[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片噴丸加工變形的參數(shù)控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811312755.X
• 申請(qǐng)日: 2018-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN109583037A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚倡鋒;張吉銀;譚靚;周征;李豐玉;孫蘊(yùn)齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務(wù)所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發(fā)明公開了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片噴丸加工變形的參數(shù)控制方法，選一噴丸后的葉片，測(cè)量其第一變形量和第一殘余應(yīng)力；采用具有可行性的葉片仿真模型，測(cè)得多組正交試驗(yàn)的葉片仿真模型的變形量，得出使葉片仿真模型變形量的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)閾值的殘余應(yīng)力取值條件；建立葉片噴丸加工仿真模型，通過葉片噴丸加工仿真模型進(jìn)行噴丸仿真試驗(yàn)，得出最優(yōu)噴丸參數(shù)，最優(yōu)噴丸參數(shù)為滿足殘余應(yīng)力取值條件的噴丸參數(shù)；本發(fā)明可避免葉片加工后形位精度和尺寸超差，降低葉片的報(bào)廢率。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于金屬材料葉片機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片噴丸加工變形的參數(shù)控制方法。

【背景技術(shù)】

現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向是使其重量減輕、推力增加、燃料消耗減少及噪音降低，為滿足這一要求，開發(fā)了渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。風(fēng)扇葉片作為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，具有長(zhǎng)葉身、大扭角和寬葉弦的特點(diǎn)。

由于葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)中的作用和工作特性，從而使葉片成為了發(fā)動(dòng)機(jī)中尺寸跨度大、受力和承載能力最強(qiáng)、形狀最復(fù)雜的零件。為了滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性、高性能、可靠性和使用壽命的要求，必須保證葉片形狀的準(zhǔn)確性、尺寸的精確性以及表面完整性的嚴(yán)格性。

風(fēng)扇葉片加工主要采用銑削、拋光、熱處理、振動(dòng)光飾、噴丸等工藝。至今為止，為了使飛機(jī)零部件的表面完整性、耐久性以及可靠性能夠提高，在航空航天領(lǐng)域多采用噴丸方法來提高鈦合金零件的微動(dòng)疲勞抗力及抗疲勞性能。

由于葉片是典型的薄壁構(gòu)件，具有弦長(zhǎng)寬、型面彎曲扭轉(zhuǎn)及剛性差的特點(diǎn)，而且，噴丸引起的變形是由于很多彈丸共同沖擊產(chǎn)生的一個(gè)塑性延伸層，進(jìn)而使塑性變形在葉片表層的局部區(qū)域產(chǎn)生，最后引起葉片的彎曲變形，進(jìn)而導(dǎo)致葉片加工后的形位精度和尺寸精度超差，進(jìn)而使得葉片報(bào)廢。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片噴丸加工變形的參數(shù)控制方法，以使葉片在噴丸過程中變形量可控，避免葉片加工后形位精度和尺寸超差，降低葉片的報(bào)廢率。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片噴丸加工變形的參數(shù)控制方法，包括以下步驟：

選擇噴丸加工后的葉片，測(cè)量其第一變形量和第一殘余應(yīng)力；

采用葉片仿真模型，進(jìn)行多組正交試驗(yàn)，并測(cè)得多組正交試驗(yàn)的葉片仿真模型的變形量，得出使葉片仿真模型變形量的絕對(duì)值小于預(yù)設(shè)閾值的殘余應(yīng)力取值條件；

建立葉片噴丸加工仿真模型，通過葉片噴丸加工仿真模型進(jìn)行噴丸仿真試驗(yàn)，得出最優(yōu)噴丸參數(shù)，最優(yōu)噴丸參數(shù)為滿足殘余應(yīng)力取值條件的噴丸參數(shù)。

進(jìn)一步的，預(yù)設(shè)閾值為0.36mm；

殘余應(yīng)力取值條件為：葉片仿真模型葉背Z方向的殘余應(yīng)力與葉盆Z方向的殘余應(yīng)值之差為-60MPa～-80MPa，Z方向?yàn)槿~根向葉尖的方向。

進(jìn)一步的，建立葉片噴丸加工仿真模型之后，對(duì)葉片噴丸加工仿真模型進(jìn)行可行性驗(yàn)證，可行性驗(yàn)證方法為：

對(duì)葉片噴丸加工仿真模型進(jìn)行仿真運(yùn)算，得出運(yùn)算后的第二殘余應(yīng)力，將第二殘余應(yīng)力與第一殘余應(yīng)力做差值運(yùn)算；

當(dāng)該運(yùn)算差值≤第一殘余應(yīng)力值*10％時(shí)，判定葉片噴丸加工仿真模型具有可行性；

當(dāng)該運(yùn)算差值＞第一殘余應(yīng)力值*10％時(shí)，判定葉片噴丸加工仿真模型不具有可行性。

進(jìn)一步的，多組正交試驗(yàn)中，給定葉片仿真模型多組試驗(yàn)殘余應(yīng)力值，多組試驗(yàn)殘余應(yīng)力值的取值范圍為第一殘余應(yīng)力的取值范圍。

進(jìn)一步的，測(cè)量第一變形量時(shí)采用多截面測(cè)量方法，多截面測(cè)量方法為具體在葉片葉根、葉中和葉尖分別選取截面進(jìn)行測(cè)量。

進(jìn)一步的，測(cè)量第一殘余應(yīng)力時(shí)采用多點(diǎn)位測(cè)量方法，多點(diǎn)位測(cè)量方法為具體在葉片葉背和葉盆上采用多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。