导向叶片、发动机导向叶片、发动机、飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及叶片领域，特别涉及一种空心的分体式的导向叶片。


背景技术：

2.为实现减重效果，现有的一些发动机导向叶片被设置成空心结构。因发动机导向叶片的空腔深，不便刀具进入进行机加工，现有的空心的发动机导向叶片一般是采用铸造或3d打印等一体成型的方法进行制造，存在加工困难，加工成本高的缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中空心的发动机导向叶片加工困难的缺陷，提供一种导向叶片、发动机导向叶片、发动机、飞行器。
4.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
5.一种导向叶片，其包括叶片本体，所述叶片本体的内部具有空腔，所述叶片本体包括分体的叶片主体和叶片副体，所述叶片主体和所述叶片副体分别包括一部分形成所述空腔的内壁面，所述叶片主体和所述叶片副体均具有通向所述内壁面的开口，所述叶片主体和所述叶片副体相互连接。
6.在本技术方案中，叶片本体内部具有空腔，以减轻导向叶片的重量。叶片本体采用分体式设计，便于将叶片主体和叶片副体分开加工后再组装在一起。叶片主体和叶片副体均包括一部分形成叶片本体空腔的内壁面，便于在加工叶片主体和叶片副体的时候加工出形成叶片本体空腔的内壁面，当完成叶片本体的组装后，组装件的壁面围成叶片本体的空腔。叶片主体和叶片副体均具有通向空腔的内壁面的开口，便于刀具从开口处进入以加工内壁面。
7.较佳地，所述叶片主体和所述叶片副体沿所述导向叶片的横截面方向和/或径向方向连接。
8.在本技术方案中，叶片主体和叶片副体在沿导向叶片的横截面方向形成连接，即减小叶片主体和叶片副体沿径向方向的尺寸，即减小叶片主体和/或叶片副体内部空腔的深度，提高可加工性。叶片主体和叶片副体沿导向叶片的径向方向形成连接，即叶片主体和叶片副体在横截面方向具有开口，便于刀具进入进行加工。
9.较佳地，所述叶片本体包括沿所述径向方向设置的吸力面、压力面，所述吸力面和所述压力面相对设置，所述叶片主体和所述叶片副体在所述吸力面和所述压力面的中部形成连接。
10.在本技术方案中，叶片主体和叶片副体在吸力面和压力面的中部形成连接，即叶片本体在横截面方向是从中部拆分的，便于叶片主体和/或叶片副体内壁面的加工。
11.较佳地，所述叶片本体包括沿所述径向方向设置的吸力面、压力面，所述吸力面和所述压力面相对设置，所述叶片主体的一端和所述叶片副体的一端在所述吸力面或所述压力面的中部形成连接；
12.所述叶片主体的另一端和所述叶片副体的另一端呈自由状态。
13.在本技术方案中，叶片主体和叶片副体在吸力面或压力面中部形成连接，且在尾缘处未形成连接，即叶片副体和叶片主体一个为开口状，一个为片状，叶片主体和叶片副体均便于加工。叶片主体和叶片副体在尾缘处呈自由状态，未形成连接，减小尾缘处的应力。吸力面受到的流体压力小，当叶片主体和叶片副体在吸力面形成连接时，连接处受到的流体压力小，连接可靠。
14.较佳地，在所述导向叶片的尾缘处，所述叶片主体的另一端和所述叶片副体的另一端相互靠近设置。
15.在本技术方案中，叶片主体和叶片副体在尾缘处相互靠近，减小叶片主体和叶片副体在尾缘处的间隙，使得叶片本体在横截面方向尽可能的形成封闭结构，以提高导向叶片的流体动力性能。
16.较佳地，所述导向叶片还包括下安装件和上安装件，所述上安装件和所述下安装件上均设有安装部，所述导向叶片通过所述安装部安装在其他部件上。
17.较佳地，所述下安装件设置在所述叶片本体的下方，所述下安装件与所述叶片本体连接，或所述下安装件与所述叶片本体为一体设置；
18.所述上安装件设置在所述叶片本体的上方，所述上安装件与所述叶片本体连接，或所述上安装件与所述叶片本体为一体设置。
19.在本技术方案中，下安装件、上安装件与叶片本体为分体式设计时，便于下安装件、上安装件和叶片本体分开加工，提高各自的可加工性。下安装件、上安装件与叶片本体一体设置，可增强导向叶片的刚强度。
20.较佳地，所述下安装件、所述上安装件设置在所述叶片主体上。
21.在本技术方案中，下安装件、上安装件设置在叶片主体上，叶片副体不需连接上安装件和下安装件，减小叶片副体的受力。
