一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法技术

本发明专利技术提供了一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。本发明专利技术通过对各分区采用对应的喷丸强度分别进行喷丸强化，能有效限制空心叶片在喷丸强化时的附加变形，实现对复杂曲面不等厚度空心构件的喷丸强化变形控制。

Shot peening strengthening method for controlling deformation of hollow blade

The invention provides a hollow blade deformation control shot peening strengthening method, which comprises the following steps: step S10: according to the hollow blade structure, the hollow blade is divided into hollow area and solid area; step S20: the hollow area is divided into N hollow partition, the solid area is divided into M solid partition, N integers greater than or equal to 2, M is greater than or equal to 2 integer; step S30: to determine the partition and the shot peening intensity of hollow solid partition; step S40: in accordance with the shot peening intensity determined and the partition of each hollow solid partition, the partition and the hollow solid partition were shot peening. The present invention by the partition by shot peening intensity respectively by shot peening, the additional deformation can effectively limit the hollow blade in the shot peening, realize shot peening on complex surface of unequal thickness hollow component enhanced deformation control.

【技术实现步骤摘要】
一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法
本专利技术涉及喷丸强化
，尤其是一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法。
技术介绍
早在上世纪20-30年代，发现了喷丸处理具有改善零件疲劳性能的功效后，由喷(抛)丸清理工艺脱颍而出发展形成的喷丸强化工艺，立即被用来改善汽车零件(特别是弹簧)的疲劳强度，并且在汽车制造业中率先获得了广泛的应用。鉴于该工艺的成本低廉、生产效率高，尤其是强化效果卓著，很快被应用到航空制造业中，并在航空和军工制造业中取得了长足发展并不断完善。随着航空技术的飞速发展，航空发动机采用的新技术也在不断增加，一些复杂薄壁空心构件成为新一代航空发动机性能提升的重要零件。空心叶片不仅具有复杂的曲面外形，同时还具有复杂的内部结构，如变厚度设计、带加强筋等。由于空心叶片含有空心区域，且各区域厚度不同、加强筋条等结构要素分布的不均匀性以及制造成形时在各区域产生的残余应力不同，在进行空心叶片全表面喷丸强化时，如果各区域采用相同喷丸强度，由于各个区域因喷丸强化产生的材料表层变形量不同，不可避免地会产生结构件的变形现象，特别是在较薄的空心及边缘区域，极易造成结构件外形尺寸超差无法与其它结构连接装配而导致构件报废，造成重大经济损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，能控制复杂曲面不等厚度空心叶片的喷丸变形。为达到上述目的，本专利技术提出一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S20中，沿空心区两侧侧壁的厚度渐变方向，将空心区划分为依次排列的第一个空心分区至第N个空心分区；沿实心区的厚度渐变方向，将实心区划分为依次排列的第一个实心分区至第M个实心分区，相邻两个空心分区的厚度变化范围、以及相邻两个实心分区的厚度变化范围均为一设定值。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，所述设定值为1.0mm～6.0mm。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S30与所述步骤S40之间，还包括以下步骤：步骤S31：采用与各空心分区和各实心分区的形状分别一致的M+N个保护胶带，分别遮蔽各空心分区和各实心分区。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S40中，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化的具体操作步骤为：步骤S401：确定N个空心分区和M个实心分区的喷丸顺序；步骤S402：按照喷丸顺序，依次对各空心分区和各实心分区进行喷丸强化，其中，在对N个空心分区和M个实心分区中的任一个分区进行喷丸强化前，先将该分区的保护胶带揭下，并对该分区的相邻分区进行刚性夹持，再将该分区的喷丸强度对应的喷射气压、喷嘴移动速度、弹丸流量、喷嘴直径、弹丸型号及强化轨迹输入到喷丸设备中，然后启动喷丸设备对该分区进行喷丸强化，对该分区的喷丸强化完成后，将该分区的保护胶带重新贴上。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S402中，对该分区的相邻分区进行刚性夹持的同时，对该分区采用预应力夹具施加反向预应力。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S40中，先对位于空心叶片边缘的空心分区和实心分区进行喷丸强化，再对位于空心叶片中间的空心分区和实心分区进行喷丸强化。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S40中，对各空心分区和各实心分区进行的喷丸强化为双面协调对喷全覆盖喷丸强化。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S30中，确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度的方法为：首先分别设定空心区的喷丸强度范围和实心区的喷丸强度范围，然后在空心区的喷丸强度范围内，设定各空心分区的喷丸强度，在实心区的喷丸强度范围内，设定各实心分区的喷丸强度。如上所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其中，在所述步骤S20中，沿空心区两侧侧壁厚度减小的方向，将空心区划分为依次排列的第一个空心分区至第N个空心分区，沿实心区厚度减小的方向，将实心区划分为依次排列的第一个实心分区至第M个实心分区；在所述步骤S30中，设定第一个空心分区至第N个空心分区的喷丸强度递减，设定第一个实心分区至第M个实心分区的喷丸强度递减。本专利技术的控制空心叶片变形的喷丸强化方法的特点和优点是：1、本专利技术的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，根据空心叶片的结构，将空心叶片划分为多个空心分区和多个实心分区，喷丸强化时，对各分区采用对应的喷丸强度分别进行喷丸强化，能有效限制空心叶片在喷丸强化时的附加变形，实现对复杂曲面不等厚度空心构件的喷丸强化变形控制；2、本专利技术的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，采用对受喷区域的相邻区域进行刚性夹持，并施加反向预应力的渐进式选区双面协调对喷的喷丸强化方法，能够有效限制受喷区域的变形；3、本专利技术的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，采用先对空心叶片的边缘区域进行喷丸强化，再对空心叶片的中间区域进行喷丸强化的喷丸强化方法，可在空心叶片边缘区域出现变形后，通过调整空心叶片中间区域的变形来校正边缘区域的变形，从而有效控制空心叶片的变形。附图说明以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：图1是空心叶片划分为多个分区的示意图；图2是夹具夹持空心叶片的示意图。主要元件标号说明：1空心叶片2夹持立柱3夹持框具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。本专利技术提供一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，用以控制空心叶片因喷丸强化引起的曲面外形变形，其包括以下顺序执行的步骤：步骤S10：根据空心叶片1(或称为空心构件)结构，将空心叶片1划分为空心区K和实心区S；步骤S20：将空心区K划分为N个空心分区，将实心区S划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。本专利技术根据空心叶片的结构，将空心叶片划分为空心区和实心区，并将空心区进一步划分为多个空心分区，将实心区进一步划分为多个实心分区，喷丸强化时，对各分区采用不同的喷丸强度分别进行喷丸强化，从而能有效限制空心叶片在喷丸强化时的附加变形，尤其适用于复杂曲面不等厚度空心构件的喷丸强化变形控制。在一个具体实施例中，在步骤S20中，沿空心区K两侧侧壁的厚度渐变方向，将空心区K划分为依次排列的第一个空心分区K1、第二个空心分区K2……第N个空心分区KN，其中，空心区K的两侧侧壁之间为空心；沿实心区S的厚度渐变方向，将实心区S划分为依次排列的第一个实心分区S1、第二个实心分区S2……第M个实心分区SM，相邻两个空心分区的厚度变化范围、以及相邻两个实心分区的厚度变化范围均为一设定值，较佳地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，所述控制空心叶片变形的喷丸强化方法包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。

