一种用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103331515A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103331515103331515A(43)申请公布日2013.10.02(21)申请号201310250809.5(22)申请日2013.06.21(71)申请人中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所地址100024北京市朝阳区八里桥北东军庄1号(72)发明人张田仓李辉李晓红张连锋季亚娟(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司11127代理人何春兰(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图4页附图4页(54)发明名称一种用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法(57)摘要本发明公开了一种用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法，所述整体叶盘由多个叶片和轮盘焊接而成，所述叶片具有一体成型的叶片凸台，所述叶片凸台与所述轮盘的圆锥面直接接触，通过线性摩擦焊接在所述轮盘上。本发明的用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法，通过对构成整体叶盘的叶片和轮盘的相对位置的确定步骤，实现了保留叶片一侧的焊接台，取消轮盘一侧的焊接台，使叶片的焊接台直接和轮盘的圆锥面进行焊接，从而简化了轮盘的外形结构、减小了轮盘的毛坯尺寸、提高了材料利用率、减小了加工难度和加工工作量，同时降低轮盘的制造成本。CN103331515ACN1035ACN103331515A权利要求书1/1页1.一种用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法，其特征在于，所述整体叶盘由多个叶片和轮盘焊接而成，所述叶片具有一体成型的叶片凸台，所述叶片凸台与所述轮盘的圆锥面直接接触，通过线性摩擦焊接在所述轮盘上，所述方法包括如下步骤：A：提供一个叶片模拟件和一个轮盘模拟件，将所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件分别安装到叶片夹具和轮盘夹具上，通过检测所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件之间的相对位置，确定所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件在所述叶片夹具和所述轮盘夹具上的正确位置；B：将所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件分别从所述叶片夹具和所述轮盘夹具上拆卸下来，将所述叶片和轮盘安装到所述叶片夹具和所述轮盘夹具上；C：使所述叶片凸台与所述轮盘的圆锥面直接接触，通过线性摩擦将所述叶片焊接在所述轮盘上；D：将所述轮盘相对所述轮盘夹具转动预定的角度，在所述叶片夹具上安装另一个叶片，重复上述步骤C，将全部叶片焊接在所述轮盘上；E：通过机械加工，将所述叶片凸台以及多余的焊接余料结构切除。2.根据权利要求1所述的用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法，其特征在于，所述步骤A进一步包括如下步骤：所述叶片模拟件包括具有一个顶部平面的夹持块，在所述夹持块上设置一个百分表，将所述叶片模拟件连同所述夹持块和所述百分表安装到所述叶片夹具上；在所述轮盘模拟件上固定一个具有两个相互垂直的第一平面和第二平面的检测轴，将所述轮盘模拟件连同所述检测轴安装到所述轮盘夹具上；利用所述百分表垂直于所述检测轴的第一平面，检测所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件的水平相对位置；利用所述夹持块的顶部平面与所述检测轴的第二平面的垂直距离，检测所述叶片模拟件和所述轮盘模拟件的垂直相对位置。2CN103331515A说明书1/5页一种用于整体叶盘制造的线性摩擦焊接方法技术领域[0001]本发明是有关于一种线性摩擦焊接方法，具体来说，是有关于一种用于整体叶盘制造时，可用于整体叶盘的轮盘和叶片的线性摩擦焊接方法。背景技术[0002]线性摩擦焊技术的焊接原理是，一个振动工件高频往复振动，另一个顶锻工件在一定负载力作用下和振动工件接触，在接触界面上产生摩擦热，界面温度快速升高，界面金属软化并发生塑性流动，形成飞边被挤出；当界面金属被挤出到一定程度，振动工件快速停止振动，保持负载力一定时间，界面金属通过相互扩散与再结晶焊接在一起，从而完成整个焊接过程。[0003]目前的线性摩擦焊零件进行结构设计时，振动工件和顶锻工件均需要加工出焊接台，焊接台的端面是平面，而且轮廓完全相同。[0004]如图1所示，以整体叶盘1的制造过程为例，其在制造的时候需要采用线性摩擦焊接技术将若干叶片10焊接到轮盘20上。在焊接之前，为满足焊接工艺的要求，需要在轮盘20的外侧圆锥面21上加工出与叶片10数量相同的轮盘凸台22，轮盘凸台22的端面和四个侧面的精度要求很高，轮盘凸台22需要使用五坐标数控加工中心才能保证精度要求。轮盘20和叶片10焊接前的状态如图1所示，主要包括：轮盘20、圆锥面21、轮盘凸台22、叶片10、叶片装夹台11、叶片凸台12等。[0005]结构要点如下：轮盘20的外侧圆锥面21上加工出若干轮盘凸台22，轮盘凸台22和相邻凸台之间的面是圆锥面21，以上所示的轮盘凸台22、圆锥面21均在五坐标数控加工中心上加