激光近凈成形金屬三元葉輪葉片實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、三元葉輪是航空發(fā)動(dòng)機(jī)、大型壓縮機(jī)等透平機(jī)械的核心部件，隨著對(duì)透平機(jī)械性能要求的提高，三元葉輪的形狀也更加復(fù)雜，主要體現(xiàn)在葉片扭曲更大、厚度更薄、間隔更小，這給三元葉輪的加工帶來了極大的困難。目前，三元葉輪主要采用多軸銑削以及數(shù)控電火花等減材加工方式進(jìn)行制造，加工過程中材料去除量大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重且加工周期較長。激光近凈成形技術(shù)是一種新型增材制造技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種高性能、復(fù)雜零件的快速、無模具、高致密近凈成形，采用激光近凈成形方式進(jìn)行三元葉

2、輪成形為實(shí)現(xiàn)其短周期、低成本制造提供了工程參考，尤其對(duì)于實(shí)現(xiàn)大型受損葉輪的快速修復(fù)具有重要價(jià)值。
　　本文以某三元葉輪中的單個(gè)葉片為成形目標(biāo)，通過開展基礎(chǔ)工藝實(shí)驗(yàn)，給出葉片成形所需的合理工藝參數(shù)，然后針對(duì)其大傾斜、大扭轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)特征，提出了一種光束與垂直方向預(yù)設(shè)夾角的成形方法，通過開展傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗(yàn)，探究預(yù)設(shè)夾角的選擇依據(jù)，最后，采用預(yù)設(shè)夾角方法進(jìn)行葉片成形并對(duì)其成形精度進(jìn)行檢測，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)開展單道激

3、光熔覆正交實(shí)驗(yàn)，研究工藝參數(shù)對(duì)熔覆層形貌的影響關(guān)系，獲得合理工藝參數(shù)范圍;建立豎直薄壁成形Z軸提升量模型，并通過開展豎直薄壁成形實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模型的正確性，選擇合理的Z軸提升量。
　　(2)在光束垂直照射條件下，開展傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗(yàn)，探究傾斜薄壁結(jié)構(gòu)傾斜極限;提出一種光束與垂直方向預(yù)設(shè)夾角的成形方法，在預(yù)設(shè)夾角條件下開展不同傾斜薄壁結(jié)構(gòu)成形實(shí)驗(yàn)，給出預(yù)設(shè)夾角的選擇依據(jù)，并采用預(yù)設(shè)夾角的方式成形傾角連續(xù)變化的扭轉(zhuǎn)薄壁結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證預(yù)設(shè)夾角