[发明专利]空心叶片多截面同步扭转成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空心叶片多截面同步扭转成形方法，属于金属机械加工工艺技术领域。

背景技术

宽弦空心风扇叶片的应用是航空发动机为增加推重比及提高航空发动机性能（增加压气机湍振裕度、提高效率、增强抗外物损伤能力、提高发动机推力、减少叶片数和减轻重量）的有效手段。叶片外形主要由中间夹层及两边蒙皮组成，叶片中间是桁架结构的空心封闭结构，叶片采用前后掠设计且薄而变截面，叶身还有较大的扭转角度，带有圆弧的用于连接叶盘的榫头。

现有技术中，空心叶片的成形工艺有推弯成形工艺，与所述工艺配合使用的还有空心叶片推弯成形模具，其依据成品空心叶片外形曲面设计出带有两边开口模腔通道的模具，夹持叶片榫头将叶片从模腔通道一端推入模具型腔，叶片在模具型腔内表面的作用下受迫弯曲，发生扭转变形。该推弯成形工艺能够将平板空心叶片坯料成形出复杂的扭转形态，使其具备所需的扭转角，成形过程平稳便捷，速度可控，各部分变形分布均匀，生产效率高。然而，该推弯成形工艺中叶片从尖部开始逐步发生扭转变形，直至叶片根部，此成形过程中未进入推弯模具中的叶片部分变形不受控制。若叶片扭转角度较大或叶身较长，模具型腔内叶片向前推弯过程中所受阻力较大，未进入模具型腔叶片部分将受挤压而变形，易出现压缩失稳，最终推弯成形后的叶片外形精度难以保证。

发明内容

为至少解决上述技术问题之一，本发明的目的在于提供一种可实现叶片多截面扭转成形同步进行、叶片整体扭转避免局部变形抗力过大的空心叶片多截面扭转成形方法，以解决现有技术中空心叶片成形效果不佳的问题。

为实现上述发明目的，本发明一实施方式提供了一种空心叶片多截面扭转成形方法，包括以下步骤：

a、生成空心叶片的毛坯模型、成品模型；

b、于所述毛坯模型上形成多个平行于叶片榫头的上表面的初始截面，于所述成品模型的相应位置形成多个平行于叶片榫头的上表面的扭转截面；

c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度；

d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面；

e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“c、计算每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度”包括，

c1、分别确定每个所述初始截面的初始中心线及相应的所述扭转截面的扭转后中心线；

c2、根据所述初始中心线和所述扭转后中心线，确定每个所述初始截面变换至相应的所述扭转截面的扭转中心及扭转角度。

作为本发明的进一步改进，所述初始截面的初始中心线为由所述初始截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线；相应的，所述扭转截面的扭转后中心线为由所述扭转截面上到叶盆、叶背等距的点拟合而成的直线。

作为本发明的进一步改进，所述扭转中心为所述初始中心线与所述扭转后中心线的交点；所述扭转角度为所述初始中心线与所述扭转后中心线的夹角。

作为本发明的进一步改进，所述扭转角度不大于90°。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面”还包括，

在已涂覆防氧化剂的所述待加工空心叶片的表面涂覆防氧化剂。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“d、提供一待加工空心叶片，所述待加工空心叶片包括所述多个初始截面”还包括，

将所述待加工空心叶片加热至扭转温度。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面”还包括，

将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面时，所述多个初始截面同步扭转。

作为本发明的进一步改进，所述步骤“e、根据对应的扭转中心及扭转角度，将所述多个初始截面分别扭转成形为相应的所述多个扭转截面”具体包括，

e1、根据对应的扭转中心和扭转角度，计算每个所述初始截面的扭转距离；

e2、设定扭转时间；

e3、计算每个所述初始截面的扭转速度；

e4、将所述多个初始截面分别按所述扭转速度同步扭转成形为相应的所述多个扭转截面。

作为本发明的进一步改进，所述方法还包括，

f、每个所述初始截面分别扭转成形为相应的所述扭转截面后，延迟第一时间段后，完成一个扭转成形工作循环。