翼型件及其制造方法技术

一种制造翼型件的方法以及翼型件。所述方法包含：铸造第一主体部分，所述第一主体部分具有穿过其中的通道；铸造第二主体部分；以及接合所述第一主体部分和所述第二主体部分以形成所述翼型件。所述通道从前边缘处或附近的第一端处的开口延伸到后边缘处或附近的第二端处的开口。所述通道在铸造过程期间由芯形成；且所述芯通过所述通道的相应开口支撑在所述第一和第二端处。

Airfoil Parts and Their Manufacturing Method

【技术实现步骤摘要】
翼型件及其制造方法相关申请的交叉引用本说明书基于2017年12月14日提交的第GB1720829.9号英国专利申请且要求其优先权益，所述英国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开涉及一种用于制造用于燃气涡轮发动机的翼型件的方法和供燃气涡轮发动机使用的翼型件。具体地说，但非排它地，翼型件可为轮叶。
技术介绍
燃气涡轮发动机包含多个旋转风扇组件，包含推进风扇、压缩机级和涡轮机级。旋转风扇组件的叶片由翼型件形成。燃气涡轮发动机还包含多个轮叶。轮叶设置在旋转风扇组件前面以引导流体（例如空气）流动通过发动机且同样由翼型件形成。轮叶，尤其是但不限于设置在涡轮机级中的那些轮叶必须耐受高温，且因此需要冷却。通常，冷却轮叶包含邻近轮叶的至少上游表面的窄的冷却通道。在一个实例中，轮叶由铸造翼梁形成。冷却通道通过将薄皮粘合到翼梁而形成，其中通道形成在皮与翼梁之间。对于高温环境，皮通常由铸造单晶片材加工而成，且由能够耐受高温的材料制成。在另一实例中，轮叶通过铸造过程形成，使用芯以在轮叶中产生内部通道。铸造过程使用限定其中形成轮叶的室的模具。芯穿过室，且因此在形成时还穿过轮叶。在铸造过程期间，芯必须从其边缘支撑。在芯被移除之后，轮叶的主体包含进入内部通道的不想要的开口，芯被支撑在所述不想要的开口中。这些不想要的开口必须被堵塞，从而可能会在铸造部分中留有人工制品或弱点。
技术实现思路
根据第一方面，提供一种制造翼型件的方法，所述翼型件具有在前边缘与后边缘之间延伸的一对相反轴向面，所述方法包含：铸造形成翼型件的第一轴向面的至少部分的第一主体部分，所述第一主体部分具有贯穿其的通道，其中所述通道从前边缘处或附近的第一端处的开口延伸到后边缘处或附近的第二端处的开口；其中所述通道在铸造过程期间由芯形成；且其中所述芯通过通道的相应开口支撑在第一和第二端处，在铸造期间，从第一主体部分移除芯；铸造形成第二轴向面的至少部分的第二主体部分；以及接合第一主体部分和第二主体部分以形成翼型件，其中所述第二主体部分至少封闭通道的第一端处的开口。所述方法通过使用组装翼型件中所需的开口或可由第二主体部分封闭的开口而简化了用于铸造第一主体部分的芯的支撑。这提高了铸造翼型件的效率。由于翼型件仅包括两个部分，因此翼型件的制造快速而简单。第二主体部分可能不会完全封闭通道的第二端处的开口。第一和第二主体部分可在通道的第二端处协作以形成从通道延伸到翼型件外部的狭槽。狭槽可由以下各项限定：由第一主体部分形成的第一侧壁，和由第二主体部分形成的与第一侧壁相反的第二侧壁。在两个主体部分之间形成狭槽允许使狭槽制得更薄，从而提高翼型件的效率。而且，可更好地控制侧壁的厚度和狭槽相对于外表面的位置以提高空气动力学效率。此外，因为狭槽形成在两个主体部分之间，所以当铸造第一主体部分时可增加后边缘处的芯的厚度，从而改进铸造过程。所述方法可包含对第一主体部分中形成狭槽侧壁的区域和第二主体部分中形成狭槽侧壁的区域中的任一者或两者进行机械加工。对形成狭槽侧壁的区域进行机械加工使得能够更好地控制狭槽的大小，且使得狭槽的大小沿着其长度更加一致。