一種渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法技術

本發明專利技術公開了一種渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，目的在于：改善氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋產生，所采用的技術方案為：采用磁力拋光機，利用旋轉磁場的特性，消除了渦輪導向葉片氣膜孔孔口毛刺，實現了氣膜孔孔口倒圓，打破了傳統的機械加工模式，檢測加工后的葉片剩磁為零，達到了高壓渦輪導向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續工序及高溫釬焊工藝應用驗證，葉片無镕蝕現象，提高氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋的產生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力，同時降低了勞動強度，改善了作業環境。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及機械加工
，具體涉及。
技術介紹
航空發動機高壓渦輪導向葉片屬于精密鑄造雙空腔結構，材料為鈷基高溫合金，葉身上的氣膜孔數量多(217孔)、孔徑小(0.5?0.7 mm )，氣膜孔是由激光或電火花加工成型，結構示意圖見圖la和圖lb。渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓最早采用砂紙手工打磨，但只能打磨葉身外型面上氣膜孔孔口毛刺，在發動機地面試車時，葉身出現裂紋。分析認為葉片葉身氣膜孔孔口毛糙，孔口尖邊應力集中，是產生裂紋的一個重要原因。葉片氣膜孔孔口倒圓現采用磨粒流工藝，能有效改善氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋的產生，但由于采用的磨料粘度高，磨粒流加工后葉片內腔無法徹底清理干凈，磨料中含有的氧化硼、二甲基硅油等低熔點物質，使后續工序高溫釬焊過程中葉片發生熔蝕現象。
技術實現思路
為了解決現有技術中的問題，本專利技術提出一種能夠改善氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋產生的渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。為了實現以上目的，本專利技術所采用的技術方案為，包括以下步驟:1)清洗渦輪導向葉片后，將若干個磁力研磨棒放入渦輪導向葉片的前、后型腔內，并密封渦輪導向葉片的前、后型腔；2)利用渦輪導向葉片的安裝端面，將渦輪導向葉片垂直放置在磁力拋光機的容器中，在容器中加入水，水位淹沒渦輪導向葉片，將若干個磁力研磨棒放入磁力拋光機容器中，啟動磁力拋光機運行25?35min后停止；3)將渦輪導向葉片翻轉180°后，垂直放置在磁力拋光機的容器中，啟動磁力拋光機運行25?35min后停止；4)將渦輪導向葉片水平放置在磁力拋光機的容器中，啟動磁力拋光機運行20?40min后停止；5)取出渦輪導向葉片并清洗吹干后，即完成渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口時，所述磁力研磨棒采用直徑為1.5?2倍的氣膜孔孔徑，長度為5?8_的磁力研磨棒；加工葉片前型腔內氣膜孔孔口和葉片后型腔內氣膜孔孔口時，所述磁力研磨棒均采用直徑為3?5倍的氣膜孔孔徑，長度為4?6mm的磁力研磨棒。所述磁力研磨棒材質為304不銹鋼或201不銹鋼。所述步驟1)中采用超聲波清洗機清洗渦輪導向葉片，設定水溫為室溫，清洗頻率35?45KHz，清洗時間3?5min。所述步驟2)中磁力拋光機的容器中的水位淹沒渦輪導向葉片5mm?10mm。所述磁力拋光機為EMF-2型電磁拋光機。所述渦輪導向葉片氣膜孔孔徑為0.5?0.7mm。所述渦輪導向葉片通過渦輪導向葉片安裝端面定位裝夾固定在磁力拋光機的容器中。與現有技術相比，本專利技術采用磁力拋光機，利用旋轉磁場的特性，通過合理選擇磁性研磨介質及加工參數，消除了渦輪導向葉片氣膜孔孔口毛刺，實現了氣膜孔孔口倒圓，打破了傳統的機械加工模式，檢測加工后的葉片剩磁為零，達到了高壓渦輪導向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續工序及高溫釬焊工藝應用驗證，葉片無镕蝕現象，提高氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋的產生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力，同時降低了勞動強度，改善了作業環境。進一步，采用的電磁拋光機，是專門針對細小零件去除毛邊、倒角、拋光等精密研磨而設計開發的設備，可實現復雜零件內外表面的高精度光整加工。