一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115213645A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210975008.4(22)申请日2022.08.15(71)申请人贵州永红航空机械有限责任公司地址550009贵州省贵阳市贵阳市经济技术开发区清水江路1号(72)发明人冉春交宋玉祥韩向阳(74)专利代理机构贵州派腾知识产权代理有限公司52114专利代理师周黎亚(51)Int.Cl.B23P15/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法(57)摘要本发明公开了一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，采用粉末床激光选区熔化成型出微通道薄壁闭式叶轮毛坯，作为一个例子，微通道薄壁闭式叶轮的叶片宽度约1mm，叶轮盖厚度1mm，叶轮最窄通道高度0.8mm，长度8mm。叶轮毛坯成型过程中预留精加工余量，配合车床设备最终完成高精度零件制造。本发明避免了使用五轴设备加工叶片，也避免了采用焊接方法实现叶片与叶轮盖的连接，大大提高了叶轮加工效率，并提高了叶轮的质量一致性。CN115213645ACN115213645A权利要求书1/2页1.一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：包括，步骤一，采用激光选区成型的方式一次性制备出包含叶片和叶轮盖的微通道薄壁闭式叶轮毛坯，且闭式叶轮毛坯中的叶片和叶轮盖为最终连接状态，除闭式叶轮毛坯中微通道处不留加工余量外，当闭式叶轮毛坯上其余位置通过激光选区成型无法满足精度要求时，该位置处预留加工余量；步骤二，采用切削加工的方式精加工闭式叶轮毛坯预留加工余量的位置，获得设计要求的尺寸精度。2.根据权利要求1所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述闭式叶轮毛坯中预留加工余量的位置包括位于叶轮盖轴向外端面的第一加工余量位置，以及位于叶片轴向外端面的第二加工余量位置。3.根据权利要求1所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述采用激光选区成型的方式一次性制备微通道薄壁闭式叶轮毛坯时，成型方向与微通道薄壁闭式叶轮的轴线之间有一个75°的成型角。4.根据权利要求1所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述采用激光选区成型的方式一次性制备微通道薄壁闭式叶轮毛坯时，采用外部辅助支撑和内部自支撑两者组合的方式，其中外部辅助支撑为激光选区成型过程中成型方向上不属于闭式叶轮外型的实体。5.根据权利要求1所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述步骤一和步骤二之间还包括，清粉，采用压缩空气为气源对微通道薄壁闭式叶轮毛坯进行吹扫，直至没有粉末溢出；线切割，采用线切割将微通道薄壁闭式叶轮毛坯从基板上切下；热处理，在气氛炉中对微通道薄壁闭式叶轮毛坯进行退火处理，冷却方式为炉冷；去支撑，去除微通道薄壁闭式叶轮毛坯上的外部辅助支撑，并打磨外部辅助支撑所在位置的表面直至与非支撑面光顺一致；打磨，结合激光选区成型时采用的成型数据模型，对微通道薄壁闭式叶轮毛坯的表面高点、凸起、成型台阶进行打磨；无损检测，对微通道薄壁闭式叶轮毛坯进行无损检测。6.根据权利要求1所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述微通道薄壁闭式叶轮为铝合金材质，叶片宽度约0.8mm，叶轮盖厚度为1mm，叶轮最窄通道高度为0.8mm，长度为8mm；所述步骤一中，采用激光选区成型的方式一次性制备出包含叶片和叶轮盖的微通道薄壁闭式叶轮毛坯时选择的控制参数包括铺粉厚度、成型功率、激光扫描速度和填充线间距。7.根据权利要求6所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述激光选区成型的铺粉厚度为60μm。8.根据权利要求6所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述激光选区成型的成型功率为300～450W。9.根据权利要求6所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述激光选区成型的激光扫描速度为800～1800mm/s。10.根据权利要求6所述的一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法，其特征在于：所述激2CN115213645A权利要求书2/2页光选区成型的填充线间距为0.06～0.12mm。3CN115213645A说明书1/5页一种微通道薄壁闭式叶轮的加工方法技术领域[0001]本发明属于航空航天涡轮冷却器加工技术领域，特别是散热器用微通道薄壁闭式叶轮的加工成型方法。背景技术[0002]传统的加工方法中，闭式叶轮的叶片和叶轮盖是分开加工的，然后再焊接成型。其中，闭式叶轮的叶片采用五轴加工设备加工成型，但是这种加工方式的加工成本高，加工效率低；而叶片与叶轮盖通常采用盐浴钎焊或真空钎焊方式焊接成型，叶轮盖与叶轮叶片连接部位呈异形曲面，导致焊接时不易装配钎料，最终影响焊接质量，且降低了叶轮成型合格