CN112814743A - 一种航空发动机板片及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机板片及其制造方法，包括板片主体；所述板片主体是由多个面围成的一体式多面体板片；多个面中，第二面和第六面相对，第四面和第五面相对且通过圆弧连接，第一面和第七面相对且通过圆弧连接，第三面和第八面相对；第一面、第二面及第四面依次连接形成凹槽状曲面，第七面、第六面及第五面依次连接形成凸榫曲面，第一曲面和第二曲面相对设置，第一曲面和第二曲面两端均分别与第三面和第八面连接形成所述多面体板片。该发明通过提供一体式结构的扰流片结构，提高了扰流片在航空发动机上安装的便捷性、方便更换以降低维修成本。

Description

一种航空发动机板片及其制造方法

技术领域

本发明属于航空工业制造领域，涉及一种航空发动机板片及其制造方法。

背景技术

航空发动机高压涡轮叶片用板片时常会出现板片不易压装到位，易脱落等问题，本结构设计了一种易安装、防脱落的板片。现有的航空发动机板片结构复杂，且加工过程复杂，成本较高。

航空发动机板片产品加工难度大，成品率低，对加工设备要求较高，目前只有用四轴加工中心才能完成加工，一般设备难以加工，导致加工成本也较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种航空发动机板片及其制造方法，该发明通过提供一体式结构的扰流片结构，提高了扰流片在航空发动机上安装的便捷性、方便更换以降低维修成本。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种航空发动机板片，包括板片主体；所述板片主体是由多个面围成的一体式多面体板片；

多个面中，第二面和第六面相对，第三面和第八面相对；

第一面、第二面及第四面依次连接形成凹槽状曲面，第七面、第六面及第五面依次连接形成凸榫曲面，第一曲面和第二曲面相对设置，第四面和第五面通过圆弧连接形成第一安装部，第一面和第七面通过圆弧连接形成第二安装部，第一曲面和第二曲面两端均分别与第三面和第八面连接形成所述多面体板片。

作为本发明的进一步改进，所述第二面为底部平面、两端圆弧结构，两端圆弧对称设置。

作为本发明的进一步改进，所述第二面和第六面主体平行，第三面和第八面主体平行。

作为本发明的进一步改进，所述第一面、第四面和第六面均为平面。

作为本发明的进一步改进，所述第一面与第六面、第四面和第六面均成锐角。

作为本发明的进一步改进，所述第五面和第七面对称设置且均包括横向面和竖向面，横向面和竖向面连接处倒圆角，横向面与第四面或第一面通过圆弧连接，竖向面与第六面连接。

作为本发明的进一步改进，多个所述板片依次安装在高压涡轮叶片的安装环上，安装环包括大安装环和小安装环，大安装环的直径大于小安装环的直径，所述板片两侧的第一安装部和第二安装部分别与大安装环和小安装环连接。

作为本发明的进一步改进，所述板片主体的材料为航空级钛合金材料。

一种航空发动机板片的制造方法，包括以下步骤：

将环锻件钛合金退火；

切割下料；

用三轴加工中心加工出第一面、第二面、第四面厚度和局部圆角的薄片；

把铣完厚度的薄片装在工装夹具里，加工出第六面、第五面、第七面角度和形状；

加工完成后研磨、表面处理得产品。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明为了加强航空发动机板片的安装稳定性，设计了一种有效的板片结构。本发明通过恰当的槽位设计，保证板片安装时顺利定位安装、安装后防止脱落。本发明提高板片安装效率和安装效果。

本发明产品制造时可以利用普通的三轴加工中心加工出复杂角度和曲面产品的方法，降低了对高端设备的依赖，同时也降低了此类产品的加工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为航空发动机板片整体示意图；

图2为航空发动机板片侧视图；

图3板片安装示意图(轴测图)；

图4板片安装左视图(以轴向为主视)。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的范围。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图2所示，本发明一种航空发动机板片，产品是由多个曲面构成，并且曲面是倾斜的，产品是由多个曲面构成，并且曲面是倾斜的。

具体的，包括板片主体100；所述板片主体100是由多个面围成的一体式多面体板片；板片主体100的材料为航空级金属材料。

产品结构特点如图2所示，其第一面1、第二面2、第三面3、第四面4、第五面5、第六面6、第七面7和第八面8。多个面中，第二面2和第六面6相对，第四面4和第五面5通过圆弧连接形成第一安装部，第一面1和第七面7通过圆弧连接形成第二安装部，第三面3和第八面8相对；

第一面1、第二面2及第四面4依次连接形成凹槽状曲面，第七面7、第六面6及第五面5依次连接形成凸榫曲面，第一曲面和第二曲面相对设置，第一曲面和第二曲面两端均分别与第三面3和第八面8连接形成所述多面体板片。

其中，所述第二面2为底部平面、两端圆弧结构，两端圆弧对称设置。所述第二面2和第六面6主体平行，第三面3和第八面8主体平行。所述第一面1、第四面4和第六面6均为平面。