通道可形成在被布置成形成翼型件的外表面的外壁与和外壁相反且被布置成面向完成的翼型件内部的内壁之间。在第一主体部分中，外壁可在后边缘处延伸超出内壁。芯可沿着外壁在第二端处从开口延伸出去。芯可在第二端处的开口外部的区域中扩大，使得芯的扩大区域大于通道。在通道外部使用扩大芯会在芯的制造期间改进芯材料的流动且在铸造期间改进芯的支撑。接合第一主体部分和第二主体部分以形成翼型件可包含：将由第一主体部分形成的内壁的端粘合到第二主体部分。由第一主体部分形成的外壁的端可与第二主体部分间隔开，使得从冷却通道延伸到翼型件外部的通孔形成在前边缘处或附近。这使得通孔能够以简单和高效的方式形成在冷却通道与翼型件外部之间的前边缘处。内壁和外壁中的至少一者可整体形成在第一主体部分中。这使得第二主体部分铸造简单，原因是无需芯。第一主体部分可包含通过内壁延伸到通道中的通孔。在铸造期间，芯可进一步支撑在通孔处。这在正铸造的部分中使用现有特征向芯提供进一步支撑。所述方法可包含：移除通道的第一端和第二端的区域中的任一者或两者中的第一主体部分的材料的一部分。这确保主体部分的端是干净和光滑的以便粘合到第二主体部分。导管可形成在第一主体部分与第二主体部分之间。导管可通过第一主体部分的一部分与通道分开。这使得能够以简单的方式通过以下方式形成冷却翼型件：使用上文所论述的芯以形成冷却通道，且接着使用主体部分的协作以形成将冷却流体供应到冷却通道中的导管。铸造第二主体部分的步骤可包含在不使用芯的情况下铸造第二主体部分。根据本专利技术的第二方面，提供一种通过第一方面的方法形成的翼型件。如上文所论述，使用铸造过程，翼型件简单且易于制造。根据本专利技术的第三方面，提供一种翼型件，其具有：一对相反轴向面，其在前边缘与后边缘之间延伸；以及长度，其平行于前边缘和后边缘延伸；导管，其沿着翼型件的长度延伸形成；以及通道，其邻近于所述一对轴向面中的第一轴向面从前边缘处的第一端延伸到后边缘处的第二端，其中翼型件包括第一主体部分以及与第一主体部分分开形成且粘合到第一主体部分的第二主体部分；其中导管形成在第一主体部分与第二主体部分之间；且其中通道在第一主体部分内延伸，且通道的至少第一端由第二主体部分封闭。翼型件的制造简单且高效，原因是通过使用组装轮叶中所需的开口或可由第二主体部分封闭的开口，结构简化了可用于铸造第一主体部分的芯的支撑。翼型件可包含：形成在后边缘处的狭槽，所述狭槽从通道的第二端延伸到翼型件外部。狭槽可由以下各项限定：由第一主体部分形成的第一侧壁和由第二主体部分形成的与第一侧壁相反的第二侧壁，使得所述狭槽由第一主体部分和第二主体部分协同形成。在两个主体部分之间形成狭槽允许使狭槽制得更薄，从而提高翼型件的效率。而且，可更好地控制侧壁的厚度和狭槽相对于外表面的位置以提高空气动力学效率。此外，因为狭槽形成在两个主体部分之间，所以在第一主体部分的铸造期间可增加后边缘处的芯的厚度，从而改进铸造过程。第一主体部分可包括被布置成形成翼型件的外表面的外壁和与外壁相反且被布置成面向完成的翼型件内部的内壁。通道可限定在内壁与外壁之间。第一主体部分的外壁可在通道的第二端处延伸超出内壁。翼型件可包含：粘合接头，其介于第一主体部分的内壁与第二主体部分之间；且形成从冷却通道延伸到翼型件外部的通孔，通孔的第一侧由第一主体部分的外壁形成，且通孔的与第一侧相反的第二侧由第二主体部分形成。这使得通孔能够以简单和高效的方式形成在冷却通道与翼型件外部之间的前边缘处。在以上方面中的任一个中，翼型件的主体可仅由第一和第二主体部分组成。根据本专利技术的第四方面，提供一种燃气涡轮发动机的组件，所述组件包含根据第二或第三方面的一个或多个翼型件。所述组件可为发动机的涡轮机级或压缩机级中的定子。如上文所论述，由于翼型件简单且易于制造，因此这也使组件简单且易于制造。