[發(fā)明專利]用于制造包括設有復雜井的頂端的渦輪發(fā)動機扇葉的方法

有效

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• 申請日: 2015-12-15
• 公開（公告）號: CN107206473B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設計）人: 多米尼克·科依茲;克里斯蒂安·巴瑞德;薩米·貝尼舒;讓·克勞德·馬塞爾·奧古斯特·漢尼
• 申請（專利權）人: 賽峰飛機發(fā)動機公司
• 主分類號: B22C9/10
• 分類號: B22C9/10;B22C9/24;F01D5/18
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 胡春光;孟桂超

本發(fā)明涉及一種用于制造渦輪發(fā)動機扇葉(25)的方法，該扇葉包括壓力側和吸力側，該壓力側和該吸力側通過用于使冷卻空氣循環(huán)的內部空間而彼此分隔開，所述扇葉(25)包括具有封閉壁(29)的頂端(S)，該封閉壁使壓力側壁和吸力側壁在該頂端(S)的區(qū)域中連接以便限定井形狀，所述封閉壁包括通孔。通過模制獲得的封閉壁(29)具有相當大的標稱厚度，其凹坑(36、37)在每個通孔處局部地減小該厚度，以便促進通過化學蝕刻限定所述孔的氧化鋁棒而實現(xiàn)的移除。因此，由于封閉壁(29)具有大的標稱厚度，該閉合壁然后可被機加工，以便在井的內部形成凸起圖案或復雜的形狀。

技術領域

本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機類型的航空器發(fā)動機例如諸如渦輪噴氣發(fā)動機或渦輪螺旋槳發(fā)動機的扇葉的制造。

背景技術

在由圖1中的1標記的這種發(fā)動機中，空氣被允許進入入口套筒2，以便在被分成中心一次流和圍繞一次流的二次流之前穿過包括一系列旋轉扇葉3的送風器。

一次流在到達燃燒室7之前由渦輪4和6壓縮，一次流在到達燃燒室后通過穿過渦輪機8而膨脹，之后因為產生推力而被移除。二次流被送風器直接推進，以產生額外的推力。

每個渦輪8包括一系列扇葉，該扇葉圍繞旋轉軸被徑向定向并且被勻稱地間隔開，該旋轉軸由在該裝置周圍的外部殼體9承載。

扇葉的冷卻是通過使取自燃燒室的上游且進入扇葉根部的空氣在每個扇葉中循環(huán)而提供的，其中該空氣通過穿過這些扇葉的壁的孔被排出。

在圖2中被標記為11的這種扇葉包括扇葉通過其而被固定至旋轉體的根部 P和由該根部P承載的葉片12，其中根部和葉片被平臺13分隔開。

葉片12具有圍繞被稱為翼展軸線的軸線EV的左扭曲形狀，軸線EV垂直于軸線AX。葉片包括底部，葉片通過該底部而被連接至平臺13，并且該底部被徑向地延伸到作為該葉片的自由端的頂端S。葉片的兩個主壁是葉片的壓力側壁14和葉片的吸力側壁，該壓力側壁和該吸力側壁被彼此分隔開。

扇葉11的頂端S包括垂直于軸線EV的封閉壁，并且該封閉壁連接壓力側壁和吸入側壁。在圖2中不能被看到的這個封閉壁被設置成相對于壓力側壁的自由端和吸入側壁的自由端朝向軸線AX返回。封閉壁與這些邊緣共同界定了在與軸線AX相對的方向上開口的中空部分，該中空部分被稱為井，該井位于扇葉的頭部。

這種扇葉通過模制金屬材料來制造，具體是通過使用第一型芯17和第二型芯18來制造，以便界定和井一樣的內部空間和區(qū)域，如圖3中示意性示出的。這兩個型芯17和18沿著軸線EV通過被標記為d的短距離彼此間隔開，并且該短距離對應于圖3中由19標記的封閉壁。

第二型芯18被平行于軸線EV的氧化鋁棒21穿過，該氧化鋁棒穿過封閉壁19的區(qū)域，并且氧化鋁的端部被保持在第一型芯17中。這些棒在一方面使得在澆鑄操作期間將這些型芯保持在相對于彼此的適當位置成為可能，并且這些棒在另一方面使得形成為了在扇葉隨后運行時除塵而提供的孔成為可能。

在澆鑄和冷卻包括扇葉的合金之后，通過化學蝕刻移除型芯17和18，這導致了圖4的情況，其中穿過封閉壁19的氧化鋁棒的部分仍然存在。剩余的氧化鋁棒的部分的移除(稱為落砂)通過第二次化學蝕刻實現(xiàn)。

如在圖5中可看到的，扇葉然后脫離了用于模制扇葉的工件，并且扇葉在其封閉壁19處具有對應于移除的氧化鋁棒的兩個通孔22。這些孔22是用于除塵的孔，其確保了任何灰塵的排出，以防止灰塵在扇葉運行時在扇葉內積聚。

在性能方面增加的需求導致例如通過提供由井底部即封閉壁19承載的肋條或內部分隔件來優(yōu)化井的冷卻。在圖6的象征性示例中由23和24標記的這些分隔件或肋條旨在優(yōu)化井中的空氣動力學，以便使空氣在井中流動，從而均勻化其冷卻。