CN108687370A - 对弹性变形的超级合金涡轮叶片进行钻孔 - Google Patents

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Abstract

方法包括施加力，以使超级合金涡轮叶片的至少一部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置。超级合金涡轮叶片的至少一部分在弹性变形位置上具有曲率，在松弛初始位置上不存在该曲率。大致沿翼展穿过弹性变形位置上的超级合金涡轮叶片的至少一部分而钻削孔，并且，当释放力时，超级合金涡轮叶片恢复到松弛初始位置，并且，孔在超级合金涡轮叶片的至少一部分内呈现孔曲率。

Description

对弹性变形的超级合金涡轮叶片进行钻孔
对相关申请的交叉引用
本申请涉及待审的美国专利申请号15/485536，GE案号318395A-1，其与本申请同时提交且目前未决。
发明背景
本公开大致涉及涡轮叶片加工，且更具体地，涉及用于对弹性变形的超级合金涡轮叶片进行钻孔的方法和固定装置。
用于发电涡轮的大型涡轮叶片能够包括长度超过一米的涡轮叶片(这相对于其翼展和翼弦而非常薄)，具体地，在径向外部翼展方位上的后缘附近。这样的涡轮叶片还能够具有翼展方向和翼弦方向上的曲率(或弯曲，即curvature)。由于运行温度高，因而涡轮叶片典型地包括贯穿涡轮叶片的许多冷却通道，设置这些冷却通道的其它原因之一是为了延长叶片的蠕变寿命。蠕变实际上是最终导致破裂的塑性应变的长期积累。然而，涡轮叶片薄度和曲率可能导致难以在叶片的翼型件内制作冷却通道或孔，包括遵循翼型件的曲率的翼展冷却通道。尚未开发出制作具有可变曲率的长的冷却通道(具体地，使用广泛地采用的型管电解加工(STEM)钻削来形成的准确地放置的长的可变曲率通道)的方法。
产生曲线孔的一个途径是，在要求孔的区域中，使叶片的翼型件平坦，钻削直孔，且然后，使所钻削的区域弯曲成所要求的曲线。因而，该过程要求翼型件的塑性变形和再成形。然而，涡轮机械技术上的进展已导致使用不能以该方式变形的更先进的材料，诸如，像高γ优质超级合金那样的超级合金。具体地，使超级合金塑性变形(即，使材料弯曲)，以致于超级合金不自动地恢复到其原始状态这一过程引起当超级合金弯回到其原始位置时未修复的材料的塑性应变和错位。常规的材料能够暴露于高温热过程，以便消除应变和错位对蠕变寿命的影响。然而，在超级合金暴露于高的塑性应变的情况下，高温热过程可能生成再结晶晶粒，从而使材料变弱。将塑性应变引入涡轮叶片中的任何制造过程都将实际上首先进入蠕变，且缩短叶片的总体寿命。因而，该途径不适用于当前的由超级合金制成的涡轮叶片。
发明简述
本公开的第一方面提供包括以下的步骤的方法：施加力，以使超级合金涡轮叶片的至少一部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，超级合金涡轮叶片的至少一部分在弹性变形位置上具有曲率，在松弛初始位置上不存在该曲率；大致沿翼展穿过弹性变形位置上的超级合金涡轮叶片的至少一部分而钻孔；以及释放该力，从而允许超级合金涡轮叶片恢复到松弛初始位置，并且，使该孔在超级合金涡轮叶片的至少一部分内呈现孔曲率。
本公开的第二方面提供包括以下的步骤的方法：将保护部件联接至超级合金涡轮叶片的第一部分；将力施加至保护部件，以使超级合金涡轮叶片的至少第二部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，超级合金涡轮叶片的至少第二部分在弹性变形位置上具有曲率，在松弛初始位置上，不存在该曲率；使用型管电解加工(STEM)来大致沿翼展穿过弹性变形位置上的超级合金涡轮叶片的至少第二部分而钻孔；以及释放该力，从而允许超级合金涡轮叶片恢复到松弛初始位置，并且，使该孔在超级合金涡轮叶片的至少一部分内呈现孔曲率。
本公开的第三方面提供用于在超级合金涡轮叶片中钻孔的固定装置，固定装置包括：安装件，选择性地保持超级合金涡轮叶片的根部，超级合金涡轮叶片从安装件延伸；致动器，施加力，以使由安装件保持时的超级合金涡轮叶片的至少一部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，超级合金涡轮叶片的至少一部分在弹性变形位置上具有在松弛初始位置上不存在的曲率；以及钻削引导件，构造成将钻削元件引导至弹性变形位置上的超级合金涡轮叶片中。
本公开的图示性的方面旨在解决本文中所描述的问题和/或未讨论的其它问题。
技术方案1. 一种方法，包含：
施加力，以使超级合金涡轮叶片的至少一部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分在所述弹性变形位置上具有曲率，在所述松弛初始位置上不存在该曲率；
大致沿翼展穿过所述弹性变形位置上的所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分而钻孔；以及
释放所述力，从而允许所述超级合金涡轮叶片恢复到所述松弛初始位置，并且，使所述孔在所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分内呈现孔曲率。
技术方案2. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述钻孔包括型管电解加工(STEM)。
技术方案3. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述钻孔包括以恒定的半径曲率钻削。
技术方案4. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述钻孔包括沿着线性路径钻削。
技术方案5. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述孔曲率沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分变化。
技术方案6. 根据技术方案1所述的方法，其中，施加所述力包括沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分以分布的方式施加所述力。
技术方案7. 根据技术方案1所述的方法，其中，施加所述力包括沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分在许多方位处施加所述力。
技术方案8. 根据技术方案1所述的方法，还包含通过测量变形量或感测所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分的位置两个方法之一，确保在所述钻孔之前所述超级合金涡轮叶片位于所述弹性变形位置上。
