一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機(jī)高壓渦輪導(dǎo)向葉片屬于精密鑄造雙空腔結(jié)構(gòu)，材料為鈷基高溫合金，葉身上的氣膜孔數(shù)量多(217孔)、孔徑小(0.5?0.7 mm )，氣膜孔是由激光或電火花加工成型，結(jié)構(gòu)示意圖見圖la和圖lb。
[0003]渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓最早采用砂紙手工打磨，但只能打磨葉身外型面上氣膜孔孔口毛刺，在發(fā)動機(jī)地面試車時(shí)，葉身出現(xiàn)裂紋。分析認(rèn)為葉片葉身氣膜孔孔口毛糙，孔口尖邊應(yīng)力集中，是產(chǎn)生裂紋的一個(gè)重要原因。葉片氣膜孔孔口倒圓現(xiàn)采用磨粒流工藝，能有效改善氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋的產(chǎn)生，但由于采用的磨料粘度高，磨粒流加工后葉片內(nèi)腔無法徹底清理干凈，磨料中含有的氧化硼、二甲基硅油等低熔點(diǎn)物質(zhì)，使后續(xù)工序高溫釬焊過程中葉片發(fā)生熔蝕現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出一種能夠改善氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋產(chǎn)生的渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，包括以下步驟:
[0006]1)清洗渦輪導(dǎo)向葉片后，將若干個(gè)磁力研磨棒放入渦輪導(dǎo)向葉片的前、后型腔內(nèi)，并密封渦輪導(dǎo)向葉片的前、后型腔；
[0007]2)利用渦輪導(dǎo)向葉片的安裝端面，將渦輪導(dǎo)向葉片垂直放置在磁力拋光機(jī)的容器中，在容器中加入水，水位淹沒渦輪導(dǎo)向葉片，將若干個(gè)磁力研磨棒放入磁力拋光機(jī)容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行25?35min后停止；
[0008]3)將渦輪導(dǎo)向葉片翻轉(zhuǎn)180°后，垂直放置在磁力拋光機(jī)的容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行25?35min后停止；
[0009]4)將渦輪導(dǎo)向葉片水平放置在磁力拋光機(jī)的容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行20?40min后停止；
[0010]5)取出渦輪導(dǎo)向葉片并清洗吹干后，即完成渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。
[0011]加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口時(shí)，所述磁力研磨棒采用直徑為1.5?2倍的氣膜孔孔徑，長度為5?8_的磁力研磨棒；
[0012]加工葉片前型腔內(nèi)氣膜孔孔口和葉片后型腔內(nèi)氣膜孔孔口時(shí)，所述磁力研磨棒均采用直徑為3?5倍的氣膜孔孔徑，長度為4?6mm的磁力研磨棒。
[0013]所述磁力研磨棒材質(zhì)為304不銹鋼或201不銹鋼。
[0014]所述步驟1)中采用超聲波清洗機(jī)清洗渦輪導(dǎo)向葉片，設(shè)定水溫為室溫，清洗頻率35?45KHz，清洗時(shí)間3?5min。
[0015]所述步驟2)中磁力拋光機(jī)的容器中的水位淹沒渦輪導(dǎo)向葉片5mm?10mm。
[0016]所述磁力拋光機(jī)為EMF-2型電磁拋光機(jī)。
[0017]所述渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔徑為0.5?0.7mm。
[0018]所述渦輪導(dǎo)向葉片通過渦輪導(dǎo)向葉片安裝端面定位裝夾固定在磁力拋光機(jī)的容器中。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用磁力拋光機(jī)，利用旋轉(zhuǎn)磁場的特性，通過合理選擇磁性研磨介質(zhì)及加工參數(shù)，消除了渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口毛刺，實(shí)現(xiàn)了氣膜孔孔口倒圓，打破了傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式，檢測加工后的葉片剩磁為零，達(dá)到了高壓渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續(xù)工序及高溫釬焊工藝應(yīng)用驗(yàn)證，葉片無镕蝕現(xiàn)象，提高氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋的產(chǎn)生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力，同時(shí)降低了勞動強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境。
[0020]進(jìn)一步，采用的電磁拋光機(jī)，是專門針對細(xì)小零件去除毛邊、倒角、拋光等精密研磨而設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件內(nèi)外表面的高精度光整加工。
【附圖說明】
[0021]圖la是渦輪導(dǎo)向葉片結(jié)構(gòu)示意圖，圖lb為沿A_A面的剖視圖；
[0022]圖2是電磁拋光機(jī)工作原理圖，其中，1-容器、2-鐵芯、3-工件、4-磁力研磨棒、5-溶液、6-線圈、7-液面；
[0023]圖3a為葉身外表面孔口電磁研磨前形貌圖，圖3b為葉身外表面孔口電磁研磨后形貌對比圖；
[0024]圖4a為葉身型腔內(nèi)孔口電磁研磨前形貌圖，圖4b為葉身型腔內(nèi)孔口電磁研磨后形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體的實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋說明。
[0026]本發(fā)明分析渦輪導(dǎo)向葉片的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)特點(diǎn)，針對現(xiàn)采用磨粒流工藝存在的問題，利用渦輪導(dǎo)向葉片安裝端面定位裝夾固定在夾具上，采用電磁拋光機(jī)，選擇合適規(guī)格的磁力研磨棒和加工參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口的倒圓。
[0027]本發(fā)明創(chuàng)造的操作步驟:
[0028]1、選用設(shè)備:采用的電磁拋光機(jī)，是專門針對細(xì)小零件去除毛邊、倒角、拋光等精密研磨而設(shè)計(jì)開發(fā)的設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件內(nèi)外表面的高精度光整加工，電磁拋光機(jī)工作原理圖見圖2，電磁拋光機(jī)主要包括容器1、鐵芯2和線圈6，工件3放入容器1中，容器1中放入溶液5以及磁力研磨棒4，液面7需要淹沒工件3 ;
[0029]2、選用磁力研磨棒:
[0030]2.1材質(zhì):304不銹鋼、201不銹鋼；
[0031]2.2規(guī)格:葉片氣膜孔孔徑為dmm時(shí)，選擇原則如下:
[0032]加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口: Φ (1.5?2)dX (5?8)mm ；
[0033]加工葉片前型腔內(nèi)氣膜孔孔口: Φ (3?5)dX (4?6)mm ；
[0034]加工葉片后型腔內(nèi)氣膜孔孔口: Φ (3?5) dX (4?6)mm ;
[0035]3、超聲波清洗葉片:采用超聲波清洗機(jī)清洗葉片，設(shè)定水溫為室溫，清洗頻率35?45KHz，清洗時(shí)間3?5min ；
[0036]4、密封葉片前、后型腔:將適量的磁力研磨棒分別放入葉片的前、后型腔內(nèi)后，采用專用堵片密封葉片前、后腔；
[0037]5、磁力拋光加工:
[0038]5.1利用葉片安裝端面，通過夾具將葉片垂直放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中。在容器中放入適量水，水位淹沒葉片5mm?10mm即可，然后將適量的磁力研磨棒放入容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行25?35min后停止；
[0039]5.2將葉片和夾具同時(shí)翻轉(zhuǎn)180°后，垂直放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行25?35min后停止；
[0040]5.3利用夾具，將葉片水平放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行20?40min后停止；
[0041]5.4從容器中拿出葉片及夾具；
[0042]6、清洗葉片、吹干后放入袋中。
[0043]本發(fā)明具體實(shí)施例操作步驟是:
[0044]1、選用設(shè)備:EMF_2型電磁拋光機(jī)；
[0045]2、選用磁力研磨棒:
[0046]2.1材質(zhì):304不銹鋼；
[0047]2.2規(guī)格:葉片氣膜孔孔徑為0.5?0.7mm,磁力研磨棒選擇如下:
[0048]加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口:Φ0.8X8mm;
[0049]加工葉片前型腔內(nèi)氣膜孔孔口:Φ2Χ5πιπι;
[0050]加工葉片后型腔內(nèi)氣膜孔孔口:Φ2Χ5πιπι;
[0051]3、超聲波清洗葉片:采用超聲波清洗機(jī)清洗葉片，設(shè)定水溫為室溫，清洗頻率40ΚΗζ，清洗時(shí)間3min ；
[0052]4、密封葉片前、后型腔:將適量的磁力研磨棒分別放入葉片的前、后型腔內(nèi)后，采用專用堵片密封葉片前、后腔；
[0053]5、磁力拋光加工:
[0054]5.1利用葉片安裝端面，通過夾具將葉片垂直放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中。在容器中放入適量水，水位淹沒葉片8_即可，然后將適量的磁力研磨棒放入容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行30min后停止；
[0055]5.2將葉片和夾具同時(shí)翻轉(zhuǎn)180°后，垂直放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行30min后停止；
[0056]5.3利用夾具，將葉片水平放置在精密磁力拋光機(jī)的容器中，啟動設(shè)備運(yùn)行30min后停止；
[0057]5.4從容器中拿出葉片及夾具；
[0058]6、清洗葉片、吹干后放入袋中。
[0059]參見圖3a和圖3b，通過葉身外表面孔口電磁研磨前形貌與電磁研磨后形貌對比，參見圖4a和圖4b，葉身型腔內(nèi)孔口電磁研磨前形貌與電磁研磨后形貌對比，利用本發(fā)明方法加工后的葉片，檢測到加工后葉片的剩磁為零，達(dá)到了高壓渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續(xù)工序及高溫釬焊工藝應(yīng)用驗(yàn)證，葉片無镕蝕現(xiàn)象，提高氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋的產(chǎn)生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力本方法利用旋轉(zhuǎn)磁場的特性，通過合理選擇磁性研磨介質(zhì)及加工參數(shù)，消除了渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口毛刺，實(shí)現(xiàn)了氣膜孔孔口倒圓，打破了傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式，同時(shí)降低了勞動強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)清洗渦輪導(dǎo)向葉片后，將若干個(gè)磁力研磨棒放入渦輪導(dǎo)向葉片的前、后型腔內(nèi)，并密封渦輪導(dǎo)向葉片的前、后型腔； 2)利用渦輪導(dǎo)向葉片的安裝端面，將渦輪導(dǎo)向葉片垂直放置在磁力拋光機(jī)的容器中，在容器中加入水，水位淹沒渦輪導(dǎo)向葉片，將若干個(gè)磁力研磨棒放入磁力拋光機(jī)容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行25?35min后停止； 3)將渦輪導(dǎo)向葉片翻轉(zhuǎn)180°后，垂直放置在磁力拋光機(jī)的容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行25?35min后停止； 4)將渦輪導(dǎo)向葉片水平放置在磁力拋光機(jī)的容器中，啟動磁力拋光機(jī)運(yùn)行20?40min后停止； 5)取出渦輪導(dǎo)向葉片并清洗吹干后，即完成渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口時(shí)，所述磁力研磨棒采用直徑為1.5?2倍的氣膜孔孔徑，長度為5?8mm的磁力研磨棒； 加工葉片前型腔內(nèi)氣膜孔孔口和葉片后型腔內(nèi)氣膜孔孔口時(shí)，所述磁力研磨棒均采用直徑為3?5倍的氣膜孔孔徑，長度為4?6mm的磁力研磨棒。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述磁力研磨棒材質(zhì)為304不銹鋼或201不銹鋼。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述步驟1)中采用超聲波清洗機(jī)清洗渦輪導(dǎo)向葉片，設(shè)定水溫為室溫，清洗頻率35?45KHz，清洗時(shí)間3?5min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述步驟2)中磁力拋光機(jī)的容器中的水位淹沒渦輪導(dǎo)向葉片5_?10_。6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述磁力拋光機(jī)為EMF-2型電磁拋光機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔徑為0.5?0.7mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，所述渦輪導(dǎo)向葉片通過渦輪導(dǎo)向葉片安裝端面定位裝夾固定在磁力拋光機(jī)的容器中。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，目的在于：改善氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋產(chǎn)生，所采用的技術(shù)方案為：采用磁力拋光機(jī)，利用旋轉(zhuǎn)磁場的特性，消除了渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口毛刺，實(shí)現(xiàn)了氣膜孔孔口倒圓，打破了傳統(tǒng)的機(jī)械加工模式，檢測加工后的葉片剩磁為零，達(dá)到了高壓渦輪導(dǎo)向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續(xù)工序及高溫釬焊工藝應(yīng)用驗(yàn)證，葉片無镕蝕現(xiàn)象，提高氣膜孔孔口質(zhì)量，減少和防止裂紋的產(chǎn)生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力，同時(shí)降低了勞動強(qiáng)度，改善了作業(yè)環(huán)境。
【IPC分類】B24B31/10, B08B3/12, F01D5/00
【公開號】CN105290950
【申請?zhí)枴緾N201510744718
【發(fā)明人】吳曉鋒, 劉秀梅, 李立武, 胡良毅, 雷曉晶, 張軍全, 王艷, 王文博
【申請人】西安航空動力股份有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2015年11月5日