22.较佳地，所述叶片本体在所述径向方向至少有一端为实心结构，所述下安装件和/或所述上安装件设置在所述叶片本体上的实心结构处。
23.在本技术方案中，下安装件和上安装件与其他部件相连接，叶片本体上与下安装件、上安装件连接的部位受力大，将下安装件和/或上安装件设置在所述叶片本体上的实心结构处，叶片本体上的实心结构处结构刚强度高，以提高导向叶片与其他部件连接的可靠性。
24.较佳地，所述叶片本体在所述径向方向至少有一端为实心结构。
25.在本技术方案中，叶片本体的端部为实心结构，以增强导向叶片的整体刚强度。
26.较佳地，所述导向叶片还包括隔框，所述隔框设置在所述叶片本体的空腔内，所述隔框的两端与所述叶片本体相连接。
27.在本技术方案中，隔框对导向叶片起到加强作用。
28.较佳地，所述隔框与所述叶片本体为分体式并相互连接。
29.在本技术方案中，隔框与叶片本体为分体式结构，便于隔框和叶片本体分别加工，提高叶片本体和隔框的可加工性。
30.较佳地，所述叶片本体上设有凹槽，
31.所述隔框上设有凸起，所述凸起与所述凹槽形成过盈配合；
32.或所述隔框的端部与所述凹槽形成过盈配合。
33.较佳地，所述隔框与所述叶片副体一体化设置，所述叶片副体通过所述隔框与所述叶片主体连接。
34.在本技术方案中，隔框与叶片副体一体化设置，减少导向叶片的零件，提高导向叶片的刚强度。
35.较佳地，所述叶片本体包括沿所述径向方向设置的吸力面、压力面，所述吸力面和所述压力面相对设置，所述隔框的一端连接所述吸力面的中部，另一端连接所述压力面的中部。
36.在本技术方案中，隔框设置在叶片本体的中部，使得导向叶片的刚强度性能好。
37.一种发动机导向叶片，其包括前面任一技术方案所述的导向叶片。
38.一种发动机，其包括前述的发动机导向叶片。
39.一种飞行器，其包括前述的发动机。
40.本实用新型的积极进步效果在于：
41.叶片主体和叶片副体均包括一部分形成叶片本体空腔的内壁面，便于在加工叶片主体和叶片副体的时候加工出形成叶片本体空腔的内壁面。叶片主体和叶片副体均具有通向空腔的内壁面的开口，便于刀具从开口处进入以加工内壁面。叶片本体的叶片主体和叶片副体为分体式设计，便于将叶片主体和叶片副体分开加工后再组装在一起。
附图说明
42.图1为本实用新型实施例1的叶片本体的结构示意图。
43.图2为图1中叶片本体的结构爆炸图。
44.图3为本实用新型实施例2的叶片本体的结构示意图。
45.图4为图3中叶片本体的结构爆炸图。
46.图5为本实用新型实施例3的叶片本体的结构示意图。
47.图6为图5中叶片本体的结构爆炸图。
48.图7为本实用新型实施例4的导向叶片的结构示意图。
49.图8为本实用新型实施例5的导向叶片的结构示意图。
50.图9为本实用新型实施例6的导向叶片的结构示意图。
51.图10为本实用新型实施例7的导向叶片的结构示意图。
52.图11为图10中a-a方向的剖视图。
53.图12为本实用新型实施例7的航空涡扇发动机结构示意图。
54.附图标记说明：
55.导向叶片 1
56.叶片本体 10
57.空腔 101
58.叶片主体 111
59.叶片副体 112
60.吸力面 121
61.压力面 122
62.尾缘 123
63.头部 124
64.横截面方向 131
65.径向方向 132
66.下安装件 21
67.上安装件 22
68.安装部 23
69.隔框 31
70.航空涡扇发动机 2
具体实施方式
71.下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
72.以下实施例中所述的“上方”、“下方”与图中视角相对应，是为了便于表述结构之间的相对位置关系，并不代表实际情况。
73.实施例1
74.如图1-图2所示，本实施例提供一种导向叶片1。该导向叶片1包括叶片本体10，叶片本体10的内部具有空腔101，叶片本体10包括分体的叶片主体111和叶片副体112，叶片主体111和叶片副体112分别包括一部分形成空腔101的内壁面，叶片主体111和叶片副体112均具有通向内壁面的开口，叶片主体111和叶片副体112相互连接。
