一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法及其校型胎具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其能解決現(xiàn)有熔模鑄造的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在鑄造過(guò)程中鑄造變形無(wú)法預(yù)判而導(dǎo)致的鑄件尺寸無(wú)法滿足要求的問(wèn)題；先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)尺寸加工制造專用校型胎具，專用校型胎具內(nèi)加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)型面相配合的校型型腔，再將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入專用校型胎具的校型型腔內(nèi)，隨后將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件隨專用校型胎具一起放入熱等靜壓處理爐內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓處理，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行熱等靜壓處理的同時(shí)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型。為此，本發(fā)明還提供了該用于校型方法的專用校型胎具。
【專利說(shuō)明】
一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法及其校型胎具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及采用熔模鑄造的方法加工發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法及其校型胎具?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，葉片在發(fā)動(dòng)機(jī)上的功能及其工作特點(diǎn)，決定了葉片是發(fā)動(dòng)機(jī)中形狀復(fù)雜、尺寸跨度大、受力惡劣、承載最大的零件。目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片通常需要合金化程度較高的鈦合金、鋁合金以及高溫合金等材料制成。為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)高性能、工作安全性、可靠性以及壽命的要求，葉片必須具有精確的尺寸、準(zhǔn)確的形狀和嚴(yán)格的表面完整性。
[0003]采用熔模鑄造技術(shù)制備的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，在蠟?zāi)褐坪蜐沧⒗鋮s過(guò)程中存在自由收縮變形，這種變形在鑄造過(guò)程中很難控制，目前多通過(guò)理論計(jì)算和生產(chǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)獲得葉片各部位在鑄造過(guò)程中的變形量，然后對(duì)蠟型進(jìn)行校正，使得葉片能夠在冷卻成型后達(dá)到所需的技術(shù)要求。但由于鑄造過(guò)程中零件自由收縮規(guī)律無(wú)法精確掌握，并且在后續(xù)熱等靜壓過(guò)程中，由于鑄件內(nèi)部封閉的氣孔、縮松和縮孔等的閉合以及鑄造過(guò)程中殘留應(yīng)力的釋放，鑄件會(huì)有一定程度的變形，這導(dǎo)致鑄件的尺寸精度不能滿足產(chǎn)品后續(xù)機(jī)械加工及裝配要求。
[0004]因此，如何設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單、方便、校型效果良好的校型方法對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的生產(chǎn)具有十分重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其能解決現(xiàn)有熔模鑄造的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片在鑄造過(guò)程中鑄造變形無(wú)法預(yù)判而導(dǎo)致的鑄件尺寸無(wú)法滿足要求的問(wèn)題;為此，本發(fā)明還提供了該用于校型方法的專用校型胎具。
[0006]其技術(shù)方案為，一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其特征在于:先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)尺寸加工制造專用校型胎具，所述專用校型胎具內(nèi)加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)型面相配合的校型型腔，再將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入所述專用校型胎具的校型型腔內(nèi)，隨后將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件隨專用校型胎具一起放入熱等靜壓處理爐內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓處理，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行熱等靜壓處理的同時(shí)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型。
[0007]進(jìn)一步的，所述專用校型胎具包括上胎具和下胎具，所述上胎具、下胎具根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的背弧設(shè)計(jì)型面、內(nèi)弧設(shè)計(jì)型面分別加工有背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔，所述上胎具裝配于所述下胎具上時(shí)背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔接合形成所述校型型腔。
[0008]進(jìn)一步的，先將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入所述下胎具的內(nèi)弧校型型腔內(nèi)，再將所述上胎具鎖緊裝配于所述下胎具上，使得所述下胎具的內(nèi)弧校型型腔、上胎具的背弧校型型腔分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的背弧面、內(nèi)弧面接觸，隨后將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件隨專用校型胎具一起放入熱等靜壓處理爐內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓處理，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行熱等靜壓處理的同時(shí)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型。
