[發明專利]一種用于航空發動機葉片裝夾熱處理的夾具優化方法

有效

• 申請號: 202011176523.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112395742B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 陸彥良;陳玉珍;夏玥;胡吉云;黃聯杰;陳琳
• 申請（專利權）人: 中國航發貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;C21D9/00;G06F119/14
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 劉宇宸

一種用于航空發動機葉片裝夾熱處理的夾具優化方法，包括以下步驟：S01，建立夾具基礎模型和葉片工件模型；S02，模擬航空發動機葉片在重力作用下懸掛于夾具上的狀態；S03，熱處理夾具的優化數據分析；S04，根據數據分析結果對熱處理夾具進行優化。本發明根據葉片在熱處理夾具上面懸掛狀態的分析數據對熱處理夾具進行優化，使實際設計制造出的熱處理夾具能在實際生產中讓葉片葉身接近理想豎直懸掛于其上，以降低葉片熱處理變形，從而提高葉片加工制造與設計圖紙的相符性，降低葉片加工制造成本；同時，本發明通過模擬實物及場景的方法代替實物試驗來對夾具進行優化，節省了材料成本縮短了制造周期，提高了葉片研制生產效率。

技術領域

本發明涉及一種用于航空發動機葉片裝夾熱處理的夾具優化方法。

背景技術

目前在葉片熱處理實際應用過程中，為了降低其因為自重和相互間擠壓而帶來的熱處理變形，往往采用吊掛的方式來進行熱處理。無錫透平葉片有限公司專利CN204455214U《一種降低汽輪機葉片鍛件熱處理變形的裝料結構》說明書公開了一種裝料結構，此結構可利用葉片的自重將葉片自由懸掛于其上進行熱處理以減少熱處理變形；西安航空動力股份有限公司專利CN204097530U《一種精鍛葉片真空熱處理組合式料架》說明書也公開了一種組合式料架，使用該料架可使榫頭長度方向帶斜度的葉片葉身豎直懸掛于其上，以減少葉片發生熱處理變形。以上兩個專利反映了目前大多數懸掛式葉片熱處理夾具的目的都是要將葉片葉身豎直懸掛于熱處理夾具上以減少葉片熱處理變形，因在葉片實際熱處理過程中，葉片葉身豎直懸掛狀態偏轉幾度的小差別往往會帶來較大的變形差異(靠近葉尖葉身截面的扭轉變形差別可達到1.8度以上)，實踐中發現：葉片自由懸掛時其葉身越豎直，葉片熱處理后發生的變形越小，反之亦然。并且大多數在制葉片的榫頭內側面為圓弧面或圓錐面等非簡單平面，且葉片結構不規則其重心不在幾何中心，目前未有一種有效方法在制造熱處理夾具之前判斷葉片在實際重力作用下豎直懸掛于夾具上與否，這就會造成實際設計制造出的熱處理夾具并不能使葉片葉身接近理想豎直懸掛于其上，往往會有幾度甚至十幾度的偏轉差別。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種用于航空發動機葉片裝夾熱處理的夾具優化方法。

本發明通過以下技術方案得以實現。

本發明提供的一種用于航空發動機葉片裝夾熱處理的夾具優化方法，包括以下步驟：

S01，建立夾具基礎模型和葉片工件模型：

根據熱處理夾具的陣列結構特點進行精簡，取最小有效裝夾單元作為夾具基礎模型，并建立航空發動機葉片的真實三維模型，設置好葉片與夾具最小有效裝夾單元間的位置關系，并使葉片的懸掛方向為正X、Y、Z中的任一向；

S02，模擬航空發動機葉片在重力作用下懸掛于夾具上的狀態：

將設置好的夾具最小有效裝夾單元和葉片真實模型導入仿真模塊中，模擬工件在重力作用下自由下落懸掛到夾具上的過程；

S03，熱處理夾具的優化數據分析：

將上一步驟模擬后的夾具最小有效裝夾單元模型及葉片真實模型導入三維建模基礎模型中，結合航空發動機葉片結構特點，利用輔助畫線、測量等功能，分析熱處理夾具的葉片裝夾間距、裝夾角度等參數對葉片豎直懸掛狀態的影響；

S04，根據數據分析結果對熱處理夾具進行優化：

根據上一步驟中分析的葉片裝夾間距、裝夾角度等參數對葉片豎直懸掛狀態的影響，對熱處理夾具的葉片裝夾間距、裝夾角度等參數進行優化，使實際設計制造出的熱處理夾具能夠有效地讓葉片葉身接近理想豎直懸掛于熱處理夾具上，從而降低葉片熱處理變形。

進一步的，所述步驟S01中，最小有效裝夾單元件三維模型及葉片的真實三維模型分別導出為兼容仿真模塊的文件格式。