CN108025348A - 制造用于具有曲线形的前缘或尾缘的叶片的防护增强件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于制造叶片(P)的前缘(BA)或尾缘的防护增强件的方法，所述前缘(BA)或尾缘是曲线形的，所述方法包括如下步骤：将中空管(1)整平(102)以形成沿着所述管(1)延伸的至少一条折线(6)；通过沿着关于所述管(1)与所述折线(6)相对的切割线(8)切割所述管(1)来打开(104)被整平的所述管(1)，以形成在所述折线(6)处联结且用于安装到叶片(P)的压力侧和吸力侧的两个凸缘(16，18)，所述方法的特征在于弯曲所述中空管(1)的预备步骤(100)，该预备步骤在所述整平(102)之前执行，并且适于使得所述折线(6)在整平(102)之后是曲线形的并且与所述叶片(P)的曲线形的前缘(BA)基本上匹配。

Description

制造用于具有曲线形的前缘或尾缘的叶片的防护增强件的 方法
技术领域
本发明涉及一种制造防护增强件的方法，该防护增强件用于保护叶片的曲线形的前缘或尾缘。
背景技术
特定的叶片，特别是诸如调直器或可动轮的涡轮发动机的部分中包含的叶片，要求安装增强件，以保护它们的前缘免受冲击和腐蚀，和/或保护它们的尾缘。
传统上，前缘或尾缘防护增强件具有带两个凸缘的箔片的形状，所述两个凸缘具有V形或U形的轮廓，所述凸缘通过直线形的前缘连接。凸缘中的一个被施加到叶片的压力侧，另一个凸缘被施加到叶片的吸力侧，增强件的直线形前端部被施加到叶片的前缘，叶片的前缘也是直线形的。
增强件的形状与叶片互补，以确保增强件稳固地附接到叶片，且不改变叶片的几何特性。
增强件通常由金属片开始制造，金属片本身被折叠以形成限定其前缘的折线。这种制造方法在文献FR2954200，FR2965498，FR2992887，FR3012515或FR2972124中被描述。
目前，叶片的几何形状朝向复杂的三维形状演化，在它们的吸力侧和它们的压力侧之间仍然具有相对较小的厚度(0.1至0.5mm之间)。
具有复杂形状的这种叶片P在图1和图2中示出。
叶片P具有非直线形的前缘BA；因此，通过折叠金属片获得的增强件R的直线形的前缘不与叶片的曲线形的前缘BA互补。
为了保证增强件的前缘BA实际上与增强件将施加到其上的前缘配合，可以考虑通过冷冲压使增强件R变形。
然而，这种冷冲压可能会产生图2中的D所表示的褶皱和折痕，这些褶皱和折痕对增强件R的机械阻力和气动性能是有害的。
发明内容
本发明的一个目的是避免在被设计为在防护增强件的制造或组装到叶片期间保护前缘或尾缘的防护增强件上形成折痕或褶皱。
现在提出一种用于制造叶片的前缘或尾缘的防护增强件的方法，所述前缘或尾缘是曲线形的，所述方法包括如下步骤：
●将中空管整平以形成沿着所述管延伸的至少一条折线，
●通过沿着关于所述管与所述折线相对的切割线切割所述管来打开被整平的所述管，以形成连接到所述折线且被设计为施加到所述叶片的压力侧和吸力侧的两个凸缘，
所述方法的特征在于如下预备步骤：
●在所述整平之前弯曲所述中空管，该弯曲适于使得所述折线在整平之后是曲线形的并且与所述叶片的曲线形的前缘或尾缘基本上互补。
弯曲使得能够在冲压步骤之前实现增强件的塑性变形，从而使得增强件的前缘或尾缘可与叶片的相应的边缘在其整个长度上发生接触。于是，当增强件被施加到叶片时，不会发生可能产生褶皱或折痕的增强件的额外的变形。
本发明还可通过下列可选的特征单独地或以技术上可能的任意一种结合来完善：
●所述弯曲是冷弯曲，
●所述中空管的所述整平在所述管上形成相对的两条折线，所述切割线是所述两条折线中的一条，
●所述管由金属制成，
●所述方法进一步包括对打开的所述管进行冲压，以使得凸缘遵循与所述叶片的压力侧和吸力侧互补的方式，
●打开的所述管通过冲压机被冲压到形成在模具中的凹槽中，所述凹槽具有一深度，该深度适于使得所述管的凸缘中的至少一个具有自由端部部分，当所述折线与所述凹槽的底部邻接时所述自由端部部分从所述凹槽伸出，所述方法进一步包括切割所述自由端部部分，
●打开的所述管通过冲压机被冲压到形成在模具中的凹槽中，所述凹槽具有相对的两个横向开口和在所述两个横向开口之间测得的长度，在所述两个横向开口之间测得的长度小于打开的所述管的折线的长度，打开的所述管定位成使得两个自由纵向端部部分从所述凹槽的两个横向开口伸出，所述方法进一步包括切割所述自由纵向端部部分中的至少一个，
●至少一个切割操作是激光切割，
●至少一个切割操作是线切割电火花加工。
还提出了一种用于制造加强的叶片的方法，该叶片具有曲线形的前缘，该方法包括如下步骤：
●通过根据上述的方法来制造防护增强件，
●将所述防护增强件附接到叶片，所述增强件的折线被施加至抵靠所述叶片的前缘和所述凸缘。
附图说明
通过下文的描述将会揭示本发明的其他特征、目的和优点，下文的描述是纯例示性的且非限制性的，且必须参照所附附图来阅读，在附图中：
●图1和图2已经讨论过，它们是具有曲线形的前缘的叶片和前缘的防护增强件在组装之前和之后的两个横向透视图；
●图3是根据本发明的一个实施例的用于制造前缘的防护增强件的方法的步骤的流程图；
●图4至图10示出处于通过图3的方法制造防护增强件的不同阶段的防护增强件。
在所有附图中，相似的元件具有相同的标记。
具体实施方式
前文已经讨论过的用于保护图1和图2中所示的叶片P的前缘BA的防护增强件的制造通过图3的流程图中的步骤来执行。
参照图4，根据本发明的一个实施例的防护增强件的制造以中空管1开始实施。
管1具有关于纵向轴线X的回转圆筒形形状。管1的径向内表面和外表面被规定为所有的母线平行于纵向轴线X的表面。
管1具有两个相反的纵向端部2和4，两个相反的纵向端部2和4随后将被表示为管1的基部2和末端部4。
管在其基部2处和其末端部4处打开。
管1具有例如10毫米至100毫米的直径，和0.1毫米至0.5毫米的径向厚度。
管1由金属制成。
在第一步骤100中，管1遭受弯曲。
根据所使用的材料，弯曲100是热弯曲或冷弯曲。
冷弯曲具有执行较为简单的优点。
当执行热弯曲时，弯曲温度基于管1的材料而选择。
弯曲100导致管1在其基部2和其末端部4之间的塑性变形，使得中空管1的径向内表面和外表面的母线不再是直线形和平行于纵向轴线X的，而是曲线形的。
弯曲100被施加以使得母线中的至少一条变成曲线，该曲线的轨迹与增强件将施加到其上的叶片(图中未示出)的前缘的轨迹基本上一致。
可执行多次弯曲操作，以形成具有复杂曲线形形状的母线。
被弯曲的管1例如如图5中所示地获得，图5示出了在跟随图中所示的箭头弯曲之后其轨迹形成S的母线。
在第二步骤102中，被弯曲的管1通常通过压机被整平。
参照图6，由此获得的被整平的管1具有面向彼此的两个基本平坦部分16和18。两个平坦部分16、18通过关于被整平的管1的主体相对的两个弯曲的折线6和8互相连接。
被弯曲的管沿着适于使得折线6与叶片P的前缘基本互补的方向被整平102。
优选地，整平102被执行为具有2毫米的间隙。
在第三步骤104中，通过沿着与折线6相对的切割线切割管1，在管1的基部2与末端部4之间的整个长度上在管1中形成开口14。
切割线例如是另一条折线8。
切割例如是激光切割。
替换地，切割通过线切割EDM(电火花加工)执行。
因此，打开的管1在其整个长度上具有基本V形或U形的横截面，如图7所示。
打开的管1具有通过被完整保留的弯曲的折线6连接到一起的两个凸缘，每个凸缘由被整平的管1的平坦部分16和18中的一个形成。
凸缘中的一个16被设计为施加到叶片P的压力侧，另一个凸缘18被设计为施加到叶片P的吸力侧，叶片P的压力侧和吸力侧通过叶片P的前缘BA连接到彼此。
如果选择的切割线是曲线形的折线8，则两个凸缘16、18具有相同的尺寸。
在第四步骤中，打开的管1受到冲压操作106。
参照图8，冲压通过也被称为模具的凹形的冲压工具EF和也被称为冲压机的凸形的冲压工具EM来执行。
冲压机EM具有完美地重现了叶片P的形状的端部部分，制造中的增强件被设计为施加到该叶片P上。
冲压机的端部部分因此包括至少部分重现叶片的压力侧的压力侧面、至少部分重现叶片的吸力侧的吸力侧面，和其轨迹重现了叶片P的前缘BA的轨迹的曲线形的线。
模具EF具有凹槽G，凹槽G的轮廓与冲压机EM的轮廓基本上互补(在管1的径向厚度内)。
凹槽G具有与其底部相对的上部开口和两个横向端部O(这些横向端部的仅一个在图8中可见)。
冲压机EM的端部通过在管的基部2和末端部4之间形成在管1的整个长度上的纵向开口O而被插入到打开的管1的内部中。
冲压机的端部部分定位成抵靠打开的管1的内表面。更准确地说，被完整保留的管1的折线6的内边缘放置为抵靠冲压机EM的端部处的曲线形的线。
冲压106通过将由打开的管1覆盖的冲压机插入到模具EF的凹槽G中而执行。
在该插入期间，打开的管1的凸缘承受三维变形：它们在冲压机EM和凹槽G的边缘之间被挤压。
一旦打开的管1的折线与凹槽G的底部进行邻接，则打开的管1的凸缘16、18的内表面变得与冲压机的压力侧面和吸力侧面互补(因此与冲压机部分重现的叶片P的压力侧面和吸力侧面互补)。
如图8中所示，凹槽G被选择为在管1的横截面的周缘处具有较小的深度，使得当打开的管1的折线6与凹槽G的底部邻接时，每个凸缘的自由端部部分从凹槽伸出(在图9中，这些自由端部部分被标记为20和22)。
此外，凹槽G延伸过的长度小于在管的基部2与管的末端部4之间测得的管1的长度，凹槽G的长度等于设计成被制造中的增强件覆盖的叶片P的长度。以这种方式，被冲压的管1的基部2和末端部4包括，当折线6与凹槽G的底部邻接时，通过凹槽G的横向开口O从凹槽G伸出的自由端部部分24、26。
在第五步骤108中，被冲压的管1受到修整。
当管1被冲压到凹槽G中，折线6与凹槽G的底部邻接时，执行修整108。
修整108包括切割管1的被认为多余的从凹槽伸出的下述部分中的至少一个：
●从凹槽伸出的与折线相对的每个凸缘的自由端部部分20、22；
●基部2的自由端部部分24；
●末端部4的自由端部部分26。
修整例如通过沿着图9中所示的虚线进行激光切割而执行。
在修整108之后，凸缘61和62的尺寸适于部分覆盖目标叶片的压力侧和吸力侧。
由此，获得了目标叶片的防护增强件，如图10中所示。
在制造增强件期间，弯曲使得能够获得折线6，折线6的轮廓接近冲压步骤106之前最终期望的轮廓，冲压步骤106被相当大地简化，因为其只需要单个凸形部分EM和单个凹形部分EF来使防护增强件最终符合要求。
于是，通过使用本领域技术人员已知的传统的附接技术，增强件被施加110到目标叶片。增强件的折线6的内边缘具有的曲率与目标叶片P的前缘BA完美地互补。因此，在该组装步骤110期间不会在凸缘16、18上出现不期望的褶皱或折痕。
根据本发明的方法可替换地或补充地被执行，以制造叶片的尾缘的防护增强件，该尾缘关于叶片的主体与前缘相对。于是，尾缘的防护增强件以与如上所述的前缘的防护增强件相同的方式制造；仅仅所述增强件的目标边缘在组装步骤110的施加期间改变。

Claims (10)

1.一种用于制造叶片(P)的前缘(BA)或尾缘的防护增强件的方法，其中，所述前缘(BA)或尾缘是曲线形的，其中，所述方法包括：
●将中空管(1)整平(102)以形成沿着所述管(1)延伸的至少一条折线(6)，
●通过沿着关于被整平的所述管(1)与所述折线(6)相对的切割线(8)切割被整平的所述管(1)来打开(104)被整平的所述管(1)，以形成连接到所述折线(6)且被设计为施加到所述叶片(P)的压力侧和吸力侧的两个凸缘(16，18)，
所述方法的特征在于如下预备步骤：
●在所述整平(102)之前弯曲(100)所述中空管(1)，其中，该弯曲适于使得所述折线(6)在整平(102)之后是曲线形的并且与所述叶片(P)的曲线形的前缘(BA)或尾缘基本上互补。
2.根据前一项权利要求所述的方法，其中，所述弯曲(100)是冷弯曲。
3.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述中空管(1)的所述整平(102)在所述管(1)上形成相对的两条折线(6，8)，并且其中，所述切割线(8)是所述两条折线中的一条。
4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其中，所述管(1)由金属制成。
5.根据前述权利要求中的一项所述的方法，进一步包括对打开的所述管(1)进行冲压(106)，以使得所述凸缘(16，18)遵循与所述叶片(P)的压力侧和吸力侧互补的方式。
6.根据前一项权利要求所述的方法，其中，打开的所述管(1)通过冲压机(EM)被冲压到形成在模具(EF)中的凹槽(G)中，其中，所述凹槽(G)具有一深度，该深度适于使得所述管的凸缘(16，18)中的至少一个具有自由端部部分(20，22)，当所述折线与所述凹槽(G)的底部邻接时所述自由端部部分从所述凹槽(G)伸出，其中，所述方法进一步包括切割所述自由端部部分(20，22)。
7.根据权利要求5和6中的一项所述的方法，其中，打开的所述管(1)通过冲压机被冲压到形成在模具中的凹槽中，其中，所述凹槽具有相对的两个横向开口和在所述两个横向开口之间测得的长度，在所述两个横向开口之间测得的长度小于打开的所述管(1)的折线的长度，其中，打开的所述管(1)定位在所述凹槽(G)中，使得打开的所述管(1)的两个自由纵向端部部分(24，26)从所述凹槽(G)的两个横向开口(O)伸出，其中，所述方法进一步包括切割所述自由纵向端部部分(24，26)中的至少一个。
8.根据权利要求6和7中的一项所述的方法，其中，至少一个切割操作是激光切割。
9.根据权利要求6和7中的一项所述的方法，其中，至少一个切割包括线切割EDM。
10.一种用于制造加强的叶片的方法，包括：
●通过根据前述权利要求中的一项所述的方法来制造防护增强件，
●将所述防护增强件附接到包括曲线形的前缘(BA)或尾缘的叶片(P)，其中，所述增强件的折线(6)被施加至抵靠所述叶片(P)的前缘(BA)或尾缘，并且其中，所述凸缘(16，18)被施加至所述叶片(P)的压力侧和吸力侧。
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