[发明专利]一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法

说明书

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其是一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法，包括以下步骤：对整体叶盘蜡模模型进行模型热收缩设计预处理；利用多喷头熔融沉淀成型3D打印机打印整体叶盘蜡模模型，打印蜡模材料为紫蜡，打印用支撑蜡材料为聚乙二醇；将异丙醇溶剂加入热搅拌器进行加热、搅拌均匀；将打印完成的整体叶盘蜡模模型加入热搅拌器中，利用异丙醇溶剂将整体叶盘蜡模模型中的支撑蜡溶解、清洗掉，取出整体叶盘蜡模模型，放至温度范围为22±1℃的环境中存储；对整体叶盘蜡模模型依次进行组树、制壳、蒸汽脱蜡、真空熔炼浇注、后处理，得到无余量整体叶盘铸件，本申请加工出的产品精度高，且能够节省时间和成本。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其是一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法。

背景技术

整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件，其将发动机转子叶片和轮盘形成一体，省去了传统连接中的榫头、榫槽及锁紧装置等，减少结构重量及零件数量，避免榫头气流损失，提高气动效率，使发动机结构大为简化，现已在各国军用和民用航空发动机上得到广泛应用。

熔模精密铸造是目前无余量整体叶盘的最优成型方法，有良好的尺寸精度，表面光洁度，力学性能，经济性和产品可靠性。

对于一种新型的小推力航空发动机中无余量整体叶盘的设计，开发和试机过程来讲，传统的制造流程为：制造模具，压蜡，组树，制壳，脱蜡，熔炼浇注，后处理，机加工，装配，试机。这个过程中，制造模具占用整个开发周期过程中30％的时间，而试机后需要再次调整整体叶盘设计，需要重新制造模具，这个过程复杂而冗长。使得开发周期大大被拉长，也增加了开发成本。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法，加工出的产品精度高，且能够节省时间和成本。

本发明所采用的技术方案如下：一种航空发动机无余量整体叶盘的加工方法，包括以下步骤：

对整体叶盘蜡模模型进行模型热收缩设计预处理，整体叶盘蜡模模型径向收缩为0.7±0.1％，整体叶盘蜡模模型轴向收缩为0.4±0.1％；

利用多喷头熔融沉淀成型3D打印机打印整体叶盘蜡模模型，打印蜡模材料为紫蜡，打印用支撑蜡材料为聚乙二醇；

将异丙醇溶剂加入热搅拌器进行加热、搅拌均匀，热搅拌器的加热温度范围为35℃-37℃；

将打印完成的整体叶盘蜡模模型加入热搅拌器中，利用异丙醇溶剂将整体叶盘蜡模模型中的支撑蜡溶解、清洗掉，取出整体叶盘蜡模模型，放至温度范围为22±1℃的环境中存储；

对整体叶盘蜡模模型依次进行组树、制壳、蒸汽脱蜡、真空熔炼浇注、后处理，得到无余量整体叶盘铸件。

所述紫蜡中包含90％的蜡基和10％的色素。

所述聚乙二醇为PEG-1000。

所述多喷头熔融沉淀成型3D打印机的打印分辨率为1200×1200×600DPI，打印的单层厚度为16微米。

本发明的有益效果如下：本发明的应用直接省去了模具和模具制造周期，节约了模具费用，大大缩短了验证开发周期，节约大量开发成本；本发明所使用的支撑蜡为高分子聚乙二醇，溶于异丙醇溶液，反应后形成脂肪酸，不会造成环境污染，处理成本低；本发明得到的小推力航空发动机无余量整体叶盘，其叶型表面，通道表面，粗糙度为Ra3.2以内，叶型面轮廓度0.1mm，通道公差尺寸可达到HB6103-CT4。超过熔模精密铸造的通用标准要求，符合产品设计要求。

附图说明

图1是本发明中整体叶盘的结构图。

具体实施方式

下面结合附图1，说明本发明的具体实施方式。