[发明专利]一种具有复杂内部型腔的叶片成型方法在审

专利信息
申请号: 201711443921.5 申请日: 2017-12-27
公开(公告)号: CN109967967A 公开(公告)日: 2019-07-05
发明(设计)人: 韩芳明;刘俊秀;肖波;吕新哲;阮青文 申请(专利权)人: 航天海鹰(哈尔滨)钛业有限公司
主分类号: B23P15/00 分类号: B23P15/00
代理公司: 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 23211 代理人: 刘景祥
地址: 150028 黑*** 国省代码: 黑龙江;23
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摘要:
搜索关键词: 叶片 长方体工件 内部型腔 薄层 成型 复杂曲面工件 机械加工方式 工件焊接 焊接方式 内腔结构 顺序堆叠 形状结构 叶片结构 轴向方向 定位销 上端面 成形 堆叠 内腔 加工 制作 统一
【说明书】:

一种具有复杂内部型腔的叶片成型方法,属于内腔为复杂曲面工件技术领域。所述叶片的成形方法包括:首先,根据所述叶片的整体结构,将其结构分为多个薄层,并将每个薄层对应的结构对应加工到多个矩形立体子工件;然后将带有叶片结构特征的多个子工件按照顺序堆叠在一起,并在所述子工件的四角上设置定位销进行位置固定;随后通过焊接方式将堆叠在一起的子工件焊接为统一整体,形成一体式的长方体工件;最后,将长方体工件的高度方向作为所述叶片的轴向方向,从所述长方体工件的上端面开始根据所述叶片的横截面的形状结构通过机械加工方式将长方体工件加工成具有内腔结构的制作叶片。

技术领域

发明涉及一种具有复杂内部型腔的叶片成型方法,属于内腔为复杂曲面工件技术领域。

背景技术

目前,复杂的内部型腔基本采用数控加工、铸造和3D打印的方式完成。数控加工严重受到内腔结构的限制,过于复杂,或内腔过深均无法完成;铸造对于截面尺寸多次增减的复杂曲面和大尺寸薄壁件具有很大的局限性,脱模非常困难;3D打印受到加工区尺寸的限制,无法完成大尺寸工件的加工。以气膜冷却叶片为例,细长的结构使其只能通过铸造的方式完成加工,但由于浇筑过程中很难保证工件材料的均匀一致,废品率相对较高,但随着我国航空航天事业的不断发展,具有复杂内部型腔的工件逐渐增多,现有的加工技术受到了严峻的挑战,所以需要一种具有普遍适用性的加工方法来解决复杂内腔曲面的加工制造。

发明内容

本发明为了解决现有具有复杂内腔的叶片工件加工方法中成品率太低的技术问题,提出了一种具有复杂内部型腔的叶片成型方法,所采取的技术方案如下:

一种具有复杂内部型腔的叶片成型方法,所述叶片的成形方法包括:首先,根据所述叶片的整体结构,将其结构分为多个薄层,并将每个薄层对应的结构对应加工到多个矩形立体子工件;然后将带有叶片结构特征的多个子工件按照顺序堆叠在一起,并在所述子工件的四角上设置定位销进行位置固定;随后通过焊接方式将堆叠在一起的子工件焊接为统一整体,形成一体式的长方体工件;最后,将长方体工件的高度方向作为所述叶片的轴向方向,从所述长方体工件的上端面开始根据所述叶片的横截面的形状结构通过机械加工方式将长方体工件加工成具有内腔结构的制作叶片。

进一步地,所述叶片成形的具体过程为:

步骤一:根据所述叶片的结构特征将所述叶片的结构形状沿横截面方向分割成多个带有结构特征的薄层;

步骤二:将每个步骤一所述薄层对应的结构特征分别依次对应加工在多个尺寸统一的长方体子工件上;

步骤三:将具有将步骤二所述多个长方体子工件按照所述叶片分层后的每层顺序堆叠起来,并在每个长方体子工件的四角上设置定位孔通过定位销将堆叠起来的多个长方体子工件进行位置固定;

步骤四:对步骤三所述堆叠后的上下两个端面上的长方体子工件端面通过磨削或抛光的方式进行镜面处理;

步骤五:通过扩散焊接的方式将镜面处理后的所述长方体子工件堆叠体每个长方体子工件进行焊接连固,形成一个长方体子工件堆叠体;

步骤六:根据步骤五所述长方体子工件堆叠体上已有的结构特征,通过机械加工的方式将所述叶片切割出来,完成整个叶片的制造。

进一步地,步骤二所述将每个步骤一所述薄层对应的结构特征分别依次对应加工在多个尺寸统一的长方体子工件上的具体步骤为:首先,在每个所述长方体子工件的前后两个板面上的相同位置处加工出多个半圆弧形凹槽,所有半圆弧形凹槽的位置均一一对应;然后,在具有多个凹槽的长方体子工件表面上的相同位置处加工出所述叶片横截面方向上的环形结构。

进一步地,所述长方体子工件采用平板子工件,所述平板子工件的板材厚度为0.1mm或10mm。

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