CN116900310B - 一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具及一次性成型方法 - Google Patents
一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具及一次性成型方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具及一次性成型方法，属于机械制造技术，一体成型模具包括底盘，底盘为圆形，底盘上设置有若干滑动块滑槽，若干滑动块滑槽以底盘的中心为圆心呈放射状设置，滑动块滑槽均匀设置在底盘的上表面上；底盘上固定设置有油缸，油缸包括油缸活塞杆，油缸活塞杆上远离油缸的一端具有油缸杆螺纹部；底盘上设置有若干个叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块可闭合或展开，若干个叶型压紧块和叶型块闭合后围绕形成完整圆环形结构，油缸活塞杆与叶型压紧块可拆卸连接，底盘的中心位置处固定设置有中心柱。本发明具有该技术方案具有结构设计巧妙，制造精度高，产品质量稳定，制造成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种航空涡轮一次性成型设备及工艺，具体是指一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具及一次性成型方法。
背景技术
目前，航空部件涡轮盘是现代飞机发动机的核心部件，它在发动机燃烧室内受到高燃气的推动，将燃气的热能转化为机械动能，驱动发动机的运转，所以带叶片的涡轮盘要求质量必须满足严苛的工作环境，从而导致目前涡轮盘在加工阶段就要制定严苛的工艺。
为了保证发动机内的涡轮盘能够正常运行，一般都会采用耐高温材料，然后经过特殊工艺制造，以满足发动机的使用要求，涡轮盘最终的质量也决定了发动机整体技术水平。
我司作为一家专门从事涡轮盘制造企业，就目前的生产工艺大致总结包括三种，一是将叶片和盘梯分体铸造，后期焊接成型，这种方式因为后期焊接过程中容易变形，所以基本不使用，但针对一些形状较为复杂，难以一次成型的依然在使用；二是通过真空炉一体成型铸造，真空炉铸造是目前较为普遍的制造方式，该方法制造成本相对低，但该方法也有着很大弊端，就是利用真空炉铸造成型过程中，容易出现叶片浇铸不足的情况，因为涡轮盘是一体成型，叶片部分尺寸较小，容易出现浇铸不到位的情况出现叶片的残缺，由于涡轮盘是高转速部件，还要满足动平衡，所以出现上述情况就是废品，另外，真空铸造过程中，还有一个问题就是铸造纤维疏松，材料晶粒粗大，使用过程中表面容易腐蚀，最终也是导致动平衡好，最常见的现象就是高速转动过程中涡轮盘破碎，导致发动机损坏严重；三是通过3D打印技术制造，3D打印技术虽然产品性能、精度尺寸都具有良好的特性，但制造成本较高，目前市场或者客户并不太原因接受，除非应用到一些特定领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术所存在的不足之处，提供一种航空涡轮一次性成型设备及工艺，该技术方案具有结构设计巧妙，制造精度高，产品质量稳定，制造成本低的优点。
本发明的技术解决方案是，一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具，包括底盘，底盘为圆形，底盘上设置有若干滑动块滑槽，若干滑动块滑槽以底盘的中心为圆心呈放射状设置，滑动块滑槽均匀设置在底盘的上表面上；底盘上固定设置有油缸，油缸包括油缸活塞杆，底盘上设置有若干个叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块可闭合或展开，底盘的中心位置处固定设置有中心柱，若干个叶型压紧块和叶型块闭合后与中心柱形成涡轮一体成型模具腔室。
作为优选，油缸活塞杆与叶型压紧块可拆卸连接，叶型压紧块配合连接有叶型块，叶型压紧块和叶型块固定一体加工成型。
作为优选，一个叶型压紧块和一个叶型块配对设置，叶型压紧块的一侧设置叶型块，叶型块临近中心柱的位置。
作为优选，叶型压紧块和叶型块均沿滑动块滑槽滑动，滑动块滑槽内设置有滑块，滑块可沿滑动块滑槽滑动，叶型块的底部设置有可容纳滑块的滑块连接孔。
作为优选，叶型压紧块和叶型块可闭合或展开，当叶型压紧块和叶型块展开时，油缸的油缸活塞杆收缩，拉动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近底盘边缘的位置移动，此时叶型压紧块和叶型块呈扩散状。
