RU2016693C1

RU2016693C1 - Method for making stamped impellers of turbines with blades of intricate aerodynamic configuration and die for carrying out the method

Info

Publication number: RU2016693C1
Application number: RU92008041A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Финк; В.М. Воробьев; Н.Ю. Дроздова; А.В. Соколов; В.Д. Дубинец
Original assignee: Московский научно-технический центр "Аверт"
Priority date: 1992-11-24
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 1994-07-30

Abstract

FIELD: hot stamping. SUBSTANCE: impellers are made by changing the shape of heated workpiece to which the shape of bowl is preliminarily imparted. Extrusion of metal is controlled by varying its flowrate along paths ensuring an advance in shaping trailing edges of blades in directly proportional dependence on the process of crystallization ensuring desired structure of metal in the workpiece. Blades are shaped in interiors defined by walls of cantilevered inserts vibrating in response to the flow of metal. In the course of shaping outer vibration is imparted to the workpiece at a frequency modulated according to the natural vibration frequency of the cantilevers, and the action of friction forces in boundary layer of metal being deformed is reduced as it engages with walls of inserts. Workpiece is stamped in a die having cantilevered inserts. EFFECT: enhanced efficiency of the method and device. 4 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам и устройствам для изготовления цельно-штампованных рабочих колес турбомашин, преимущественно для газотурбинных двигателей. Изобретение может найти применение как в различных областях турбостроения, так и в компрессоростроении, а также в гидротурбостроении, например, при производстве гребных винтов судов. The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods and devices for the manufacture of whole-stamped impellers of turbomachines, mainly for gas turbine engines. The invention can find application both in various fields of turbine engineering, and in compressor engineering, as well as in turbine engineering, for example, in the manufacture of ship propellers.

Известен способ изготовления цельноштампованных рабочих колес турбомашин с лопатками сложного аэродинамического профиля, заключающийся в пластическом формоизменении размещенной внутри многоразъемного разборного штампа с закладными элементами нагретой заготовки при воздействии на нее аксиальным усилием, требуемым для выдавливания металла последней в радиальном направлении между матричной и пуансонной частями штампа для формообразования неразъемных с диском лопаток, профилируемых в соответствии с заданной закруткой их пера и получаемых за один переход с последующей рекристаллизацией структуры деформируемого металла заготовки [1]. A known method of manufacturing the whole-stamped impellers of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile, which consists in plastic forming located inside a multi-part collapsible stamp with embedded elements of a heated billet when exposed to the axial force required to extrude the metal in the radial direction between the matrix and punch parts of the stamp for forming one-piece blades with a disk, profiled in accordance with a given twist of their pen and floor studied in one transition with subsequent recrystallization of the structure of the wrought metal of the workpiece [1].

Известен многоразъемный разборный штамп изготовления цельноштампованных рабочих колес турбомашин с лопатками сложного аэродинамического профиля, содержащий подвижную верхнюю и неподвижную нижнюю части с размещенными в них соответственно пуансоном и матрицей, выполненной в виде собранной из секторных закладных элементов конструкции, помещенной в контейнер между опорной и прижимной плитами нижней части с возможностью проведения операции формообразования неразъемных с диском лопаток в полостях, предусмотренных между смежными закладными элементами [2]. Known multi-part collapsible stamp for the manufacture of fully stamped impellers of turbomachines with blades of complex aerodynamic profile, containing a movable upper and fixed lower parts with a punch and a die, respectively, made in the form of an assembly assembled from sector embedded elements of the structure, placed in a container between the base and pressure plates of the lower parts with the possibility of carrying out the operation of forming continuous blades with a disk in the cavities provided between adjacent mortgages bottom elements [2].

Технический результат состоит в получении крупногабаритных колес с перекрывающимися широкохордными лопатками и расширении технологических возможностей при повышении качества и снижении энергозатрат при уменьшении контактного трения. The technical result consists in obtaining large-sized wheels with overlapping wide-chordate blades and expanding technological capabilities while improving quality and reducing energy consumption while reducing contact friction.

