一种叶片榫头成型方法与流程

本发明属于航空发动机装备制造，具体涉及一种叶片榫头成型方法。

背景技术：

1、铝合金材料因密度小、比强度高、比刚度高、耐应力腐蚀，广泛应用于航空航天上，达到减轻发动机重量的目的。但铝合金的流动性差，对于存在深腔的方榫头叶片很难一次成型充满型腔。

2、目前的锻造工艺基本采用的普通模锻叶片锻造技术。采用普通模锻方法锻造方榫头铝合金主要存在以下问题：

3、1)叶片锻件方榫头部分增加常规余量，但榫头和叶身截面差较大，方榫头部分向叶身增加拔模斜度后导致榫头部分最大余量增加5～10mm，浪费原材料及影响后续机加工效率；

4、2)制坯难度增加及稳定性差。榫头部分体积增加，导致顶锻坯料长径比增大，顶锻工序稳定性差，需增加聚集工步来达到稳定顶锻的目的；

5、3)方榫头叶片锻件榫头部分充型困难，在锻造时榫头部分上下两个对角高点不易充满，需多次锤击方可充型完整，多次锤击后锻件表面容易出现折叠、裂纹等缺陷。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种叶片榫头成型方法，采用无拔模斜度锻造的方式，可极大降低原材料消耗及提高方榫头叶片的榫头充型完整度，同时保证铝叶片锻件质量。

2、为了实现上述技术目的，本发明所采用的具体技术方案为：

3、一种叶片榫头成型方法，所述叶片榫头包括叶身和榫头，所述叶片榫头成型方法包括以下步骤：

4、s101:基于所述叶片榫头的终锻形状设计坯料；所述榫头的单边余量为0.2-0.5mm；

5、s102:对所述坯料执行顶锻，使所述叶身及所述榫头预成型，形成预成型件；

6、s103:基于上模及下模执行所述预成型件中叶身部分的终锻，形成所述叶片榫头的初锻件；

7、s104:基于所述叶身的定位，自所述叶身处夹持所述初锻件，基于冲头及阴模执行所述榫头的顶锻终锻；

8、其中，所述预成型件的所述榫头部分设置为无拔模斜度或负拔模斜度。

9、进一步的，所述叶片榫头的材质为2a02铝合金；所述s102中，所述坯料的锻造温度为440～460℃，所述顶锻采用两次聚集+一次成型工艺。

10、进一步的，所述s103中，所述预成型件的锻造温度为440～460℃，锻造所述预成型件前还包括模具预热步骤：将所述上模及下模预热至150～250℃。

11、进一步的，所述s104中，所述初锻件的锻造温度为440～460℃。

12、进一步的，所述榫头包括转接段和梯台段；所述转接段设置在所述梯台段与所述叶身之间；所述梯台段远离所述叶身的一端为矩形端面；所述阴模的开模方向垂直于所述矩形端面的对角线。

13、进一步的，所述s104中，所述顶锻终锻基于平锻机实现。

14、进一步的，所述平锻机执行所述顶锻终锻的锻造力为1250t。

15、采用上述技术方案，本发明能够带来以下有益效果：

16、本发明减少了锻件榫头部分的加工余量，使整个锻件材料消耗降低，节约锻件成本，提高机加效率；

17、本发明锻件榫头部分体积减小，顶锻制坯的长径比变小，顶锻所需工步减少，顶锻制坯过程更稳定，完成顶锻所需的锻造火次减少，能够节约一套锻造模具。

18、本发明预锻件的成型更容易，榫头是近似椭圆状的不存在深腔及榫头高点充不满的情况，锻造可在电动螺旋压力机上一次成型，所需设备能量小。

19、本发明的终锻件采用水平分模的平锻机进行顶锻榫头成型，叶身不变形，模具设计时，叶身型腔按终锻叶型型线进行设计，叶身部分实现校型的目的，榫头部分实现无拔模斜度的方榫头成型。

技术特征：

1.一种叶片榫头成型方法，所述叶片榫头包括叶身和榫头，其特征在于，所述叶片榫头成型方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述叶片榫头的材质为2a02铝合金；所述s102中，所述坯料的锻造温度为440～460℃，所述顶锻采用两次聚集+一次成型工艺。

3.根据权利要求2所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述s103中，所述预成型件的锻造温度为440～460℃，锻造所述预成型件前还包括模具预热步骤：将所述上模及下模预热至150～250℃。

4.根据权利要求2所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述s104中，所述初锻件的锻造温度为440～460℃。

5.根据权利要求1所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述榫头包括转接段和梯台段；所述转接段设置在所述梯台段与所述叶身之间；所述梯台段远离所述叶身的一端为矩形端面；所述阴模的开模方向垂直于所述矩形端面的对角线。

6.根据权利要求1所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述s104中，所述顶锻终锻基于平锻机实现。

7.根据权利要求6所述的叶片榫头成型方法，其特征在于，所述平锻机执行所述顶锻终锻的锻造力为1250t。

技术总结
本发明属于航空发动机装备制造技术领域，具体涉及一种叶片榫头成型方法，包括坯料设计、顶锻、叶身锻造以及榫头锻造步骤。本发明采用无拔模斜度锻造榫头的方式，可极大降低原材料消耗及提高方榫头叶片的榫头充型完整度，同时保证叶片锻件质量。

技术研发人员：王瑞林,黄通柱,杜立成,王力,李向辉,袁本福,张洪,倪晖明
受保护的技术使用者：中国航发航空科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14