激光近凈成形金屬三元葉輪葉片實驗研究.pdf

1、三元葉輪是航空發(fā)動機、大型壓縮機等透平機械的核心部件，隨著對透平機械性能要求的提高，三元葉輪的形狀也更加復雜，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行制造，加工過程中材料去除量大，材料浪費嚴重且加工周期較長。激光近凈成形技術是一種新型增材制造技術，能夠實現(xiàn)各種高性能、復雜零件的快速、無模具、高致密近凈成形，采用激光近凈成形方式進行三元葉

2、輪成形為實現(xiàn)其短周期、低成本制造提供了工程參考，尤其對于實現(xiàn)大型受損葉輪的快速修復具有重要價值。
　　本文以某三元葉輪中的單個葉片為成形目標，通過開展基礎工藝實驗，給出葉片成形所需的合理工藝參數(shù)，然后針對其大傾斜、大扭轉的結構特征，提出了一種光束與垂直方向預設夾角的成形方法，通過開展傾斜薄壁結構成形實驗，探究預設夾角的選擇依據(jù)，最后，采用預設夾角方法進行葉片成形并對其成形精度進行檢測，主要研究內容如下:
　　(1)開展單道激

3、光熔覆正交實驗，研究工藝參數(shù)對熔覆層形貌的影響關系，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驗驗證模型的正確性，選擇合理的Z軸提升量。
　　(2)在光束垂直照射條件下，開展傾斜薄壁結構成形實驗，探究傾斜薄壁結構傾斜極限;提出一種光束與垂直方向預設夾角的成形方法，在預設夾角條件下開展不同傾斜薄壁結構成形實驗，給出預設夾角的選擇依據(jù)，并采用預設夾角的方式成形傾角連續(xù)變化的扭轉薄壁結構，驗證預設夾角