一种燃气轮机叶片曲面喷涂方法与流程

1.本发明涉及燃气轮机叶片表面加工技术领域，尤其涉及一种燃气轮机叶片曲面喷涂方法。


背景技术：

2.燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，其工作原理是压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到涡轮中膨胀做功，推动涡轮带动压气机和外负荷转子一起高速旋转，实现了气体或液体燃料的化学能部分转化为机械功。叶片是燃气轮机中最为重要的零件，由于叶片处于高温高压的工作环境中，所以对于叶片的表面有着极高的要求。因为叶片具有复杂的曲面外形，无法进行对扭转角度大的叶片进行喷涂，容易造成喷涂不均匀，致使涂层的效果达不到理想中的效果，影响叶片的表面质量。


技术实现要素：

3.针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种燃气轮机叶片曲面喷涂方法，其优点在于合理划分喷涂区域和路径，提高喷涂精度，提高涂层的均匀度。
4.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种燃气轮机叶片曲面喷涂方法，包括以下步骤：
6.步骤s1：建立叶片模型，划分加工区域；
7.步骤s2：依据加工区域设计喷涂路径，导出模型；
8.步骤s3：将模型导出到控制软件中，模型位置与工件实际位置保证一致；
9.步骤s4：设置喷涂起点；
10.步骤s5：选择喷涂路径，执行自动路径功能，编制机械人的行使旅行，自动产生行使程序。
11.进一步的，在步骤s1中，加工区域划分为：呈凸起状的压力面，呈凹陷状的吸力面，吸力面和压力面之间为弧形的进气边，压力面以凸起部顶部作为分界线，划分为曲面s1和s2。
12.进一步的，在步骤s2中，在曲面s1沿叶片外形走向依次设置有路径a1、a2、
·····
至an。
13.进一步的，在步骤s2中，曲面s1中相邻路径偏移距离为0.1mm～0.5mm。
14.进一步的，在步骤s2中，在曲面s2沿叶片外形走向依次设置有路径b1、b2、
·····
至bn。
15.进一步的，在步骤s2中，曲面s2中相邻路径偏移距离为0.2mm～0.4mm。
16.进一步的，在步骤s2中，在吸力面上沿叶片外形走向依次设置有c1、c2、
·····
至cn。
17.进一步的，在步骤s2中，吸力面中相邻路径偏移距离为0.4mm～0.6mm。
18.进一步的，在步骤s2中，在进气边沿其弯曲走向依次设置有路径d1、d2、
·····
至dn。
19.进一步的，在步骤s2中，进气边中相邻路径偏移距离为0.1mm～0.2mm。
20.综上所述，本发明具有以下有益效果：
21.1.通过合金划分加工曲面，将不同曲率的曲面做出细致区分，并且在不同的曲面上选择不同的喷涂路径，使在单一路径上进行近似于直面的喷涂，大大提高涂层的均匀度，涂层的结合强度增强，涂层的硬度有所提高。
22.2.机器人采用s形运行轨迹，沿着相应面的法向进行喷涂，使喷涂路径首尾相连，喷涂过程均匀且连续，避免分层、边缘翘起等缺陷。
附图说明
23.图1是燃气轮机叶片曲面喷涂方法的步骤示意图。
24.图2是叶片的模型示意图。
25.图3是压力面的喷涂路径示意图。
26.图4是吸力面的喷涂路径示意图。
27.图5是进气边的喷涂路径示意图。
28.图6是试样1涂层的微观检测图。
29.图7是试样2涂层的微观检测图。
30.图8是试样3涂层的微观检测图。
31.图9是试样4涂层的微观检测图。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
33.实施例:
34.一种燃气轮机叶片曲面喷涂方法，如图1所示，包括以下步骤：
35.步骤s1：在ug中建立叶片模型，叶片模型如图2所示，划分加工区域，加工区域划分为：呈凸起状的压力面，呈凹陷状的吸力面，吸力面和压力面之间为弧形的进气边，压力面以凸起部顶部作为分界线，划分为曲面s1和s2。
36.步骤s2：依据加工区域设计喷涂路径，具体如下：
37.1、如图3所示，在曲面s1沿叶片外形走向依次设置有路径a1、a2、
·····
至an。曲面s1中相邻路径偏移距离为0.1mm。
38.2、如图3所示，在曲面s2沿叶片外形走向依次设置有路径b1、b2、
·····
至bn。曲面s2中相邻路径偏移距离为0.2mm。
39.3、如图4所示，在吸力面上沿叶片外形走向依次设置有c1、c2、
·····
至cn。吸力面中相邻路径偏移距离为0.4mm。
40.4、如图5所示，在进气边沿其弯曲走向依次设置有路径d1、d2、
·····
至dn。进气边中相邻路径偏移距离为0.1mm。
41.路径设计完成之后，导出模型。
42.步骤s3：将模型导出到控制软件robotstudio中，robotstudio中模型位置与工件实际位置保证一致，具体的，在模型上建立坐标系，并且在工件实际位置设置相同的坐标系，保证两者重合。
43.步骤s4：设置喷涂起点，选择曲面s1的a1的端点作为起点。
44.步骤s5：选择喷涂路径，执行自动路径功能，编制机械人的行驶轨迹，自动产生行使程序。机械人的行驶轨迹形式轨迹为a1、a2、
·····
至an，之后为b1、b2、
·····
至bn，然后为d1、d2、
·····
至dn，最后为c1、c2、
·····
至cn。机械人采用s形运行轨迹，单个路径喷涂完成之后，机械人偏移该曲面要求的偏移距离。
45.实施例2：
46.与实施例1不同的地方在于：
47.步骤s2：依据加工区域设计喷涂路径，具体如下：
48.1、如图3所示，在曲面s1沿叶片外形走向依次设置有路径a1、a2、
·····
至an。曲面s1中相邻路径偏移距离为0.2mm。
49.2、如图3所示，在曲面s2沿叶片外形走向依次设置有路径b1、b2、
·····
至bn。曲面s2中相邻路径偏移距离为0.3mm。
50.3、如图4所示，在吸力面上沿叶片外形走向依次设置有c1、c2、
·····
至cn。吸力面中相邻路径偏移距离为0.5mm。
51.4、如图5所示，在进气边沿其弯曲走向依次设置有路径d1、d2、
·····
至dn。进气边中相邻路径偏移距离为0.2mm。
52.实施例3：
53.与实施例1不同的地方在于：
54.步骤s2：依据加工区域设计喷涂路径，具体如下：
55.1、如图3所示，在曲面s1沿叶片外形走向依次设置有路径a1、a2、
·····
至an。曲面s1中相邻路径偏移距离为0.3mm。
56.2、如图3所示，在曲面s2沿叶片外形走向依次设置有路径b1、b2、
·····
至bn。曲面s2中相邻路径偏移距离为0.4mm。
57.3、如图4所示，在吸力面上沿叶片外形走向依次设置有c1、c2、
·····
至cn。吸力面中相邻路径偏移距离为0.6mm。
58.4、如图5所示，在进气边沿其弯曲走向依次设置有路径d1、d2、
·····
至dn。进气边中相邻路径偏移距离为0.2mm。
59.涂层微观结构检测：
60.随机选取4个试样分别做微观检测。
61.检测规格：100μm。
62.结论：
63.试样1：如图6所示，涂层致密并且均匀，没有裂痕。
64.试样2：如图7所示，涂层致密并且均匀，没有裂痕。
65.试样3：如图8所示，涂层致密并且均匀，没有裂痕。
66.试样4：如图9所示，涂层致密并且均匀，没有裂痕。
67.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
68.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。