所述第一面1与第六面6、第四面4和第六面6均成锐角。

第五面5和第七面7对称设置且均包括横向面和竖向面，横向面和竖向面连接处倒圆角，横向面与第四面4或第一面1通过圆弧连接，竖向面与第六面6连接。

板片大致安装示意如图3(轴测图)，板片安装左视图如图4，其中200为大安装环，300为小安装环，100为板片主体。多个所述板片依次安装在高压涡轮叶片的安装环上，安装环包括大安装环200和小安装环300，大安装环200的直径大于小安装环300的直径，所述板片两侧分别与大安装环200和小安装环300连接。

本板片通过特殊的型面设计，第一面1和第四面4为曲面，一定数量的板片呈圆周排布与安装环配合，形成沿圆周排布结构。

本板片通过特殊的型面槽位设计，保证安装时顺利定位。第二面2构成凹槽，第五面5、6、7构成凸榫，在保证板片外形与板片安装槽的正确配合下，凸榫(第五面5、6、7)可以准确与板片安装槽实现定位，凹槽(第二面2)两侧的圆弧过渡可以有效实现快速安装，安装后封住板片端面(第三面3)，即可实现有效锁位。

本发明为了解决产品受生产设备限制(需用四轴加工中心加工)、加工成本高的问题，提供一种使用普通设备(三轴加工中心)的加工方法。

本发明提供了一种利用普通的三轴加工中心加工出复杂角度和曲面产品的方法，降低了对高端设备的依赖，同时也降低了此类产品的加工成本。

A：材料；选用环锻件不但能提高产品的性能，还能提高生产率，节约材料。选用钛合金材料，其强度高、密度小、硬度大、抗腐蚀能力极强。

B：下料；使用线切割下料不但精度高，而且可以最大限度的节约原材料。

C；用加工中心对线切割后的材料进行加工，去除线切割后的氧化层，并把材料加工到需要的厚度。

把铣完厚度的产品装夹在工装夹具中，利用夹具的角度加工出本来加工不了的工序，使用常规设备完成高端设备才能完成的加工任务。

由具体实施方式E：研磨；用研磨机研磨，在研磨机中加入Φ3棕刚玉研磨砂10kg，按照1:5的配比制成5kg研磨液。

由具体实施方式F：标印；用电腐蚀打印机在相应位置标印，不但可以对产品进行标记，而且对产品表面伤害极小。

由具体实施方式G：包装出库；用气泡膜单独塑封包装，防止产品表面划伤。

此类产品先加工上面(第一面1、第二面2、第四面4)，再根据产品特点计算斜度，并结合产品曲面形状加工出对应的工装，然后再加工另一曲面(第六面6)及侧面(第五面5、第七面7)，从而利用普通的三轴加工中心加工出复杂角度和曲面的航空发动机板片。

具体制造方法包括以下工序：

A：材料：环锻件，退火，钛合金；

B：下料：用线切割下料；

C：铣一面：用三轴加工中心加工出厚度和局部圆角等尺寸；

D：铣另一面：把铣完厚度的薄片装在工装夹具里，加工出特殊角度和形状；

E：研磨：放入研磨机进行研磨；

F：标印：用电腐蚀打印机在相应位置标印；

G：包装出库：用气泡膜单独塑封包装。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

以上，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方案进行修改或者等同替换，而这些并未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种航空发动机板片，其特征在于，包括板片主体(100)；所述板片主体(100)是由多个面围成的一体式多面体板片；

多个面中，第二面(2)和第六面(6)相对，第三面(3)和第八面(8)相对；

第一面(1)、第二面(2)及第四面(4)依次连接形成凹槽状曲面，第七面(7)、第六面(6)及第五面(5)依次连接形成凸榫曲面，第一曲面和第二曲面相对设置，第四面(4)和第五面(5)通过圆弧连接形成第一安装部，第一面(1)和第七面(7)通过圆弧连接形成第二安装部，第一曲面和第二曲面两端均分别与第三面(3)和第八面(8)连接形成所述多面体板片。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述第二面(2)为底部平面、两端圆弧结构，两端圆弧对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述第二面(2)和第六面(6)主体平行，第三面(3)和第八面(8)主体平行。

4.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述第一面(1)、第四面(4)和第六面(6)均为平面。

5.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述第一面(1)与第六面(6)、第四面(4)和第六面(6)均成锐角。

6.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述第五面(5)和第七面(7)对称设置且均包括横向面和竖向面，横向面和竖向面连接处倒圆角，横向面与第四面(4)或第一面(1)通过圆弧连接，竖向面与第六面(6)连接。

7.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，多个所述板片依次安装在高压涡轮叶片的安装环上，安装环包括大安装环(200)和小安装环(300)，大安装环(200)的直径大于小安装环(300)的直径，所述板片两侧的第一安装部和第二安装部分别与大安装环(200)和小安装环(300)连接。

8.根据权利要求1所述的一种航空发动机板片，其特征在于，所述板片主体(100)的材料为航空级钛合金材料。

9.一种航空发动机板片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将环锻件钛合金退火；

切割下料；

用三轴加工中心加工出第一面(1)、第二面(2)、第四面(4)厚度和局部圆角的薄片；

把铣完厚度的薄片装在工装夹具里，加工出第六面(6)、第五面(5)、第七面(7)角度和形状；

加工完成后研磨、表面处理得产品。

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