【附圖說明】圖la是渦輪導向葉片結構示意圖，圖lb為沿A_A面的剖視圖；圖2是電磁拋光機工作原理圖，其中，1-容器、2-鐵芯、3-工件、4-磁力研磨棒、5-溶液、6-線圈、7-液面；圖3a為葉身外表面孔口電磁研磨前形貌圖，圖3b為葉身外表面孔口電磁研磨后形貌對比圖；圖4a為葉身型腔內孔口電磁研磨前形貌圖，圖4b為葉身型腔內孔口電磁研磨后形貌圖。【具體實施方式】下面結合具體的實施例和說明書附圖對本專利技術作進一步的解釋說明。本專利技術分析渦輪導向葉片的結構及設計特點，針對現采用磨粒流工藝存在的問題，利用渦輪導向葉片安裝端面定位裝夾固定在夾具上，采用電磁拋光機，選擇合適規格的磁力研磨棒和加工參數，實現了渦輪導向葉片氣膜孔孔口的倒圓。本專利技術創造的操作步驟:1、選用設備:采用的電磁拋光機，是專門針對細小零件去除毛邊、倒角、拋光等精密研磨而設計開發的設備，可實現復雜零件內外表面的高精度光整加工，電磁拋光機工作原理圖見圖2，電磁拋光機主要包括容器1、鐵芯2和線圈6，工件3放入容器1中，容器1中放入溶液5以及磁力研磨棒4，液面7需要淹沒工件3 ;2、選用磁力研磨棒:2.1材質:304不銹鋼、201不銹鋼；2.2規格:葉片氣膜孔孔徑為dmm時，選擇原則如下:加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口: Φ (1.5?2)dX (5?8)mm ；加工葉片前型腔內氣膜孔孔口: Φ (3?5)dX (4?6)mm ；加工葉片后型腔內氣膜孔孔口: Φ (3?5) dX (4?6)mm ;3、超聲波清洗葉片:采用超聲波清洗機清洗葉片，設定水溫為室溫，清洗頻率35?45KHz，清洗時間3?5min ；4、密封葉片前、后型腔:將適量的磁力研磨棒分別放入葉片的前、后型腔內后，采用專用堵片密封葉片前、后腔；5、磁力拋光加工:5.1利用葉片安裝端面，通過夾具將葉片垂直放置在精密磁力拋光機的容器中。在容器中放入適量水，水位淹沒葉片5mm?10mm即可，然后將適量的磁力研磨棒放入容器中，啟動設備運行25?35min后停止；5.2將葉片和夾具同時翻轉180°后，垂直放置在精密磁力拋光機的容器中，啟動設備運行25?35min后停止；5.3利用夾具，將葉片水平放置在精密磁力拋光機的容器中，啟動設備運行20?40min后停止；5.4從容器中拿出葉片及夾具；6、清洗葉片、吹干后放入袋中。本專利技術具體實施例操作步驟是:1、選用設備:EMF_2型電磁拋光機；2、選用磁力研磨棒:2.1材質:304不銹鋼；2.2規格:葉片氣膜孔孔徑為0.5?0.7mm,磁力研磨棒選擇如下:加工葉片葉身外型面上氣膜孔孔口:Φ0.8X8mm;加工葉片前型腔內氣膜孔孔口:Φ2Χ5πιπι;加工葉片后型腔內氣膜孔孔口:Φ2Χ5πιπι;3、超聲波清洗葉片:采用超聲波清洗機清洗葉片，設定水溫為室溫，清洗頻率40ΚΗζ，清洗時間3min ；4、密封葉片前、后型腔:將適量的磁力研磨棒分別放入葉片的前、后型腔內后，采用專用堵片密封葉片前、后腔；5、磁力拋光加工:5.1利用葉片安裝端面，通過夾具將葉片垂直放置在精密磁力拋光機的容器中。在容器中放入適量水，水位淹沒葉片8_即可，然后將適量的磁力研磨棒放入容器中，啟動設備運行30min后停止；5.2將葉片和夾具同時翻轉180°后，垂直放置在精密磁力拋光機的容器中，啟動設備運行30min后停止；5.3利用夾具，將葉片水平放置在精密磁力拋光機的容器中，啟動設備運行30min后停止；5.4從容器中拿出葉片及夾具；6、清洗葉片、吹干后放入袋中。參見圖3a和圖3b，通過葉身外表面孔口電磁研磨前形貌與電磁研磨后形貌對比，參見圖4a和圖4b，葉身型腔內孔口電磁研磨前形貌與電磁研磨后形貌對比，利用本專利技術方法加工后的葉片，檢測到加工后葉片的剩磁為零，達到了高壓渦輪導向葉片氣膜孔孔口的倒圓要求，通過后續工序及高溫釬焊工藝應用驗證，葉片無镕蝕現象，提高氣膜孔孔口質量，減少和防止裂紋的產生，可大幅度提高零件的抗疲勞能力本方法利用旋轉磁場的特性，通過合理選擇磁性研磨介質及加工參數，消除了渦輪導向葉片氣膜孔孔口本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法，其特征在于，包括以下步驟：1)清洗渦輪導向葉片后，將若干個磁力研磨棒放入渦輪導向葉片的前、后型腔內，并密封渦輪導向葉片的前、后型腔；2)利用渦輪導向葉片的安裝端面，將渦輪導向葉片垂直放置在磁力拋光機的容器中，在容器中加入水，水位淹沒渦輪導向葉片，將若干個磁力研磨棒放入磁力拋光機容器中，啟動磁力拋光機運行25～35min后停止；3)將渦輪導向葉片翻轉180°后，垂直放置在磁力拋光機的容器中，啟動磁力拋光機運行25～35min后停止；4)將渦輪導向葉片水平放置在磁力拋光機的容器中，啟動磁力拋光機運行20～40min后停止；5)取出渦輪導向葉片并清洗吹干后，即完成渦輪導向葉片氣膜孔孔口倒圓方法。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳曉鋒，劉秀梅，李立武，胡良毅，雷曉晶，張軍全，王艷，王文博，
申請(專利權)人：西安航空動力股份有限公司，
類型：發明
國別省市：陜西;61