[发明专利]一种削减锻造挤压叶片残余应力的方法

说明书

一种削减锻造挤压叶片残余应力的方法，其通过设置两个振动剪，在去除叶片毛刺飞边的同时，控制振动剪的频率和进给速度，配合叶片的振动频率，有效消减叶片在高速挤压成形工艺中产生的残余应力，从而大大提升叶片坯件后续加工的合格率。

技术领域

本发明涉及锻造技术领域，特别涉及一种在通过挤压方式锻造航空发动机叶片后，削减锻造挤压叶片残余应力的方法。

背景技术

叶片是航空发动机的重要部件之一，通过挤压方式锻造航空发动机叶片是常用的制造方式，叶片挤压成型过程中，由于叶身各层金属的不均匀变形受到成形结构整体性的限制，从而会引起变形金属内部各部分自相平衡产生附加应力，当挤压过程完成，引起变形的外部作用力取消后，附加应力并未完全消失，而是残留在叶片内部转化为残余应力。这种残余应力不仅影响叶片的抗疲劳性和耐腐蚀性，还会引起叶型出现局部弯曲变形而影响零件加工时尺寸的不稳定性。

对于高速挤压成形工艺造成的残余应力，在现有技术中，可以通过热时效和/或振动时效方式进行消除，例如中国专利2018107209961所提供的一种利用热时效和振动时效协同消除应力的装置和方法。但这些解决方案一方面能耗高，另一方面工艺较复杂，因此会极大的提升制造成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种削减锻造挤压叶片残余应力的方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种削减锻造挤压叶片残余应力的方法，其用于在对通过挤压方式锻造制成的叶片剪切去除毛刺飞边时，消除叶片残余应力，其包括如下步骤：

步骤A，将叶片水平夹持，以叶片立方体形榫头部的中心点作为坐标原点O点，以平行于所述榫头部的长度方向的平面为坐标系所在平面，通过所述叶片的叶尖的中点A点的线为X轴，以叶盆面在下，叶背面在上的垂直投影视角建立X-Y坐标系，选择一个固定激振点C，所述固定激振点C的坐标为(M，0)，所述叶片的叶尖的中点A点的坐标为(M₁，0)，0.7M₁≤M≤0.9M₁，在固定激振点C设置一个固定振动源，

步骤B，以步骤A选择的固定激振点C为经过点，计算获得所述叶片的叶尖部顺时针方向的两个端点B₃、A₁的坐标，并分别以B₃、A₁为起点，分别计算获得两条过所述固定激振点C的直线与叶片另一侧的交点A₃、B₁的坐标。

步骤C，在所述叶片的叶尖的中点A设置第一振动剪，在端点B₃所在的一侧叶身与榫头部的交点B设置第二振动剪，启动所述固定振动源，使所述叶片以固有频率振动，使所述第一振动剪的工作频率与所述叶片的固有频率相同，并顺时针从A点向A₁点进行剪切，同时使所述第二振动剪从B点向B₁点进行剪切，确保所述第一振动剪剪切至A₁点的同时所述第二振动剪剪切至B₁点，之后，使所述第二振动剪的工作频率与所述叶片的固有频率相同，并顺时针从B₁点向B₃点进行剪切，同时使所述第一振动剪从A₁点向A₃点进行剪切，确保所述第一振动剪剪切至A₃点的同时所述第二振动剪剪切至B₃点，最后，调整所述第一振动剪的工作频率至小于所述叶片的固有频率，并顺时针从A₃点向A₄点进行剪切，同时保持所述第二振动剪的工作频率与所述叶片的固有频率相同，并顺时针从B₃点向A点进行剪切，确保所述第一振动剪剪切至A₄点的同时所述第二振动剪剪切至A点，至此完成所述叶片的叶身部分的毛刺飞边的剪切去除。

优选地，在步骤C中，所述叶片的固有频率为所述叶片在设计时，处于工作应力状态的固有频率。