高温合金无余量叶片轧制方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温合金无余量叶片轧制方法，包括以下步骤：a、基于叶片的无余量精密轧制与型面精密整形加工方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及叶片工艺轧制线路，制定模具的改进方案以及叶片工艺轧制线路方案；b、叶片工艺轧制线路方案的轧制件为无余量毛坯，采用仅去除叶片毛坯前后缘飞边的半切工序，在半切工序后增加用于保证叶片型面符合设计要求的精密整形工序；c、采用改进的模具并且按照优化的叶片工艺轧制线路进行叶片加工，获得成型的叶片。提高零件加工效率，提高零件一致性，保证零件质量，提高零件原材料利用率。适用于航空发动机、汽轮机、燃气轮机等动力机械的叶片加工。
【专利说明】
高温合金无余量叶片$L制方法
技术领域
[0001]本发明涉及航空发动机加工技术领域，特别地，涉及一种高温合金无余量叶片乳制方法。
【背景技术】
[0002]叶片是航空发动机、汽轮机、燃气轮机等动力机械上的重要零件。叶片属于板片类零件，从辊乳工艺最适合拔长和碾片的工艺特点来看，锻造叶片适合采用辊乳加工。辊乳是将乳制变形引入锻造生产的一种工艺。坯料在一对反向旋转的模具中通过，受到型槽的压力产生塑性变形，从而形成所需的锻件。
[0003]目前航空发动机及燃气轮机中有大量的整流叶片、静子叶片使用高温合金，因这类零件外形尺寸较小、型面精度要求高，目前有两种常用加工方法。
[0004]1、锻造毛坯-数铣加工
[0005]该方法成型的零件具有精度高、前后缘R角过度均匀等优点。
[0006]该工艺方法的缺点是:GH1140、GH4169、GH4648等高温合金机械加工性能差，数铣时刀具磨损严重，粗铣时每把刀具可铣两件叶片，精铣时每把刀具仅可铣一件零件，该种加工工艺存在生产成本高、效率低、材料利用率低等缺点。
[0007]2、乳制毛坯-全切-抛光
[0008]乳制毛坯抛光量一般为0.1-0.3_左右，后续需要通过手工抛光工序去除余量。工人劳动强度大，废品率高。航空发动机、燃气轮机的整流叶片、静子叶片乳制过程中易产生拱背、挺肚、侧弯等缺陷的问题。
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种高温合金无余量叶片乳制方法，以解决现有叶片加工方法，零件加工精度低、后续工序工作量大，加工效率低，零件一致性低，劳动强度大，废品率高的技术问题。
[0010]本发明的提供一种高温合金无余量叶片乳制方法，包括以下步骤:a、基于叶片的无余量精密乳制与型面精密整形加工方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及优化叶片工艺乳制线路，制定模具的改进方案以及叶片工艺乳制线路方案;b、叶片工艺乳制线路方案的乳制件为无余量毛坯，采用仅去除叶片毛坯前后缘飞边的半切工序，在半切工序后增加用于保证叶片型面符合设计要求的精密整形工序;C、采用改进的模具并且按照优化的叶片工艺乳制线路进行叶片加工，获得成型的叶片。
[0011 ]进一步地，步骤c中的优化的叶片工艺乳制线路具体为:clOl、原材料下料;cl02、机加工后乳制叶片毛坯;cl03、初扎开坯后进行多道次乳制，乳制进刀采用粗乳大进刀精乳小进刀的原则；cl04、乳制完成后，采用半切加工，以去除叶片毛坯前后缘的飞边;cl05、半切后采用精密整形工序对叶片毛坯的有效型面进行整形;cl06、抛光后进行线切割，获得成型的叶片。
[0012]进一步地，步骤c中模具的改进方案包括:冷乳模的改进、切边模的改进以及整形模的结构设计。
[0013]进一步地，冷乳模的改进具体包括:冷乳模型面坐标直接使用标准叶片零件型面坐标，对乳制造成的微小扭角误差及积叠轴弯曲缺陷通过精密整形工序进行校正;叶片平衡角的选择和设计，计算标准叶片零件的叶根的弦切角和叶尖的弦切角，采用叶根弦切角和叶尖弦切角的平均值作为冷乳模的零角度，以保证乳制时叶片各横截面受力平衡，坯料流动均匀，并防止叶片毛坯乳制过程中发生侧弯，同时提高冷乳模的使用寿命;冷乳模对叶片前后缘增补，通过在叶片前后缘坐标各延伸至少0.1mm，并使用UG曲线差点功能各补充三个坐标点，以保证叶片前后缘具有加工余量;避免合模干涉，叶片的所有横截面的最后一个增补点的叶盆与叶背间Y值差均相等，以保证冷乳模合模后不产生干涉;冷乳模出口型腔逐渐增大，冷乳模有效型面外采用最后一个横截面光滑顺延5mm-l5mm，以保证乳制件在出口处不受到顺延面的干涉而影响金属流动，顺延面最大内切圆圆心Cmax值采用逐渐增大的设计方案;冷乳模前滑量的设计，确定高温合金前滑量为2%_4%，以保证叶片型面精度要求；冷乳模的辊乳模外形闭式结构设计，上下模采用相互咬合的闭式结构，以消除乳辊轴向串动而导致叶盆和叶背的型面错位。
[0014]进一步地，冷乳模的乳辊方向Z轴采用与标准叶片零件的Z轴保持一致;叶片横截面的最大内切圆中心点为CmaX点，对叶片首尾横截面Cma X点连线与Z轴夹角大的标准叶片零件，定位孔根据Cmax点位置确定，滚乳方向仍与Z轴保持一致;乳制时通过调节X轴参数，以保证乳制后的叶片质量。
[0015]进一步地，叶片平衡角的确定，叶根第一横截面弦切角与冷乳模模具型腔坐标系X轴角度差<5°时，叶型坐标系与模具坐标系保持一致;叶根第一横截面弦切角与冷乳模的模具型腔坐标系X轴角度差多5°时，转换坐标系，以使弦切角与X轴保持一致。
[0016]进一步地，前滑量根据标准叶片零件Z轴方向长度尺寸变化，标准叶片零件Z轴方向长度尺寸越大，前滑量越小。
[0017]进一步地，切边模的改进具体包括:切边模设计为半边模，工艺路线采用半切工序，仅切除叶片毛坯前后缘的飞边，以使冲切时叶片毛坯型面变形小;保留叶片毛坯的榫头和定位孔，以方便后续工序的抛光及检测。
[0018]进一步地，整形模的结构设计具体包括:整形模采用挤压模的方式，工作部件为上模芯和下模芯，上模芯和下模芯采用W6Mo5Cr4V2材料制成，型面按标准叶片零件的理论型面加工;叶片定位基准采用零件测量基准，即叶片乳制后依靠乳模窝孔钻出的定位孔作为叶片定位基准，整形模只对叶片毛坯的有效型面进行整形，以减小整形模需要提供的挤压压力。
[0019]进一步地，精密整形工序安排在热处理工序之后进行，以保证叶片的型面精度以及消除时效或固溶处理导致的叶片变形问题。
[0020]本发明具有以下有益效果:
[0021]本发明高温合金无余量叶片乳制方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及原有叶片工艺乳制线路方案，并结合叶片的无余量精密乳制与型面精密整形加工方法，制定模具的改进方案以及优化叶片工艺乳制线路方案，以减少抛光工序工作量，提高零件加工效率，提高零件一致性，保证零件质量，提高零件原材料利用率。优化后的叶片工艺乳制线路方案，直接采用无余量毛坯，从而减少针对毛坯余量的加工工序。采用半切-线切割的方式进行零件加工时，半切部分为飞边，受力部分少且厚度小1mm)，零件受到的冲切应力小，零件型面基本无变形，对零件质量无影响。半切后零件测量仍以前后窝孔为基准，可消除全切零件转换测量基准造成的误差，提高零件质量(整个加工流程中型面检测基准保持一致)。半切零件工艺榫头及尾端余量均可为后续抛光工序提供夹持，方便操作。新增模具整形工序，以保证零件一致性及型面质量。适用于航空发动机、汽轮机、燃气轮机等动力机械的叶片加工。