技术方案9. 根据技术方案1所述的方法，其中，施加所述力包括：
将一对夹持部件应用于所述超级合金涡轮叶片，所述夹持部件中的至少一个包括如下的元件：其构造成施加所述力，从而在所述施加的期间，使所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分弹性变形。
技术方案10. 根据技术方案9所述的方法，还包含将保护部件附接于所述超级合金涡轮叶片上的一方位处，所述夹持部件中的至少一个包括凹陷部，以容纳所述保护部件。
技术方案11. 根据技术方案9所述的方法，还包含通过应用所述一对夹持部件而感测是否已实现所述弹性变形位置。
技术方案12. 根据技术方案9所述的方法，还包含在所述一对夹持部件与所述超级合金涡轮叶片的表面之间，形成密封件，其中，所述夹持部件中的至少一个包括穿过所述夹持部件的排放孔。
技术方案13. 根据技术方案1所述的方法，其中，施加所述力包括：
将所述超级合金涡轮叶片的第一端保持于固定装置中；和
将所述力施加至所述超级合金涡轮叶片的第二相对端。
技术方案14. 根据技术方案1所述的方法，还包含将保护部件联接至所述超级合金涡轮叶片的一部分，且其中，所述力施加包括将所述力施加至所述保护部件。
技术方案15. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述力与在涡轮机械中的所述超级合金涡轮叶片的运行的期间施加至所述超级合金涡轮叶片的力大体上类似。
技术方案16. 根据技术方案1所述的方法，其中，所述弹性变形位置包括与所述超级合金涡轮叶片的纵向轴线垂直的至少一个横向变形和围绕所述超级合金涡轮叶片的所述纵向轴线的扭转。
技术方案17. 根据技术方案1所述的方法，其中，施加所述力包括将转动力施加至所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分。
技术方案18. 一种方法，包含：
将保护部件联接至超级合金涡轮叶片的第一部分；
将力施加至所述保护部件，以使超级合金涡轮叶片的至少第二部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，所述超级合金涡轮叶片的所述至少第二部分在所述弹性变形位置上具有曲率，在所述松弛初始位置上不存在该曲率；
使用型管电解加工(STEM)来大致沿翼展穿过所述弹性变形位置上的所述超级合金涡轮叶片的所述至少第二部分而钻孔；以及
释放所述力，从而允许所述超级合金涡轮叶片恢复到所述松弛初始位置，并且，使所述孔在所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分内呈现孔曲率。
技术方案19. 根据技术方案18所述的方法，其中，施加所述力包括：
将所述超级合金涡轮叶片的第一端保持于固定装置中；和
在所述超级合金涡轮叶片的第二相对端处，将所述力施加至所述保护部件。
技术方案20. 根据技术方案18所述的方法，其中，施加所述力包括将转动力施加至所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分。
附图简述
将从本公开的各种方面的下文的详述联合描绘本公开的各种实施例的附图更容易理解本公开的这些及其它特征，其中：
图1示出根据本公开的实施例的固定装置的透视图，该固定装置用于将超级合金涡轮叶片保持于弹性变形，以进行钻孔。
图2示出图1的固定装置的一端的放大透视图。
图3示出根据本公开的实施例的超级合金涡轮叶片的侧视图，包括超级合金涡轮叶片的弹性变形。
图4示出根据本公开的一个实施例的用于固定装置的致动器的透视图。
图5示出根据本公开的另一实施例的用于固定装置的致动器的透视图。
图6示出根据本公开的又另一实施例的用于固定装置的致动器的透视图。
图7示出根据本公开的另外的实施例的固定装置的透视图，该固定装置用于将超级合金涡轮叶片保持于弹性变形，以进行钻孔。
图8和图9分别示出根据本公开的实施例的在张开位置和闭合位置上的图7的固定装置的一对夹持部件的侧视图。
图10示出根据备选的实施例的闭合位置上的图7的固定装置的一对夹持部件的侧视图。
图11和图12分别示出根据本公开的另一实施例的张开位置和闭合位置上的图7的固定装置的一对夹持部件的侧视图。
图13示出根据本公开的实施例的用于图7的固定装置的传感器的侧视图。
图14示出根据本公开的实施例的用于图7的固定装置的一对夹持部件的密封件的局部横截面图。
图15示出根据本公开的实施例的围绕超级合金涡轮叶片的图14的密封件的示意透视图。
图16示出根据本公开的实施例的在超级合金涡轮叶片的许多方位处施加力的侧视图。
图17示出根据本公开的实施例的超级合金涡轮叶片的侧视图，该超级合金涡轮叶片包括用于在其中形成的冷却通道的孔。
注意到，本公开的附图未按比例绘制。附图旨在仅描绘本公开的典型的方面，且因此，不应当被认为是限制本公开的范围。在附图中，相同的编号表示附图之间的相同的元件。
参考符号列表
100 固定装置
102 涡轮叶片
104 根部
106 翼型件
108 尖端
110 安装件
112 底座
114 中部翼展护罩
116 夹持件
118 槽
120 致动器
122 部分
130 保护部件
132 块体
134 开口
140 钻削引导件
142 钻削元件
144 管电解加工STEM系统
146 孔
150 传感器
152 定位元件
160 千斤顶螺丝
162 螺丝
164 支架
166 螺栓头
170 偏心凸轮
172 表面
174 可旋转的绞盘
176 柔性绳索
178 滑轮
180 第一齿轮
182 外表面
184 第二齿轮
186 马达
188 马达
190 手柄
220 致动器
222 夹持部件
224 夹持部件
226 内表面
228 元件
230 保护部件
232 方位
234 凹陷部
240 传感器
250 密封件
252 表面
254 排放孔
260 冷却通道
124D 弹性变形位置
124R 初始位置。
发明详述
首先，当提到且描述涡轮机械内或与涡轮机械的涡轮叶片有关的相关机器构件时，为了清楚地描述本公开，将有必要选择某一术语。当选择某一术语时，如有可能，则将以与通用工业术语的公认的意义一致的方式使用且采用通用工业术语。除非另有阐明，否则这样的术语应当被赋予与本申请的上下文和所附权利要求的范围一致的广义解释。本领域普通技术人员将意识到，通常，可以使用若干不同或重叠的术语来指具体的构件。在本文中可以被描述为单个零件的部分可以包括多个构件，并且，在另一上下文中，被引用为由多个构件组成。备选地，在本文中可以被描述为包括多个构件的在别处可能被称为单个零件。