75.叶片本体10内部具有空腔101，以减轻导向叶片1的重量。叶片本体10采用分体式设计，便于将叶片主体111和叶片副体112分开加工后再组装在一起。叶片主体111和叶片副体112均包括一部分形成叶片本体10空腔101的内壁面，便于在加工叶片主体111和叶片副体112的时候加工出形成叶片本体10空腔101的内壁面，当完成叶片本体10的组装后，组装件的壁面围成叶片本体10的空腔101。叶片主体111和叶片副体112均具有通向空腔101的内壁面的开口，便于刀具从开口处进入以加工内壁面。
76.在本实施例中，叶片本体10包括沿导向叶片1的径向方向132设置的吸力面121、压力面122，吸力面121和压力面122相对空腔101的两侧设置，叶片主体111的一端和叶片副体112的一端在吸力面121的中部形成连接，叶片主体111的另一端和叶片副体112的另一端呈自由状态。
77.叶片主体111和叶片副体112在吸力面121中部形成连接，且在尾缘123处未形成连接，叶片主体111为开口状，叶片副体112为片状，叶片主体111和叶片副体112均便于加工内壁面。叶片主体111和叶片副体112在尾缘123处呈自由状态，未形成连接，减小尾缘123处的应力。吸力面121受到的流体压力小，叶片主体111和叶片副体112在吸力面121形成连接，连接处受到的流体压力小，连接可靠。
78.在其他实施例中，叶片主体111的一端和叶片副体112的一端也可以在压力面122的中部形成连接。在其他实施例中，叶片主体111和叶片副体112也可以在其他部位形成连接。
79.在本实施例中，在导向叶片1的尾缘123处，叶片主体111的另一端和叶片副体112
的另一端相互靠近设置。叶片主体111和叶片副体112在尾缘123处相互靠近，减小叶片主体111和叶片副体112在尾缘123处的间隙，使得叶片本体10在横截面方向131尽可能的形成封闭结构，以提高导向叶片1的流体动力性能。
80.在本实施例中，叶片主体111在连接部位具有凸起(图中未示出)，叶片副体112在连接部位具有凹槽(图中未示出)，叶片主体111和叶片副体112通过凸起和凹槽卡合形成过盈配合。
81.实施例2
82.如图3-图4所示，本实施例提供一种导向叶片1。该导向叶片1的叶片本体10包括沿径向方向132设置的吸力面121、压力面122，吸力面121和压力面122相对设置，叶片主体111和叶片副体112在吸力面121和压力面122的中部形成连接。
83.叶片主体111和叶片副体112在吸力面121和压力面122的中部形成连接，即叶片本体10在横截面方向131是从中部拆分的，便于叶片主体111和叶片副体112内壁面的加工。
84.实施例3
85.如图5-图6所示，本实施例提供一种导向叶片1。该导向叶片1的叶片本体10包括叶片主体111和叶片副体112，叶片主体111和叶片副体112在导向叶片1的头部124形成连接，在导向叶片1的尾缘123处呈自由状态。叶片主体111和叶片副体112均为片状结构，便于叶片主体111和叶片副体112内壁面的加工。
86.实施例4
87.如图7所示，本实施例提供一种导向叶片1。该导向叶片1的叶片本体10包括叶片主体111和叶片副体112，叶片主体111和叶片副体112沿导向叶片1的横截面方向131形成连接。叶片主体111和叶片副体112在沿导向叶片1的横截面方向131形成连接，即减小叶片主体111和叶片副体112沿径向方向132的尺寸，即减小叶片主体111和/或叶片副体112内部空腔101的深度，提高叶片主体111和叶片副体112的可加工性。
88.实施例5
89.如图8所示，本实施例提供一种导向叶片1。该导向叶片1的叶片本体10包括叶片主体111和叶片副体112，叶片主体111和叶片副体112沿导向叶片1的径向方向132形成连接。叶片主体111和叶片副体112沿导向叶片1的径向方向132形成连接，即叶片主体111和叶片副体112在横截面方向131具有开口，便于加工叶片主体111和叶片副体112的内壁面。
90.实施例6
91.如图9所示，本实施例提供一种导向叶片1。在本实施例中，导向叶片1还包括隔框31，隔框31设置在叶片本体10的空腔101内，隔框31的两端与叶片本体10相连接。通过设置隔框31，以对导向叶片1起到加强作用，提高导向叶片1的刚强度和抗冲击能力。
92.在本实施例中，叶片本体10上设有凹槽，隔框31的端部与凹槽形成过盈配合。隔框31与叶片本体10为分体式设计，通过过盈配合实现连接，便于隔框31和叶片本体10分开加工，提高叶片本体10和隔框31的可加工性。
93.在其他实施例中，叶片本体10和隔框31还可以通过销连接等方式连接。
94.实施例7
95.如图10-图12所示，本实施例提供一种导向叶片1及包括该导向叶片1的发动机。
96.在本实施例中，导向叶片1还包括隔框31，隔框31设置在叶片本体10的空腔101内，
隔框31的两端与叶片本体10相连接。隔框31与叶片副体112一体化设置，叶片副体112通过隔框31与叶片主体111连接。通过隔框31与叶片副体112一体化设置，减少导向叶片1的零件，提高导向叶片1的刚强度。
97.在本实施例中，叶片本体10包括沿径向方向132设置的吸力面121、压力面122，吸力面121和压力面122相对设置，隔框31的一端连接吸力面121的中部，另一端连接压力面122的中部。隔框31设置在叶片本体10的中部，使得导向叶片1的刚强度性能好。
98.如图11所示，本实施例的隔框31为h型，h型隔框31与叶片主体111有多个接触面，提高连接的可靠性，增加导向叶片1的刚度。在其他实施例中，也可以采用其他形状的隔框31。
99.在本实施例中，导向叶片1还包括下安装件21和上安装件22，上安装件22和下安装件21上设有与航空涡扇发动机2相配合的安装部23，导向叶片1通过安装部23安装在航空涡扇发动机2上。其中，下安装件21设置在叶片本体10的下方，下安装件21与叶片本体10为一体设置；上安装件22设置在叶片本体10的上方，上安装件22与叶片本体10为一体设置。下安装件21、上安装件22与叶片本体10一体设置，可增强导向叶片1的刚强度。
100.航空涡扇发动机2的其他部位和叶片本体10之间通过下安装件21和上安装件22传递载荷，在本实施例中，下安装件21和上安装件22均设置在叶片主体111上，以较小叶片副体112的受力。
101.在本实施例中，下安装件21、上安装件22、叶片主体111采用锻件进行机加工，加工出来的下安装件21、上安装件22和叶片主体111即为一体的，叶片副体112也采用锻件机加工成型。锻件机加工能保证材料的塑性。在其他实施例中，叶片主体111和叶片副体112也可以采用3d打印等工艺成型。
102.在本实施例中，导向叶片1采用铝合金材料，在其他实施例中，导向叶片1也可以采用钛合金等其他轻质金属材料，或是碳纤维复合材料等。
103.在其他实施例中，上安装件22或下安装件21与叶片本体10也可以是分体式设计。
104.在本实施例中，叶片本体10沿径向方向132的两端均为实心结构，下安装件21和上安装件22设置在叶片本体10上的实心结构处。叶片本体10上与下安装件21、上安装件22连接的部位受力大，将下安装件21和上安装件22设置在叶片本体10上的实心结构处，叶片本体10上的实心结构处结构刚强度高，以提高导向叶片1与航空涡扇发动机2其他部位连接的可靠性。
105.如图10所示，在本实施例中，叶片副体112在径向方向132只包括图10中虚线所示的部分，叶片副体112与叶片主体111通过卡槽连接形成过盈配合，具体为通过加热叶片主体111的方式进行装配。在其他实施例中，也可以通过冷却叶片副体112等方式实现叶片主体111和叶片副体112的过盈配合。在其他实施例中，叶片主体111和叶片副体112也可采用销连接等方式连接。
106.在其他实施例中，叶片本体10也可以只在沿径向方向132的一端设置实心结构。在其他实施例中，上安装件22或下安装件21既可以安装在叶片本体10的实心结构处，也可以安装在叶片主体111的空腔101对应处。
107.将本实施例的导向叶片1作为发动机导向叶片1，设置在航空涡扇发动机2的外涵道，得到本实施例的航空涡扇发动机2，导向叶片1主要用于导流经过风扇直接排出发动机
的空气，承受载荷较小。
108.在其他实施例中，也可以将上述任一实施例中的导向叶片1应用到压气机静子导向叶片1和涡轮静子导向叶片1。
109.在其他实施例中，也可以将本实施例中的航空涡扇发动机2应用到飞行器上。
110.关于如何将导向叶片1应用到航空涡扇发动机2的外涵道、压气机静子导向叶片1、或涡轮静子导向叶片1，如何将航空涡扇发动机2应用到飞行器上，现有技术中已公开了大量的技术手段，具体可参照现有技术进行。
111.在其他实施例中，可以采用仿真优化等方式对隔框31厚度、叶片本体10的壁厚进行设计，得到最佳的壁厚分布方案。
112.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。