一种吸附式空心静子叶片的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机设计技术领域，具体涉及一种吸附式空心静子叶片的制造方法。
【背景技术】
[0002]当前航空发动机的压气机的一个重要发展方向是提高压气机的级压比，以实现在原有级数上达到更高的压比，或者以更少的级数实现相同的总压比。提高压气机级压比的方法之一是增加叶片的弯角，但是增加气动弯角将不可避免地受到流动分离的限制，为了控制这种气流分离，可采用非常规的吸附式压气机设计技术，这一技术是在叶片吸力面上的强逆压梯度处吸除附面层，使气流在叶型后段完全附着的方式实现叶片气动弯角的增加。
[0003]现有技术中，对吸附式压气机结构设计的研究刚刚起步，仅开展了吸附式空心静子叶片的研究，而目前对吸附式空心静子叶片的研究也还停留在数值模拟理论计算方面，在结构设计方面的工作较少，在相关制造技术和试验方面的研究更是几乎为零，这将大大制约吸附式发动机的发展。因此对吸附式空心静子叶片制造方法的研究是一个关键且前沿的课题。
【发明内容】
[0004]为了解决上述问题，本发明提出了一种吸附式空心静子叶片的制造方法，配合新材料、新结构减重，可以显著提高发动机推重比。所述静子叶片包括叶背侧、叶盆侧、上缘板以及下缘板，所述叶背侧、叶盆侧、上缘板以及下缘板共同围成所述静子叶片的空心腔，所述制造方法包括:
[0005]步骤一、在所述叶背侧上设置第一通气孔；
[0006]步骤二、在所述上缘板上设置第二通气孔；
[0007]步骤三、将所述叶背侧与所述叶盆侧分别钣金成型；
[0008]步骤四、将所述叶背侧与所述叶盆侧采用扩散焊焊接，形成所述静子叶片的叶身，并在所述叶背侧与所述叶盆侧之间形成所述空心腔；
[0009]步骤五、将所述上缘板、所述下缘板以及所述静子叶片的叶身焊接成空心静子叶片，使所述第一通气孔与所述第二通气孔均连通至所述空心腔。
[0010]优选的是，所述叶背侧上设置有两条长条形吸附槽，所述吸附槽内设置有若干个所述第一通气孔。
[0011]在上述方案中优选的是，所述第二通气孔为与叶片横截面形状一致的型孔；
[0012]在上述方案中优选的是，所述步骤四还包括:
[0013]检查所述叶背侧与所述叶盆侧的焊接结合面是否有裂纹、砂眼以及气孔；
[0014]去除所述叶背侧与所述叶盆侧表面的油污；
[0015]将所述叶背侧与所述叶盆侧置于槽液中去除氧化物；
[0016]用丙酮溶液清洗所述叶背侧与所述叶盆侧，并擦拭。
[0017]在上述方案中优选的是，在所述步骤四中，所述焊接方式为钎焊。
[0018]在上述方案中优选的是，在所述步骤五中，包括:
[0019]将所述静子叶片的叶身的一端部插入所述上缘板的第二通气孔内；
[0020]在所述静子叶片的叶身的一端部与所述上缘板第二通气孔之间的间隙内填充钎料；
[0021]在所述下缘板上开型槽，用于安放所述静子叶片的叶身的另一端部。
[0022]在上述方案中优选的是，所述钎焊的装配间隙在0?0.1mm的范围内。
[0023]在上述方案中优选的是，所述上缘板的第二通气孔深度为1?5mm，下缘板型槽深度为1?3_。
[0024]本发明根据全新的吸附式空心静子叶片的特殊结构，重点研究扩散焊在非平板叶片上的应用，解决带扭转空心叶片成型方式受限、加工困难的问题，从而解决超音跨音速发动机气流分离激波气体相互干扰降低压气机性能的缺点。
[0025]本发明涉及的制造方法可应用于带上、下缘板的吸附式空心静子叶片的加工，是一种全新的制造方法。该方法利用了扩散焊和钎焊的工艺特点，既能保证叶片的加工质量，又能避免焊接带来的材料缺陷，是一种经济、高效、操作简单的加工方法。吸附式空心静子叶片工艺的成熟可以实现对气流分离的主动控制技术，改善气动性能，可加速吸附式发动机的发展。
【附图说明】
[0026]图1为按照本发明吸附式空心静子叶片的制造方法的一优选实施例的流程图。
[0027]图2为图1所示实施例的吸附式空心静子叶片结构示意图。
[0028]图3为图1所示实施例的叶背侧与叶盆侧采用扩散焊焊接示意图。
[0029]其中，1为叶背侧，2为叶盆侧，3为扩散焊连接面，4为下缘板，5为上缘板。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0031]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
[0032]本发明提供了一种吸附式空心静子叶片的制造方法，吸附式空心静子叶片是吸附式发动机的一个重要元素，是一种全新的压气机静子叶片结构形式，它区别于传统发动机静子叶片的一个重要特征就是叶身上设计有吸附槽孔，且叶片上缘板设计有与叶片型面一致的型孔，从而形成完整的气流通道。本发明针对带上、下缘板的吸附式空心静子叶片，提出一种全新的制造方法，即叶片叶盆侧和叶背侧分别钣金成型，并在叶背侧特定位置加工出吸附槽孔，然后将两者采用扩散焊连接形成空腔，成为空心静子叶片，再与上、下缘板采用钎焊形成一体。该制造方法在分析对比多种成熟焊接工艺的特点的基础上，针对吸附式空心叶片这种叶片蒙皮薄、叶身扭角大，且叶身表面有吸附孔的特有结构提出的全新的加工方法，既能实现零件可制造性，同时又能保证叶片可靠性。
[0033]本发明具体制造方法如图1所示，主要包括如下步骤:
[0034]步骤一、在所述叶背侧上设置有第一通气孔；
[0035]步骤二、在所述上缘板上设置有第二通气孔；
[0036]步骤三、将所述叶背侧与所述叶盆侧分别钣金成型；
[0037]步骤四、将所述叶背侧与所述叶盆侧采用扩散焊焊接，形成所述静子叶片的叶身，并在叶背侧与所述叶盆侧之间形成所述空心腔；
[0038]步骤五、将上缘板、下缘板以及所述静子叶片的叶身焊接成空心静子叶片，使所述第一通气孔与所述第二通气孔均连通至所述空心腔。
[0039]需要说明的是，参考图2及图3，静子叶片包括叶背侧1、叶盆侧2、上缘板4以及下缘板3，所述叶背侧1、叶盆侧2、上缘板4以及下缘板3共同围成所述静子叶片的空心腔，可以理解的是，静子叶片的叶身为月牙形状，其中，自静子叶片空心腔的中心向外凸出的一侧为叶背侧1，与叶背侧1之间间隔空心腔的另一侧为叶盆侧2。本发明所涉及的制造技术主要针对带上、下缘板的吸附式空心静子叶片，叶片材料为不锈钢lCrllNi2W2MoV。
[0040]本实施例中，所述叶背侧上设置有两条长条形吸附槽，所述吸附槽内设置有若干个所述第一通气孔。具体的，叶背侧靠近后缘位置沿叶高方向开两排通气孔。通气孔位置的设置按性能计算所得，为附面层气流分离位置。
[0041]本实施例中，所述第二通气孔为与叶片横截面形状一致的型孔，用于将分离气体抽出流道。
[0042]吸附式空心静子叶片的整体结构采用焊接方式加工而成。叶背侧、叶盆侧两零件为薄壁结构，壁厚1_，两零件的毛料均为板料，内外表面按给定的叶片型面数据经钣金成型，形成带有内外型面的单个零