[0009]進(jìn)一步的，在將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入專用校型胎具前，先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件表面及校型胎具表面進(jìn)行清理。
[0010]—種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法的專用校型胎具，其特征在于:其包括上胎具和下胎具，所述上胎具扣合于所述下胎具上，所述上胎具、下胎具上分別按發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)型面尺寸加工有背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件裝配于專用校型胎具內(nèi)時(shí)所述校型型腔的腔面與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件型面接觸。
[0011]進(jìn)一步的，所述下胎具的校型型腔兩端分別加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的葉根限位凸臺(tái)、葉冠限位凸臺(tái)。
[0012]進(jìn)一步的，所述上胎具的兩側(cè)開(kāi)有定位凸臺(tái)，所述下胎具兩側(cè)對(duì)應(yīng)開(kāi)有定位凹槽， 所述上胎具扣合于所述下胎具上時(shí)通過(guò)所述凸臺(tái)與定位凹槽的配合鎖緊定位。
[0013]進(jìn)一步的，所述上胎具由至少兩個(gè)上胎具組件拼合而成。
[0014]進(jìn)一步的，所述上胎具、下胎具均由不會(huì)與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件反應(yīng)的材料制成。
[0015]進(jìn)一步的，所述上胎具、下胎具均由高溫合金或者陶瓷材料制成。
[0016]采用本發(fā)明一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其在進(jìn)行常規(guī)熱等靜壓處理的同時(shí)通過(guò)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行型面校正，從而既實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的熱等靜壓處理作用使之達(dá)到閉合鑄件內(nèi)部封閉的氣孔、縮孔、縮松并獲得致密組織的目的，又通過(guò)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的尺寸變化范圍進(jìn)行了約束以滿足鑄件最終設(shè)計(jì)尺寸要求和后續(xù)機(jī)加工及裝配要求，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的生產(chǎn)合格率?！靖綀D說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的采用專用校型胎具裝夾發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本專用校型胎具的下胎具的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記:10_上胎具，10a-上胎具組件，10b-上胎具組件，11-定位凸臺(tái)，20-下胎具，21-下胎具的內(nèi)弧校型型腔，22-葉根限位凸臺(tái)，23-葉冠限位凸臺(tái)，24-定位凹槽?！揪唧w實(shí)施方式】
[0019]下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程作具體說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例一:針對(duì)某航空發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的鈦合金發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，利用熔模精密鑄造方法獲得近無(wú)余量的鑄件，該精鑄件長(zhǎng)310mm，寬50mm，葉身最薄區(qū)域?yàn)?mm，最厚區(qū)域?yàn)?mm， 這種葉片的葉身較薄，在鑄造過(guò)程中極易產(chǎn)生變形，通過(guò)蠟?zāi)ＰＰ腿院茈y使發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件最終尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的要求;采用本發(fā)明校型方法來(lái)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型，具體校型步驟如下:根據(jù)該鈦合金葉片鑄件尺寸和結(jié)構(gòu)采用與鑄件材料相同的鈦合金材料加工專用校型胎具，見(jiàn)圖1和圖2,專用校型胎具包括上胎具10和下胎具20,上胎具10、下胎具20上分別按發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸加工有背弧校型型腔(因視圖角度影響，上胎具的背弧校型型腔在圖1中未示出)、內(nèi)弧校型型腔21，下胎具20的校型型腔21兩端分別加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的葉根限位凸臺(tái)22、葉冠限位凸臺(tái)23,用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的葉根31、葉冠32進(jìn)行限位，防止錯(cuò)移;上胎具的兩側(cè)開(kāi)有定位凸臺(tái)11，下胎具兩側(cè)對(duì)應(yīng)開(kāi)有定位凹槽24， 上胎具10由兩個(gè)上胎具組件10a、10b拼合而成，兩個(gè)上胎具組件10a、10b分別通過(guò)各自兩側(cè)的定位凸臺(tái)11與下胎具20上的定位凹槽24扣合鎖緊定位。
[0021]通過(guò)理論計(jì)算及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)選擇校型部件的大小、重量及放置位置，本實(shí)施例的校型胎具上部校型部件大小選擇為40mm寬，重量為145g，放置位置分別緊靠葉身底部和葉身上部。[〇〇22]將需要校型的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件及校型胎具表面清理干凈，將表面清理后的葉片鑄件放入上述校型胎具的下胎具20的背弧校型型腔21內(nèi)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的葉根、葉冠分別由葉根限位凸臺(tái)22、葉冠限位凸臺(tái)23限位，再將上胎具10的兩個(gè)上胎具組件10a、10b分別扣于葉片鑄件上部使得兩個(gè)上胎具組件10a、10b的背弧校型型腔面均與葉片鑄件的背弧面接觸，保證兩個(gè)上胎具組件l〇a、10b與下胎具20之間分別通過(guò)各自的對(duì)應(yīng)定位凸臺(tái)11、定位凹槽24配合定位，然后將校型胎具平穩(wěn)的置于熱等靜壓處理爐內(nèi)，按照發(fā)動(dòng)機(jī)葉片熱等靜壓工藝進(jìn)行熱等靜壓處理。[〇〇23]在熱等靜壓處理后，取出鑄件，通過(guò)三坐標(biāo)儀器對(duì)零件尺寸進(jìn)行檢測(cè)，得到符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的精鑄件合格率達(dá)到86%。
[0024]利用校型胎具對(duì)鑄件進(jìn)行校型，解決了鑄件的變形問(wèn)題，從而達(dá)到了鑄件尺寸精確控制的目的。
[0025]實(shí)施例二本實(shí)施例與實(shí)施例一的不同點(diǎn)在于，實(shí)施例一中選用的校型胎具材質(zhì)同鑄件材質(zhì)相同，都是鈦合金材料，本實(shí)施例校型胎具選擇用陶瓷材料制備，并且對(duì)校型部件的大小、重量及放置位置做出了修改，本實(shí)施例的校型胎具上胎具大小選擇為60mm寬，重量為220g，放置位置分別緊靠葉身底部和葉身上部，其他設(shè)置與實(shí)施例一相同。[〇〇26]在熱等靜壓處理后，取出鑄件，通過(guò)三坐標(biāo)儀器對(duì)零件尺寸進(jìn)行檢測(cè)，得到符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求的精鑄件合格率達(dá)到83%。
[0027]利用校型胎具對(duì)鑄件進(jìn)行校型，解決了鑄件的變形問(wèn)題，從而達(dá)到了鑄件尺寸精確控制的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其特征在于:先根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì) 尺寸加工制造專用校型胎具，所述專用校型胎具內(nèi)加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)型面 相配合的校型型腔，再將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入所述專用校型胎具的校型型腔內(nèi)，隨后將發(fā) 動(dòng)機(jī)葉片鑄件隨專用校型胎具一起放入熱等靜壓處理爐內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓處理，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī) 葉片鑄件進(jìn)行熱等靜壓處理的同時(shí)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其特征在于:所述專用 校型胎具包括上胎具和下胎具，所述上胎具、下胎具根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的背弧設(shè)計(jì)型面、 內(nèi)弧設(shè)計(jì)型面分別加工有背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔，所述上胎具裝配于所述下胎具上 時(shí)背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔接合形成所述校型型腔。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其特征在于:先將發(fā)動(dòng) 機(jī)葉片鑄件放入所述下胎具的內(nèi)弧校型型腔內(nèi)，再將所述上胎具鎖緊裝配于所述下胎具 上，使得所述下胎具的內(nèi)弧校型型腔、上胎具的背弧校型型腔分別與所述發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件 的背弧面、內(nèi)弧面接觸，隨后將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件隨專用校型胎具一起放入熱等靜壓處理爐 內(nèi)進(jìn)行熱等靜壓處理，在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件進(jìn)行熱等靜壓處理的同時(shí)專用校型胎具對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)葉片鑄件進(jìn)行校型。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一所述的一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法，其特征在 于:在將發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件放入專用校型胎具前，先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件表面及校型胎具表面 進(jìn)行清理。5.用于權(quán)利要求4所述的一種熔模鑄造發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的校型方法的專用校型胎具，其特 征在于:其包括上胎具和下胎具，所述上胎具扣合于所述下胎具上，所述上胎具、下胎具上 分別按發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的設(shè)計(jì)型面尺寸加工有背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 鑄件裝配于專用校型胎具內(nèi)時(shí)所述背弧校型型腔、內(nèi)弧校型型腔的腔面分別與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片 鑄件背弧面、內(nèi)弧面接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種專用校型胎具，其特征在于:所述下胎具的校型型腔兩端 分別加工設(shè)置有發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件的葉根限位凸臺(tái)、葉冠限位凸臺(tái)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種專用校型胎具，其特征在于:所述上胎具的兩側(cè)開(kāi)有定位 凸臺(tái)，所述下胎具兩側(cè)對(duì)應(yīng)開(kāi)有定位凹槽，所述上胎具扣合于所述下胎具上時(shí)通過(guò)所述凸 臺(tái)與定位凹槽的配合鎖緊定位。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種專用校型胎具，其特征在于:所述上胎具由至少兩個(gè)上胎 具組件拼合而成。9.根據(jù)權(quán)利要求5?8中任一所述的一種專用校型胎具，其特征在于:所述上胎具、下胎 具均由不會(huì)與發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄件材料反應(yīng)材料制成。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種專用校型胎具，其特征在于:所述上胎具、下胎具均由不 高溫合金或者陶瓷材料制成。
【文檔編號(hào)】B21D37/01GK105964739SQ201610468141
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】劉飛揚(yáng), 黃愛(ài)軍
【申請(qǐng)人】無(wú)錫飛而康精鑄工程有限公司