CN113486477B - 一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法 - Google Patents

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Abstract

一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，步骤为：将单榫头叶片锻件从三维图形式转换为二维图形式，要求锻造方向垂直于水平面；将叶片锻件需要严格控制变形量的截面输入到二维绘图软件中；根据叶片锻件各截面的变形量要求，并考虑毛边及各部分体积，设计各部分的预制坯形状；根据原点和锻造方向，将各截面输入到三维绘图软件中，对转接圆角进行贴合设计，最终得到需要的预制坯；根据预制坯的三维图，设计预制坯的成型模具。本发明的预制坯设计方法，突破了传统的预制坯设计思路，根据材料变形量要求及锻件各部分尺寸，设计出独特的预制坯形状，每次锻造变形均满足变形量要求，组织性能全部满足标准要求，实现了叶片锻件的100％合格。

Description

一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法
技术领域
本发明属于航空发动机零部件制造技术领域，特别是涉及一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法。
背景技术
随着发动机推力的提升，叶片的耐高温性能要求越来越高，并且抗高温的新材料对叶片变形量要求也更为苛刻。
目前，采用传统的预制坯设计方法设计耐高温合金复杂单榫头叶片锻件时，已经不能满足叶片锻件各部分变形量要求，导致叶片锻件因组织不合格而批量报废。
如图1(a～d)所示，为典型的复杂单榫头叶片锻件，对于叶片锻件的插齿、缘板、叶身三部分各自的变形量，当采用传统的棒料、挤杆成形锻造方法均无法满足要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，突破了传统的预制坯设计思路，根据材料变形量要求及锻件各部分尺寸，设计出独特的预制坯形状，能够让金属在每一次变形时锻件各部分都能精确控制变形量，通过本发明的设计方法所生产的叶片锻件，每次锻造变形均满足变形量要求，组织性能全部满足标准要求，实现了叶片锻件的100％合格。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，包括如下步骤：
步骤一：将单榫头叶片锻件从三维图形式转换为二维图形式，要求锻造方向垂直于水平面；
步骤二：将叶片锻件需要严格控制变形量的截面输入到二维绘图软件中；
步骤三：根据叶片锻件各截面的变形量要求，并考虑毛边及各部分体积，设计各部分的预制坯形状；
步骤四：根据原点和锻造方向，将各截面输入到三维绘图软件中，对转接圆角进行贴合设计，最终得到需要的预制坯；
步骤五：根据预制坯的三维图，设计预制坯的成型模具。
本发明的有益效果：
本发明的耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，突破了传统的预制坯设计思路，根据材料变形量要求及锻件各部分尺寸，设计出独特的预制坯形状，能够让金属在每一次变形时锻件各部分都能精确控制变形量，通过本发明的设计方法所生产的叶片锻件，每次锻造变形均满足变形量要求，组织性能全部满足标准要求，实现了叶片锻件的100％合格。
附图说明
图1(a～d)为典型的复杂单榫头叶片锻件的二维图；
图2(a～f)为切取的截面位置及截面轮廓的示意图；
图3(a～e)为叶片锻件各截面的变形量计算结果的示意图；
图4(a～b)为组装后的预制坯的形状示意图；
图5(a～c)为预制坯成型模具的示意图；
图6为本发明的耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法的工艺流程图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，如图6所示，包括如下步骤：
步骤一：将单榫头叶片锻件从三维图形式转换为二维图形式，要求锻造方向垂直于水平面，如图1(a～d)所示，本实施例中，单榫头叶片锻件的三维图在UG软件中打开，在UG软件中将单榫头叶片锻件从三维图形式转换为二维图形式，且转换好的转单榫头叶片锻件二维图具体在CAXA软件中打开；
步骤二：将叶片锻件需要严格控制变形量的截面输入到二维绘图软件中；具体的，在UG软件中，从打开的单榫头叶片锻件的三维图中，使用垂直Z轴平面且需要对严格控制变形量的位置，切取截面并输入到CAXA软件中；根据需要对叶片锻件的插齿部分、缘板部分、两处转接圆角、叶身部分各切取一个截面进行计算，如有需要，还可以增加切取截面的位置，如图2(a～f)所示，为切取的截面位置及截面轮廓；
步骤三：根据叶片锻件各截面的变形量要求，并考虑毛边及各部分体积，设计各部分的预制坯形状，如图3(a～e)所示，图中实线为叶片锻件的截面形状，虚线为计算后的预制坯截面形状，插齿、插齿与缘板转接圆角的变形量均为30％，缘板部分的变形量为20％，叶身、叶身与缘板转接圆角的变形量均为40％；
步骤四：根据原点和锻造方向，将各截面输入到三维绘图软件中，对转接圆角进行贴合设计，最终得到需要的预制坯；具体的，考虑各个截面面积、毛边面积或体积，并根据各个截面的Z值，在UG软件中组装出预制坯，需要注意的是，两处转接圆角需要在UG软件中采用变圆角贴近截面2和截面4，如图4(a～b)所示；
步骤五：根据预制坯的三维图，设计预制坯的成型模具；具体的，成型模具如图5(a～c)所示，该预制坯成型模具包含能开合的左右两个阴模。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (1)

1.一种耐高温合金复杂单榫头叶片锻件预制坯设计方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将单榫头叶片锻件从三维图形式转换为二维图形式，要求锻造方向垂直于水平面；
步骤二：使用垂直Z轴平面将叶片锻件需要严格控制变形量的截面输入到二维绘图软件中；根据需要对叶片锻件的插齿部分、缘板部分、两处转接圆角、叶身部分各切取一个截面进行计算；
步骤三：根据叶片锻件各截面的变形量要求，并考虑毛边体积及各部分体积，设计各部分的预制坯形状；
步骤四：根据原点和锻造方向，将各截面输入到三维绘图软件中，对转接圆角进行贴合设计，最终得到需要的预制坯；
步骤五：根据预制坯的三维图，设计预制坯的成型模具。
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