另外，若干描述性术语可以在本文中常规地使用，并且，应当被证明为对定义本段落的开端的这些术语有帮助。除非另有阐明，否则这些术语及其定义如下。如本文中所使用的，“下游”和“上游”是指示相对于流体(诸如，通过涡轮发动机的工作流体，或例如，通过燃烧器的空气流或通过涡轮的构件系统之一的冷却剂)的流动的方向的术语。术语“下游”与流体的流动的方向相对应，并且，术语“上游”指与该流动相反的方向。在无任何进一步的特异性的情况下，术语“前部”和“后部”指方向，其中，“前部”指发动机的前方或压缩机端，并且，“后部”指发动机的后方或涡轮端。关于涡轮叶片，在无任何进一步的特异性的情况下，术语“前”和“后”指方向，其中，“前”指叶片的前方上游边缘，并且，“后”指叶片的后方下游边缘。通常要求描述关于中心轴线而位于不同的径向位置处的零件。术语“径向的”指垂直于轴线的移动或位置。在类似这种情况下，如果第一构件存在于比第二构件更靠近轴线的位置，则将在本文中阐明，第一构件位于第二构件的“径向地向内”或“内侧”的位置。另一方面，如果第一构件存在于比第二构件更远离轴线的位置，则可以在本文中阐明，第一构件位于第二构件的“径向地向外”或“外侧”的位置。术语“轴向的”指平行于轴线的移动或位置。而且，术语“周向的”指围绕轴线的移动或位置。将意识到，可以关于涡轮的中心轴线而应用这样的术语。“大致沿翼展”涉及相对于超级合金涡轮叶片的钻削的方向，且主要意味着穿过超级合金涡轮叶片的长度(或主要纵向地穿过超级合金涡轮叶片)，可能带有在钻削中的某一曲率半径，并且可能带有自叶片的轴线的一些偏移。
如上文所指示的，本公开提供在大型超级合金涡轮叶片(且具体地，其翼型件)中形成冷却通道的方法和固定装置。冷却通道可以在大型超级合金涡轮叶片中形成为具有长的可变曲率的孔。在本公开中，使用各种类型的固定装置来使涡轮叶片的至少一部分弹性变形，随后，在其中钻孔，以形成长的冷却通道。在此，超级合金涡轮叶片不永久地变形或塑性变形。弹性变形允许使用利用已知的方法的STEM钻削，来钻削直孔或线性孔和/或恒定曲率的多个孔。一旦将造成弹性变形的力去除，超级合金涡轮叶片就恢复到其制造状态，并且，产生冷却通道的叶片中的孔具有孔曲率，该孔曲率可能为恒定的，或可能在其长度上变化。该方法允许将冷却通道安装于超级合金涡轮叶片中，以提高其蠕变寿命，而不产生任何塑性应变。
参考图1的透视图，图示根据本公开的一个实施例的用于在超级合金涡轮叶片102中钻孔的固定装置100。超级合金涡轮叶片102可以包括任何目前已知或后期开发的形式的涡轮叶片。如所注意到的，本公开的教导尤其适用于具有相对较长的长度(例如，大约1米)的涡轮叶片102，但可以应用于任何长度的涡轮叶片。超级合金涡轮叶片102可以大致包括：根部104，包括用于将涡轮叶片102安装于涡轮机械的转子轮(未示出)中的任何目前已知或后期开发的结构；翼型件106；以及尖端108。尖端108可以包括尖部护罩或盖(未示出)。超级合金涡轮叶片102还可以包括中部翼展护罩114，但这并非在所有的实例中都是必要的。如本文中所使用的，“超级合金”指具有许多与常规的合金相比而优异的物理特性(诸如(但不限于)4%至15%的延伸率范围(基于2英寸的标距))的金属合金。示例的超级合金可以包括(但不限于)：基于镍或钴的超级合金。注意到，并非超级合金涡轮叶片102的全部都需要超级合金，而是仅仅将应用本公开的教导的部分需要超级合金。
继续图1，固定装置100包括安装件110，以选择性地保持超级合金涡轮叶片102的根部104。超级合金涡轮叶片102例如以悬臂方式从安装件110延伸。在一个实施例中，安装件110可以由底座112保持于适当的位置上，其中，固定装置100的其它部分还可以安装于底座112上。底座112可以包括如下的任何形式的基础元件(例如，金属板、机架、地板、工作台等)：能够对固定装置100的多个部分进行定位，并且，如本文中所描述地，将力施加至超级合金涡轮叶片102。然而，理解到，安装件110和固定装置100的其它部分可以例如使用分开的地板基础结构来相对于彼此而单独地定位。在一个实施例中，安装件110可以包括多个夹持件116，以将根部104保持至底座112。夹持件116可以包括任何形式的可调整的夹持件，例如，带有保持元件的螺纹栓等。备选地，安装件110可以包括保持超级合金涡轮叶片102的任何各种各样的系统，例如，燕尾槽118(图3)，其与根部104的燕尾榫将安装于其中的转子轮(未示出)中的燕尾槽类似。
如图1和图2的放大透视图中所示，固定装置100还可以包括致动器120，以施加力F，从而使超级合金涡轮叶片102的至少一部分在由安装件110保持时弹性变形。如图3的示意平面图中所示，力F迫使超级合金涡轮叶片102的至少一部分122从松弛初始位置124R到达弹性变形位置124D(以虚构图示出)。注意到，在松弛初始位置上，超级合金涡轮叶片102可以包括弯曲表面或翼展，这样的特征呈现其完工形状。部分122的范围可以取决于例如叶片、致动器使用、力F的大小以及在何处/如何施加力F。根据本公开的实施例，力F可以与在涡轮机械中的叶片的运行的期间施加至超级合金涡轮叶片102的力大体上类似。即，力F足以使叶片弹性变形(即，暂时地使叶片从松弛初始位置124R偏转)，但并非使叶片永久地弯曲或永久地变形。因此，在弹性变形位置上，超级合金涡轮叶片未永久地或塑性地畸变或变形。而且，一释放力F，叶片就将恢复到松弛初始位置124R。如图3中所示，超级合金涡轮叶片102的(多个)部分122在弹性变形位置124D上具有曲率，在松弛初始位置124R上不存在该曲率。而且，如图3中所示，弹性变形位置124D可以包括与超级合金涡轮叶片102的纵向轴线A垂直的横向变形LD和/或围绕超级合金涡轮叶片102的纵向轴线A的扭转R。在弹性变形位置124D上是否存在横向变形LD和/或旋转R将取决于超级合金涡轮叶片102的形状、尺寸等和如何施加力F(在本文中描述)而变化。可施加至各个叶片以实现期望的孔曲率的力F将取决于许多因素，诸如(但不限于)：所使用的超级合金、叶片长度、力F的施加的方位、力F的分布以及需要孔的部分122的构造。如本文中所使用的，取决于如何施加力F，“孔曲率”可以包括平面曲率或非平面或螺旋曲率。能够基于前面提到的力因素和将例如在翼型件106中产生的冷却通道孔中的期望的孔曲率的大小，计算弹性变形位置124D上的叶片中的曲率的大小。在图1-2中所示的示例中，部分122包括从其尖端108径向地向内延伸的超级合金涡轮叶片102的长度，但不包括从根部104径向地向外延伸的翼型件106中的区。然而，部分122能够取决于期望的孔曲率而变更。
