【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属增材制造，尤其涉及一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法。
技术介绍
1、压气机是航空发动机的重要单元体之一，其作用是吸入空气，通过高速旋转的压气机叶片逐级压缩空气，提高气体压力。位于进气机匣的可调叶片通过变换工作角度可使压气机在各流量下获得较好的气动效率，且实现方式相对简单，在航空发动机中得到广泛应用。
2、为进一步降低发动机重量，采用空心结构取代可调叶片原有的实心结构，由于零件存在形腔，传统工艺方法制造难度很高。
3、激光选区熔化成形技术属于增材制造技术的一种，其基本原理是首先将零件cad模型分层切片，以激光束为热源，由计算机控制振镜沿设定轨迹扫描预铺设的金属粉末层，使粉末熔化并凝固为与切片厚度一致、形状为零件某个横截面的金属薄层，此过程不断重复直到制造出实体零件毛坯。激光选区熔化成形技术具有制造精度高、成形质量好、加工余量很小等特点，特别适合于空心可调叶片等采用传统方法无法加工的复杂结构件。然而由于激光选区熔化可调叶片毛坯的尺寸精度约为0.1mm，且表面均需进行人工打磨及喷砂处理，容易导致在毛坯设计过程中设置的基准面成形尺寸精度较差，导致在后续机加过程中需要多次进行叶片全尺寸扫描并对基准面反复加工，进而导致制造工序多、周期长，甚至尺寸超差。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，采用包含基准块的组合基板，以基准块表面作为基板表面进行可调叶片毛坯激光选区熔化成形，成形完成
2、一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，具体包括以下步骤：
3、步骤一：利用计算机三维制图软件建立空心可调叶片模型，添加加工余量，得到空心可调叶片毛坯模型；
4、步骤二：利用计算机三维数模处理软件对空心可调叶片毛坯模型进行前处理，包括设置摆放方式、添加支撑、分层切片，获得每个片层的加工路径，形成打印模型；
5、该步骤中设置的摆放方式应使毛坯成形时，叶身处外表面法线与组合基板上表面法线的夹角不大于135度；
6、该步骤中添加的支撑应全部落在组合基板的基准块上表面上，并避免对后续机加工装夹持基准块及定位形成干涉；
7、步骤三：将计算机三维数模处理软件中加工平台的基板尺寸参数设置为组合基板的尺寸参数，在与组合基板中基准块对应的位置上布置打印模型，形成打印方案；
8、步骤四：将打印方案输入激光选区熔化设备，选取与待加工材料相匹配的参数，使用组合基板完成毛坯成形；
9、步骤五：毛坯成形完成后，分离组合基板的基准块与基座，将基准块及其上的毛坯一同进行清粉、热处理、去支撑，对毛坯进行打磨；
10、步骤六：以基准块为基准，进行毛坯粗加工，保留精加工余量，并在毛坯上加工出基准面；
11、步骤七：分离基准块与毛坯，对毛坯进行后续精加工、表面处理及检测，得到空心可调叶片成品，将分离的基准块再次与基座连接，并对组合基板上表面进行修整，以备下一次使用，直至无法满足制造需求。
12、所述步骤一中，在叶片叶身添加0.2mm-1mm加工余量，在叶片大端轴颈和小端轴颈分别添加1mm-2mm加工余量；在叶片上表面、下表面分别添加直径1.5mm-3mm的清粉孔，叶身大端、叶身小端分别添加定位块。
13、所述步骤二中空心可调叶片毛坯模型的摆放方式为竖直摆放；在毛坯模型下表面添加实体支撑和网格支撑；分层切片的厚度为0.04mm-0.08mm，即每成形一层，重新铺设的粉末层厚度为0.04mm-0.08mm；单层内激光扫描方式为条带扫描，第n+1层条带方向与第n层条带方向旋转67°，n为大于等于1的正整数。
14、所述步骤六中的精加工余量为0.05mm-0.2mm。
15、所述组合基板作为增材制造成形基板，与加工设备连接，包括基准块和基座，基座上开设有多个基准块槽位，基准块槽位底部开设有基准块紧固螺纹孔，基准块固定在基准块槽位内，基准块上表面及基座上表面处于同一水平面内，并进行紧固。
16、所述的组合基板的尺寸与激光选区熔化设备加工平台对基板尺寸的要求一致。
17、所述的基准块材质选用空心可调叶片材料或与空心可调叶片材料热膨胀系数相差不超过±5%的金属材料。
18、所述的基座材质选用基准块材料或与基准块材料热膨胀系数相差不超过±5%的金属材料。
19、本专利技术的有益效果是：本专利技术通过使用组合基板，以组合基板的基准块上的面为基准完成可调叶片毛坯精加工基准面的加工，实现了加工基准在机械加工工序时的准确定位。本专利技术中基准块提供了粗加工基准面，有效的解决了由于激光选区熔化工艺本身精度或及后续人工打磨导致的基准面精度不足问题，避免了激光选区熔化制造可调叶片毛坯在机加工时需要多次进行叶片全尺寸扫描并对基准面反复加工的问题。该方法解决了增材制造可调叶片加工基准传递困难问题，显著提升加工效率，降低制造成本，提升零件尺寸精度、减少制造工序、降低制造周期，达到提质、降本、增效、提升产品质量的目的。
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1.一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤一中，在叶片叶身添加0.2mm-1mm加工余量，在叶片大端轴颈和小端轴颈分别添加1mm-2mm加工余量；在叶片上表面、下表面分别添加直径1.5mm-3mm的清粉孔，叶身大端、叶身小端分别添加定位块。
3.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤二中空心可调叶片毛坯模型的摆放方式为竖直摆放；在毛坯模型下表面添加实体支撑和网格支撑；分层切片的厚度为0.04mm-0.08mm，即每成形一层，重新铺设的粉末层厚度为0.04mm-0.08mm；单层内激光扫描方式为条带扫描，第n+1层条带方向与第n层条带方向旋转67°，n为大于等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤六中的精加工余量为0.05mm-0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制
6.根据权利要求5所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述的组合基板的尺寸与激光选区熔化设备加工平台对基板尺寸的要求一致。
7.根据权利要求5所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述的基准块材质选用空心可调叶片材料或与空心可调叶片材料热膨胀系数相差不超过±5%的金属材料。
8.根据权利要求5所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述的基座材质选用基准块材料或与基准块材料热膨胀系数相差不超过±5%的金属材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤一中，在叶片叶身添加0.2mm-1mm加工余量，在叶片大端轴颈和小端轴颈分别添加1mm-2mm加工余量；在叶片上表面、下表面分别添加直径1.5mm-3mm的清粉孔，叶身大端、叶身小端分别添加定位块。
3.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤二中空心可调叶片毛坯模型的摆放方式为竖直摆放；在毛坯模型下表面添加实体支撑和网格支撑；分层切片的厚度为0.04mm-0.08mm，即每成形一层，重新铺设的粉末层厚度为0.04mm-0.08mm；单层内激光扫描方式为条带扫描，第n+1层条带方向与第n层条带方向旋转67°，n为大于等于1的正整数。
4.根据权利要求1所述的一种基于组合基板的空心可调叶片增材制造方法，其特征在于：所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：柴东升，任慧娇，王焕臣，王健，董文启，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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