一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片制造技术

本实用新型专利技术提供一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，通过在所述榫头的空腔内填充满晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩颈连接处，使得所述榫头内部空腔得以填充，榫头与榫槽接触挤压的过程中，榫头的接触面应力分布均匀，减小了榫头结构上的应力差异，从而避免产生应力集中，增强了榫头的强度，提高了叶片整体的使用寿命，满足了航空发动机对性能要求不断提高、涡轮部件的工作环境越发苛刻的高质量的使用要求。要求。要求。

【技术实现步骤摘要】
一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片


[0001]本技术涉及航空发动机
，特别涉及一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片。

技术介绍

[0002]涡轮部件在航空涡轮发动机中起到将高温燃气的内能转化为机械能的功能，动力涡轮叶片长期工作在高温、高压、高转速条件下，流经该叶片的燃气温度超过其材料的可承受能力，为使其能满足工作要求，需对该叶片进行冷却、减重，因此，动力涡轮叶片内部设计有空腔，但空腔会使榫头强度分布不均匀，有空腔的部位偏低，没有空腔的部位偏高，这种强度分布不均匀会导致榫头与榫槽接触挤压的过程中，榫头接触面应力分布不均匀，从而产生应力集中，该应力集中极大影响了叶片的性能及使用寿命，不能满足航空发动机对性能要求不断提高、涡轮部件的工作环境越发苛刻的高质量的使用要求。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服上述不足，提供一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，通过在所述榫头的空腔内填充满晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩颈连接处，使得所述榫头内部空腔得以填充，榫头与榫槽接触挤压的过程中，榫头的接触面应力分布均匀，减小了榫头结构上的应力差异，从而避免产生应力集中，增强了榫头的强度，提高了叶片整体的使用寿命，满足了航空发动机对性能要求不断提高、涡轮部件的工作环境越发苛刻的高质量的使用要求。
[0004]本技术提供的具体技术方案如下：
[0005]一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，包括依次连接的榫头、叶身、叶冠，空腔由所述榫头贯穿至所述叶冠，在所述榫头的空腔内填充有晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩颈连接处，使得所述榫头整体强度增加。
[0006]优选地，所述缩颈连接处为所述榫头最小截面处圆弧与伸根结构相切处。
[0007]优选地，所述晶格结构充满并贴合至所述空腔内壁。
[0008]优选地，所述晶格结构由单元晶格构成，所述单元晶格包括十字交叉垂直晶格，需要说明的是，其他类型的单元晶格也可以用于构成填充榫头空腔所用的晶格结构。
[0009]优选地，在所述榫头的横截面上，在所述空腔的最小宽度处，所述十字交叉垂直晶格应不少于10个，以保证宽度方向的结构强度得到有效增强；在所述空腔的最小厚度处，所述十字交叉垂直晶格应不少于5个，以保证厚度方向的结构强度得到有效增强。
[0010]优选地，所述叶片通过选择性激光熔化增材制造技术实现。
[0011]有益效果：
[0012]本技术提供一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，通过在所述榫头的空腔内填充满晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩颈连接处，使得所述榫头内部空腔得以填充，榫头与榫槽接触挤压的过程中，榫头的接触面
应力分布均匀，减小了榫头结构上的应力差异，从而避免产生应力集中，增强了榫头的强度，提高了叶片整体的使用寿命，满足了航空发动机对性能要求不断提高、涡轮部件的工作环境越发苛刻的高质量的使用要求。
附图说明
[0013]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0014]图1是本技术叶片示意图；
[0015]图2是叶片的剖视图；
[0016]图3是图2的E
‑
E剖视图；
[0017]图4是十字交叉垂直晶格结构示意图。
[0018]其中：1
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叶身；2
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叶冠；3
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榫头；4
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晶格结构；5
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空腔；6
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榫齿；7
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圆弧；8
‑
十字交叉垂直晶格。
具体实施方式
[0019]如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
[0020]本技术的实施例，如图1
‑
图4，一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，包括依次连接的榫头3、叶身1、叶冠2，空腔5由所述榫头3贯穿至所述叶冠2，在所述榫头3处的空腔5内填充有晶格结构4，所述晶格结构4由所述榫头3的底部至少延伸至所述榫头3最上端的缩颈连接处，使得所述榫头3整体强度增加。
[0021]优选地，所述缩颈连接处为所述榫头3最小截面处圆弧7与伸根结构相切处，即最上端榫齿6与伸根结构间的圆弧7与伸根结构相切点为A。
[0022]优选地，所述晶格结构4充满并贴合至所述空腔5的内壁。
[0023]优选地，所述晶格结构4由单元晶格构成，所述单元晶格包括十字交叉垂直晶格8。
[0024]需要说明的是，其他类型的单元晶格也可以用于构成填充榫头3空腔5所用的晶格结构4。
[0025]优选地，在所述榫头3的横截面上，在所述空腔5的最小宽度W处，所述十字交叉垂直晶格8应不少于10个，以保证宽度方向的结构强度得到有效增强；在所述空腔5的最小厚度T处，所述十字交叉垂直晶格8应不少于5个，以保证厚度方向的结构强度得到有效增强。
[0026]优选地，所述叶片通过选择性激光熔化增材制造技术实现。
[0027]有益效果：
[0028]本技术提供一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，通过在所述榫头的空腔内填充满晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩
颈连接处，使得所述榫头内部空腔得以填充，榫头与榫槽接触挤压的过程中，榫头的接触面应力分布均匀，减小了榫头结构上的应力差异，从而避免产生应力集中，增强了榫头的强度，提高了叶片整体的使用寿命，满足了航空发动机对性能要求不断提高、涡轮部件的工作环境越发苛刻的高质量的使用要求。
[0029]上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，包括依次连接的榫头、叶身、叶冠，其特征在于，空腔由所述榫头贯穿至所述叶冠，在所述榫头的空腔内填充有晶格结构，所述晶格结构由所述榫头的底部至少延伸至所述榫头最上端的缩颈连接处，使得所述榫头整体强度增加。2.根据权利要求1所述的通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，其特征在于，所述缩颈连接处为所述榫头最小截面处圆弧与伸根结构相切处。3.根据权利要求2所述的通过晶格结构加强榫头强度的空腔叶片，其特征在于，所述晶格结构充满并贴合至所述空腔内...

【专利技术属性】
技术研发人员：段入柯，濮睿德，
申请(专利权)人：北京南方斯奈克玛涡轮技术有限公司，
类型：新型
国别省市：