[发明专利]空心导向叶片上缘板型腔壁厚的控制方法

说明书

技术领域

本发明属于熔模精密铸造技术，涉及一种航空发动机空心导向叶片上缘板型腔壁厚的控制方法。

背景技术

某型航空发动机空心导向叶片上缘板精铸件的俯视图参见图1和图2，它是航空发动机上关键热端部件之一，该空心导向叶片上缘板1的尾缘部位有两个空腔，由陶瓷型芯7形成，陶瓷型芯7在型壳中仅靠芯头4一端定位，型芯主体3为悬臂结构，浇注后的空心导向叶片上缘板铸件中该空腔上下壁厚相等。现有空心导向叶片上缘板铸件壁厚控制方法为：铸件空心部位采用陶瓷型芯7形成，压制空心导向叶片上缘板蜡模前，在陶瓷型芯7型芯主体3的上下两面粘贴与图纸理论高度相等的蜡纸芯撑或塑料芯撑，然后将粘完蜡纸芯撑或塑料芯撑的陶瓷型芯7放入蜡模压制模具中进行压制，从而得到与图纸理论壁厚相等的空心导向叶片上缘板蜡模，之后对空心导向叶片上缘板蜡模进行组合、制壳、浇注、清壳、脱芯等工序，得到空心导向叶片上缘板铸件。用这种空心导向叶片上缘板铸件壁厚控制方法所制得的空心导向叶片上缘板铸件在空心部位的壁厚不均匀，上壁厚5偏厚，下壁厚6偏薄，不满足设计图纸要求，造成超差甚至报废，产品合格率低，生产成本高。

发明内容

本发明的目的是：提出一种航空发动机空心导向叶片上缘板型腔壁厚的控制方法，以便保证空心导向叶片上缘板铸件在空心部位的壁厚均匀性，满足设计图纸要求，避免超差和报废，提高产品合格率，降低生产成本。

本发明的技术方案是：空心导向叶片上缘板型腔壁厚的控制方法，所述的型腔是指由陶瓷型芯7在空心导向叶片上缘板1尾缘内部所形成的空腔，型腔壁厚是指型腔上壁厚5和型腔下壁厚6；其特征在于，通过改变空心导向叶片上缘板蜡模型腔的壁厚来控制铸件型腔的壁厚，将陶瓷型芯7型芯主体3的前缘向非流道面翘起，使型芯主体3的下表面11与空心导向叶片上缘板蜡模流道面10的夹角α＝0°30′～1°，具体步骤如下：

1、确定陶瓷型芯7上蜡质芯撑中心点的位置：首先在陶瓷型芯7型芯主体3的上表面12上找出4个上表面蜡质芯撑中心点的位置，4个上表面蜡质芯撑中心点分别是：第一蜡质芯撑X1的中心点M1、第二蜡质芯撑X2的中心点M2、第三蜡质芯撑X3的中心点N1、第四蜡质芯撑X4的中心点N2；第一蜡质芯撑X1的中心点M1到第一基准面A的距离和第二蜡质芯撑X2的中心点M2到第一基准面A的距离均为a＝4mm～6mm,第三蜡质芯撑X3的中心点N1到第一基准面A的距离和第四蜡质芯撑X4的中心点N2到第一基准面A的距离均为b＝17mm～19mm，第一基准面A是陶瓷型芯7的型芯主体3和芯头4之间的台阶端面；第一蜡质芯撑X1的中心点M1到第二基准面B的距离和第四蜡质芯撑X4的中心点N2到第二基准面B的距离均为c＝3mm～5mm,第三蜡质芯撑X3的中心点N1到第二基准面B的距离为d＝14mm～16mm,第二蜡质芯撑X2的中心点M2到第二基准面B的距离为e＝28mm～30mm，第二基准面B是陶瓷型芯7芯头4的左侧面；在陶瓷型芯7型芯主体3的上表面上标记出上述4个上表面蜡质芯撑中心点的位置；

然后在陶瓷型芯7型芯主体3的下表面11上找出4个下表面蜡质芯撑中心点的位置，4个下表面蜡质芯撑中心点分别是：第五蜡质芯撑X5的中心点K1、第六蜡质芯撑X6的中心点K2、第七蜡质芯撑X7的中心点L1、第八蜡质芯撑X8的中心点L2；第五蜡质芯撑X5的中心点K1的位置与第一蜡质芯撑X1的中心点M1的位置对应，第六蜡质芯撑X6的中心点K2的位置与第二蜡质芯撑X2的中心点M2的位置对应，第七蜡质芯撑X7的中心点L1的位置与第三蜡质芯撑X3的中心点N1的位置对应，第八蜡质芯撑X8的中心点L2的位置与第四蜡质芯撑X4的中心点N2的位置对应；在陶瓷型芯7型芯主体3的上表面上标记出上述4个下表面蜡质芯撑中心点的位置；

2、计算确定8个蜡质芯撑的高度：蜡质芯撑是圆台形状，其大直径端的直径为2mm，第一蜡质芯撑X1至第八蜡质芯撑X8的高度分别为h1至h8，h1＝h2，h3＝h4，h5＝h6，h7＝h8；陶瓷型芯(7)芯头(4)宽度为g，陶瓷型芯(7)型芯主体(3)厚度为p，陶瓷型芯(7)芯头(4)D点距离铸件流道面(10)的垂直距离为t，铸件尾缘处总厚度为u，按照下式计算8个蜡质芯撑的高度：

h1＝u-p-h5………………………………………………………………[1]

h3＝u-p-h7………………………………………………………………[2]

h5＝(t/sinα+g)×sinα……………………………………………[3]