作为优选，当需要一体工成型时，油缸的油缸活塞杆伸出，顶动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块和叶型块闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱恰好位于叶型块闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置。
作为优选，叶型压紧块和叶型块以及中心柱互相围绕形成一体成型的腔室，此时即为合模位置，将高温合金粉末装入磨具腔室填满 ，然后将上压板压紧高温合金粉末。
一种带叶片的航空涡轮一次性成型方法，包括以下步骤:
（1）合模步骤，将油缸的油缸活塞杆伸出，顶动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块和叶型块闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱恰好位于叶型块闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置，叶型压紧块和叶型块以及中心柱互相围绕形成一体成型的腔室。
（2）填粉步骤：将高温合金粉末装入磨具腔室填满。
（3）挤压步骤：将上压板压紧高温合金粉末，以保证磨具叶型里面高温合金粉末完全致密充实。
（4）开模：控制油缸的油缸活塞杆收缩，将上压板拿出，取出工件即可。
采用本技术方案的有益效果：叶型压紧块和叶型块以及中心柱互相围绕形成一体成型的腔室，此时即为合模位置，将高温合金粉末装入磨具腔室填满 ，然后将上压板压紧高温合金粉末； 油缸将叶型压紧块推到合模位置，把叶片里面的高温合金粉末压紧，以保证磨具叶型里面高温合金粉末完全致密充实；采用本发明制作工艺，可以提高涡轮盘的成品率，不容易出现疏松缺陷，晶粒细密，本发明具有生产工艺流程短，生产效率高，成型得料率高的优点。
附图说明
图1为本发明一体成型模具的立体结构示意图；
图2为图1的主视图；
图3为图1中叶型压紧块结构示意图；
图4为图3的A-A向剖视图；
图5为图3的B-B向剖视图；
图6为本发明一体成型模具挤压成型时的状态示意图（部分叶型压紧块省略）；
图7为本发明叶型压紧块与油缸之间连接结构示意图（部分叶型压紧块省略）；
图8为本发明一体成型模具闭合状态的局部状态图；
图9为叶型块的结构示意图；
图10为叶型压紧块的结构示意图。
图中所示：1、上压板，2、叶型压紧块，3、油缸，31、油缸活塞杆，32、油缸杆螺纹部，33、滑动块滑槽，34、滑块，4、底盘， 5、叶型块，51、中心柱，52、叶型块，53、叶型块凹槽，54、中心柱凹槽，55、滑块连接孔。
具体实施方式
为便于说明，下面结合附图，对发明的震动加压细晶铸造设备做详细说明。
实施例，如附图1-6所示，一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具，包括底盘4，底盘4为圆形，也以为其他形状。
底盘4上设置有若干滑动块滑槽33，若干滑动块滑槽33以底盘4的中心为圆心呈放射状设置，滑动块滑槽33均匀设置在底盘4的上表面上。
底盘4上固定设置有油缸3，油缸3包括油缸活塞杆31，油缸活塞杆31上远离油缸3的一端具有油缸杆螺纹部32。
底盘4上设置有若干个叶型压紧块2和叶型块5，叶型压紧块2和叶型块5可闭合或展开，若干个叶型压紧块2和叶型块5闭合后围绕形成完整圆环形结构，油缸活塞杆31与叶型压紧块2可拆卸连接，本实施例中采用螺纹连接，叶型压紧块2配合连接有叶型块5，叶型压紧块2配合连接有叶型块5一体成型，叶型压紧块2可推动叶型块5闭合或展开，底盘4的中心位置处固定设置有中心柱51。
一个叶型压紧块2和一个叶型块5配对设置，叶型压紧块2的一侧设置叶型块5，叶型块5设置在更靠近中心柱51的位置。
叶型压紧块2和叶型块5均沿滑动块滑槽33滑动，滑动块滑槽33内设置有滑块34，滑块34可沿滑动块滑槽33滑动，叶型块5的底部设置有可容纳滑块34的滑块连接孔55。
如附图7-10所示，叶型压紧块2和叶型块5可闭合或展开，当叶型压紧块2和叶型块5展开时，油缸3的油缸活塞杆31收缩，拉动叶型压紧块2和叶型块5，叶型压紧块2和叶型块5向靠近底盘4边缘的位置移动，此时叶型压紧块2和叶型块5呈扩散状。
当需要一体工成型时，油缸3的油缸活塞杆31伸出，顶动叶型压紧块2和叶型块5，叶型压紧块2和叶型块5向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块2和叶型块5闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱51恰好位于叶型块5闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置。
叶型压紧块2和叶型块5以及中心柱51互相围绕形成一体成型的腔室，此时即为合模位置，将高温合金粉末装入磨具腔室填满 ，然后将上压板1压紧高温合金粉末。
油缸将叶型压紧块推到合模位置，把叶片里面的高温合金粉末压紧，以保证磨具叶型里面高温合金粉末完全致密充实。
一种带叶片的航空涡轮一次性成型方法，包括以下步骤，合模步骤，将油缸3的油缸活塞杆31伸出，顶动叶型压紧块2和叶型块5，叶型压紧块2和叶型块5向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块2和叶型块5闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱51恰好位于叶型块5闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置，叶型压紧块2和叶型块5以及中心柱51互相围绕形成一体成型的腔室。
填粉步骤：将高温合金粉末装入磨具腔室填满。
挤压步骤：将上压板1压紧高温合金粉末，以保证磨具叶型里面高温合金粉末完全致密充实。
开模：控制油缸3的油缸活塞杆31收缩，将上压板1拿出，取出工件即可。
采用本发明制作工艺，可以提高涡轮盘的成品率，不容易出现疏松缺陷，晶粒细密，本发明具有生产工艺流程短，生产效率高，成型得料率高的优点。
在上述实施例中，对本发明的最佳实施方式做了描述，很显然，在本发明的发明构思下，仍可做出很多变化，在此，应该说明，在本发明的发明构思下所做出的任何改变都将落入本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具，包括底盘，底盘为圆形，其特征在于：底盘上设置有若干滑动块滑槽，若干滑动块滑槽以底盘的中心为圆心呈放射状设置，滑动块滑槽均匀设置在底盘的上表面上；底盘上固定设置有油缸，油缸包括油缸活塞杆，底盘上设置有若干个叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块可闭合或展开，底盘的中心位置处固定设置有中心柱，若干个叶型压紧块和叶型块闭合后与中心柱形成涡轮一体成型模具腔室；
油缸活塞杆与叶型压紧块可拆卸连接，叶型压紧块配合连接有叶型块，叶型压紧块和叶型块固定一体加工成型；
叶型压紧块和叶型块均沿滑动块滑槽滑动，滑动块滑槽内设置有滑块，滑块可沿滑动块滑槽滑动，叶型块的底部设置有可容纳滑块的滑块连接孔；
叶型压紧块和叶型块可闭合或展开，当叶型压紧块和叶型块展开时，油缸的油缸活塞杆收缩，拉动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近底盘边缘的位置移动，此时叶型压紧块和叶型块呈扩散状；
当需要一体工成型时，油缸的油缸活塞杆伸出，顶动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块和叶型块闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱恰好位于叶型块闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置；
叶型压紧块和叶型块以及中心柱互相围绕形成一体成型的腔室，此时即为合模位置，将高温合金粉末装入模具腔室填满 ，然后将上压板压紧高温合金粉末。
2.如权利要求1所述的一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具，其特征在于：一个叶型压紧块和一个叶型块配对设置，叶型压紧块的一侧设置叶型块，叶型块临近中心柱的位置。
3.如权利要求1所述的一种带叶片的粉末冶金航空涡轮一体成型模具的一次性成型方法，其特征在于：包括以下步骤：合模步骤，将油缸的油缸活塞杆伸出，顶动叶型压紧块和叶型块，叶型压紧块和叶型块向靠近圆心的位置移动，此时若干个叶型压紧块和叶型块闭合后围绕形成完整圆环形结构，此时中心柱恰好位于叶型块闭合后围绕形成完整圆环形的中心位置，叶型压紧块和叶型块以及中心柱互相围绕形成一体成型的腔室；
填粉步骤：将高温合金粉末装入模具腔室填满；挤压步骤：将上压板压紧高温合金粉末，以保证模具叶型里面高温合金粉末完全致密充实；
开模：控制油缸的油缸活塞杆收缩，将上压板拿出，取出工件即可。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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