用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片中的鳩尾榫的表面處理方法
【專利摘要】一種對葉片中的鳩尾榫進(jìn)行表面處理的方法，包括如下步驟：沿著所述鳩尾榫的周向側(cè)提供拋光操作。接下來，在所述鳩尾榫的軸向端部處提供噴丸處理。由所述方法制成的葉片也被要求保護(hù)。本申請的這些和其它特征通過說明書和附圖將得到更好的理解。為了表面處理風(fēng)扇葉片鳩尾榫以承受這些力，第一表面處理步驟拋光被示出。術(shù)語拋光能夠大致描述為使工具接觸以物理處理工件上的表面。
【專利說明】用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)風(fēng)扇葉片中的鳩尾榫的表面處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及一種用于處理葉片中的鳩尾榫的表面處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)是公知的，并且典型地具有將空氣傳輸?shù)綁嚎s機(jī)的風(fēng)扇。來自壓縮機(jī)的空氣向下游進(jìn)入到燃燒部段，空氣在此處與燃料混合并被燃燒。該燃燒的產(chǎn)物向下游從渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子上經(jīng)過，該渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)而驅(qū)動風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。
[0003]風(fēng)扇可以包括安裝到轉(zhuǎn)子的多個分離葉片。葉片具有移動空氣的翼面以及被稱為鳩尾榫的徑向內(nèi)部部分，該徑向內(nèi)部部分被接納在轉(zhuǎn)子中的槽之內(nèi)。
[0004]鳩尾榫在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)操作期間經(jīng)受高應(yīng)力。因此，其對于風(fēng)扇葉片的設(shè)計者提出了挑戰(zhàn)。
[0005]已經(jīng)提出的解決施加到鳩尾榫內(nèi)的應(yīng)力的一種方法是在鳩尾榫上利用拋光操作。拋光操作將誘發(fā)該部件之內(nèi)的應(yīng)力。這些被誘發(fā)應(yīng)力是能夠在該部件之內(nèi)被誘發(fā)到期望深度的殘余壓應(yīng)力。被誘發(fā)應(yīng)力抵銷操作期間施加的應(yīng)力，以使得整個應(yīng)力水平更低。
[0006]拋光操作在被誘發(fā)應(yīng)力的水平和到材料內(nèi)的深度上提供了良好控制。然而，拋光典型地要求稍微平坦的表面，因而復(fù)雜表面不可能是用于拋光的候選對象。
[0007]—旦拋光操作已經(jīng)應(yīng)用到部件，則尚未拋光的表面可以具有升高的應(yīng)力或者可能不期望的其他改變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]一種對葉片中的鳩尾榫進(jìn)行表面處理的方法，包括如下步驟:沿著所述鳩尾榫的周向側(cè)提供拋光操作。接下來，在所述鳩尾榫的軸向端部處提供噴丸處理(shot peening)。由所述方法制成的葉片也被要求保護(hù)。
[0009]本申請的這些以及其他特征將通過隨后的說明書和附圖得到更好地理解，下面是這些附圖的簡要說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1A顯示了風(fēng)扇葉片。
[0011]圖1B顯示了安裝到轉(zhuǎn)子內(nèi)的風(fēng)扇葉片。
[0012]圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一方法步驟。
[0013]圖3顯示了后續(xù)步驟。
【具體實施方式】
[0014]圖1A顯示了具有從鳩尾榫24徑向向外延伸的翼面18的風(fēng)扇葉片20。翼面能夠被稱為具有前緣21和后緣22。鳩尾榫24具有周向側(cè)表面100以及軸向端部102和104。如能夠從圖1A意識到的，軸向端部102和104并非規(guī)則表面，而是具有復(fù)雜的彎曲形狀。周向側(cè)100沿著軸向長度具有大致規(guī)則形狀。
[0015]圖1B顯示了安裝在轉(zhuǎn)子16中的槽17之內(nèi)的風(fēng)扇葉片20。如能夠意識到的，側(cè)100在轉(zhuǎn)子16正在旋轉(zhuǎn)時接收大量應(yīng)力，因為旋轉(zhuǎn)力傳輸經(jīng)過側(cè)100。端部102和104并不接收相同的力。如圖所示，周向側(cè)100具有比端部102和104更為規(guī)則的表面。
[0016]為了對風(fēng)扇葉片鳩尾榫進(jìn)行表面處理以承受這些力，第一表面處理步驟，拋光，被示于圖2中。術(shù)語拋光能夠大致描述為使工具接觸以物理處理工件上的表面。
[0017]在50處極為示意性地示出的利用拋光工具的拋光操作已經(jīng)使表面104與側(cè)表面100接觸。拋光工具50可以提供低塑性拋光。一種公知的低塑性技術(shù)公開于美國專利6，415，486中。然而，其他拋光操作能夠被使用。
[0018]如圖2所示，在一般拋光操作中，工具50利用計算機(jī)數(shù)控(CNC)定位控制器56和壓力控制器58控制。寬泛而言，鳩尾榫的選定區(qū)域100 —經(jīng)識別，來自工具表面52的壓縮的期望幅度和殘余期望應(yīng)力分布就被確定。壓力被控制靠著表面，以形成具有壓應(yīng)力深度層的變形區(qū)域。壓力能夠變化以在鳩尾榫24之內(nèi)實現(xiàn)期望殘余應(yīng)力分布以及壓縮幅度。
[0019]盡管拋光在周向側(cè)表面100上工作極好,但是其對于端部102和104并不同樣有效。由于端部102和104具有復(fù)雜表面，因此其并不容易利用拋光技術(shù)處理。此外，側(cè)100的拋光在端部102和104處導(dǎo)致不期望的應(yīng)力分布。
[0020]因而，圖3顯示了圖2步驟的后續(xù)步驟。在圖3中，噴丸處理罩62被安裝以包圍端部102和104。噴丸處理工具60對著端部102和104輸送顆粒64。噴丸處理工藝有點示意性地示于圖3中，然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會認(rèn)識到如何將噴丸處理提供到表面102和 104。
[0021]在兩步驟方法完成之后，風(fēng)扇葉片20已經(jīng)在其端部102/104兩者以及鳩尾榫的側(cè)100處被表面處理，從而其將在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的富有挑戰(zhàn)的環(huán)境中提供有效操作。
[0022]此外，作為圖2步驟之前的初始可選步驟，整個鳩尾榫可以在拋光之前被初始地噴丸處理。
[0023]如上公開的葉片被用作風(fēng)扇葉片。當(dāng)使用在將存在于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的低溫部分中的葉片上時，相信本申請的教導(dǎo)將會最為成功。然而，可能的是，在更高溫度區(qū)域中的葉片也可以得益于這些方法。此外，這些方法可以應(yīng)用在具有使用在非燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)應(yīng)用中的翼面和鳩尾榫的葉片中。因而，盡管本發(fā)明可能最多地應(yīng)用在風(fēng)扇葉片和低壓壓縮機(jī)部段中，但是其也可以應(yīng)用于其他位置。
[0024]盡管實施方式已經(jīng)被公開，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會意識到，某些修改將會落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。出于該原因，所附權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)被研究以確定本發(fā)明的真實范圍和內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種對葉片中的鳩尾榫進(jìn)行表面處理的方法，包括如下步驟: 沿著所述鳩尾榫的周向側(cè)提供拋光操作；以及 然后對所述鳩尾榫的軸向端部提供噴丸處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述拋光操作為低塑性拋光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述拋光技術(shù)包括與所述鳩尾榫的周向側(cè)接觸的本體，所述本體受控于定位控制器和壓力控制器以沿著所述周向側(cè)在所述鳩尾榫之內(nèi)施加期望應(yīng)力分布和壓縮載荷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，整個鳩尾榫在所述拋光操作之前經(jīng)受噴丸處理工藝。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述軸向端部并非規(guī)則表面，而是具有復(fù)雜的彎曲形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述周向側(cè)具有更規(guī)則形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述葉片用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述葉片為風(fēng)扇葉片。
9.一種葉片，包括: 從鳩尾榫徑向向外延伸的翼面，所述翼面具有前緣和后緣；以及具有周向側(cè)和軸向端部的所述鳩尾榫，其中所述周向側(cè)通過拋光操作進(jìn)行表面處理，并且所述軸向端部通過噴丸處理進(jìn)行表面處理；以及 所述軸向端部具有復(fù)雜的彎曲形狀，并且所述周向側(cè)沿著軸向長度具有大致規(guī)則形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的葉片，其中，所述葉片用在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的葉片，其中，所述葉片為風(fēng)扇葉片。
【文檔編號】B24B39/00GK104039507SQ201380005752
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月17日
【發(fā)明者】V.K.斯塔拉曼 申請人:聯(lián)合工藝公司