一種雙輻板渦輪盤結構及其熔模鑄造定心方法技術

本發明專利技術提供一種雙輻板渦輪盤結構及其熔模鑄造定心方法，將陶瓷型芯通過夾持結構以及多定位基準進行精準定位，確保了雙輻板渦輪盤在熔模鑄造過程中毛坯的性能，避免了焊接等特殊工藝帶來的局部缺陷。并采用熔模鑄造這一整體鑄造方式，解決了現有技術中雙輻板盤的主要成型工藝采用分開鍛造導致缺陷較大，盤體內部精密結構的設計使用效果較差的技術問題，確保了整體渦輪盤的力學性能均勻，實現了極大地提高生產效率的技術效果。高生產效率的技術效果。高生產效率的技術效果。

【技術實現步驟摘要】
一種雙輻板渦輪盤結構及其熔模鑄造定心方法


[0001]本專利技術涉及航空發動機渦輪領域，特別涉及一種雙輻板渦輪盤結構及其熔模鑄造定心方法。

技術介紹

[0002]在軸流式葉輪機械中，渦輪盤是發動機的關鍵部件。公開號為US5961287A，公開日期為1999
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05的美國專利申請中提到一種新型的、區別于以前單輻板的雙輻板渦輪盤。這種渦輪盤由軸向上前后兩個輻板組成，兩個輻板圍成一個中心盤腔。相比傳統的單輻板渦輪盤，該結構形式具有承載能力強，熱慣量和機械慣量小，重量輕的特點，可以有效實現發動機渦輪部件結構的減重。
[0003]在已有公開的專利技術(CN202111310661.0，CN202011106872.8，CN202011114296.1)中，雙輻板盤的主要成型工藝為：采用鍛造方式制造兩個單獨的半盤結構，然后再機械加工盤體表面和一些重要的結構，譬如內部流道、冷卻管路等，最后將兩個半盤焊接到一起，再整體加工。但是這種方式有以下幾個缺陷：對接焊為一體的兩個半盤，通常較厚，為確保可以將全部接觸部位焊接為一體，所需的焊接能量往往大，產生極高的工藝高溫，破壞組織結構，不僅焊縫的性能低于原材料，而且會影響原基體材料的性能；焊接高溫容易造成零件的變形，尤其是盤體內部。當焊接為一體后，盤體內部無法再精密加工，必然影響盤體內部精密結構的設計使用效果。采用精密機械加工方式制造的對半渦輪盤，受限于加工設備與工藝，一些復雜或異形的局部冷卻結構難以實現。

