[发明专利]一种用于航空发动机叶片装夹热处理的夹具优化方法

说明书

一种用于航空发动机叶片装夹热处理的夹具优化方法，包括以下步骤：S01，建立夹具基础模型和叶片工件模型；S02，模拟航空发动机叶片在重力作用下悬挂于夹具上的状态；S03，热处理夹具的优化数据分析；S04，根据数据分析结果对热处理夹具进行优化。本发明根据叶片在热处理夹具上面悬挂状态的分析数据对热处理夹具进行优化，使实际设计制造出的热处理夹具能在实际生产中让叶片叶身接近理想竖直悬挂于其上，以降低叶片热处理变形，从而提高叶片加工制造与设计图纸的相符性，降低叶片加工制造成本；同时，本发明通过模拟实物及场景的方法代替实物试验来对夹具进行优化，节省了材料成本缩短了制造周期，提高了叶片研制生产效率。

技术领域

本发明涉及一种用于航空发动机叶片装夹热处理的夹具优化方法。

背景技术

目前在叶片热处理实际应用过程中，为了降低其因为自重和相互间挤压而带来的热处理变形，往往采用吊挂的方式来进行热处理。无锡透平叶片有限公司专利CN204455214U《一种降低汽轮机叶片锻件热处理变形的装料结构》说明书公开了一种装料结构，此结构可利用叶片的自重将叶片自由悬挂于其上进行热处理以减少热处理变形；西安航空动力股份有限公司专利CN204097530U《一种精锻叶片真空热处理组合式料架》说明书也公开了一种组合式料架，使用该料架可使榫头长度方向带斜度的叶片叶身竖直悬挂于其上，以减少叶片发生热处理变形。以上两个专利反映了目前大多数悬挂式叶片热处理夹具的目的都是要将叶片叶身竖直悬挂于热处理夹具上以减少叶片热处理变形，因在叶片实际热处理过程中，叶片叶身竖直悬挂状态偏转几度的小差别往往会带来较大的变形差异(靠近叶尖叶身截面的扭转变形差别可达到1.8度以上)，实践中发现：叶片自由悬挂时其叶身越竖直，叶片热处理后发生的变形越小，反之亦然。并且大多数在制叶片的榫头内侧面为圆弧面或圆锥面等非简单平面，且叶片结构不规则其重心不在几何中心，目前未有一种有效方法在制造热处理夹具之前判断叶片在实际重力作用下竖直悬挂于夹具上与否，这就会造成实际设计制造出的热处理夹具并不能使叶片叶身接近理想竖直悬挂于其上，往往会有几度甚至十几度的偏转差别。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于航空发动机叶片装夹热处理的夹具优化方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种用于航空发动机叶片装夹热处理的夹具优化方法，包括以下步骤：

S01，建立夹具基础模型和叶片工件模型：

根据热处理夹具的阵列结构特点进行精简，取最小有效装夹单元作为夹具基础模型，并建立航空发动机叶片的真实三维模型，设置好叶片与夹具最小有效装夹单元间的位置关系，并使叶片的悬挂方向为正X、Y、Z中的任一向；

S02，模拟航空发动机叶片在重力作用下悬挂于夹具上的状态：

将设置好的夹具最小有效装夹单元和叶片真实模型导入仿真模块中，模拟工件在重力作用下自由下落悬挂到夹具上的过程；

S03，热处理夹具的优化数据分析：

将上一步骤模拟后的夹具最小有效装夹单元模型及叶片真实模型导入三维建模基础模型中，结合航空发动机叶片结构特点，利用辅助画线、测量等功能，分析热处理夹具的叶片装夹间距、装夹角度等参数对叶片竖直悬挂状态的影响；

S04，根据数据分析结果对热处理夹具进行优化：

根据上一步骤中分析的叶片装夹间距、装夹角度等参数对叶片竖直悬挂状态的影响，对热处理夹具的叶片装夹间距、装夹角度等参数进行优化，使实际设计制造出的热处理夹具能够有效地让叶片叶身接近理想竖直悬挂于热处理夹具上，从而降低叶片热处理变形。

进一步的，所述步骤S01中，最小有效装夹单元件三维模型及叶片的真实三维模型分别导出为兼容仿真模块的文件格式。