[发明专利]月牙型气膜孔结构和形成方法、涡轮叶片及其加工方法

权利要求书

1.一种月牙型气膜孔结构，其特征在于，所述月牙型气膜孔结构包括月牙型气膜孔型芯，所述月牙型气膜孔型芯包括月牙型扩张体和圆柱体，所述月牙型扩张体端面曲线通过曲线组光滑过渡到圆柱体端面，形成月牙型扩张；

其中，所述月牙型扩张体端面的正投影曲线与所述圆柱体外相切圆的部分曲线重合，正投影曲线还包括用于形成月牙型的曲线组过渡曲线和设置在两端的相同月牙型尖角倒圆曲线，则

R₄＝4*R₁，

R₂＝R₁*2/3

L₁＝2*7R₂*tan(α/2)

其中，R₁为圆柱体半径，R₂为月牙型尖角倒圆半径，R4为圆柱体外相切圆半径、L₀为两端的月牙型尖角倒圆圆心之间的距离、α为圆柱体外相切圆圆心与两端的月牙型尖角倒圆圆心连线的夹角、L₁为圆柱体圆心与两端的月牙型尖角倒圆圆心之间的距离。

2.根据权利要求1所述的月牙型气膜孔结构，其特征在于，所述R₁的取值范围为0.4mm-0.6mm。

3.一种如权利要求1-2任一项所述的月牙型气膜孔结构形成方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

绘制一个半径为R₁的圆，圆心O₁；

在距圆心O₁，距离为3*R₁的位置建立原点O₃，建立以O₃为圆心，半径为R₄的圆，与上述圆形成内相切；

以O₃为圆点，将轴线O₁O₃向两侧各旋转α/2角度；

在两侧旋转完成的轴线上建立与R₄相切且半径为R₂的圆，该圆的圆心为0₂，以O₂为圆心，将轴线O₂ O₃向逆时针方向旋转α₁得到交点A₁，同样利用上述方式顺时针旋转α₁得到右侧交点A₂；

在轴线O₁O₃上获得距离点O₃为R₁距离的点A₃，然后利用三点做圆的方式得到月牙型貌的内弧线，然后修剪掉多余的曲线最终形成月牙形面；

在绘制完成月牙平面形状的基础上，将月牙平面形状以中心点O₁沿平面垂直方向收缩，收缩距离L₂，保证缩小后的月牙平面形状的外切圆半径为R₁，由此绘制出月牙形孔扩张段；

将月牙形状的形心O₁沿月牙形平面法线拉伸形成型芯中心轴O₄，再将外切圆沿轴O₄拉伸L₃长度，形成圆柱体，

其中，α₁＝180-α/2。

4.一种涡轮叶片，其特征在于，所述涡轮叶片包括叶身和设置在叶身上的多个月牙型气膜孔结构，所述月牙型气膜孔结构为权利要求1-2所述的月牙型气膜孔结构，

所述圆柱体中轴线与所述叶身表面的夹角为β，其中，β的取值范围为35°-50°，

所述两端的月牙型尖角倒圆圆心之间的连线与所述叶身的壁面平行。

5.根据权利要求4所述的涡轮叶片，其特征在于，所述圆柱体和所述月牙型扩张段之间的过渡面中心点位于所述叶身壁厚冷气进口端的1/3处。

6.根据权利要求4所述的涡轮叶片，其特征在于，多个月牙型气膜孔结构在所述叶身上交错排列，相邻两个月牙型气膜孔结构之间的叶高方向间距的取值范围为2.2mm-3.6mm；相邻两个月牙型气膜孔结构之间的叶身弧面切线方向间距的取值范围为8mm-12mm。