[發明專利]渦輪葉片排氣邊加工方法

有效

• 申請號: 201910698321.6
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110509152B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 鄭朝會;袁繼成;劉虎;張思;羅贊;段崟坤;賓星;姚永飛;羅貴敏
• 申請（專利權）人: 中國航發南方工業有限公司
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14;B24B49/02;B24B49/00
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 羅紅枚

本發明公開了一種渦輪葉片排氣邊加工方法，包括以下步驟：制備輔助基準板、上公差壁厚卡規、下公差壁厚卡規、上公差尺寸量規及下公差尺寸量規；根據葉片排氣邊補貼的外觀尺寸選擇打磨砂輪、修整打磨砂輪的打磨角及調整打磨砂輪的工作轉速；采用輔助基準板相應貼緊葉身葉盆或葉身葉背后，采用打磨砂輪對葉片排氣邊的補貼進行拋磨；采用打磨風槍對排氣邊孔槽的壁厚進行修整，且修整過程中采用上公差壁厚卡規和下公差壁厚卡規對排氣邊孔槽的壁厚進行檢測；根據排氣邊緣區的具體形狀采用打磨拋光設備對排氣邊緣區進行相應修整；采用打磨拋光設備對排氣邊緣區的尺寸進行修整，且修整過程中采用上公差尺寸量規和下公差尺寸量規對排氣邊緣區的尺寸進行檢測。

技術領域

本發明涉及渦輪葉片加工領域，特別地，涉及一種渦輪葉片排氣邊加工方法。

背景技術

航空發動機作為飛機的心臟，直接影響著飛機的性能、可靠性、經濟性，是一個國家科技水平、國防實力的重要體現。隨著大功重比航空發動機高效率、低油耗的發展，發動機渦輪入口溫度不斷提高，作為航空發動機關鍵熱端部件的渦輪葉片的工作溫度也在不斷提高。目前，先進的發動機渦輪前進口溫度達1650℃，受金屬熔點的限制，通過改善葉片的制備材料來提高葉片的承溫能力已接近極限，因此，葉片的空心氣冷結構成為葉片設計制造的趨勢及必然選擇。

鑄造空心渦輪葉片作為其高性能核心構件，其加工精度及表面完整性直接決定了整機服役性能及疲勞壽命。鑄造空心渦輪葉片由于材料難加工、型面彎扭大、截面厚度變化大、形狀精度與表面完整性及其一致性要求很高，制造難度極大，一直以來國內僅能依靠技能人員的高技能水平勉強維持高性能葉片的精密加工。由于鑄造空心渦輪葉片結構狹窄、扭度大，目前暫無自動打磨設備應用于此類空心渦輪葉片的打磨加工。

以某空心渦輪葉片(附圖一)為例具體說明，該葉片為復雜空心渦輪葉片，葉片排氣邊扭度大且補貼厚，葉片外形尺寸大小約為56mm×30mm×43mm(長×寬×高)，在葉片狹窄的排氣邊區域，既要打磨去除排氣邊的補貼，還要保證排氣邊部位的壁厚以及排氣邊緣部的大小、形狀。葉片排氣邊補貼厚，在打磨修整時需將補貼去除，因排氣邊通道較窄，打磨時難度較大，全靠操作者手工把握打磨量，邊打磨邊檢查，效率低下，而且非常容易打磨到葉片其它部位，造成報廢，報廢率約為15％；葉片排氣邊壁厚偏厚時，靠操作者手感對偏厚部位進行打磨，極易打磨薄造成報廢，報廢率約為5％，而打磨過程中通過卡尺邊打磨邊測量壁厚，效率非常低；葉片排氣邊緣部大小、形狀打磨困難、難度大，易造成大量的返工返修，進而嚴重影響交付進度。

發明內容

本發明提供了一種渦輪葉片排氣邊加工方法，以解決現有的渦輪葉片排氣邊加工時存在的打磨困難、效率低及易造成葉片報廢的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

一種渦輪葉片排氣邊加工方法，包括以下步驟：S10：制備用于緊貼葉身葉盆或葉身葉背以對葉片排氣邊補貼的打磨終止位置進行限定的輔助基準板、根據葉片排氣邊處排氣邊孔槽壁厚的設計要求制備上公差壁厚卡規和下公差壁厚卡規、根據葉片排氣邊處排氣邊緣區尺寸的設計要求制備上公差尺寸量規和下公差尺寸量規；S20：根據葉片排氣邊補貼的外觀尺寸相應選擇打磨砂輪、修整打磨砂輪的打磨角及調整打磨砂輪的工作轉速；S30：采用輔助基準板相應貼緊葉身葉盆或葉身葉背后，采用打磨砂輪對葉片排氣邊的補貼進行拋磨；S40：采用打磨風槍對排氣邊孔槽的壁厚進行修整，且修整過程中采用上公差壁厚卡規和下公差壁厚卡規對排氣邊孔槽的壁厚進行檢測；S50：根據排氣邊緣區的具體形狀采用打磨拋光設備對排氣邊緣區進行相應修整；S60：采用打磨拋光設備對排氣邊緣區的尺寸進行修整，且修整過程中采用上公差尺寸量規和下公差尺寸量規對排氣邊緣區的尺寸進行檢測。

進一步地，步驟S20中，根據葉片排氣邊補貼的外觀尺寸選擇直徑為80mm～100mm，厚度為6mm-10mm，粒度為60#～80#的白剛玉砂輪，并調整白剛玉砂輪的工作轉速為6000r/min～7000r/min；步驟S20中，將白剛玉砂輪修整成圓錐角為30°～45°的圓錐臺狀，且圓錐角處的圓角半徑小于1mm。