Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками



Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками
Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками

 


Владельцы патента RU 2496598:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" (RU)

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 обработке металлов давлением и может быть использовано в авиационной промышленности при изготовлении заготовок лопаток с двумя хвостовиками или с одним хвостовиком и бандажной полкой.

Известен способ изготовления лопаток с двумя хвостовиками, включающий в себя нагрев в индукционной установке, вальцевание на ковочных вальцах за четыре перехода, нагрев в газовой печи под высадку на ГКМ за три перехода, нагрев фасонной заготовки в газовой карусельной печи под последующую штамповку (Атрошенко А.П., Федоров В.И., Горячая штамповка труднодеформируемых материалов. - Л., Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1979, 287 с., стр.87-88).

Недостатком данного способа является большое количество деформирующей оснастки (штампы для высадки, ковочные вальцы) и технологического оборудования (ГКМ, вальцы), а также большого количества нагревательных операций, которые не позволяют получить нужную структуру лопатки.

Наиболее близким является способ изготовления лопаток компрессора с двумя массивными хвостовиками и тонким пером включающий в себя отлив заготовки, нагрев и изотермическую штамповку (Патент №2019359 В21К 3/04 от 14.11.1991, опубл. 15.09.1994).

Недостатком данного способа изготовления лопаток с двумя хвостовиками является ограничения по применению только литейных сплавов, а так же увеличение трудоемкости в связи с использованием операции литья.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является возможность получения заготовок под штамповку лопаток с двумя хвостовиками переменного сечения с направленной вдоль изделия волокнистой структурой, приближающихся к готовому изделию путем предварительного формирования одного из хвостовиков лопатки нижним пуансоном под нужный тип хвостовика и последующим выдавливанием, что приводит к экономии металла и увеличении спектра получаемых штамповок.

Технический результат достигается тем, что нагретую заготовку устанавливают в контейнер между полуматрицами составной матрицы, выполненной с каналом, с расположением части заготовки на нижнем пуансоне, деформируют заготовку с образованием шейки путем смыкания полуматриц составной матрицы, затем формируют один из хвостовиков лопатки движением нижнего пуансона вверх после остановки полуматриц составной матрицы, выдавливают заготовку 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.

На фигурах показаны:

Фиг.1 - Формирование одного из хвостовиков лопатки.

Фиг.2 - Выдавливание заготовки переменного сечения под лопатку с двумя хвостовиками.

Сущность предложенного способа заключается в следующем. Нагретую цилиндрическую заготовку устанавливают в контейнер 1 между полуматрицами 2, 3 составной матрицы, выполненной с каналом. Заготовку устанавливают таким образом, чтобы часть заготовки располагалась на нижнем пуансоне 4 (Фиг.1).

Деформируют заготовку с образованием шейки путем смыкания полуматриц 2, 3 составной матрицы. Смыкание полуматриц 2, 3 составной матрицы осуществляется благодаря кинематической связи между клиньями 5 и ползуном пресса. Клинья 5 начинают перемещаться вниз, а полуматрицы 2, 3 начинают сдвигаться, деформируя заготовку. Размеры шейки определяются исходя из размеров минимального сечения лопатки (Фиг.1).

Затем формируют один из хвостовиков лопатки требуемых размеров (Пример) движением нижнего пуансона 4 вверх после остановки полуматриц 2, 3 составной матрицы.

Далее выдавливают заготовку через канал составной матрицы верхним пуансоном 6. При этом клинья 5 перемещаются вверх, образуя зазор между полуматрицами 2, 3 составной матрицы и самими клиньями 5. Под действием деформируемого металла полуматрицы 2, 3 раздвигаются на величину этого зазора. Нижний пуансон 4 перемещается в нижнее положение, при этом часть заготовки остается в контейнере 1 (Фиг.2).

Формируют штамповку переменного сечения, расширяющуюся по направлению к оставшейся в контейнере 1 части заготовки (Фиг.2).

В результате обеспечивается возможность получения лопаток с двумя хвостовиками с направленной вдоль изделия волокнистой структурой без применения большого количества технологических переходов, то есть сокращается номенклатура технологического инструмента, а также высоких механических характеристик готового изделия.

В ходе данного технологического процесса получается штамповка переменного сечения под лопатку с двумя хвостовиками, близкая по форме к готовой детали.

Способ изготовления штамповок лопаток переменного сечения с двумя хвостовиками, отличающийся тем, что нагретую заготовку устанавливают в контейнер между двумя полуматрицами составной матрицы, выполненной с каналом, с расположением части заготовки на нижнем пуансоне, деформируют заготовку с образованием шейки путем смыкания полуматриц составной матрицы, затем формируют один из хвостовиков лопатки движением нижнего пуансона вверх после остановки полуматриц составной матрицы, выдавливают заготовку 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.



 

Похожие патенты:

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 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 авиационных газотурбинных двигателей из деформируемых металлов и сплавов.
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 в авиационной и энергетической промышленности при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей и газотурбинных установок.

