Способ изготовления полой лопатки



Способ изготовления полой лопатки
Способ изготовления полой лопатки
Способ изготовления полой лопатки

 


Владельцы патента RU 2441729:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "САЛЮТ" (ФГУП "НПЦ газотурбостроения "САЛЮТ") (RU)

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. Способ включает выдавливание заготовки стакана, предварительную формовку хвостовика и пера лопатки, заварку конца пера лопатки и окончательную штамповку в размер. Предварительную формовку хвостовика лопатки осуществляют из металла дна стакана, а пера - из его стенки. При выдавливании стакана формируют на внутренней стороне его стенки четное количество ребер жесткости, параллельных оси симметрии. При предварительной формовке пера лопатки ребра жесткости накладывают друг на друга. В результате обеспечивается упрощение технологического процесса и повышение качества полой лопатки за счет получения равномерной деформации. 3 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной и энергетической промышленности при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок.

Известен способ изготовления полой лопатки путем формирования каждой из двух половин лопатки, сборку, их диффузионную сварку между собой и крутку лопатки в собранном виде (см. авторское свидетельство СССР №487707, МПК B21K 3/00, 1975 г.).

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость изготовления лопатки.

Известен также способ изготовления полой лопатки, включающий в себя выдавливание из металла заготовки стакана, предварительную формовку хвостовика лопатки из металла дна стакана и пера лопатки из его стенки, заварку конца пера лопатка и окончательную штамповку в размер (см. патент РФ №2366530, МПК B21K 3/04, 2008 г.).

В известном способе ребра жесткости формируются отдельно. После предварительной формовки ребра жесткости вставляются внутрь пера, а затем крепятся к стенкам пера лопатки посредством сварки. Все это требует использования специального оборудования и дополнительных технологических операций. Кроме того, в процессе сварки предварительно сформованное перо лопатки подвергается неравномерной деформации, что приводит к дефекту заготовки лопатки.

Техническим результатом способа изготовления полой лопатки является уменьшение трудоемкости за счет уменьшения количества технологических операций и повышение качества изготовления полой лопатки.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления полой лопатки, включающем в себя выдавливание из металла заготовки стакана, предварительную формовку хвостовика лопатки из металла дна стакана и пера лопатки из его стенки, заварку конца пера лопатка и окончательную штамповку в размер, при выдавливании стакана формируют на внутренней стороне его стенки четное количество ребер жесткости, параллельных оси симметрии, а при предварительной формовке пера лопатки ребра жесткости накладывают друг на друга.

Изобретение поясняется чертежами, где

на фиг.1 показана заготовка стакана;

на фиг.2 - предварительно отформованные хвостовик и перо лопатки;

на фиг.3 изображена окончательно отформованная лопатка.

Способ изготовления полой лопатки осуществляют следующим образом.

От катаной или кованой штанги отрезают мерную заготовку заданной длины. После чего заготовку нагревают до температуры ковки и, например, на ГКМ горячей высадкой получают круглую заготовку стакана 1 с толстым дном, фланцем 2 и ребрами жесткости 3 на внутренней стенке. Затем полученную заготовку стакана также нагревают до ковочной температуры, передают на молот или пресс и производят предварительное формообразование поковки лопатки в штампах с оформлением хвостовика 4 лопатки и предварительной формовкой пера 5 крыловидной формы. После предварительной формовки производят зачистку и подготовку поверхностей под заварку конца перьевой части лопатки. После этого заваривают торцевую часть пера лопатки, производят нагрев сваренной заготовки до ковочной температуры и осуществляют окончательную формовку лопатки в штампе до окончательных размеров. После обрезки облоя и зачистки производят окончательную термическую и механическую обработку лопатки. Для повышения точности формовки лопатки на внешних противоположных сторонах стакана выполняют две плоские поверхности 6, параллельные друг другу, при этом ребра жесткости 3 на внутренней стороне стакана располагают напротив друг друга. Такое расположение ребер жесткости при формовке лопатки позволяет получить равномерную деформацию лопатки и в конечном счете повысить качество изготовления полой лопатки.

Конкретная реализация способа рассмотрена на примере изготовления лопатки вентилятора газотурбинного двигателя из титанового сплава ВТ8. Горячекатаную заготовку диаметром 40 мм и длиной 24 мм нагрели в нагревательной печи до температуры 950°С, передали на гидравлический пресс силой 630 тс и произвели в изометрических условиях высадку заготовки типа стакана с диаметром дна 48 мм и толщиной 7 мм, толщиной стенок 1,57 мм, длиной 136 мм и с шестью ребрами жесткости шириной 6 мм и высотой 2,3 мм на внутренней стенке стакана, параллельных оси симметрии и расположенных друг напротив друга. Полученную заготовку стакана нагрели до температуры 950°С и произвели предварительную штамповку заготовки стакана в подкладных штампах на гидравлическом прессе усилием 630 тс формовкой хвостовика с припуском по толщине 5 мм и пера лопатки крылообразной формы с максимальными размерами по ширине пера у хвостовика 80 мм.

После зачистки и подготовки поверхности провели сварку торцевой открытой части пера.

Полученную заготовку нагрели до температуры 950°С в электропечи и передали на окончательную штамповку на пресс усилием 2,5 мН. После обрезки облоя и зачистки лопатку передали на термообработку, травление и окончательную механическую обработку.

По результатам контроля полученная лопатка соответствует всем техническим требованиям.

Способ изготовления полой лопатки, включающий выдавливание из металла заготовки стакана, предварительную формовку хвостовика лопатки из металла дна стакана и пера лопатки из его стенки, заварку конца пера лопатки и окончательную штамповку в размер, отличающийся тем, что при выдавливании стакана формируют на внутренней стороне его стенки четное количество ребер жесткости, параллельных оси симметрии, а при предварительной формовке пера лопатки ребра жесткости накладывают друг на друга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, более конкретно к способам изготовления полой вентиляторной лопатки из титанового сплава. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к способам изготовления лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) из материалов, способных деформироваться в холодном или горячем состоянии.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к изготовлению полых лопаток для турбомашины. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к обработке металлов ультразвуковой ковкой, и может быть использовано для изготовления деталей с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками и для формирования закругленных кромок с переменной толщиной.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной и энергетической отраслях промышленности при изготовлении крупногабаритных турбинных лопаток.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении лопаток для турбомашин. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к объемной штамповке лопаток для турбомашин. .

Изобретение относится к металлическому изделию подверженному растрескиванию во время работы, например лопаточному элементу газотурбинного двигателя, и способу его изготовления.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении компрессорных и турбинных лопаток газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении лопаток, например, газотурбинного двигателя. .
Изобретение относится к области обработки давлением, а именно к изготовлению штампованных лопаток в энергомашиностроении и авиационной промышленности и др

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении заготовок лопаток авиационных газотурбинных двигателей из деформируемых металлов и сплавов

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к горячей штамповке заготовок лопаток со значительной закруткой пера лопатки

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении заготовок лопаток, например, компрессора ГТД, применяемого в авиационной промышленности и энергомашиностроении

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении заготовок лопаток с двумя хвостовиками или с одним хвостовиком и бандажной полкой. Нагретую заготовку устанавливают в контейнер между двумя полуматрицами составной матрицы, выполненной с каналом. При этом часть заготовки располагают на нижнем пуансоне. Заготовку деформируют с образованием шейки путем смыкания полуматриц. Затем формируют один из хвостовиков лопатки движением нижнего пуансона вверх после остановки полуматриц. Заготовку выдавливают через канал составной матрицы верхним пуансоном при движении нижнего пуансона в нижнее положение. При этом часть заготовки оставляют в контейнере и формируют штамповку переменного сечения, расширяющуюся по направлению к оставшейся в контейнере части заготовки. В результате обеспечиваются расширение спектра получаемых штамповок, увеличение коэффициента использования металла, повышение прочностных характеристик изделия. 2 ил.

Изобретение относится к изготовлению лопаток для газотурбинного двигателя. В способе изготавливают лопатки из алюминиевого сплава для газотурбинных двигателей путем выполнения каналов в заготовке лопатки, размещения в каналах вставок из медного сплава, осуществления ковки заготовки и последующего удаления вставок химическим растворением. Изобретение позволяет быстро и экономично изготовить легкие и стойкие к механическим сопротивлениям лопатки для газотурбинного двигателя, имеющие один или несколько каналов и обладающие улучшенными механическими и химическими свойствами. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении лопаток турбин методом горячей штамповки. Исходную заготовку размещают в горизонтальном приемнике разъемной матрицы, состоящей из двух полуматриц с вертикальной плоскостью разъема. Полуматрицы выполнены с горизонтальным сквозным отверстием, образующим приемник, и радиально расположенными относительно приемника полостями под лопатки. К обоим торцам заготовки прикладывают осевое усилие посредством расположенных с обеих сторон пуансонов. В результате производят деформирование заготовки до полного заполнения полостей под лопатки и получают многоштучную поковку. Поковка состоит из лопаток, соединенных пресс-остатком. Поковку извлекают из штампа и отделяют лопатки от пресс-остатка. В результате обеспечивается повышение пластичности материала заготовки при его истечении в полости полуматриц, снижение технологического усилия, а также повышение точности получаемых изделий и коэффициента использования материала. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 18 ил. 1 пр.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении накладки передней кромки композиционной лопатки вентилятора газотурбинного двигателя. Заготовку из титанового сплава профилируют в вертикальной и горизонтальной плоскостях. После профилирования производят прямое выдавливание заготовки с формированием усиленной передней части накладки. При этом образуют запас материала для формирования боковых стенок накладки. Затем осуществляют обратное выдавливание заготовки с формированием боковых стенок накладки. В обоих случаях выдавливания используют штамп, пуансон и матрица которого имеют в поперечных сечениях основной формообразующий профиль. В вертикальной и горизонтальной плоскостях профиль пуансона и матрицы соответствует профилю заготовки в этих плоскостях. Далее в поперечных сечениях накладки формируют V-образный профиль боковых стенок путем гибки в штампе. Затем осуществляют профилирование усиленной передней части и боковых стенок накладки в изотермических условиях в режиме сверхпластичности титанового сплава и скручивание накладки но заданной пространственной кривой. В результате обеспечивается повышение прочности и надежности получаемой накладки. 5 з.п. ф-лы, 18 ил., 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей. Из пластины поперечной холодной вальцовкой в два прохода изготавливают симметричную относительно продольной плоскости спрямленную заготовку лопатки. Толщина пластины соответствует максимальной толщине готовой лопатки. Поперечную вальцовку осуществляют, начиная от места расположения поперечного сечения готовой лопатки, имеющего максимальную толщину. Длина спрямленной заготовки в поперечных сечениях равна длине дуги, проходящей через центр толщины соответствующего поперечного сечения нескрученной лопатки. Затем путем холодной штамповки спрямленной заготовки одновременно формируют аэродинамический профиль лопатки и производят ее закрутку и калибровку. В результате обеспечивается повышение качества готовых изделий и снижение трудоемкости их изготовления. 2 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх