一种熔模铸造发动机叶片的校型方法及其校型胎具技术

本发明专利技术提供了一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其能解决现有熔模铸造的发动机叶片在铸造过程中铸造变形无法预判而导致的铸件尺寸无法满足要求的问题；先根据发动机叶片铸件的设计尺寸加工制造专用校型胎具，专用校型胎具内加工设置有发动机叶片铸件的设计型面相配合的校型型腔，再将发动机叶片铸件放入专用校型胎具的校型型腔内，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。为此，本发明专利技术还提供了该用于校型方法的专用校型胎具。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发动机叶片的加工
，尤其是涉及采用熔模铸造的方法加工发动机叶片的
，具体为一种熔模铸造发动机叶片的校型方法及其校型胎具。
技术介绍
航空发动机叶片是发动机的核心部件之一，叶片在发动机上的功能及其工作特点，决定了叶片是发动机中形状复杂、尺寸跨度大、受力恶劣、承载最大的零件。目前航空发动机叶片通常需要合金化程度较高的钛合金、铝合金以及高温合金等材料制成。为满足发动机高性能、工作安全性、可靠性以及寿命的要求，叶片必须具有精确的尺寸、准确的形状和严格的表面完整性。采用熔模铸造技术制备的航空发动机叶片，在蜡模压制和浇注冷却过程中存在自由收缩变形，这种变形在铸造过程中很难控制，目前多通过理论计算和生产测量数据获得叶片各部位在铸造过程中的变形量，然后对蜡型进行校正，使得叶片能够在冷却成型后达到所需的技术要求。但由于铸造过程中零件自由收缩规律无法精确掌握，并且在后续热等静压过程中，由于铸件内部封闭的气孔、缩松和缩孔等的闭合以及铸造过程中残留应力的释放，铸件会有一定程度的变形，这导致铸件的尺寸精度不能满足产品后续机械加工及装配要求。因此，如何设计一种操作简单、方便、校型效果良好的校型方法对于发动机叶片的生产具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其能解决现有熔模铸造的发动机叶片在铸造过程中铸造变形无法预判而导致的铸件尺寸无法满足要求的问题；为此，本专利技术还提供了该用于校型方法的专用校型胎具。其技术方案为，一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其特征在于：先根据发动机叶片铸件的设计尺寸加工制造专用校型胎具，所述专用校型胎具内加工设置有发动机叶片铸件的设计型面相配合的校型型腔，再将发动机叶片铸件放入所述专用校型胎具的校型型腔内，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。进一步的，所述专用校型胎具包括上胎具和下胎具，所述上胎具、下胎具根据发动机叶片铸件的背弧设计型面、内弧设计型面分别加工有背弧校型型腔、内弧校型型腔，所述上胎具装配于所述下胎具上时背弧校型型腔、内弧校型型腔接合形成所述校型型腔。进一步的，先将发动机叶片铸件放入所述下胎具的内弧校型型腔内，再将所述上胎具锁紧装配于所述下胎具上，使得所述下胎具的内弧校型型腔、上胎具的背弧校型型腔分别与所述发动机叶片铸件的背弧面、内弧面接触，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。进一步的，在将发动机叶片铸件放入专用校型胎具前，先对发动机叶片铸件表面及校型胎具表面进行清理。一种熔模铸造发动机叶片的校型方法的专用校型胎具，其特征在于：其包括上胎具和下胎具，所述上胎具扣合于所述下胎具上，所述上胎具、下胎具上分别按发动机叶片铸件的设计型面尺寸加工有背弧校型型腔、内弧校型型腔，发动机叶片铸件装配于专用校型胎具内时所述校型型腔的腔面与发动机叶片铸件型面接触。进一步的，所述下胎具的校型型腔两端分别加工设置有发动机叶片铸件的叶根限位凸台、叶冠限位凸台。进一步的，所述上胎具的两侧开有定位凸台，所述下胎具两侧对应开有定位凹槽，所述上胎具扣合于所述下胎具上时通过所述凸台与定位凹槽的配合锁紧定位。进一步的，所述上胎具由至少两个上胎具组件拼合而成。进一步的，所述上胎具、下胎具均由不会与发动机叶片铸件反应的材料制成。进一步的，所述上胎具、下胎具均由高温合金或者陶瓷材料制成。采用本专利技术一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其在进行常规热等静压处理的同时通过专用校型胎具对发动机叶片铸件进行型面校正，从而既实现了对发动机叶片铸件的热等静压处理作用使之达到闭合铸件内部封闭的气孔、缩孔、缩松并获得致密组织的目的，又通过专用校型胎具对发动机叶片铸件的尺寸变化范围进行了约束以满足铸件最终设计尺寸要求和后续机加工及装配要求，大大提高发动机叶片铸件的生产合格率。附图说明图1为本专利技术实施例一的采用专用校型胎具装夹发动机叶片铸件的结构示意图；图2为本专用校型胎具的下胎具的结构示意图。