[0022]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1是本发明优选实施例的高温合金无余量叶片乳制方法的工艺流程图；
[0025]图2是本发明优选实施例的优化的叶片工艺乳制线路的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0027]图1是本发明优选实施例的高温合金无余量叶片乳制方法的工艺流程图；图2是本发明优选实施例的优化的叶片工艺乳制线路的工艺流程图。
[0028]如图1所示，本实施例的高温合金无余量叶片乳制方法，包括以下步骤:a、基于叶片的无余量精密乳制与型面精密整形加工方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及叶片工艺乳制线路，制定模具的改进方案以及优化叶片工艺乳制线路方案;b、叶片工艺乳制线路方案的乳制件为无余量毛坯，采用仅去除叶片毛坯前后缘飞边的半切工序，在半切工序后增加用于保证叶片型面符合设计要求的精密整形工序；C、采用改进的模具并且按照优化的叶片工艺乳制线路进行叶片加工，获得成型的叶片。本发明高温合金无余量叶片乳制方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及原有叶片工艺乳制线路方案，并结合叶片的无余量精密乳制与型面精密整形加工方法，制定模具的改进方案以及优化叶片工艺乳制线路方案，以减少抛光工序工作量，提高零件加工效率，提高零件一致性，保证零件质量，提高零件原材料利用率。优化后的叶片工艺乳制线路方案，直接采用无余量毛坯，从而减少针对毛坯余量的加工工序。采用半切-线切割的方式进行零件加工时，半切部分为飞边，受力部分少且厚度小(Slmm)，零件受到的冲切应力小，零件型面基本无变形，对零件质量无影响。半切后零件测量仍以前后窝孔为基准，可消除全切零件转换测量基准造成的误差，提高零件质量(整个加工流程中型面检测基准保持一致)。半切零件工艺榫头及尾端余量均可为后续抛光工序提供夹持，方便操作。新增模具整形工序，以保证零件一致性及型面质量。适用于航空发动机、汽轮机、燃气轮机等动力机械的叶片加工。
[0029]如图1和图2所示，本实施例中，步骤c中的优化的叶片工艺乳制线路具体为:clOl、原材料下料。cl02、机加工后乳制叶片毛坯。cl03、初扎开坯后进行多道次乳制，乳制进刀采用粗乳大进刀精乳小进刀的原则。cl04、乳制完成后，采用半切加工，以去除叶片毛坯前后缘的飞边。cl05、半切后采用精密整形工序对叶片毛坯的有效型面进行整形。cl06、抛光后进行线切割，获得成型的叶片。
[0030]如图1和图2所示，本实施例中，步骤c中模具的改进方案包括:冷乳模的改进、切边模的改进以及整形模的结构设计。
[0031]如图1和图2所示，本实施例中，冷乳模的改进具体包括:冷乳模型面坐标直接使用标准叶片零件型面坐标，对乳制造成的微小扭角误差及积叠轴弯曲缺陷通过精密整形工序进行校正。叶片平衡角的选择和设计，计算标准叶片零件的叶根的弦切角和叶尖的弦切角，采用叶根弦切角和叶尖弦切角的平均值作为冷乳模的零角度，以保证乳制时叶片各横截面受力平衡，坯料流动均匀，并防止叶片毛坯乳制过程中发生侧弯，同时提高冷乳模的使用寿命。冷乳模对叶片前后缘增补，通过在叶片前后缘坐标各延伸至少0.1mm，并使用UG曲线差点功能各补充三个坐标点，以保证叶片前后缘具有加工余量。避免合模干涉，叶片的所有横截面的最后一个增补点的叶盆与叶背间Y值差均相等，以保证冷乳模合模后不产生干涉。冷乳模出口型腔逐渐增大，冷乳模有效型面外采用最后一个横截面光滑顺延5mm-15mm，以保证乳制件在出口处不受到顺延面的干涉而影响金属流动，顺延面最大内切圆圆心Cmax值采用逐渐增大的设计方案。冷乳模前滑量的设计，确定高温合金前滑量为2%-4%，以保证叶片型面精度要求。冷乳模的辊乳模外形闭式结构设计，上下模采用相互咬合的闭式结构，以消除乳辊轴向串动而导致叶盆和叶背的型面错位。
[0032]如图1和图2所示，本实施例中，冷乳模的乳辊方向Z轴采用与标准叶片零件的Z轴保持一致。叶片横截面的最大内切圆中心点为Cmax点，对叶片首尾横截面Cmax点连线与Z轴夹角大的标准叶片零件，定位孔根据Cmax点位置确定，滚乳方向仍与Z轴保持一致。乳制时通过调节X轴参数，以保证乳制后的叶片质量。
[0033]如图1和图2所示，本实施例中，叶片平衡角的确定，叶根第一横截面弦切角与冷乳模模具型腔坐标系X轴角度差<5°时，叶型坐标系与模具坐标系保持一致。叶根第一横截面弦切角与冷乳模的模具型腔坐标系X轴角度差多5°时，转换坐标系，以使弦切角与X轴保持一 Sc ο
[0034]如图1和图2所示，本实施例中，前滑量根据标准叶片零件Z轴方向长度尺寸变化，标准叶片零件Z轴方向长度尺寸越大，前滑量越小。
[0035]如图1和图2所示，本实施例中，切边模的改进具体包括:切边模设计为半边模，工艺路线采用半切工序，仅切除叶片毛坯前后缘的飞边，以使冲切时叶片毛坯型面变形小。保留叶片毛还的禪头和定位孔，以方便后续工序的抛光及检测。
[0036]如图1和图2所示，本实施例中，整形模的结构设计具体包括:整形模采用挤压模的方式，工作部件为上模芯和下模芯，上模芯和下模芯采用W6Mo5Cr4V2材料制成，型面按标准叶片零件的理论型面加工。叶片定位基准采用零件测量基准，即叶片乳制后依靠乳模窝孔钻出的定位孔作为叶片定位基准，整形模只对叶片毛坯的有效型面进行整形，以减小整形模需要提供的挤压压力。
[0037]如图1和图2所示，本实施例中，精密整形工序安排在热处理工序之后进行，以保证叶片的型面精度以及消除时效或固溶处理导致的叶片变形问题。
[0038]实施时，提供一种高温合金无余量叶片乳制方法。无余量精密乳制从材料成型性能、模具设计、坯料设计及工艺路线的制定等多方面进行考虑。在半切后增加一道精密整形工序，保证叶片型面符合设计要求。以得到高精度(叶片毛坯型面误差达到成品零件要求)、无余量(后续型面抛光仅需去除氧化膜)的乳制叶片毛坯，减少后续工序工作量，并提高零件一致性。方便后续抛光工序加工，设计的工艺方案是无余量精密乳制+型面精密整形。以达到叶片毛坯无余量的目标。
[0039]具体实施方案为:
[0040]1.模具设计[0041 ] 1.1冷乳模设计
[0042]对无余量叶片而言，冷乳模的设计非常关键，直接关系到最终叶片的乳制精度。相对普通冷乳模，精密乳模主要进行了如下改进:
[0043]a)乳模型面坐标直接使用零件型面坐标:较钛合金等材料，高温合金塑性较好，乳制时变形抗力稍小。故模具设计时可改变常规设计中的回弹补偿设计思路，型面完全使用理论型面。对因乳制造成的微小的扭角误差及积叠轴弯曲等缺陷可通过精密整形进行校正。
[0044]乳辊方向:S卩Z轴，与零件Z轴保持一致。对首尾截面Cmax连线与Z轴夹角较大的零件，定位孔根据Cmax位置确定，但滚乳方向仍与Z轴保持一致。
[0045]该种乳辊方向设计方法可保证零件组织内部乳制流线方向与最终零件的Z轴保持一 Sc ο
[0046]b)叶片平衡角的选择和设计:计算叶根和叶尖的弦切角。使用叶根和叶尖的弦切角的平均值作为模具设计的零角度。这种设计主要是为保证乳制时各截面受力平衡，坯料流动均匀。防止零件乳制过程发生侧弯，同时提高模具使用寿命。
[0047]叶片平衡角:叶根第一截面弦切角，与模具型腔坐标系X轴角度差<5°时，叶型坐标系与模具坐标系保持一致;叶根第一截面弦切角，与模具型腔坐标系X轴角度差多5°时，转换坐标系使弦切角与X轴保持一致。
[0048]c)叶片前后缘增补，避免合模干涉:为保证叶片前后缘有加工余量，前后缘坐标各延伸0.1mm，使用UG的曲线插点功能补充三个坐标点。为保证模具合模后不产生干涉，所有截面最后一个增补点叶盆、叶背间Y值差均相同。
[0049]d)乳模出口型腔逐渐增大:模具有效型面外采用最后一个截面光滑顺延8_。为了保证乳制件在出口处不受到顺延面的干涉，影响金属流动，顺延面最大内切圆圆心Cmax值采用逐渐增大的设计方案。
[0050]e)前滑量的设计:乳制过程中，金属流动的出口速度大于辊乳模的线速度，这种现象称前滑。前滑量的设计关系到乳件的精度。为保证叶片型面精度要求，前滑量的设计必须很精确。由于叶片为变截面，乳件各截面的流动速度是不同的，依靠经验公式很难计算准确，因此一般通过工艺试验来确定。前滑量设计为2%_4%，通常零件Z轴方向长度尺寸越大，前滑量越小。最终通过试验确定高温合金前滑量优选为3 %-4%比较合理。
[0051]f)辊乳模外形闭式结构设计:上下模采取了相互咬合的闭式结构。这种结构主要是为了消除乳辊轴向串动而导致叶盆和叶背的型面错位。
[0052]辊乳模外形尺寸设计:将乳模外形由开式模改为闭式模，模具具体外形尺寸可根据乳棍安装部分确定。
[0053]现有辊乳模通常为开式模。乳制大扭角、Cmax连线与Z轴夹角较大的零件，或乳机精度不够时，模具会因承受的侧向分力大而造成模具错位，导致叶片叶盆与叶背型面错位、零件余量大、扭角大等后续问题。因此将乳模由开式模改为闭式模。闭式模有整体式闭式模和分体式闭式模，两者均能保证消除零件盆背错位现象，且后者不存在应力集中问题，具有操作方便、可重复使用、造价更低廉等优点。
[0054]1.2切边模设计
[0055]切边模设计为半切模:一般乳制工艺中冲模的设计均采用全切模的方案。这种方案可一次将叶片冲切出来(去除毛坯多余部分如飞边、工艺榫头、尾端余量等)。但由于零件积叠轴方向延伸部分较厚，冲切应力大，该方案在冲切过程易导致零件型面变形。加工无余量的叶片毛坯时，这种零件型面变形易造成型面超差，报废零件。对此，工艺路线设计采用半切的工艺方案。该方案仅切除毛坯前后缘的飞边。优点在于冲切时零件型面变形小，同时由于保留了毛坯榫头及定位孔，方便下工序抛光及检测。零件型面抛光及前后缘圆角加工完成后，使用线切割去除多余部分。
[0056]半切设计:乳制完成后续加工时，将零件全切改为半切。
[0057]现有乳制零件抛光前需进行全切，去除毛坯多余部分(如飞边、工艺榫头、尾端余量等)，该方法具有效率高的优点，但由于全切时工作面包含叶片型面部分，冲切部分厚，造成冲切应力大。
[0058]加工无余量的叶片毛坯时，零件容易因全切造成冲切变形，由于乳制毛坯没有多余的怕光余量，细微的变形也很容易造成型面超差，报废零件。此外，零件全切后尺寸较小，抛光时不好夹持，不利于抛光操作。
[0059]采用半切-线切割的方式进行零件加工时，半切部分为飞边，受力部分少且厚度小(^Imm)，零件受到的冲切应力小，零件型面基本无变形，对零件质量无影响。
[0060]半切后零件测量仍以前后窝孔为基准，可消除全切零件转换测量基准造成的误差，提高零件质量(整个加工流程中型面检测基准保持一致)。
[0061]半切零件工艺榫头及尾端余量均可为后续抛光工序提供夹持，方便操作。
[0062]待叶片型面及前后缘加工完，再使用线切割加工零件外形，该方法精度高且对已加工的叶片型面无影响。
[0063]1.3整形模设计
[0064]叶片精密整形模采用挤压模的设计方式:主要工作部件为整形模上下模芯，该部分采用W6Mo5Cr4V2制成，型面按理论型面加工。叶片定位基准采用零件测量基准，即叶片乳制后依靠乳模窝孔钻出的定位孔。为减小压力，整形模只对零件有效型面进行整形。
[0065]整形模的作用在于解决乳制过程中产生的一些缺陷，例如型面缺陷、扭角、叶片积叠轴弯曲、少量前后型面厚薄差及模具制造误差导致的零件型面缺陷等问题。由于高温合金材料塑性较好，通过整形模施加一定的压力，使零件产生微塑性变形，可以消除乳制过程中的型面缺陷，提高零件精度。
[0066]整形设计:新增模具整形工序，保证零件一致性及型面质量。
[0067]由于乳制用的机加毛坯公差较大，毛坯间存在部分尺寸差异，且乳制道次多，装夹时可能存在乳制基准错位的误差，造成乳制毛坯存在差异。为消除该现象，现有整形手段一般为钳工校形，但该方法效率低、劳动强度大、且一致性不好。故设计专用整形模具进行整形。
[0068]高温合金叶片一般需要安排时效或固溶工序进行强化处理。时效或固溶处理会导致叶片变形，一般是积叠轴弯曲。因此在整形工序安排在热处理序之后进行，这样可以保证叶片的型面精度。
[0069]采用高温合金无余量叶片乳制方法，减少抛光工序工作量，提高零件加工效率;提高零件一致性，保证零件质量;提高零件原材料利用率。
[0070]加工设备:两辊横乳机
[0071 ]加工对象:高温合金单榫头或无榫头整流叶片、静子叶片
[0072]工艺路线为:
[0073]下料一毛坯机械加工一检验一开坯一乳制K变形量60-80%)一乳制2(变形量60-80%)—退火一乳制3(变形量20-30%)—乳制4(变形量20-30%)—退火一终乳(变形量5-10%) 一半切一精密校形一固溶、时效一抛光一线切割一钳工一检验一荧光。
[0074]加工实例:加工某航机导流窗叶片(材料GH4648)3000多件，加工某航机整流叶片(材料GHl 140) 2000多件。生产工艺稳定，零件尺寸一致性好，型面精度达到0.06_。
[0075]工艺路线为:
[0076]原材料——机加后乳制毛坯——开坯-----乳制二——乳制三——退火——乳制四——乳制五——乳制六——退火——终乳——半切时效或固溶-整形——抛光——线切割
[0077]高温合金叶片通常乳制道次在6-9次之间，乳制进刀应遵循粗乳大进刀，精乳小进刀的规则，在终乳时视情况确定是否需要进刀。
[0078]乳制间热处理应根据零件原材料变形量确定，通常高温合金乳制不需要在每道工序之间安排热处理。(每道乳制工序之间均安排热处理可增强钢材塑性，但会大大提高加工成本。)
[0079]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 包括以下步骤: a、基于叶片的无余量精密乳制与型面精密整形加工方法，综合考虑叶片毛坯材料成型性能、模具设计要求、坯料设计要求以及叶片工艺乳制线路，制定模具的改进方案以及优化叶片工艺乳制线路方案； b、叶片工艺乳制线路方案的乳制件为无余量毛坯，采用仅去除叶片毛坯前后缘飞边的半切工序，在半切工序后增加用于保证叶片型面符合设计要求的精密整形工序； C、采用改进的模具并且按照优化的叶片工艺乳制线路进行叶片加工，获得成型的叶片。2.权利要求1所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 步骤c中的优化的叶片工艺乳制线路具体为: clOl、原材料下料； cl02、机加工后乳制叶片毛坯； cl03、初扎开坯后进行多道次乳制，乳制进刀采用粗乳大进刀精乳小进刀的原则； cl04、乳制完成后，采用半切加工，以去除叶片毛还前后缘的飞边； cl05、半切后采用精密整形工序对叶片毛坯的有效型面进行整形； cl06、抛光后进行线切割，获得成型的叶片。3.根据权利要求1或者2所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 步骤c中模具的改进方案包括: 冷乳模的改进、切边模的改进以及整形模的结构设计。4.