如图1和图2中所示，固定装置100可以任选地包括保护部件130，保护部件130用于联接至超级合金涡轮叶片102的部分122上的如下的方位：在该方位处，致动器120接合超级合金涡轮叶片102。在图1和图2中，保护部件130包括块体132，块体132在其中具有开口134，开口134构造成安置于超级合金涡轮叶片102的尖端108(例如，尖端108的护罩)上。块体132优选地与尖端108配合，以保护尖端108，并且，允许将力F传递至超级合金涡轮叶片102，而不造成损伤。保护部件130可以包括能够承受力F、保护超级合金涡轮叶片102且耐受任何与钻削有关的电解质的任何材料，例如，强金属合金、碳、陶瓷、钢或钢合金。保护部件130可能并非在所有的实例中都是必要的。
固定装置100还可以包括钻削引导件140，钻削引导件140构造成将钻削元件142引导至弹性变形位置124D上的超级合金涡轮叶片102中。在一个实施例中，钻削引导件140构造成引导型管电解加工(STEM)系统144的钻削元件142，以形成孔146(图2)。STEM系统144可以包括采用酸性电解钻削技术来例如在抗腐蚀超级合金中制作长的精密孔的任何目前已知或后期开发的系统。如在本领域中所理解到的，STEM系统144提供一个或更多个管状钻削元件，其中，电解质穿过管状钻削元件而到达叶片中。在导电叶片与充当电极的钻削元件之间，传递高电流。随着电解质穿过钻削元件，形如钻削元件的横截面的孔被钻削至超级合金涡轮叶片102中，并且，材料被电解质去除。钻削元件142可以为直的(即，沿着线性路径)或弯曲的。在后一种情况下，STEM系统144可以按恒定的半径曲率钻削至叶片中。
固定装置100还可以包括识别超级合金涡轮叶片102是否位于期望的弹性变形位置124D上的机构。在图1和图2中所示的一个实施例中，可以设置传感器150，传感器150构造成识别出超级合金涡轮叶片102位于弹性变形位置124D上。传感器150可以包括能够实现位置触发的任何形式的电子传感器，例如，触摸传感器、激光传感器、按钮传感器等。传感器150可以对例如STEM系统144或致动器120等的控制系统按任何已知的方式(例如，可见或可听的指示符或电信号)指示适当的定位。在运行中，将使用致动器120来使超级合金涡轮叶片102弹性变形，直到传感器150指示超级合金涡轮叶片102d已在弹性变形位置124D上为止。在图3中所示的备选的实施例中，可以采用构造成使超级合金涡轮叶片102定位于弹性变形位置124D上的定位元件152，而不是传感器150。定位元件152可以是以受控制的方式相对于安装件110安装例如在底座112上的任何形式的固定或可调整的挡块。在一个实施例中，致动器120可以施加力F，以使超级合金涡轮叶片102弹性变形，直到部分122达到离定位元件152预定的距离为止，例如1毫米，这指示部分122位于弹性变形位置124D上。预定的距离能够是可由用户容易地测量且能够以任何已知的方式(例如，直尺、卡尺、电子地等)测量的任何距离。
继续参考图1和图2，且还参考图4-6，致动器120能够在本公开的范围内采取各种各样的形式。在图1和图2中，致动器120包括千斤顶螺丝160，千斤顶螺丝160包括可选择性地旋转的螺丝162(例如，螺栓)，螺丝162构造成接合超级合金涡轮叶片102的至少部分122。千斤顶螺丝160可以包括例如经由支架164而联接至底座112的任何形式的固定联接器。可以可旋转地调整螺丝162，且因此，相对于支架164而调整长度，以将力F施加至超级合金涡轮叶片102。参考图4的透视图，在另一实施例中，致动器120可以包括可选择性地旋转的偏心凸轮170，偏心凸轮170包括表面172，表面172构造成将力F施加至超级合金涡轮叶片102的至少部分122。在图5的透视图中所示的另一实施例中，致动器120可以包括可选择性地旋转的绞盘174，绞盘174包括柔性绳索176，柔性绳索176联接至保护部件130，以施加力F。柔性绳索176可以采取能够承受施加至柔性绳索176的张力的任何形式，例如，金属电缆、链等。可以采用指引柔性绳索176所要求的任何(多个)滑轮178。可选择性地旋转的绞盘174和/或(多个)滑轮178可以按任何方式联接至底座112(未示出)。参考图6中所示的透视图，在另一实施例中，保护部件130可以包括其外表面182上的第一齿轮180，并且，致动器120可以包括可选择性地旋转的第二齿轮184，第二齿轮184构造成与第一齿轮180啮合，以将力F施加至超级合金涡轮叶片102的部分122。在这种情况下，力F是将使叶片的部分122旋转，从而造成扭转R的旋转力(图3)。
在图1、图2以及图4-6的实施例中的各个实施例中，能够以多种方式提供造成力F的施加的致动器120的可选择性地旋转的构件的旋转。例如，在图1和图2中，螺丝162包括螺栓头166，以便通过常规的扳手(未示出)或扳手起子而转动。在图4中，马达186可以联接至可选择性地旋转的偏心凸轮170，以使凸轮旋转，并且，将力F施加到至少部分122。在图5中，马达188可以联接至选择性地旋转的绞盘174。在图6中，手柄190联接至可旋转的第二齿轮184，以选择性地使第二齿轮旋转，并且，将力F施加到至少部分122。用于选择性地使致动器120的必不可少的部分旋转的上述的技术中的任何技术可以应用于任何实施例中。进一步参考图1、图2、图4以及图5的实施例，在各个实施例中，致动器120显示为将力F施加至保护部件130。然而，强调指出，保护部件130可能并非在所有的实例中都是必要的，并且，力F可以直接地施加至部分122。
参考图7-15，在另一实施例中，固定装置100可以包括一对夹持部件222、224，夹持部件222、224构造成接合超级合金涡轮叶片102。图7示出固定装置100的透视图，并且，图8-14示出固定装置100的各种横截面图。夹持部件222、224可移动，以通过致动器220而施加力F。夹持部件222、224可以在图9的横截面图中所示的闭合位置上一起施加力F，以将超级合金涡轮叶片102定位于弹性变形位置124D上。即，一个或两个夹持部件222、224的内表面226可以单独地或共同地具有如下的形状：例如，通过设置使某些方位上的叶片变形的表面和/或允许在其中移动的叶片变形的凹部，从而使超级合金涡轮叶片102弹性变形。在运行中，如图8中所示，松弛初始位置124R上的超级合金涡轮叶片102放置于张开位置上的夹持部件222、224内。然后，致动器220迫使夹持部件222、224到达如图9中所示的闭合位置，以施加力F，并且，使叶片弹性变形到弹性变形位置124D上。如图9中所示，在弹性变形位置124D上，钻削引导件140可以引导STEM系统144的钻削元件142，以将孔146钻削至叶片中。