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 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.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении лопаток газотурбинного двигателя. Получают заготовку лопатки с хвостовиком и пером, выполненным в форме корыта и имеющим спинку. Поперечные размеры хвостовика заготовки меньше поперечных размеров хвостовика готовой лопатки. Продольные размеры хвостовика заготовки превышают продольные размеры хвостовика готовой лопатки. Из заготовки формируют готовую лопатку холодной штамповкой в разъемном штампе после смыкания его частей путем перемещения и осадки заготовки вдоль продольной оси. При этом обеспечивают калибровку и скрутку пера лопатки внутренними формообразующими поверхностями штампа под перо лопатки. Производят последующую осадку хвостовика заготовки под действием пуансона штампа. При этом производят сплющивание хвостовика в направлении продольной оси, раздачу в боковых направлениях и калибровку внутренними формообразующими поверхностями штампа под хвостовик. В результате обеспечивается повышение качества готовых изделий. 3 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении бесприпусковых лопаток из двухфазных титановых сплавов. Исходную заготовку в виде прутка подвергают фасонированию. Затем производят изотермическую штамповку предварительно смазанной и нагретой фасонированной заготовки на гидравлическом прессе. После обрезки облоя осуществляют размерное химическое травление альфированного слоя штамповки и ее вакуумную термообработку. Затем правят нагретую штамповку методом изотермической термофиксации в нагретом штампе. Температура термофиксации ниже температуры вакуумной термообработки на 20-80°С. Выдержка под давлением от 2 кгс/мм2 составляет не менее 3 минут. В результате обеспечивается снятие остаточных напряжений с сохранением геометрических размеров штамповки, что позволяет исключить ее дальнейшее коробление, увеличение коэффициента использования металла за счет получения пера и проточной части полки хвостовика лопатки без припуска и уменьшение количества последующих механических операций по обработке профиля пера лопатки. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к изготовлению деталей типа лопатки турбомашины. Прецизионной ковкой получают заготовочную деталь. После операции ковки измеряют геометрические характеристики заготовочной детали и сравнивают их с теоретической моделью, в которой заданы геометрические характеристики получаемой детали. На поверхности заготовочной детали определяют несоответствующие зоны и количество материала, которое необходимо удалить в каждой несоответствующей зоне для приведения ее в норму. Заготовочную деталь шлифуют абразивной лентой. При этом управляют удалением материала путем изменения скорости движения детали относительно абразивной ленты в продольном направлении детали. Параметры абразивной ленты поддерживают постоянными. В результате обеспечивается уменьшение трудоемкости изготовления деталей и повышение их качества. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при изготовлении лопаток из алюминиевых сплавов для монодисков компрессоров газотурбинных двигателей. Изготавливают заготовку лопатки, имеющую перо предварительной формы и хвостовик. Для этого цилиндрическую заготовку подвергают предварительному гетерогенизирующему отжигу при температуре ниже температуры полного растворения вторичных фаз, после чего осуществляют обработку с обеспечением интенсивной пластической деформации. Затем проводят деформационно-термическую обработку. Указанная обработка включает прямое изотермическое выдавливание пера лопатки предварительной формы с одновременным обратным выдавливанием хвостовика и гомогенизирующий отжиг с закалкой при температуре выше температуры полного растворения вторичных фаз. Далее образуют профиль в каждом сечении пера лопатки и хвостовика путем одновременной закрутки пера и хвостовика и их калибровки со степенью деформации е≥0,2. Затем осуществляют искусственное старение полученной лопатки при температуре не выше температуры коагуляции фаз используемого алюминиевого сплава. В результате обеспечивается улучшение эксплуатационных характеристик лопаток с одновременным снижением металлоемкости за счет уменьшения толщины пера лопатки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением. С использованием диффузионной сварки и сверхпластической формовки собирают заготовки обшивок и заполнителя в пакет. Предварительно на участки контактирующих поверхностей заготовок обшивок и заполнителя по заданному трафаретному рисунку наносят защитное покрытие. В заготовках обшивок выполняют проточку, а в заготовке заполнителя - прорезь для установки по крайней мере одной трубки. Герметизируют пакет по кромкам, исключая место установки по крайней мере одной трубки. Устанавливают трубку, соединяя ее с коллекторной зоной, и удаляют из полостей пакета кислород и связующее вещество защитного покрытия. Полностью герметизируют пакет, нагревают его и осуществляют диффузионную сварку заготовок по входной, выходной и периферийной кромкам. Придают цельной конструкционной заготовке аэродинамический профиль, производят сверхпластическую формовку посредством подачи в полости между заготовками обшивок и заполнителя рабочей среды с использованием по крайней мере одной трубки. Коллекторную зону располагают со стороны пакета, соответствующей периферийной кромке лопатки. Для установки по крайней мере одной трубки проточку в заготовках обшивок и прорезь в заготовке заполнителя выполняют на расстоянии от внешней границы входной или выходной кромки, меньшем L/3, где L - длина хорды лопатки по периферийной кромке. В результате обеспечивается устранение возможности появления брака при изготовлении лопаток без ухудшения эксплуатационных свойств лопатки и без повышения трудоемкости ее изготовления. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлического элемента жесткости композитной или металлической лопатки турбомашины. Металлический пруток деформируют горячей ковкой через две фильеры. При этом получают промежуточную деталь, которая имеет два крыла, расположенные с обеих сторон сплошной части. Промежуточная деталь соответствует основе металлического элемента жесткости. На следующем этапе производят деформирование крыльев промежуточной детали (50) с изменением угла их раскрытия. Получают конечную форму металлического элемента жесткости. В результате обеспечивается возможность использования более простой технологии и уменьшаются отходы металла, применяемого для изготовления элемента жесткости. 12 з.п.ф-лы, 9 ил.
Наверх