附图标记：10-上胎具，10a-上胎具组件，10b-上胎具组件，11-定位凸台，20-下胎具，21-下胎具的内弧校型型腔，22-叶根限位凸台，23-叶冠限位凸台，24-定位凹槽。具体实施方式下面通过具体的实施例来对本专利技术的实施过程作具体说明。实施例一：针对某航空发动机上使用的钛合金发动机叶片，利用熔模精密铸造方法获得近无余量的铸件，该精铸件长310mm，宽50mm，叶身最薄区域为1mm，最厚区域为7mm，这种叶片的叶身较薄，在铸造过程中极易产生变形，通过蜡模校型仍很难使发动机叶片铸件最终尺寸达到设计图纸的要求；采用本专利技术校型方法来对发动机叶片铸件进行校型，具体校型步骤如下：根据该钛合金叶片铸件尺寸和结构采用与铸件材料相同的钛合金材料加工专用校型胎具，见图1和图2，专用校型胎具包括上胎具10和下胎具20，上胎具10、下胎具20上分别按发动机叶片铸件的设计结构尺寸加工有背弧校型型腔（因视图角度影响，上胎具的背弧校型型腔在图1中未示出）、内弧校型型腔21，下胎具20的校型型腔21两端分别加工设置有发动机叶片铸件的叶根限位凸台22、叶冠限位凸台23，用于对发动机叶片铸件的叶根31、叶冠32进行限位，防止错移；上胎具的两侧开有定位凸台11，下胎具两侧对应开有定位凹槽24，上胎具10由两个上胎具组件10a、10b拼合而成，两个上胎具组件10a、10b分别通过各自两侧的定位凸台11与下胎具20上的定位凹槽24扣合锁紧定位。通过理论计算及生产经验选择校型部件的大小、重量及放置位置，本实施例的校型胎具上部校型部件大小选择为40mm宽，重量为145g，放置位置分别紧靠叶身底部和叶身上部。将需要校型的发动机叶片铸件及校型胎具表面清理干净，将表面清理后的叶片铸件放入上述校型胎具的下胎具20的背弧校型型腔21内，使得发动机叶片铸件的叶根、叶冠分别由叶根限位凸台22、叶冠限位凸台23限位，再将上胎具10的两个上胎具组件10a、10b分别扣于叶片铸件上部使得两个上胎具组件10a、10b的背弧校型型腔面均与叶片铸件的背弧面接触，保证两个上胎具组件10a、10b与下胎具20之间分别通过各自的对应定位凸台11、定位凹槽24配合定位，然后将校型胎具平稳的置于热等静压处理炉内，按照发动机叶片热等静压工艺进行热等静压处理。在热等静压处理后，取出铸件，通过三坐标仪器对零件尺寸进行检测，得到符合图纸设计要求的精铸件合格率达到86%。利用校型胎具对铸件进行校型，解决了铸件的变形问题，从而达到了铸件尺寸精确控制的目的。实施例二本实施例与实施例一的不同点在于，实施例一中选用的校型胎具材质同铸件材质相同，都是钛合金材料，本实施例校型胎具选择用陶瓷材料制备，并且对校型部件的大小、重量及放置位置做出了修改，本实施例的校型胎具上胎具大小选择为60mm宽，重量为220g，放置位置分别紧靠叶身底部和叶身上部，其他设置与实施例一相同。在热等静压处理后，取出铸件，通过三坐标仪器对零件尺寸进行检测，得到符合图纸设计要求的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其特征在于：先根据发动机叶片铸件的设计尺寸加工制造专用校型胎具，所述专用校型胎具内加工设置有发动机叶片铸件的设计型面相配合的校型型腔，再将发动机叶片铸件放入所述专用校型胎具的校型型腔内，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。

【技术特征摘要】
1.一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其特征在于：先根据发动机叶片铸件的设计尺寸加工制造专用校型胎具，所述专用校型胎具内加工设置有发动机叶片铸件的设计型面相配合的校型型腔，再将发动机叶片铸件放入所述专用校型胎具的校型型腔内，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。2. 根据权利要求1所述的一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其特征在于：所述专用校型胎具包括上胎具和下胎具，所述上胎具、下胎具根据发动机叶片铸件的背弧设计型面、内弧设计型面分别加工有背弧校型型腔、内弧校型型腔，所述上胎具装配于所述下胎具上时背弧校型型腔、内弧校型型腔接合形成所述校型型腔。3. 根据权利要求2所述的一种熔模铸造发动机叶片的校型方法，其特征在于：先将发动机叶片铸件放入所述下胎具的内弧校型型腔内，再将所述上胎具锁紧装配于所述下胎具上，使得所述下胎具的内弧校型型腔、上胎具的背弧校型型腔分别与所述发动机叶片铸件的背弧面、内弧面接触，随后将发动机叶片铸件随专用校型胎具一起放入热等静压处理炉内进行热等静压处理，在对发动机叶片铸件进行热等静压处理的同时专用校型胎具对发动机叶片铸件进行校型。4. 根据权利要求1～3中任一所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞扬，黄爱军，
申请(专利权)人：无锡飞而康精铸工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32