在另一实施例中，如图10的横截面图中所示，夹持部件222、224可以在外部大致仿效叶片，但略大，而不是具有造成弹性变形的复杂表面226。在这种情况下，夹持部件222、224中的至少一个可以包括元件228，元件228构造成施加力F，以使超级合金涡轮叶片102的至少部分122弹性变形。在另外的情况下，夹持部件222、224可以大致仿效超级合金涡轮叶片102的外表面。元件228可以例如是表面226上的凸点或脊。致动器220可以包括图1、图2、图4-6中的任何前述的机构，以围绕超级合金涡轮叶片102而将力施加至一个(图9)或两个(图10)夹持部件222、224。
参考图11和图12的横截面图，在另一实施例中，用于在超级合金涡轮叶片102上的方位232处联接的保护部件230可以设置成用于与夹持部件222、224一起使用。在这种情况下，夹持部件222、224 (显示为两个)中的至少一个包括凹陷部234，以容纳保护部件230。(多个)夹持部件222、224可以包括内表面226，以将力施加至保护部件230或叶片的另一方位。保护部件230可以包括能够承受力F且保护超级合金涡轮叶片102的任何材料，例如，强金属合金、钢或钢合金。保护部件130可能并非在所有的实例中都是必要的。
进一步考虑图7-12的实施例，虽然夹持部件222、224显示为包含超级合金涡轮叶片102的全部，但认识到，夹持部件222、224可以仅包含造成期望的弹性变形位置124D所必需的叶片的区段，例如，仅翼型件106或其一部分。
图13示出夹持部件222、224的另一任选的实施例的放大横截面图。在该实施例中，传感器240可操作地联接至夹持部件222、224中的至少一个，以识别出超级合金涡轮叶片102位于弹性变形位置124D上。传感器240可以包括能够实现位置触发的任何形式的电子传感器，例如，触摸传感器、激光传感器、按钮传感器等。传感器240可以按任何已知的方式(例如，可见或可听的指示符或电信号)对例如STEM系统144(未示出)或致动器220的控制系统指示适当的定位。在运行中，将使用致动器220来使超级合金涡轮叶片102弹性变形，直到传感器240指示超级合金涡轮叶片102已位于弹性变形位置124D上为止。
图14示出局部横截面图，并且，图15示出用于与夹持部件222、224一起使用的密封件250的示意透视图。如所理解的，作为钻削孔146的过程的一部分，STEM系统144使液态电解质分散。为了防止电解质溢出且/或不使电解质以常规的方式再循环，如图14的横截面图中所示，密封件250可以设置于一对夹持部件222、224中的至少一个中，以便与超级合金涡轮叶片102的表面252一起密封。图15图示密封件250可以如何围绕叶片的整体延伸，以防止液态电解质沿着叶片径向向内传递。在此，一对夹持部件222、224中的至少一个可以包括穿过夹持部件的排放孔254，即，从而允许从排放孔254受控制地排放液态电解质。排放孔254还能够流体联接至STEM系统144(图7)的任何目前已知或后期开发的形式的液态电解质再循环系统(未示出)。
在运行中，超级合金涡轮叶片102安装于前述的固定装置100中的任一个。然后，由固定装置100施加力F，以使叶片的至少部分122从松弛初始位置124R(图3)弹性变形至弹性变形位置124D(图3)。例如，通过将一对夹持部件222、224(图9-12)应用于超级合金涡轮叶片102，从而可以施加力F。如所注意到的，夹持部件222、224中的至少一个可以包括构造成施加力F的元件228(图10)。在此背景下，如图11和图12中所示，保护部件230可以附接于超级合金涡轮叶片102上的方位232处，并且，夹持部件222、224中的至少一个可以包括凹陷部234，以容纳保护部件。而且，通过例如使用任何目前已知或后期开发的解决方案来测量变形量，或例如使用如图13中所示的传感器240来感测超级合金涡轮叶片的至少一部分的位置，以感测是否已通过应用一对夹持部件222、224而实现弹性变形位置124D，从而能够确保在钻孔之前超级合金涡轮叶片102位于弹性变形位置124D上。而且，如图14和图15中所示，密封件250可以形成(例如，安装或施覆)于一对夹持部件222、224与超级合金涡轮叶片102的表面252之间，并且，夹持部件222、224中的至少一个可以包括穿过夹持部件的排放孔254，以允许液态电解质排放或使液态电解质从排放孔254再循环。在另一示例中，如图1和图2中所示，通过将超级合金涡轮叶片102的第一端(根部端104)保持于固定装置100中，并且，将力F施加至叶片的第二相对端(尖端108)，可以施加力。保护部件130可以施加至超级合金涡轮叶片102的部分122，并且，力F施加至保护部件。在一个选择中，如图6中所示，力F可以作为转动力而施加至叶片的至少部分122。
如所注意到的，力F与在涡轮机械中的超级合金涡轮叶片的运行的期间施加至超级合金涡轮叶片102的力大体上类似，即，力F不使超级合金涡轮叶片102永久地变形。如图3中所示，弹性变形位置124D可以包括：与超级合金涡轮叶片102的纵向轴线A垂直的横向变形LD和/或围绕超级合金涡轮叶片102的纵向轴线A的扭转R。在任何情况下，超级合金涡轮叶片102的至少部分122都在弹性变形位置124D(图3)上具有曲率(参见图3)，在松弛初始位置124R(图3)上不存在该曲率。某些固定装置和致动器可以沿着超级合金涡轮叶片102的至少部分122以分布的方式施加力F。例如，如图9中所示，包括夹持部件222、224的固定装置100可以施加分布力F。如图1和图2中所示，还能够沿着叶片在所选择的方位处成对设置致动器120，以提供分布力。例如，图16示出如下的示意图：与图1中所示的致动器类似的三个致动器120沿着超级合金涡轮叶片102的至少部分122定位于许多方位处，以施加力F。在该示例中，致动器120可以使叶片变直。
无论如何弹性变形，如例如图2中所示，都可以穿过弹性变形位置124D上的超级合金涡轮叶片102的至少部分122大致沿翼展钻削孔146。如所注意到的，钻孔可以包括STEM，并且，可以包括如图2中所示地钻削直孔，或如图9中所示地以恒定的半径曲率(CCR)钻削。虽然图示了一个孔146，但强调指出，可以单独地或同时地钻削任何数量的孔146。
如图17中所示，在钻削之后，释放力F，从而允许超级合金涡轮叶片102恢复到松弛初始位置124R，并且，允许孔146在叶片的至少部分122内呈现孔曲率。孔146能够以任何已知的方式插入其它通道或与其它通道互相连接，以产生叶片中的冷却通道260。如图17中所示，孔146的曲率可以沿着叶片的至少部分122变化。
如本文中所描述的，在还使超级合金涡轮叶片兼容于STEM钻削方法的同时，本公开的实施例提供用于使超级合金涡轮叶片弹性变形的方法和固定装置。因此，本公开的教导提供用于大型末级超级合金涡轮叶片中的长的可变曲率冷却通道的制作，从而提供对这些叶片的有效冷却。
