一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法
2023-06-15 04:04:46
專利名稱：一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法
技術領域：
本發明涉及葉片設計與加工技術，特別提供了一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料
設計方法。
背景技術：
現有技術中，採用輥軋方法加工單榫頭類葉片的葉身型面，)輥軋前毛坯多採用鍛 件毛料，原有的鍛件毛料的葉身型面與成品葉片相比，留有一定厚度的餘量，葉片鍛件幾乎 全部採用等厚度餘量，且鍛件型面與成品葉片形狀一致，具有相同的截面距和相同的扭角， 只是在葉片型面上增加了一個等厚度餘量，這個餘量一般在0. 6 lmm之間，對於邊緣厚度 較小的葉片，已經超過了一次輥軋的變形量，只能採用人工拋光去除邊緣餘量或者採用兩 次輥軋+中間退火的加工工藝，這樣就加大了生產的成本，增加加工難度，浪費材料。
另外，輥軋加工過程中，葉片各部位變形量不一致，尤其是葉片進、排氣邊緣不對 稱，在葉片軋制過程中易產生側彎、邊緣開裂，產品合格率低，同時給鍛造模具製造和鍛件 加工增加難度。 人們渴望獲得一種技術效果更好的輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料。
發明內容
本發明的目的是提供一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法。
本發明提供了一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所述輥 軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛 料具體採用葉根等厚度餘量，葉尖等比例餘量設計。 本發明所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法具體依次是 1)首先確定葉根截面；2)確定平衡角；3)葉根餘量的加放；4)葉尖的旋轉；5)將
葉尖截面的切分處理；6)確定變形係數K和加放的比例餘量；7)確定葉根、葉尖截面的邊 緣尺寸；8)重新計算截面距，形成一個新的毛料實體；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料 設計方法中，重新計算截面距並形成一個新的毛料實體的要求是
L新=L原(Cmax *艮+Cmax尖)/ (Cmax *艮+2A+K Cmax尖)。
解釋"Cmax"含義整個葉片移動位置的最大厚度。 本發明所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法優選內容具體依次是 1)首先確定葉根截面將葉身型面與轉接R相切處確定為根截面，在此部位截取
所需要的葉片截面，用於毛料的設計；之後進行如下兩種之一的處理其一，根據該位置的
截面的型面坐標，建立葉片模型，其二，當設計圖未給定該位置的型面坐標時，在所建立葉
片的模型上截取； 2)確定平衡角做葉根截面的弦切線，並將弦切線轉成水平，重新確定坐標系 X' OY'，葉根截面按新的坐標系設計； 3)葉根餘量的加放將旋轉過平衡角的成品葉片的葉根截面按單邊增加0. lmm餘量，作為毛料鍛件的葉根截面； 4)葉尖的旋轉將成品葉片的葉尖截面繞Z軸旋轉，將葉尖截面的弦切線與葉根 弦切線轉平行； 5)將葉尖截面分成若干段，每段距離為2 5mm，將厚度平移至葉盆型面，形成一 個新的型面； 6)根據材料的允許變形程度和鍛造所能接受葉片毛料的厚度，確定變形係數K， 根據確定的變形係數加放的比例餘量； 7)將確定的葉根、葉尖截面的邊緣加寬0. 3 1. 5mm左右，邊緣厚度確定為0. 1 lmm，形成新的截面； 8)重新計算截面距，葉尖增加餘量2 10mm，連接葉根與葉尖型面，形成一個新的 毛料實體；其中 L新=L原(Cmax根+Cmax尖)/ (Cmax根+2A+KCmax尖)。 所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法中還包含以下優選內容在重新計算 截面距，並形成一個新的毛料實體之後，在新的毛料實體中段讀出一個截面，增加到毛料圖 中，用於控制和檢查毛料的尺寸。 本發明設計了一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料，所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造 毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；其特徵在於所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的特徵 是葉根採用等厚度餘量，葉尖為等比例餘量。
所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料還滿足下述要求 葉盆在整個葉身長度上按根部型面設計為同一個型面，葉背有型面的變化，葉片 毛料沒有扭角； 葉身長度通過等體積計算後將葉身型面縮短，同時測量截面取法要求每6 15mm取一個測量截面；優選一般每10mm左右取一個測量截面。 這樣使葉片鍛模的加工檢測以及葉片的檢測都簡單化。而且葉片的進，排氣邊緣 的在終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的0. 4mm。亦即葉片的進、排氣邊緣的在 終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的厚度為0. 4mm ;葉片鍛件的重量為28 35g。
本發明的優點本發明歸納和確立了一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的設計方 法，採用葉盆等截面平板制坯技術降低鍛件坯料製造難度，提高合格率，同時，適合確立了 葉身等比例餘量的設計方法和過程，所設計的坯料適合葉片葉身型面的輥軋加工，提高產 品合格率，降低原材料的消耗，減少加工工序。 本發明採用上述方法比原有的方法提高材料利用率可達40%，大大降低了鍛造模 具製造和鍛件的加工難度，簡化了輥軋加工的工序，提高產品合格率。具有可以預見的巨大 的經濟價值和社會價值。
下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明 圖1為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料葉根截面示意圖； 圖2為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料平衡角及新坐標系示意圖； 圖3為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料葉根餘量的加放原理示意 圖4為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料葉尖的旋轉原理示意圖； 圖5為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計過程中葉尖截面原理圖； 圖6為輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計過程中，根據材料的允許變形程度和鍛
造所能接受葉片毛料的厚度，確定變形係數K，根據確定的變形係數加放比例餘量原理示意
圖； 圖7為現有技術中原有的輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料圖； 圖8為本發明輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料圖； 圖9為本發明輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料所對應的成品葉片示意圖。
具體實施方式
實施例1 —種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料 具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體採用葉根等厚度餘量 設計，葉尖採用等比例餘量。 所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法具體依次是 1)首先確定葉根截面(參見附圖1):將葉身型面與轉接R相切處確定為根截面， 在此部位截取所需要的葉片截面，用於毛料的設計；根據該位置截面的型面坐標，建立葉片 的模型； 2)確定平衡角(參見附圖2):做葉根截面的弦切線，並將弦切線轉成水平，重新確 定坐標系X' 0Y'，葉根截面按新的坐標系設計； 3)葉根餘量的加放(參見附圖3):將旋轉過平衡角的成品葉片的葉根截面按單邊 增加A = 0. 3mm餘量，作為毛料鍛件的葉根截面； 4)葉尖的旋轉(參見附圖4):將成品葉片的葉尖截面繞Z軸旋轉，將葉尖截面的 弦切線與葉根弦切線轉平行； 5)將葉尖截面分成若干段，每段距離為3. 5mm，將厚度平移至葉盆型面，形成一個 新的型面(參見附圖5); 6)根據材料的允許變形程度和鍛造所能接受葉片毛料的厚度，確定變形係數K， 根據確定的變形係數加放的比例餘量(參見附圖6); 7)將確定的葉根、葉尖截面的邊緣加寬0. 9mm左右，邊緣厚度確定為0. 55mm，形成 新的截面； 8)重新計算截面距，葉尖增加餘量6mm，連接葉根與葉尖型面，形成一個新的毛料 實體；其中: L新=L原(Cmax根+Cmax尖)/ (Cmax根+2A+KCmax尖)。 9)在重新計算截面距並形成一個新的毛料實體之後，在新的毛料實體中段讀出一 個截面，增加到毛料圖中，用於控制和檢查毛料的尺寸。 本實施例對應的一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料，所述輥軋單榫頭類葉片用鍛 造毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的特徵是葉根採 用等厚度餘量，葉尖為等比例餘量。 所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料還滿足下述要求
葉盆在整個葉身長度上按根部型面設計為同一個型面，葉背有型面的變化，葉片 毛料沒有扭角； 葉身長度通過等體積計算後將葉身型面縮短，同時測量截面取法要求每10mm左 右取一個測量截面。 這樣使葉片鍛模的加工檢測以及葉片的檢測都簡單化。而且葉片的進，排氣邊緣 的在終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的0. 4mm。亦即葉片的進、排氣邊緣的在 終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的厚度為0. 4mm ;葉片鍛件的重量為31g。
實施例2 本實施例與實施例1內容基本相同，其不同之處主要在於 1)葉根餘量的加放將旋轉過平衡角的成品葉片的葉根截面按單邊增加A = 0. lmm餘量，作為毛料鍛件的葉根截面； 2)在所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的設計方法的第7步中，將確定的葉根、 葉尖截面的邊緣加寬0. 3mm左右，邊緣厚度確定為0. lmm，形成新的截面；
3)第8步中，重新計算截面距，葉尖增加餘量2mm，連接葉根與葉尖型面，形成一個 新的毛料實體；其中 formula see original document page 6
4)葉身長度通過等體積計算後將葉身型面縮短，同時測量截面取法要求每6mm
取一個測量截面； 這樣使葉片鍛模的加工檢測以及葉片的檢測都簡單化。而且葉片的進，排氣邊緣 的在終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的0. 4mm。亦即葉片的進、排氣邊緣的在 終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的厚度為0. 4mm ;葉片鍛件的重量為28g。
實施例3 本實施例與實施例1內容基本相同，其不同之處主要在於 1)葉根餘量的加放將旋轉過平衡角的成品葉片的葉根截面按單邊增加A = 0. 5mm餘量，作為毛料鍛件的葉根截面； 2)在所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的設計方法的第7步中，將確定的葉根、 葉尖截面的邊緣加寬1. 5mm左右，邊緣厚度確定為lmm，形成新的截面；
3)第8步中，重新計算截面距，葉尖增加餘量10mm，連接葉根與葉尖型面，形成一 個新的毛料實體；其中formula see original document page 6
4)葉身長度通過等體積計算後將葉身型面縮短，同時測量截面取法要求每15mm
取一個測量截面； 這樣使葉片鍛模的加工檢測以及葉片的檢測都簡單化。而且葉片的進，排氣邊緣 的在終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的0. 4mm。亦即葉片的進、排氣邊緣的在 終鍛時被壓薄，由終鍛前的0. 8mm到終鍛後的厚度為0. 4mm ;葉片鍛件的重量為35g。
權利要求
一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體採用葉根等厚度餘量，葉尖等比例餘量設計。
2. 按照權利要求1所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所述輥 軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法具體依次是 1)首先確定葉根截面；2)確定平衡角；3)葉根餘量的加放；4)葉尖的旋轉；5)將葉尖 截面的切分處理；6)確定變形係數K和加放的比例餘量；7)確定葉根、葉尖截面的邊緣尺 寸；8)重新計算截面距，形成一個新的毛料實體。
3. 按照權利要求2所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法中，重新計算截面距並形成一個新的毛料實體的要求是L新=L原(Cmax根+Cmax尖)/ (Cmax根+0. 2+KC腿x尖)。
4. 按照權利要求2或3所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所 述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法具體依次是1) 首先確定葉根截面將葉身型面與轉接R相切處確定為根截面，在此部位截取所需 要的葉片截面，用於毛料的設計；之後進行如下兩種之一的處理其一，根據該位置的截面 的型面坐標，建立葉片模型，其二，當設計圖未給定該位置的型面坐標時，在所建立葉片的 模型上截取；2) 確定平衡角做葉根截面的弦切線，並將弦切線轉成水平，重新確定坐標系X' 0Y'， 葉根截面按新的坐標系設計；3) 葉根餘量的加放將旋轉過平衡角的成品葉片的葉根截面按單邊增加A = 0. 1 0. 5mm餘量，作為毛料鍛件的葉根截面；4) 葉尖的旋轉將成品葉片的葉尖截面繞Z軸旋轉，將葉尖截面的弦切線與葉根弦切 線轉平行；5) 將葉尖截面分成若干段，每段距離為2 5mm，將厚度平移至葉盆型面，形成一個新 的型面；6) 根據材料的允許變形程度和鍛造所能接受葉片毛料的厚度，確定變形係數K，根據 確定的變形係數加放的比例餘量；7) 將確定的葉根、葉尖截面的邊緣加寬0. 3 1. 5mm左右，邊緣厚度確定為0. 1 lmm， 形成新的截面；8) 重新計算截面距，葉尖增加餘量2 10mm，連接葉根與葉尖型面，形成一個新的毛料 實體；其中:L新=L原(Cmax根+Cmax尖)/ (Cmax根+2A+KCmax尖)。
5. 按照權利要求4所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，其特徵在於所述輥 軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法中，再重新計算截面距，並形成一個新的毛料實體之 後，在新的毛料實體中段讀出一個截面，增加到毛料圖中，用於控制和檢查毛料的尺寸。
全文摘要
一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料設計方法，所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體包含有葉根、葉身、葉尖；所述輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料具體採用葉根等厚度餘量，葉尖等比例餘量設計。本發明歸納和確立了一種輥軋單榫頭類葉片用鍛造毛料的設計方法，採用葉盆等截面平板制坯技術降低鍛件坯料製造難度，提高合格率，同時，確立了葉身等比例餘量的設計方法和過程，所設計的坯料適合葉片葉身型面的輥軋加工，提高產品合格率，降低原材料的消耗，減少加工工序。本發明比原有的方法提高材料利用率可達40％，大大降低了鍛造模具製造和鍛件的加工難度，簡化了輥軋加工的工序，提高產品合格率。具有可以預見的巨大的經濟價值和社會價值。
文檔編號F01D5/14GK101749049SQ20081022950
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者崔樹森, 李深亮, 楊景金, 鄭渠英 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司