根据本专利技术的第五方面，提供一种包括第四方面的组件的燃气涡轮发动机。根据本专利技术的第六方面，提供一种被布置成实行第一方面的方法的模具，所述模具包含用于在第一主体部分中形成通道的芯，所述模具被布置成通过开口支撑在通道的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造翼型件的方法，所述翼型件具有在前边缘与后边缘之间延伸的一对相反轴向面，所述方法包含：铸造形成所述翼型件的第一轴向面的至少部分的第一主体部分，所述第一主体部分具有穿过其中的通道，其中所述通道从所述前边缘处或附近的第一端处的开口延伸到所述后边缘处或附近的第二端处的开口；其中所述通道在铸造过程期间由芯形成；以及其中所述芯在铸造期间通过所述通道的相应开口支撑在所述第一和第二端处，从所述第一主体部分移除所述芯；铸造形成第二轴向面的至少部分的第二主体部分；以及接合所述第一主体部分和所述第二主体部分以形成所述翼型件，其中所述第二主体部分至少封闭所述通道的所述第一端处的所述开口。

【技术特征摘要】
2017.12.14 GB 1720829.91.一种制造翼型件的方法，所述翼型件具有在前边缘与后边缘之间延伸的一对相反轴向面，所述方法包含：铸造形成所述翼型件的第一轴向面的至少部分的第一主体部分，所述第一主体部分具有穿过其中的通道，其中所述通道从所述前边缘处或附近的第一端处的开口延伸到所述后边缘处或附近的第二端处的开口；其中所述通道在铸造过程期间由芯形成；以及其中所述芯在铸造期间通过所述通道的相应开口支撑在所述第一和第二端处，从所述第一主体部分移除所述芯；铸造形成第二轴向面的至少部分的第二主体部分；以及接合所述第一主体部分和所述第二主体部分以形成所述翼型件，其中所述第二主体部分至少封闭所述通道的所述第一端处的所述开口。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第二主体部分并不完全地封闭所述通道的所述第二端处的所述开口；以及所述第一和第二主体部分在所述通道的所述第二端处协作以形成从所述通道延伸到所述翼型件外部的狭槽，其中所述狭槽由以下各项限定：由所述第一主体部分形成的第一侧壁，和由所述第二主体部分形成的与所述第一侧壁相反的第二侧壁。3.根据权利要求2所述的方法，其包含：对所述第一主体部分中形成所述狭槽侧壁的区域和所述第二主体部分中形成所述狭槽侧壁的区域中的任一者或两者进行机械加工。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述通道形成在被布置成形成所述翼型件的外表面的外壁与和所述外壁相反且被布置成面向完成的翼型件内部的内壁之间。5.根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一主体部分中，所述外壁在所述后边缘处延伸超出所述内壁。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述芯沿着所述外壁从所述第二端处的所述开口延伸出去，且其中所述芯在所述第二端处的所述开口外部的区域中被扩大，使得所述芯的扩大区域大于所述通道。7.根据权利要求4所述的方法，其中接合所述第一主体部分和所述第二主体部分以形成所述翼型件包含：将由所述第一主体部分形成的所述内壁的端粘合到所述第二主体部分，其中由所述第一主体部分形成的所述外壁的端与所述第二主体部分间隔开，使得从所述通道延伸到所述翼型件外部的通孔形成在所述前边缘处或附近。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：AL哈丁，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB