球形定位技術(shù)在渦輪葉片生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

聶東冰，張 濤，段朋國

（1. 中國航發(fā)沈陽發(fā)動機設(shè)計研究所，沈陽 110015；2. 中國航發(fā)西安航空發(fā)動機有限公司，西安 710021）

隨著發(fā)動機推重比的增加，渦輪前溫度大幅提升，渦輪葉片冷卻問題日漸突出。采用全氣膜覆蓋冷卻葉片是解決此問題的重要手段之一，它通過在葉片表面設(shè)置大量的氣膜孔，把內(nèi)腔出流的冷氣均勻地覆蓋在葉片表面，形成低溫保護膜，實現(xiàn)對葉片基體材料的有效防護。

全氣膜覆蓋的渦輪冷卻葉片葉身布滿氣膜孔，雖然有利于冷卻，但對葉片加工卻提出了挑戰(zhàn)。渦輪葉片使用6個獨立的點建立葉片基準(zhǔn)坐標(biāo)系，即六點定位[1-2]。6個定位點一般設(shè)置在葉身與緣板流道表面，氣膜孔制孔時定位點與孔干涉，不能直接使用。目前通常采用將全部定位點轉(zhuǎn)換到工裝夾具的方式解決制孔干涉問題，但此時建立的基準(zhǔn)并不能在后續(xù)加工中使用，因此緣板前后端面、側(cè)端面、安裝孔等加工時需要再次進行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換。制孔時定位點的轉(zhuǎn)換存在兩個不利之處，一是需要設(shè)計多個工裝承載新的定位點，增加了工藝的復(fù)雜性，另一個是基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換帶來誤差累積，不利于氣膜孔位置度控制[3-10]。

針對全氣膜覆蓋渦輪冷卻葉片生產(chǎn)加工的復(fù)雜性，基于葉片定位原理，提出了球形定位技術(shù)，實現(xiàn)了球面基準(zhǔn)在葉片定位中的設(shè)計應(yīng)用。首先給出了球定位技術(shù)的基本原理，分析了此種定位方式的特點，結(jié)合某型葉片設(shè)計加工進行了球定位技術(shù)的應(yīng)用研究，最后將該技術(shù)與傳統(tǒng)的六點定位技術(shù)進行了對比分析。……