根据权利要求3所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 冷乳模的改进具体包括: 冷乳模型面坐标直接使用标准叶片零件型面坐标，对乳制造成的微小扭角误差及积叠轴弯曲缺陷通过精密整形工序进行校正； 叶片平衡角的选择和设计，计算标准叶片零件的叶根的弦切角和叶尖的弦切角，采用叶根弦切角和叶尖弦切角的平均值作为冷乳模的零角度，以保证乳制时叶片各横截面受力平衡，坯料流动均匀，并防止叶片毛坯乳制过程中发生侧弯，同时提高冷乳模的使用寿命；冷乳模对叶片前后缘增补，通过在叶片前后缘坐标各延伸至少0.1mm，并使用UG曲线差点功能各补充三个坐标点，以保证叶片前后缘具有加工余量;避免合模干涉，叶片的所有横截面的最后一个增补点的叶盆与叶背间Y值差均相等，以保证冷乳模合模后不产生干涉；冷乳模出口型腔逐渐增大，冷乳模有效型面外采用最后一个横截面光滑顺延5mm-15mm，以保证乳制件在出口处不受到顺延面的干涉而影响金属流动，顺延面最大内切圆圆心Cmax值采用逐渐增大的设计方案； 冷乳模前滑量的设计， 确定高温合金前滑量为2%_4%，以保证叶片型面精度要求； 冷乳模的辊乳模外形闭式结构设计，上下模采用相互咬合的闭式结构，以消除乳辊轴向串动而导致叶盆和叶背的型面错位。5.根据权利要求4所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 冷乳模的乳辊方向Z轴采用与标准叶片零件的Z轴保持一致； 叶片横截面的最大内切圆中心点为Cmax点，对叶片首尾横截面Cmax点连线与Z轴夹角大的标准叶片零件，定位孔根据Cmax点位置确定，滚乳方向仍与Z轴保持一致； 乳制时通过调节X轴参数，以保证乳制后的叶片质量。6.根据权利要求4所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 叶片平衡角的确定， 叶根第一横截面弦切角与冷乳模模具型腔坐标系X轴角度差<5°时，叶型坐标系与模具坐标系保持一致； 叶根第一横截面弦切角与冷乳模的模具型腔坐标系X轴角度差多5°时，转换坐标系，以使弦切角与X轴保持一致。7.根据权利要求4所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 前滑量根据标准叶片零件Z轴方向长度尺寸变化， 标准叶片零件Z轴方向长度尺寸越大，前滑量越小。8.根据权利要求3所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 切边模的改进具体包括: 切边模设计为半边模， 工艺路线采用半切工序，仅切除叶片毛坯前后缘的飞边，以使冲切时叶片毛坯型面变形小； 保留叶片毛坯的榫头和定位孔，以方便后续工序的抛光及检测。9.根据权利要求3所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 整形模的结构设计具体包括: 整形模采用挤压模的方式， 工作部件为上模芯和下模芯，上模芯和下模芯采用W6Mo5Cr4V2材料制成，型面按标准叶片零件的理论型面加工； 叶片定位基准采用零件测量基准，即叶片乳制后依靠乳模窝孔钻出的定位孔作为叶片定位基准，整形模只对叶片毛坯的有效型面进行整形，以减小整形模需要提供的挤压压力。10.根据权利要求9所述的高温合金无余量叶片乳制方法，其特征在于， 精密整形工序安排在热处理工序之后进行，以保证叶片的型面精度以及消除时效或固溶处理导致的叶片变形问题。
【文档编号】B21H7/16GK106001338SQ201610397173
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】张汝, 赖秀芬, 袁鹏, 袁杰, 冉鸿鹏, 曾曙强, 赵伟志, 张卫红
【申请人】中国南方航空工业(集团)有限公司