航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械衣吠，為航空器提供飛行所需動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)，其制造過程十分復(fù)雜壤靶，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能很大程度上取決于葉片型面的設(shè)計(jì)和制造水平。這期主要介紹渦輪葉片的組成和鑄造成型工藝過程忧换。

01 渦輪葉片組成

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為了完成由燃?xì)饣瘜W(xué)能到轉(zhuǎn)子機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，渦輪葉片在結(jié)構(gòu)上主要由葉冠倔晚、葉身、緣板屉胳、葉根四部分組成。

葉身：其功能主要是實(shí)現(xiàn)葉片的氣動(dòng)特性履剔。葉身不同高度的截面形狀通過氣動(dòng)設(shè)計(jì)來選取，周向上相鄰葉片的葉身之間構(gòu)成氣流通道父吧，供高溫、高壓燃?xì)饬鬟^并膨脹做功秉唇；同時(shí)素矛，葉身型面還兼具調(diào)整氣流方向的功能漆勉，保證氣流進(jìn)入排氣系統(tǒng)時(shí)軸向速度均勻撒蟀。

緣板：其功能主要是形成獨(dú)立的氣流通道，保證高溫燃?xì)獠粫?huì)流入氣流通道以外的渦輪盤保屯、密封手负、支承等其他耐溫性較差的部件姑尺。緣板介于葉身與葉根之間竟终，一般采取方形結(jié)構(gòu)，上下分別通過過渡段和葉身统捶、葉根連接，同一級(jí)轉(zhuǎn)子的葉片緣板組成一個(gè)封閉的環(huán)形結(jié)構(gòu)柄粹。

葉根：其功能主要是連接葉片和輪盤，以便將功率傳輸?shù)脚c輪盤相連的轉(zhuǎn)子軸上驻右。葉根靠上、和緣板連接的部分稱為伸根境猜。葉根下端伺罗，連接渦輪盤的部分一般采用樅樹形榫頭靠牙，其優(yōu)點(diǎn)有：榫頭的周向尺寸較小，可在輪緣上安裝較多的葉片虎疗，輸出功率大糜罢；多個(gè)齒面?zhèn)髁﹂祝休d能力強(qiáng)蛹吱，安全裕度大涌疲；接觸面積較大晨每，有利于散熱和摩擦減振九昵；間隙配合所脉，受熱后能夠自由膨脹育韩，可以減小熱應(yīng)力克蚂；拆裝方便等。

葉冠：為了提高渦輪效率埃叭，常在葉片的上端采用一個(gè)類似緣板的葉冠結(jié)構(gòu)。其作用是：減小葉尖由葉盆向葉背的漏氣赤屋，降低二次損失，提高渦輪效率媚媒；相鄰葉片的葉冠之間的摩擦可以吸收震動(dòng)能量，起到減振作用莺奔；同一級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的葉冠相互抵緊，可增強(qiáng)葉片的剛性令哟，提高其抗振強(qiáng)度怔哮；帶冠葉片可以采用對(duì)氣動(dòng)性更為有利的薄葉型瓜收。目前鸡蒲，常用的葉冠形狀主要為平行四邊形和鋸齒形葉冠箭雪。

02 渦輪葉片加工制造

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葉片是一類典型的自由曲面零件束咙，加工這類零件時(shí)都有一個(gè)特點(diǎn)：薄濒秸，加工時(shí)易變形览止，并且材質(zhì)通常為不銹鋼邢垮、蒙乃爾合金、INCONEL校增、鈦和鎳為基礎(chǔ)的難加工合金材料，更增添了加工的困難度茁只，同時(shí)對(duì)加工工藝與加工用的刀具提出了更高的要求。

在葉片的加工中哥纫，葉片加工難點(diǎn)有以下3個(gè)方面：銑工藝圍帶處霉旗，葉根的加工蛀骇，銑拉筋孔厌秒。

再看看國外某工廠鑄造工藝制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片全過程。

▲首先將瓷土通過粉碎機(jī)打碎简僧，制作渦輪葉片的內(nèi)芯。

▲工作人員正在將塑形后的瓷土模型逐個(gè)檢查修形岛马，做好的瓷土模型將燒結(jié)成熔融石英陶瓷芯。

渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)需要中空的渦輪葉片啦逆，只有高質(zhì)量的陶瓷芯是失蠟法鑄造的最好內(nèi)芯材料伞矩，它能夠在澆鑄金屬時(shí)依然能夠保持穩(wěn)定夏志，在鑄件冷卻后有能通過化學(xué)工藝輕易溶解，在葉片中留下所需要的空氣通道兰吁。

▲已經(jīng)包裹了陶瓷芯的蜂蠟葉片

▲將葉片進(jìn)行最后加工驼吓，這樣熔融金屬就可以將空腔充滿肘抒，不會(huì)造成鑄造砂眼配赊。

▲機(jī)械手在陶土液中旋轉(zhuǎn)，使其均勻包裹住模型的任何部位积苞，這樣才能算合格。

▲機(jī)械手將模型加入特殊風(fēng)箱中乳吉，在外表噴淋瓷土，形成厚實(shí)的外殼醋躏。

▲包裹陶土后的鑄造模型，再進(jìn)行風(fēng)干處理

▲接著要進(jìn)行加溫搪书，將鑄造模型外部包裹的瓷土燒成陶瓷范模，同時(shí)屋休，將內(nèi)部的蜂蠟排出坞古，形成鑄造空腔劫樟。

▲每種范模都要一種特別的熔爐進(jìn)行加工。

▲最后叠艳，生產(chǎn)出的葉片還需要進(jìn)行X光探傷，每個(gè)葉片都要進(jìn)行多角度探傷，防止出現(xiàn)任何瑕疵吃粒。

（金昕煒）

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