本文中所使用的术语仅仅为了描述具体的实施例的目的，而不旨在限制本公开。如本文中所使用的，除非上下文清楚地另有所指，否则单数形式“一”、“一个”和“这个”旨在同样地包括复数形式。将进一步理解到，当在本说明书中使用时，术语“包含(comprises和/或comprising)”指定所阐明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合的存在或添加。“任选的”或“优选地”意味着，随后描述的事件或情形可能出现或可能不出现，并且，描述包括出现该事件的实例和不出现该事件的实例。
如在本文中在整个说明书和所有的权利要求中使用的近似语言可以应用于修正任何定量表示，其能够被获准变更，而不导致相关的基本功能的变化。因此，以(多个)术语(诸如，“大约”、“近似地”和“大体上”)修正的值不限于精确的指定值。在至少一些实例中，近似语言可以与用于对该值进行测量的仪器的精度相对应。在此，且在整个说明书和所有的权利要求中，可以将范围限制组合且/或互换，除非上下文或语言另有指示，否则这样的范围被识别，且包括其中所包含的所有的子范围。如应用于范围的具体的值的“大约”适用于两个值，并且，除非另外取决于测量该值的仪器的精度，否则可以指示所阐明的值的+/-10%(多个)。
下文中的权利要求中的所有的手段或步骤加上功能元件的对应的结构、材料、动作以及等效物旨在包括用于与如具体地要求保护的其它要求保护的元件组合而执行功能的任何结构、材料或动作。出于图示和描述的目的已提出了本公开的描述，但本公开的描述不旨在为穷举的或限于以所公开的形式的公开内容。在不背离本公开的范围和实质的情况下，许多修正和变型将对本领域普通技术人员显而易见。选择且描述实施例，以便最清楚地解释本公开和实际应用的原理，并且，允许本领域普通技术人员利用如适合于预期的特定应用的各种修正来针对各种实施例而理解本公开。

Claims (10)

1.一种方法，包含：
施加力，以使超级合金涡轮叶片的至少一部分从松弛初始位置弹性变形至弹性变形位置，所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分在所述弹性变形位置上具有曲率，在所述松弛初始位置上不存在该曲率；
大致沿翼展穿过所述弹性变形位置上的所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分而钻孔；以及
释放所述力，从而允许所述超级合金涡轮叶片恢复到所述松弛初始位置，并且，使所述孔在所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分内呈现孔曲率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钻孔包括型管电解加工(STEM)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钻孔包括以恒定的半径曲率钻削。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钻孔包括沿着线性路径钻削。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述孔曲率沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分变化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述力包括沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分以分布的方式施加所述力。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述力包括沿着所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分在许多方位处施加所述力。
8.根据权利要求1所述的方法，还包含通过测量变形量或感测所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分的位置两个方法之一，确保在所述钻孔之前所述超级合金涡轮叶片位于所述弹性变形位置上。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述力包括：
将一对夹持部件应用于所述超级合金涡轮叶片，所述夹持部件中的至少一个包括如下的元件：其构造成施加所述力，从而在所述施加的期间，使所述超级合金涡轮叶片的所述至少一部分弹性变形。
10.根据权利要求9所述的方法，还包含将保护部件附接于所述超级合金涡轮叶片上的一方位处，所述夹持部件中的至少一个包括凹陷部，以容纳所述保护部件。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109249237A (zh) * 2018-11-06 2019-01-22 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种叶片高效加工夹具
CN112247618A (zh) * 2020-09-30 2021-01-22 西安三航动力科技有限公司 一种航空发动机叶片榫根端面加工的专用夹具及方法
CN113927126A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 成都和鸿科技有限公司 一种叶片工艺孔封堵用工具及其封堵方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109202197B (zh) * 2018-11-14 2020-08-28 中国航发动力股份有限公司 一种薄壁密封片多工序线切割定位夹具及方法
US11248475B2 (en) 2019-12-10 2022-02-15 General Electric Company Damper stacks for turbomachine rotor blades
CN111230166A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 重庆市巴山液压附件厂有限公司 一种异形深孔加工方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197443A (en) * 1977-09-19 1980-04-08 General Electric Company Method and apparatus for forming diffused cooling holes in an airfoil
CN86108819A (zh) * 1985-12-23 1987-07-08 联合工艺公司 加工薄膜冷却通道的电极
EP0248068B1 (en) * 1985-12-13 1990-12-05 Ae Plc Apparatus for the formation of holes
EP0470907A1 (fr) * 1990-08-08 1992-02-12 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Soufflante de turbomachine à amortisseur dynamique à cames
US5236304A (en) * 1990-12-27 1993-08-17 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." Stemmed blade for a flow-straightening stage of a gas turbine engine and method of fixing said blade
US5306401A (en) * 1993-03-15 1994-04-26 Fierkens Richard H J Method for drilling cooling holes in turbine blades
US5395188A (en) * 1993-12-23 1995-03-07 Roy E. Bowling Guide for angled and curved drilling
CN101315270A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 通用电气公司 用于测量涡轮中叶片变形的方法和系统
CN101518835A (zh) * 2009-03-19 2009-09-02 无锡透平叶片有限公司 大飞机钛合金大型风扇叶片机加工变形控制方法
CN103990840A (zh) * 2014-04-22 2014-08-20 西北工业大学 叶片双向变余量铣削方法

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1495710A (en) 1974-01-30 1977-12-21 Rolls Royce Apparatus and method for producing branch passages from an elongate passage in a workpiece
US4193775A (en) 1976-07-27 1980-03-18 Wang Chia Gee Methods and apparatus for separating gases with ventilated blades
US4128928A (en) * 1976-12-29 1978-12-12 General Electric Company Method of forming a curved trailing edge cooling slot
JPS5554608A (en) * 1978-10-19 1980-04-22 Fuji Electric Co Ltd Method of fixing erosion shield to low-pressure rotor blade of steam turbine
JPH03271501A (ja) * 1990-03-20 1991-12-03 Refurbished Turbine Components Ltd タービンブレードの修理方法及び装置
US5669991A (en) 1995-03-01 1997-09-23 United Technologies Corporation Electrical discharge machining of complex holes using shape memory alloy electrodes
US5637239A (en) 1995-03-31 1997-06-10 United Technologies Corporation Curved electrode and method for electrical discharge machining curved cooling holes
GB9601910D0 (en) 1996-01-31 1996-04-03 Rolls Royce Plc A method of investment casting and a method of making an investment casting mould
US5820744A (en) 1996-09-30 1998-10-13 Doncasters, Turbo Products Division Electrochemical machining method and apparatus
US6387242B1 (en) 1999-08-16 2002-05-14 General Electric Company Method and tool for electrochemical machining
DE10059997B4 (de) 2000-12-02 2014-09-11 Alstom Technology Ltd. Kühlbare Schaufel für eine Gasturbinenkomponente
US7220934B2 (en) 2005-06-07 2007-05-22 United Technologies Corporation Method of producing cooling holes in highly contoured airfoils
US7964817B2 (en) 2007-05-17 2011-06-21 Aa Edm Corporation Electrical discharge machine apparatus for reverse taper bores
US7726135B2 (en) 2007-06-06 2010-06-01 Greencentaire, Llc Energy transfer apparatus and methods
US7922451B1 (en) 2007-09-07 2011-04-12 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with blade tip cooling passages
US8147188B2 (en) * 2007-09-28 2012-04-03 General Electric Company Air cooled bucket for a turbine
