[发明专利]一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法

说明书

本发明提供了一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。本发明通过对各分区采用对应的喷丸强度分别进行喷丸强化，能有效限制空心叶片在喷丸强化时的附加变形，实现对复杂曲面不等厚度空心构件的喷丸强化变形控制。

技术领域

本发明涉及喷丸强化技术领域，尤其是一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法。

背景技术

早在上世纪20-30年代，发现了喷丸处理具有改善零件疲劳性能的功效后，由喷(抛)丸清理工艺脱颍而出发展形成的喷丸强化工艺，立即被用来改善汽车零件(特别是弹簧)的疲劳强度，并且在汽车制造业中率先获得了广泛的应用。鉴于该工艺的成本低廉、生产效率高，尤其是强化效果卓著，很快被应用到航空制造业中，并在航空和军工制造业中取得了长足发展并不断完善。

随着航空技术的飞速发展，航空发动机采用的新技术也在不断增加，一些复杂薄壁空心构件成为新一代航空发动机性能提升的重要零件。空心叶片不仅具有复杂的曲面外形，同时还具有复杂的内部结构，如变厚度设计、带加强筋等。由于空心叶片含有空心区域，且各区域厚度不同、加强筋条等结构要素分布的不均匀性以及制造成形时在各区域产生的残余应力不同，在进行空心叶片全表面喷丸强化时，如果各区域采用相同喷丸强度，由于各个区域因喷丸强化产生的材料表层变形量不同，不可避免地会产生结构件的变形现象，特别是在较薄的空心及边缘区域，极易造成结构件外形尺寸超差无法与其它结构连接装配而导致构件报废，造成重大经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，能控制复杂曲面不等厚度空心叶片的喷丸变形。

为达到上述目的，本发明提出一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。

如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S20中，沿空心区两侧侧壁的厚度渐变方向，将空心区划分为依次排列的第一个空心分区至第N个空心分区；沿实心区的厚度渐变方向，将实心区划分为依次排列的第一个实心分区至第M个实心分区，相邻两个空心分区的厚度变化范围、以及相邻两个实心分区的厚度变化范围均为一设定值。

如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，所述设定值为1.0mm～6.0mm。

如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S30与所述步骤S40之间，还包括以下步骤：步骤S31：采用与各空心分区和各实心分区的形状分别一致的M+N个保护胶带，分别遮蔽各空心分区和各实心分区。

如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S40中，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化的具体操作步骤为：步骤S401：确定N个空心分区和M个实心分区的喷丸顺序；步骤S402：按照喷丸顺序，依次对各空心分区和各实心分区进行喷丸强化，其中，在对N个空心分区和M个实心分区中的任一个分区进行喷丸强化前，先将该分区的保护胶带揭下，并对该分区的相邻分区进行刚性夹持，再将该分区的喷丸强度对应的喷射气压、喷嘴移动速度、弹丸流量、喷嘴直径、弹丸型号及强化轨迹输入到喷丸设备中，然后启动喷丸设备对该分区进行喷丸强化，对该分区的喷丸强化完成后，将该分区的保护胶带重新贴上。