CN109551376B - 离心叶轮喷丸强度精准获取方法 - Google Patents

离心叶轮喷丸强度精准获取方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109551376B
CN109551376B CN201811396170.0A CN201811396170A CN109551376B CN 109551376 B CN109551376 B CN 109551376B CN 201811396170 A CN201811396170 A CN 201811396170A CN 109551376 B CN109551376 B CN 109551376B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shot blasting
blade
shot
intensity
centrifugal impeller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811396170.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109551376A (zh
Inventor
吴泽刚
齐宏亮
崔雪莹
于加辉
李明全
李渊
刘可
王长清
陶勇超
冯美君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Original Assignee
AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd filed Critical AECC Harbin Dongan Engine Co Ltd
Priority to CN201811396170.0A priority Critical patent/CN109551376B/zh
Publication of CN109551376A publication Critical patent/CN109551376A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109551376B publication Critical patent/CN109551376B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C1/00—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B24C1/10—Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for compacting surfaces, e.g. shot-peening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C9/00—Appurtenances of abrasive blasting machines or devices, e.g. working chambers, arrangements for handling used abrasive material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明属于航空发动机钛合金离心叶轮喷丸强化技术，具体涉及一种离心叶轮喷丸强度精准控制方法。本发明离心叶轮叶片喷丸强度逼近获取方法，根据三维模型，分析空间扭曲叶片的曲率变化和叶片周向分布状态，分析弹丸撞击空间曲面叶片的反射角度及射速衰减状态，设计喷丸强度试片的空间排布位置和分布密度，完成离心叶轮喷丸强度获取工装的设计，安装喷丸试片进行喷丸强度测试，对离心叶轮实物喷丸处理，获得优质的叶片喷丸覆盖率均匀性和叶片表层应力状态。该方法获得更加精准的离心叶轮叶片喷丸强度，具有完全实际应用价值。

Description

离心叶轮喷丸强度精准获取方法
技术领域
本发明属于航空发动机钛合金离心叶轮喷丸强化技术，具体涉及如何准确获取一种离心叶轮叶片喷丸强度的方法。
背景技术
航空发动机钛合金离心叶轮叶片的疲劳强度高，叶片需要表面强化处理，对喷丸强度及喷丸覆盖率的均匀性控制严格。
通常采用对单一空间位置喷丸试片进行喷丸强度获取，原始方法设计的结构简单，但是无法获得精确喷丸强度数据，使得对叶片进行喷丸处理时，强度难以精确把握，整体叶片喷丸覆盖率不均匀、一致性差。
发明内容
本发明的目的是：提供一种可以有效提高离心叶轮喷丸强度准确性、一致性的喷丸强度获取方法。
应用航空发动机钛合金离心叶轮的三维模型，分析喷丸加工喷枪运动轨迹(见附图1)、弹丸反射角度及速度衰减状态，完成喷丸强度检测试片空间布局设计，离心叶轮实物喷丸强化处理时获得精准喷丸强度和均匀覆盖率的方法。
本发明的技术效果是：一种离心叶轮喷丸强度精准获取方法，根据离心叶轮三维模型，分析空间扭曲叶片的曲率变化和叶片周向分布状态，分析弹丸撞击空间曲面叶片的反射角度及射速衰减状态，设计喷丸强度试片的空间排布位置和分布密度，用工装安装喷丸强度试片对喷丸试片进行喷丸强度测试，获取喷丸强度与叶片空间位置关系，利用该关系控制实际喷丸强度，对离心叶轮进行喷丸处理。
所述喷丸强度试片三个为一组，成三角排布在离心叶轮叶片的背面前缘位置。
所述喷丸强度试片在离心叶轮的大叶片和小叶片上的分布和排列形式相同。
所述位于背面前缘位置的三个喷丸强度试片边缘与所在位置的叶片外缘平行。
所述位于背面前缘位置的三个喷丸强度试片边缘与所在位置的叶片外缘之间的距离范围5～10mm。
所述工装为支架结构，安装在叶片位置，且其上设置有三个喷丸强度试片安装槽。
所述喷丸强度试片安装槽为形状和尺寸与试片一致的长方形凹槽，且凹槽边缘设置有压钉。
所述喷丸角度要求喷射角度不得小于45°。
所述采用的喷枪喷口轴线与喷枪轴线成90°。
对安装到位的喷丸强度试片进行喷丸处理，检测试片喷丸效果，并调整喷丸工艺参数，使得喷丸强度达到设计要求，得到喷丸强度与叶片空间位置关系，然后更换为离心叶轮叶片，进行实物喷丸。
本发明的技术效果是：本发明原理复合工程实际应用要求，对离心叶轮空间叶片分布状态分析准确性及过程控制方法要求较高，通过该方法可以实现航空发动机钛合金离心叶轮的0.3mm叶片的喷丸强化处理，实现N型喷丸试片的喷丸强度的精准控制，获得喷丸覆盖率控制范围100％～200％，覆盖率一致性误差≤15％，叶片轮廓度变形量范围0.01～0.02mm。
附图说明
图1为本发明离心叶轮喷丸强化俯视图，
图2为本发明离心叶轮喷丸强化主视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施过程对本发明做进一步说明：
请参阅图1、图2，其是本发明喷丸强化处理的对象离心叶轮零件的结构分析示意图。本发明首先根据离心叶轮的三维模型结构特点，分析φ8内喷枪在离心叶轮空间扭曲叶片之间有限空间范围的运动轨迹分布状态，如图1所示，运动轨迹为两叶片之间中截面处按流线分布。根据喷枪的运动轨迹分布曲线计算喷丸角度，要求喷射角度不得小于45°，保证获得叶片法向最佳撞击力。
分析喷丸强度试片空间布局位置和安装角度，确保喷丸强度采样数据充足，能够反映出离心叶轮实物喷丸处理的真实喷丸强度。根据分析结果，本发明中，将喷丸试片测试工装设计成L型两面支架结构，并在L型两个支架面上相应位置处设置3个安装槽，3个安装槽的位置及分布与叶片形状基本一致。
然后将喷丸强度测试的试片安装于设计好的测试工装安装槽内，并用压钉固定，喷丸强度试片边缘与所在位置的叶片外缘之间的距离范围5～10mm，保证喷丸强度采样充足。分别对大叶片的叶背(A面)和小叶片的叶盆(B面)空间位置喷丸强度采用试片进行喷丸加工，对大叶片的叶盆(C面)和小叶片的叶背(D面)空间位置喷丸强度采用试片进行喷丸加工，对大小叶片的四个叶片面喷丸强度采用试片进行检测，检测是否满足喷丸强度要求，如果喷丸强度数值不满足设计指标要求，需对喷丸工艺参数进行调整，确保喷丸强度数值满足指标要求后，对零件实物进行喷丸强化处理。
按照喷丸强化试片测试结果的喷丸工艺参数，对航空发动机离心叶轮实物进行喷丸强化处理，分别对大小叶片的叶盘、叶背共计四个叶片面为一组的叶片进行喷丸加工，一组加工完成后，通过分度转盘开始下一组叶片的喷丸加工，依次完成离心叶轮多组叶片的喷丸强化处理。对钛合金离心叶轮叶片喷丸覆盖率、叶片表层压应力状态、叶片表面微观形貌及超薄叶片轮廓变形量进行检测，确保各项参数结果均满足设计指标要求。
根据离心叶轮空间结构特点，采用喷枪的喷口轴线与喷枪轴线成90°，喷枪为小直径内喷枪，可以满足叶片之间狭小扭曲空间对喷枪运动轨迹分布要求，获得最佳喷丸效果。
综上所述，本发明方法通过对离心叶轮空间扭曲叶片分布状态特点，分析喷枪运动轨迹、计算弹丸喷射角度和射速衰减状态、设计强度采样试片的精确空间布局密度、安装位置及安装角度，获取N型喷丸试片更加精准的喷丸强度采样数据，对航空发动机钛合金离心叶轮零件进行喷丸强化处理，实现钛合金离心叶轮0.3mm厚度叶片的喷丸强化处理，获得喷丸覆盖率控制范围100％～200％，覆盖率一致性误差≤15％，叶片轮廓度变形量范围0.01～0.02mm，叶片表层压应力值高达650MPa，改善叶片表层微观形貌，提高钛合金离心叶轮叶片的疲劳强度和使用寿命。

Claims (10)

1.离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，根据离心叶轮三维模型，分析空间扭曲叶片的曲率变化和叶片周向分布状态，分析弹丸撞击空间曲面叶片的反射角度及射速衰减状态，设计喷丸强度试片的空间排布位置和分布密度，用工装安装喷丸强度试片对喷丸试片进行喷丸强度测试，分别对大叶片的叶背和小叶片的叶盆空间位置喷丸强度采用试片进行喷丸加工，对大叶片的叶盆和小叶片的叶背空间位置喷丸强度采用试片进行喷丸加工，对大小叶片的四个叶片面喷丸强度采用试片进行检测，检测是否满足喷丸强度要求，如果喷丸强度数值不满足设计指标要求，需对喷丸工艺参数进行调整；
获取喷丸强度与叶片空间位置关系，利用该关系控制实际喷丸强度，对离心叶轮进行喷丸处理。
2.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述喷丸强度试片三个为一组，成三角排布在离心叶轮叶片的前缘位置。
3.根据权利要求2所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述喷丸强度试片在离心叶轮的大叶片和小叶片上的分布和排列形式相同。
4.根据权利要求2所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述位于背面前缘位置的三个喷丸强度试片边缘与所在位置的叶片外缘平行。
5.根据权利要求2所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述位于叶片前缘位置的三个喷丸强度试片边缘与所在位置的叶片外缘之间的距离范围5～10mm。
6.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述工装为支架结构，安装在叶片位置，且其上设置有三个喷丸强度试片安装槽。
7.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述喷丸强度试片安装槽为形状和尺寸与试片一致的长方形凹槽，且凹槽边缘设置有压钉。
8.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，所述喷丸角度要求喷射角度不得小于45°。
9.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，采用喷枪的喷口轴线与喷枪轴线成90°。
10.根据权利要求1所述的离心叶轮喷丸强度精准获取方法，其特征在于，对安装到位的喷丸强度试片进行喷丸处理，检测试片喷丸效果，并调整喷丸工艺参数，使得喷丸强度达到设计要求，得到喷丸强度与叶片空间位置关系，然后更换为离心叶轮叶片，进行实物喷丸。
CN201811396170.0A 2018-11-21 2018-11-21 离心叶轮喷丸强度精准获取方法 Active CN109551376B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811396170.0A CN109551376B (zh) 2018-11-21 2018-11-21 离心叶轮喷丸强度精准获取方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811396170.0A CN109551376B (zh) 2018-11-21 2018-11-21 离心叶轮喷丸强度精准获取方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109551376A CN109551376A (zh) 2019-04-02
CN109551376B true CN109551376B (zh) 2021-09-10

Family

ID=65866834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811396170.0A Active CN109551376B (zh) 2018-11-21 2018-11-21 离心叶轮喷丸强度精准获取方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109551376B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113246030A (zh) * 2021-05-27 2021-08-13 无锡航亚科技股份有限公司 一种整体叶盘的叶片喷丸方法
CN116127653B (zh) * 2023-04-13 2023-06-27 西北工业大学 提高疲劳强度的叶片形性优化设计方法、叶片和离心叶轮

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570125B2 (en) * 2001-08-31 2003-05-27 General Electric Company Simultaneous offset dual sided laser shock peening with oblique angle laser beams
CN101015908A (zh) * 2006-12-15 2007-08-15 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种大型复杂双曲率机翼壁板弦向喷丸成形技术
WO2009100709A1 (de) * 2008-02-14 2009-08-20 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung und verfahren zum oberflächenstrahlen eines bauteils
CN101520404A (zh) * 2009-03-31 2009-09-02 无锡透平叶片有限公司 一种叶片表面缺陷的喷丸检验方法
JP2012171579A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Suzuki Motor Corp 船外機用プロペラ
GB2527018A (en) * 2013-04-18 2015-12-09 Snecma Shot peening deformation process for assembling two parts of a turbomachine
CN105500216A (zh) * 2016-01-20 2016-04-20 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 直升机旋翼系统桨毂中央件喷丸强化工艺方法
CN108710747A (zh) * 2018-02-08 2018-10-26 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 确定1Cr12Ni2WMoVNb马氏体不锈钢燃气轮机叶片喷丸强化最优参数的方法
CN108818324A (zh) * 2018-07-11 2018-11-16 中国航发北京航空材料研究院 一种薄壁轮盘的喷丸装置和复合强化方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7735350B2 (en) * 2008-09-29 2010-06-15 General Electric Co. Measuring intensity of shot peening in areas with difficult accessibility
EP3162501B1 (en) * 2014-06-24 2019-04-10 Sintokogio, Ltd. Shot processing apparatus and projector

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6570125B2 (en) * 2001-08-31 2003-05-27 General Electric Company Simultaneous offset dual sided laser shock peening with oblique angle laser beams
CN101015908A (zh) * 2006-12-15 2007-08-15 西安飞机工业（集团）有限责任公司 一种大型复杂双曲率机翼壁板弦向喷丸成形技术
WO2009100709A1 (de) * 2008-02-14 2009-08-20 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung und verfahren zum oberflächenstrahlen eines bauteils
CN101520404A (zh) * 2009-03-31 2009-09-02 无锡透平叶片有限公司 一种叶片表面缺陷的喷丸检验方法
JP2012171579A (ja) * 2011-02-24 2012-09-10 Suzuki Motor Corp 船外機用プロペラ
GB2527018A (en) * 2013-04-18 2015-12-09 Snecma Shot peening deformation process for assembling two parts of a turbomachine
CN105500216A (zh) * 2016-01-20 2016-04-20 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 直升机旋翼系统桨毂中央件喷丸强化工艺方法
CN108710747A (zh) * 2018-02-08 2018-10-26 哈尔滨广瀚燃气轮机有限公司 确定1Cr12Ni2WMoVNb马氏体不锈钢燃气轮机叶片喷丸强化最优参数的方法
CN108818324A (zh) * 2018-07-11 2018-11-16 中国航发北京航空材料研究院 一种薄壁轮盘的喷丸装置和复合强化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109551376A (zh) 2019-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109551376B (zh) 离心叶轮喷丸强度精准获取方法
CN111551460B (zh) 一种检验涡轮盘榫槽可达性的试片和评估方法
CN101254583B (zh) 用于提高翼型件疲劳凹口性能的设备及方法
CN109960868B (zh) 基于多参数调控的大型高速回转装备单级零部件偏心数据处理及跳动公差分配方法
US20130133398A1 (en) Apparatus and method for quantifying metal surface treatment
CN106312323B (zh) 一种变形叶片的激光喷丸校形方法及装置
CN106119467A (zh) 一种控制激光喷丸参数监控叶片表面粗糙度的方法和装置
CN110987389B (zh) 一种应力集中系数不小于3的外物损伤缺口标定方法
CN108127523B (zh) 一种用于抛修精锻叶片叶身型面的数控砂带磨削方法
JP2012504241A (ja) アクセスが困難な領域のショットピーニング強度の測定
CN103292760A (zh) 一种薄壁叶片误差分析方法
CN112676661A (zh) 一种高压涡轮导向叶片电加工气膜孔用工艺装置
CN108710747B (zh) 确定1Cr12Ni2WMoVNb马氏体不锈钢燃气轮机叶片喷丸强化最优参数的方法
CN204269086U (zh) 一种高精度的航空发动机叶片自动三维测量系统
CN104459035A (zh) 一种移动模式喷丸强化试片试验方法
CN107180131B (zh) 用于确定多点激光冲击强化薄壁件变形曲率半径的方法
Tobin et al. Analysis of incubation period versus surface topographical parameters in liquid droplet erosion tests
CN106342025B (zh) 薄壁易变形盘类零件的数控喷丸方法
CN208459141U (zh) 一种Almen试片固定装置
CN109798846A (zh) 一种喷丸成形试件成形曲率半径测量方法
CN112643554B (zh) 一种叶片液体喷丸控制方法
CN110732778A (zh) 一种基于3d打印的激光喷丸工艺光路可达性检验方法
CN112417593B (zh) 一种航空发动机圆弧端齿连接装配安装角度的优化方法
CN113997238A (zh) 一种直升机桨叶拉杆间隙调整方法及调整工装
CN206220706U (zh) 一种便于加工测量的车门限位臂及限位器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant