侯龙建，吕彦明，张恰，龙朋，熊小涛

(江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡 214000)

0 引言

汽轮机叶片的截面扭曲程度较大，且各型面的扭曲程度互不相等，其中叶冠处扭曲程度最大，而叶根处扭曲程度最小。叶片锻件的型面在理论坐标系下的形状过于陡立，叶冠处材料较薄且扭曲程度较大，在锻造加工过程中必然需要很大的变形载荷，同时也会产生很大的横向错模力，从而影响叶片锻件的尺寸精度。此外，由于叶片两端的进出气边缘部位处在锻造过程中金属不能充型完全，导致叶片锻件两端出现缺陷，废品率较高[1]。若要避免这种缺陷，则需要加足够多的余量，使缺陷出现在余量部分。因此，在叶片锻件余量加放设计之前，先将叶身型线旋转至一个相对平坦的位置，使得锻造时的纵向载荷和横向错模力尽可能小。这样不仅能有效避免缺陷，还能节省材料，节约成本。

1 传统的叶片锻造转角的设计方法

1.1 叶片锻造转角的特征

对汽轮机扭曲叶片进行锻造工艺设计时，考虑到叶片锻模型腔设计的合理性，通常在模锻成形之前会先对叶片锻坯的形状进行预制坯。为使叶片锻件各难成形部位在锻造时能够按照金属流动规律充型完全，需要合理选择叶片锻件扭曲型面的锻造方向，即确定叶片锻件的锻造转角，这也是叶片锻造成形的重要环节。具体操作方法是将叶身截面型线绕其坐标中心旋转，旋转后锻造方向上的截面型线坐标轴(xoy)方向与原理论型线坐标轴(x0oy0)方向的所转角度即为锻造转角α[2]，如图1所示。……