[发明专利]用于制造包括设有复杂井的顶端的涡轮发动机扇叶的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造涡轮发动机扇叶(25)的方法，该扇叶包括压力侧和吸力侧，该压力侧和该吸力侧通过用于使冷却空气循环的内部空间而彼此分隔开，所述扇叶(25)包括具有封闭壁(29)的顶端(S)，该封闭壁使压力侧壁和吸力侧壁在该顶端(S)的区域中连接以便限定井形状，所述封闭壁包括通孔。通过模制获得的封闭壁(29)具有相当大的标称厚度，其凹坑(36、37)在每个通孔处局部地减小该厚度，以便促进通过化学蚀刻限定所述孔的氧化铝棒而实现的移除。因此，由于封闭壁(29)具有大的标称厚度，该闭合壁然后可被机加工，以便在井的内部形成凸起图案或复杂的形状。

技术领域

本发明涉及涡轮发动机类型的航空器发动机例如诸如涡轮喷气发动机或涡轮螺旋桨发动机的扇叶的制造。

背景技术

在由图1中的1标记的这种发动机中，空气被允许进入入口套筒2，以便在被分成中心一次流和围绕一次流的二次流之前穿过包括一系列旋转扇叶3的送风器。

一次流在到达燃烧室7之前由涡轮4和6压缩，一次流在到达燃烧室后通过穿过涡轮机8而膨胀，之后因为产生推力而被移除。二次流被送风器直接推进，以产生额外的推力。

每个涡轮8包括一系列扇叶，该扇叶围绕旋转轴被径向定向并且被匀称地间隔开，该旋转轴由在该装置周围的外部壳体9承载。

扇叶的冷却是通过使取自燃烧室的上游且进入扇叶根部的空气在每个扇叶中循环而提供的，其中该空气通过穿过这些扇叶的壁的孔被排出。

在图2中被标记为11的这种扇叶包括扇叶通过其而被固定至旋转体的根部 P和由该根部P承载的叶片12，其中根部和叶片被平台13分隔开。

叶片12具有围绕被称为翼展轴线的轴线EV的左扭曲形状，轴线EV垂直于轴线AX。叶片包括底部，叶片通过该底部而被连接至平台13，并且该底部被径向地延伸到作为该叶片的自由端的顶端S。叶片的两个主壁是叶片的压力侧壁14和叶片的吸力侧壁，该压力侧壁和该吸力侧壁被彼此分隔开。

扇叶11的顶端S包括垂直于轴线EV的封闭壁，并且该封闭壁连接压力侧壁和吸入侧壁。在图2中不能被看到的这个封闭壁被设置成相对于压力侧壁的自由端和吸入侧壁的自由端朝向轴线AX返回。封闭壁与这些边缘共同界定了在与轴线AX相对的方向上开口的中空部分，该中空部分被称为井，该井位于扇叶的头部。

这种扇叶通过模制金属材料来制造，具体是通过使用第一型芯17和第二型芯18来制造，以便界定和井一样的内部空间和区域，如图3中示意性示出的。这两个型芯17和18沿着轴线EV通过被标记为d的短距离彼此间隔开，并且该短距离对应于图3中由19标记的封闭壁。

第二型芯18被平行于轴线EV的氧化铝棒21穿过，该氧化铝棒穿过封闭壁19的区域，并且氧化铝的端部被保持在第一型芯17中。这些棒在一方面使得在浇铸操作期间将这些型芯保持在相对于彼此的适当位置成为可能，并且这些棒在另一方面使得形成为了在扇叶随后运行时除尘而提供的孔成为可能。

在浇铸和冷却包括扇叶的合金之后，通过化学蚀刻移除型芯17和18，这导致了图4的情况，其中穿过封闭壁19的氧化铝棒的部分仍然存在。剩余的氧化铝棒的部分的移除(称为落砂)通过第二次化学蚀刻实现。

如在图5中可看到的，扇叶然后脱离了用于模制扇叶的工件，并且扇叶在其封闭壁19处具有对应于移除的氧化铝棒的两个通孔22。这些孔22是用于除尘的孔，其确保了任何灰尘的排出，以防止灰尘在扇叶运行时在扇叶内积聚。

在性能方面增加的需求导致例如通过提供由井底部即封闭壁19承载的肋条或内部分隔件来优化井的冷却。在图6的象征性示例中由23和24标记的这些分隔件或肋条旨在优化井中的空气动力学，以便使空气在井中流动，从而均匀化其冷却。