[發(fā)明專利]航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的復(fù)合制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110426921.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN113263250B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李細(xì)鋒;雷奕文;陳軍;熊煒;李銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);上海模具技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/02
• 分類號(hào): B23K20/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 陳源源

本發(fā)明涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的復(fù)合制造方法，包括根據(jù)風(fēng)扇葉片形狀確定金屬加強(qiáng)邊的幾何形狀模型，然后將幾何形狀模型的兩端進(jìn)行延伸，并將延伸后的幾何模型劃分為第一預(yù)制件模型和第二預(yù)制件模型，得到第一預(yù)制件和第二預(yù)制件；將風(fēng)扇葉片形狀的兩端進(jìn)行延伸得到芯模模型，然后將芯模模型劃分為多個(gè)分塊模型，制作分塊件和芯模；將第一預(yù)制件和第二預(yù)制件貼合在芯模的兩側(cè)，芯模與第一預(yù)制件和第二預(yù)制件通過銷釘進(jìn)行固定，形成整體結(jié)構(gòu)；將整體結(jié)構(gòu)放置到真空擴(kuò)散焊爐中進(jìn)行擴(kuò)散焊接；切除焊接后整體結(jié)構(gòu)兩端具有銷釘?shù)难由觳糠帧Ｅc現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有提高材料利用率、縮短加工周期，大幅降低切削加工的難度等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄壁深腔加強(qiáng)邊的制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的復(fù)合制造方法。

背景技術(shù)

由于碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片具有質(zhì)量輕、噪聲小、抗顫震性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主流選擇。然而復(fù)合材料葉片前緣部分的抗沖擊、抗壓及抗雷擊等能力與金屬葉片相比仍有不足，而通過在復(fù)合材料葉片前緣增加鈦合金包邊，而可顯著提高復(fù)材葉片的整體性能。

為適應(yīng)復(fù)材風(fēng)扇葉片前緣的形狀，鈦合金加強(qiáng)邊往往具有復(fù)雜的深腔薄壁異型結(jié)構(gòu)。如果加強(qiáng)邊整體采用切削的方法進(jìn)行加工，不僅材料利用率低、加工耗時(shí)長(zhǎng)，而且直徑很小的刀具在加工深腔結(jié)構(gòu)的過程中容易失穩(wěn)，導(dǎo)致了很高的廢品率。

如公開號(hào)為CN109483183B的發(fā)明專利公開了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)材風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的制造方法。該方法首先切削加工出兩片預(yù)制件，然后將預(yù)制件兩邊直接焊接，兩端通過密封件焊接得到中空結(jié)構(gòu)，在預(yù)制件形成的內(nèi)腔設(shè)置僅作為支撐的芯模，之后通過一個(gè)高溫保壓裝置進(jìn)行整體的焊接加強(qiáng)；最后取下兩端密封件，切去不需要的一邊，取出芯模得到金屬加強(qiáng)邊。但是該方法存在以下不足：1、步驟繁瑣，需要第一次的初步焊接和后續(xù)的焊接加強(qiáng)。同時(shí)，預(yù)制件需要先通過氬弧焊焊接出一個(gè)密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)預(yù)制件、芯模、兩個(gè)密封件等，由于芯模與預(yù)制件、密封件為異種材料，導(dǎo)致氬弧焊焊接困難。2、焊接加強(qiáng)通過密封件的通氣管和高溫保壓裝置進(jìn)行，基本難以實(shí)現(xiàn)，連接界面質(zhì)量無法保證。3、無法用于制造長(zhǎng)度較大且薄壁深腔較深的金屬加強(qiáng)邊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的復(fù)合制造方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片金屬加強(qiáng)邊的復(fù)合制造方法，所述金屬加強(qiáng)邊為帶有狹窄深腔的異型金屬薄壁結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：

根據(jù)風(fēng)扇葉片形狀確定金屬加強(qiáng)邊的幾何形狀模型，然后將幾何形狀模型的兩端進(jìn)行延伸，并將延伸后的幾何模型劃分為第一預(yù)制件模型和第二預(yù)制件模型；

根據(jù)第一預(yù)制件模型和第二預(yù)制件模型切削料板得到毛坯件，將毛坯件通過熱壓得到第一預(yù)制件和第二預(yù)制件；

將風(fēng)扇葉片形狀的兩端進(jìn)行延伸得到芯模模型，然后將芯模模型劃分為多個(gè)分塊模型；

根據(jù)分塊模型制作分塊件，然后將分塊件拼合得到芯模；

將第一預(yù)制件和第二預(yù)制件貼合在芯模的兩側(cè)，芯模與第一預(yù)制件和第二預(yù)制件通過銷釘進(jìn)行固定，形成整體結(jié)構(gòu)；

將整體結(jié)構(gòu)放置到真空擴(kuò)散焊爐中進(jìn)行擴(kuò)散焊接；

切除焊接后的整體結(jié)構(gòu)兩端具有銷釘?shù)难由觳糠郑〕鲂灸＃玫浇饘偌訌?qiáng)邊。

進(jìn)一步地，芯模的分塊件之間通過嵌合結(jié)構(gòu)連接。

進(jìn)一步地，芯模的每個(gè)分塊件外層都涂抹有阻焊劑。

進(jìn)一步地，還包括一個(gè)擴(kuò)散連接模具，該擴(kuò)散連接模塊的內(nèi)腔形狀和兩端延伸后的金屬加強(qiáng)邊的外表面輪廓一致，所述整體結(jié)構(gòu)放入擴(kuò)散連接模塊的內(nèi)腔后再放置到真空擴(kuò)散焊爐中進(jìn)行擴(kuò)散焊接。