Способ изготовления лопатки

Изобретение относится к области обработки давлением, а именно к изготовлению штампованных лопаток в энергомашиностроении и авиационной промышленности и др. В качестве заготовки используют трубу, радиусом, близким к радиусу основного сечения лопатки, и толщиной, равной максимальной толщине хвостовика лопатки. Осуществляют механическую обработку трубы по профилю пера лопатки, разрезают под размер лопатки и осуществляют штамповку заготовки. Снижается трудоемкость и длительность производственного цикла.

 

Изобретение относится к технологии изготовления деталей машин, в частности к способам изготовления лопаток газотурбинных двигателей, центробежных дымососов и т.д. из легированных сталей, и может быть использовано в авиационной промышленности и энергомашиностроении.

Производство лопаток занимает важное место в современном машиностроении, что обусловлено особенностями изготовления лопаток. Лопатки в решающей степени определяют надежность и безотказность работы оборудования. Ресурс работы определяется, как правило, работоспособностью лопаток. В связи с этим, технология изготовления лопаток должна обеспечить стабильность качества их изготовления.

Сложность геометрических форм требует высокой точности изготовления лопаток. Перо лопатки представляет собой лопасть переменного сечения, ограниченная поверхностями сложного очертания, точно ориентированными в пространстве по отношению к замку. Точность изготовления пера находится в пределах 0,05-0,15 мм.

Известен способ изготовления турбинных лопатки, включающий формовку двух ее половин, перо одной из которых выполняют заодно с хвостовиком, их сборку и сварку между собой, причем формовку половин лопатки производят с припуском по контуру, сварку осуществляют методом плавления, а после сварки производят горячую правку лопатки в штампе с деформацией сварного соединения со степенью не менее 50% (RU 2380209, В23Р 15/04, опубликовано 27.01.2010).

Недостатками известного способа является высокая трудоемкость и сложность в изготовлении сборочного приспособления, что значительно увеличивает длительность производственного цикла и стоимость изготовления заготовок лопаток.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления турбинной лопатки, включающий изготовление заготовки стакана, предварительную формовку хвостовика лопатки из металла дна стакана и пера лопатки из его стенки, заварку конца перьевой части лопатки и окончательную штамповку в размер. При реализации известного способа используют операции: ковка, сборка, сварка, механическая и термическая обработка (RU 2366530, В21К 3/04, опубликовано 10.09.2009).

Недостатком известного способа, предназначенного для изготовления полых лопаток, является невозможность его реализации при изготовлении сплошных лопаток, а также значительное число трудоемких технологических операций.

Задачей изобретения и техническим результатом снижение трудоемкости и сокращение длительности производственного цикла.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления лопатки включает штамповку заготовки, при этом используют трубу с радиусом, близким к радиусу основного сечения лопатки, и толщиной, равной толщине хвостовика лопатки, осуществляют механическую обработку трубы по профилю пера лопатки, разрезку трубы на заготовки под размер лопатки и штамповку полученных заготовок.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующим примером.

С использованием стандартной технологии прокатки была изготовлена труба из стали 06X12Н3Д длиной 6000 мм, с радиусом 500 мм, который близок к радиусу основного сечения лопатки, и толщиной 30 мм, равной толщине хвостовика лопатки. Механическую обработку трубы (преимущественно ее внешней поверхности) длиной 600-620 мм по профилю пера лопатки проводили на токарно-карусельном станке. При обработке формируются две поверхности пера лопатки с разными радиусами и изменяющаяся по основному сечению толщина лопатки. После этого проводили разрезку трубы на заготовки размером 600×500 мм под размер лопатки 588×466 мм.

Горячую штамповку лопатки проводили по стандартной технологии при температуре 1050-950°С с последующей термообработкой: нормализацией от температуры окончания штамповки плюс отпуск при температуре 580-600°С. После этого проводили финишную операцию - шлифовку пера лопатки.

Пример реализации показывает, что способ по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата: снижение трудоемкости и сокращение длительности производственного цикла за счет сокращения числа операций.

Способ изготовления лопатки, включающий штамповку заготовки, отличающийся тем, что используют заготовку в виде трубы, радиус которой близок к радиусу основного сечения лопатки, а толщина равна максимальной толщине хвостовика лопатки, осуществляют ее механическую обработку по профилю пера лопатки и разрезают под размер лопатки.