技術實現思路

[0004]有鑒于此，本專利技術提供了一種雙輻板渦輪盤的熔模鑄造定心方法，以解決現有技術中雙輻板盤的主要成型工藝采用分開鍛造導致缺陷較大，盤體內部精密結構的設計使用效果較差的技術問題。
[0005]本專利技術的技術方案具體如下：一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，包括：將陶瓷型芯通過夾持外端圓柱和內端肋的方式進行固定，外端圓柱穿過雙輻板渦輪盤結構的外緣，內端肋穿過雙輻板渦輪盤結構的盤心處冷氣進氣孔；分別根據軸向定位基準、徑向定位基準和周向定位基準外端圓柱將陶瓷型芯的夾持結構通過雙輻板渦輪盤結構的夾持機構進行固定，以完成陶瓷型芯的定心過程。
[0006]進一步的，陶瓷型芯定心后，以周向定位基準外端圓柱和徑向定位基準為基準，檢查周向定位基準外端圓柱，型芯主體、內端肋的尺寸公差，使得型面輪廓度、位置度偏差小于或等于0.02。
[0007]進一步的，完成陶瓷型芯的定心過程之后，所述熔模鑄造定心方法還包括：根據定心處理完成后的陶瓷型芯進行熔模鑄造，獲得澆鑄模型；使用所述澆鑄模型進行澆鑄，澆鑄完成后進行冷卻處理，獲得雙輻板渦輪盤結構的毛坯結構；對所述毛坯結構的鑄造質量進行檢驗，對檢驗合格的所述毛坯結構進行固溶處理，并通過機械加工進行外部設計結構，獲
得雙輻板渦輪盤結構。
[0008]本專利技術還提供了一種雙輻板渦輪盤結構，雙輻板渦輪盤結構通過一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法定心澆鑄而成，雙輻板渦輪盤結構包括：榫槽，位于雙輻板渦輪盤的盤緣，沿雙輻板渦輪盤的周向方向間隔均勻分布，每個榫槽的槽底處均對應連接一離散孔，離散孔沿雙輻板渦輪盤的徑向方向延伸；輻板結構，包括第一輻板和第二輻板，第一輻板和第二輻板分別與榫槽的根部連接，第一輻板和第二輻板之間設置有間隔均勻分布的加強肋形成盤心結構，各加強肋之間設置有冷氣進氣孔，第一輻板、第二輻板和加強肋形成內部空腔結構。
[0009]進一步的，雙輻板渦輪盤通過陶瓷型芯進行固定，陶瓷型芯包括：外端圓柱，外端圓柱位于型芯主體的外緣，沿陶瓷型芯的周向間隔均勻分布，外端圓柱與離散孔對應設置；型芯主體，型芯主體一端與外端圓柱連接，且沿著外端圓柱向陶瓷型芯的軸心方向厚度遞增，外端圓柱與型芯主體之間具有過渡倒圓；定位結構，定位結構通過內端肋與型芯主體連接，內端肋沿著陶瓷型芯的周向間隔均勻設置，內端肋根部具有第一倒圓和第二倒圓；夾持結構，夾持結構與定位結構連接構成臺階式結構，其中，夾持結構與定位結構連接處具有第三倒圓。
[0010]進一步的，外端圓柱的直徑大于或等于1mm。
[0011]進一步的，內端肋的厚度大于或等于1mm。
[0012]進一步的，夾持結構的端面直徑大于或等于5mm，長度大于或等于5mm。
[0013]與現有技術相比，本說明書實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到的有益效果至少包括：本專利技術提供一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，將陶瓷型芯通過夾持外端圓柱和內端肋的方式進行固定，外端圓柱穿過雙輻板渦輪盤結構的外緣，內端肋穿過雙輻板渦輪盤結構的盤心處冷氣進氣孔；將陶瓷型芯的夾持結構分別根據軸向定位基準、徑向定位基準和周向定位基準外端圓柱，通過雙輻板渦輪盤結構的夾持機構進行固定，完成陶瓷型芯的定心過程。通過對陶瓷型芯進行精準定位，確保了雙輻板渦輪盤在熔模鑄造過程中毛坯的性能，避免了焊接等特殊工藝帶來的局部缺陷，確保整體渦輪盤的力學性能均勻，并且實現了極大地提高生產效率的技術效果。
附圖說明
[0014]為了更清楚地說明本申請實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本專利技術實施例的一種雙輻板渦輪盤的熔模鑄造定心示意圖；
[0016]圖2是本專利技術實施例的雙輻板渦輪盤結構示意圖；
[0017]圖3是本專利技術實施例的陶瓷型芯結構示意圖；
[0018]圖4為本專利技術實施例的陶瓷型芯局部放大示意圖。
[0019]圖中附圖標記：1、雙輻板渦輪盤結構；101、榫槽；102、離散孔；103、內部空腔結構；104、加強肋；105、盤心孔；106、冷氣進氣孔；107、壓緊端面；108、第一輻板；109、第二輻板；2、陶瓷型芯；201、外端圓柱；202、型芯主體；203、內端肋；204、定位結構；205、夾持結構；206、過渡倒圓；207、第一倒圓；208、第二倒圓；209、第三倒圓；210、軸向定位基準；211、徑向
定位基準。
具體實施方式
[0020]下面結合附圖對本申請實施例進行詳細描述。
[0021]以下通過特定的具體實例說明本申請的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本申請的其他優點與功效。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。本申請還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本申請的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實施例及實施例中的特征可以相互組合。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。
[0022]在本專利技術實施例中，提供了一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，如圖1所示本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，其特征在于，包括：將陶瓷型芯(2)通過夾持外端圓柱(201)和內端肋(203)的方式進行固定，外端圓柱(201)穿過雙輻板渦輪盤結構(1)的外緣，內端肋(203)穿過雙輻板渦輪盤結構(1)的盤心處冷氣進氣孔(106)；分別根據軸向定位基準(210)、徑向定位基準(211)和周向定位基準外端圓柱(201)將陶瓷型芯(2)的夾持結構(205)通過雙輻板渦輪盤結構(1)的夾持機構進行固定，以完成陶瓷型芯(2)的定心過程。2.根據權利要求1所述的一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，其特征在于，陶瓷型芯(2)定心后，以周向定位基準外端圓柱(201)和徑向定位基準(211)為基準，檢查周向定位基準外端圓柱(201)，型芯主體(202)、內端肋(203)的尺寸公差，使得型面輪廓度、位置度偏差小于或等于0.02。3.根據權利要求1或2所述的一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法，其特征在于，完成陶瓷型芯(2)的定心過程之后包括以下步驟：根據定心處理完成后的陶瓷型芯(2)進行熔模鑄造，獲得澆鑄模型；使用所述澆鑄模型進行澆鑄，澆鑄完成后進行冷卻處理，獲得雙輻板渦輪盤結構(1)的毛坯結構；對所述毛坯結構的鑄造質量進行檢驗，對檢驗合格的所述毛坯結構進行固溶處理，并通過機械加工進行外部設計結構，獲得雙輻板渦輪盤結構(1)。4.一種雙輻板渦輪盤結構，其特征在于，雙輻板渦輪盤結構(1)通過權利要求1至3中任意一項所述的一種雙輻板渦輪盤結構的熔模鑄造定心方法定心澆鑄而成，雙輻板渦輪盤結構(1)包括：榫槽(101)，位于雙輻板渦輪盤結構(1)的盤緣，沿雙輻板渦輪盤結構(1)的周向方向間隔均勻分布，每個榫槽(101)的槽底處均對應連接一離散孔(102)，離散孔(102)沿雙輻板渦輪盤結構(1)的徑向...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉軍，杜強，徐慶宗，謝壘，羅一夫，徐光耀，陳大為，劉昊陽，
申請(專利權)人：中國科學院工程熱物理研究所，
類型：發明
國別省市：