FR2929149B1 (fr) * 2008-03-25 2010-04-16 Snecma Procede de fabrication d'une aube creuse
US8043058B1 (en) 2008-08-21 2011-10-25 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with curved tip cooling holes
US7997865B1 (en) 2008-09-18 2011-08-16 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with tip rail cooling and sealing
GB0823347D0 (en) 2008-12-23 2009-01-28 Rolls Royce Plc Test blade
US8066485B1 (en) 2009-05-15 2011-11-29 Florida Turbine Technologies, Inc. Turbine blade with tip section cooling
JP5107306B2 (ja) 2009-06-10 2012-12-26 三菱重工業株式会社 遠心回転機のインペラの製造方法及び遠心回転機のインペラ
US8535491B2 (en) 2009-09-18 2013-09-17 General Electric Company Electrochemical machining assembly with curved electrode
GB201016335D0 (en) 2010-09-29 2010-11-10 Rolls Royce Plc Endwall component for a turbine stage of a gas turbine engine
US9200523B2 (en) 2012-03-14 2015-12-01 Honeywell International Inc. Turbine blade tip cooling
US9145773B2 (en) 2012-05-09 2015-09-29 General Electric Company Asymmetrically shaped trailing edge cooling holes
US20160186574A1 (en) * 2014-12-29 2016-06-30 General Electric Company Interior cooling channels in turbine blades

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4197443A (en) * 1977-09-19 1980-04-08 General Electric Company Method and apparatus for forming diffused cooling holes in an airfoil
EP0248068B1 (en) * 1985-12-13 1990-12-05 Ae Plc Apparatus for the formation of holes
CN86108819A (zh) * 1985-12-23 1987-07-08 联合工艺公司 加工薄膜冷却通道的电极
EP0470907A1 (fr) * 1990-08-08 1992-02-12 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Soufflante de turbomachine à amortisseur dynamique à cames
US5236304A (en) * 1990-12-27 1993-08-17 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "S.N.E.C.M.A." Stemmed blade for a flow-straightening stage of a gas turbine engine and method of fixing said blade
US5306401A (en) * 1993-03-15 1994-04-26 Fierkens Richard H J Method for drilling cooling holes in turbine blades
US5395188A (en) * 1993-12-23 1995-03-07 Roy E. Bowling Guide for angled and curved drilling
CN101315270A (zh) * 2007-05-31 2008-12-03 通用电气公司 用于测量涡轮中叶片变形的方法和系统
CN101518835A (zh) * 2009-03-19 2009-09-02 无锡透平叶片有限公司 大飞机钛合金大型风扇叶片机加工变形控制方法
CN103990840A (zh) * 2014-04-22 2014-08-20 西北工业大学 叶片双向变余量铣削方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109249237A (zh) * 2018-11-06 2019-01-22 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种叶片高效加工夹具
CN109249237B (zh) * 2018-11-06 2020-10-16 中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 一种叶片高效加工夹具
CN112247618A (zh) * 2020-09-30 2021-01-22 西安三航动力科技有限公司 一种航空发动机叶片榫根端面加工的专用夹具及方法
CN112247618B (zh) * 2020-09-30 2022-04-12 西安三航动力科技有限公司 一种航空发动机叶片榫根端面加工的专用夹具及方法
CN113927126A (zh) * 2021-12-17 2022-01-14 成都和鸿科技有限公司 一种叶片工艺孔封堵用工具及其封堵方法

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US20180297136A1 (en) 2018-10-18
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