施例中采用防變形工藝筋使得葉片大緣板的變形量大大減小。通過對(duì)比試驗(yàn):兩件未加防變形工藝筋其中一件葉片12個(gè)測(cè)量點(diǎn)全部超差，超差量最小0.32mm，最大
0.68_，另外一件葉片12個(gè)測(cè)量點(diǎn)的超差量最小0.37_，最大0.72mm ;而使用防變形工藝筋的兩個(gè)葉片其中一件2點(diǎn)超差其余點(diǎn)全部合格，I點(diǎn)超差0.0lmmU點(diǎn)超差0.03mm。另外一件僅I點(diǎn)超差，超差0.03mm。
【權(quán)利要求】
1.一種防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，其特征在于:采用以下步驟: 步驟1:根據(jù)待加工的高壓渦輪導(dǎo)向葉片設(shè)計(jì)高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯，其中在毛坯中設(shè)計(jì)有工藝筋，所述工藝筋處于高壓渦輪導(dǎo)向葉片的葉背一側(cè)，且位于距葉片進(jìn)氣邊距離最大的葉片緣板懸臂邊緣部位；工藝筋兩端分別與葉片上緣板和葉片下緣板連接；工藝筋長(zhǎng)度為葉片上緣板與葉片下緣板的設(shè)計(jì)距離L減去葉片緣板變形量ΛΧ，其中AX=L(oh-l)(ez-ee), σ h為葉片材料鑄造綜合收縮率、ε z為葉片材料的定向凝固合金彈性伸長(zhǎng)量、ε e為葉片材料的等軸晶合金彈性伸長(zhǎng)量； 步驟2:根據(jù)步驟I的高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯設(shè)計(jì)結(jié)果加工高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯； 步驟3:將高壓渦輪導(dǎo)向葉片毛坯精鑄成形，而后將工藝筋分別沿上下緣板表面切除。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述防止高壓渦輪導(dǎo)向葉片變形的精鑄方法，其特征在于:所述工藝筋的橫截面為四角圓弧過渡的等腰梯形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】B22D25/02GK103537652SQ201310478881
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】彭穎, 李昕艷, 謝國(guó)印, 梁養(yǎng)民, 李長(zhǎng)青, 劉波 申請(qǐng)人:西安航空動(dòng)力股份有限公司