【技术特征摘要】
1.一种控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，所述控制空心叶片变形的喷丸强化方法包括以下步骤：步骤S10：根据空心叶片结构，将空心叶片划分为空心区和实心区；步骤S20：将空心区划分为N个空心分区，将实心区划分为M个实心分区，其中N为大于或等于2的整数，M为大于或等于2的整数；步骤S30：确定各空心分区和各实心分区的喷丸强度；步骤S40：按照确定的各空心分区和各实心分区的喷丸强度，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化。2.如权利要求1所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，在所述步骤S20中，沿空心区两侧侧壁的厚度渐变方向，将空心区划分为依次排列的第一个空心分区至第N个空心分区；沿实心区的厚度渐变方向，将实心区划分为依次排列的第一个实心分区至第M个实心分区，相邻两个空心分区的厚度变化范围、以及相邻两个实心分区的厚度变化范围均为一设定值。3.如权利要求2所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，所述设定值为1.0mm～6.0mm。4.如权利要求1所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，在所述步骤S30与所述步骤S40之间，还包括以下步骤：步骤S31：采用与各空心分区和各实心分区的形状分别一致的M+N个保护胶带，分别遮蔽各空心分区和各实心分区。5.如权利要求4所述的控制空心叶片变形的喷丸强化方法，其特征在于，在所述步骤S40中，对各空心分区和各实心分区分别进行喷丸强化的具体操作步骤为：步骤S401：确定N个空心分区和M个实心分区的喷丸顺序；步骤S402：按照喷丸顺序，依次对各空心分区和各实心分区进行喷丸强化，其中，在对N个空心分区和M个实心分区中的任一个分区进行喷丸强化前，先将该分区的保护胶带揭下...

【专利技术属性】
技术研发人员：盖鹏涛，李志强，尚建勤，邵杰，韩秀全，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11