[发明专利]TC11合金大型风扇叶片锻件平衡角的确定方法

摘要

本发明为TC11合金大型风扇叶片锻件平衡角的确定方法。通过该方法确定平衡角后，使得风扇叶片锻件的坯料和锻件在加工后其组织和性能均满足工艺要求，成功解决了依靠进口、购置成本高的难题。其特征在于：其包括以下步骤，(1)选择三典型截面的完整型线，即分别为靠近叶根端截面、叶身中间截面、靠叶顶截面；(2)以三典型截面重叠的原点为基点，初步确定平衡角；(3)根据初定平衡角进行锻造成形工艺分析；(4)平衡角α确定中验证角β的应用；(5)通过叶根、叶冠、凸台的截面，进一步进行平衡角的修整和确定。

主权项

1.TC11合金大型风扇叶片锻件平衡角的确定方法，其特征在于：其包括以下步骤，(1)、基于UG三维CAD设计软件的二次开发程序，根据叶片型线数据的每个截面的X，Y，Z坐标点计算出CAD图形的理论型线，从中选择三典型截面的完整型线，即分别为靠近叶根端截面、叶身中间截面、靠叶顶截面；(2)、以三典型截面重叠的原点为基点，充分考虑锻件的塑性成形，考虑锻造成形时进、出汽侧的侧向分力尽量能够达到平衡或者尽量足够小，锻坯在自由锻上方便会计快速成形，对于TC11合金大型风扇叶片顺时针旋转的角度就初步确定平衡角；(3)根据初定平衡角进行锻造成形工艺分析；(a)、叶型扭曲度较大时作综合考虑，既要考虑进出汽边最高点的充足成形，又要考虑进汽边背弧“倒勾”余块不宜过大；(b)、靠叶顶截面叶型较宽，出汽边较薄时，应使叶顶出汽侧平坦而加大平衡角；(c)、精锻或少余量叶片锻造时，应适当加大平衡角α；(d)、坯料叶身采用扁坯形式时，应适当将平衡角转小，坯料叶身采用圆坯形式时，应适当将平衡角转大；(4)、平衡角α确定中验证角β的应用；在靠叶顶截面型线的出汽侧作趋向延伸的对称中心线，该中心线与锻造方向轴线的夹角就作为平衡角α确定中考虑的验证角β，验证角控制在48°-52°之间，小于48°在锻造工艺中采用定位和进气边阻尼槽，但绝不允许小于45°；(5)通过叶根、叶冠、凸台的截面，进一步进行平衡角的修整和确定，兼顾叶根、叶冠、凸台在初定的平衡角下锻造塑性成形情况，塑性成形通过数值模拟仿真技术来进一步验证；对于TC11合金大型风扇叶片锻件叶根型腔高深，一方面从TC11合金塑性成形工艺要确保风扇叶片锻件充足成形；另一方面也要从高深型腔的受力分析状况考虑，大的打击力对锻模应力集中处极为不利，因此确定锻造平衡角还要兼顾模具应力集中处的受力影响，进一步修正平衡角α，在确定平衡角α时要使叶根型腔最低处和叶身型面最低处尽量处于同一高度。