Это достигается согласно способу тем, что в способе изготовления цельноштампованных рабочих колес турбомашин с лопатками сложного аэродинамического профиля, заключающемся в пластическом формоизменении размещенной внутри многоразъемного разборного штампа с закладными элементами нагретой заготовки при воздействии на нее аксиальным усилием, требуемым для выдавливания металла последней в радиальном направлении между матричной и пуансонной частями штампа для формообразования неразъемных с диском лопаток, профилируемых в соответствии с заданной закруткой их пера и получаемых за один переход с последующей рекристаллизацией структуры деформируемого металла заготовки, последней предварительно придают чашевидную форму, процесс ее формоизменения ведут без дополнительного подвода тепла, и выдавливанием металла управляют путем изменения скорости его течения по траекториям, обеспечивающим опережающее формообразование выходных кромок лопаток при прямо пропорциональной зависимости от последней процесса рекристаллизации, обеспечивающего регламентированную структуру металла заготовки, при этом формообразование лопаток проводят в полостях, образованных стенками консольно закрепленных элементов, вибрирующих при течении металла, с уменьшением поверхности их контакта с деформируемым металлом в единицу времени, причем собственную частоту колебаний упомянутых закладных элементов выбирают равной или пропорциональной емкости течения металла, а величину зазоров между свободными концами закладных элементов - из условия незатекания в них деформируемого металла заготовки. Дополнительно в процессе формообразования вводят внешнюю вибрацию с частотой модулируемой по основной собственной частоте закладных элементов и снижают действие сил трения в пограничном слое деформируемого металла заготовки при его взаимодействии со стенками этих элементов. This is achieved according to the method in that in the method for manufacturing integral stamped impellers of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile, which consists in plastic forming inside a multi-part demountable stamp with embedded elements of a heated workpiece when it is subjected to the axial force required to extrude the metal of the latter in the radial direction between matrix and punch parts of the stamp for forming continuous blades with a disk, profiled according to and with a given twist of their pen and obtained in one transition with subsequent recrystallization of the structure of the wrought metal of the workpiece, the latter is pre-cupped, the process of its shaping is carried out without additional heat supply, and the extrusion of the metal is controlled by changing its flow rate along the trajectories, which provide advanced shaping of the output the edges of the blades when directly proportional to the last recrystallization process, providing regulated structures the metal of the workpiece, while the formation of the blades is carried out in cavities formed by the walls of cantilever fastened elements vibrating during the flow of metal, with a decrease in the surface of their contact with the deformable metal per unit time, the natural frequency of vibrations of the mentioned embedded elements being chosen equal or proportional to the capacity of the metal flow, the size of the gaps between the free ends of the embedded elements - from the condition that the wrought metal of the workpiece does not leak. Additionally, in the process of forming, external vibration is introduced with the frequency of the embedded elements modulated at the fundamental natural frequency and reduces the effect of friction forces in the boundary layer of the workpiece being deformed metal when it interacts with the walls of these elements.

В многоразъемном разборном штампе для изготовления цельноштампованных рабочих колес турбомашин с лопатками сложного аэродинамического профиля, содержащем подвижную верхнюю и неподвижную нижнюю части с размещенными в них соответственно пуансоном и матрицей, выполненной в виде собранных их секторных закладных элементов конструкции, помещенной в контейнер между опорной и прижимной плитами нижней части с возможностью проведения операции формообразования неразъемных с диском лопаток в полостях, предусмотренных между смежными закладными элементами, подвижная верхняя часть выполнена в виде пуансонодержателя, включающего элементы механизма послеоперационного разъема упомянутых частей матрицы, представляющего собой вмонтированные в него направляющие втулки, расположенные с возможностью взаимодействия с направляющими штангами прижимной плиты, снабженными замками-защелками, а контейнер под матрицу, устанавливаемую с помощью специального монтажного приспособления, образован выполненными непосредственно в опорной и прижимной плитах чашеобразными выборками, встречные конические стенки которых расположены с возможностью взаимодействия с встречными коническими периферийными поверхностями закладных элементов, закрепленных консольно и зафиксированных между собой в их нижней части посредством выполненных на сопряженных боковых стенках призматических выступов и ответных впадин при гарантированном зазоре в их верхней части шириной 0,01-0,2 мм с возможностью предотвращения затекания в них металла заготовки, при этом закладные элементы установлены с возможностью вибрации их стенок от самовозбуждения при заполнении металлом заготовки полостей между ними, а собственная частота колебаний закладных элементов равна или пропорциональна скорости течения металла заготовки при формообразовании лопаток. In a multi-detachable collapsible stamp for the manufacture of whole-stamped impellers of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile, containing a movable upper and fixed lower parts with a punch and a die, respectively, made in the form of assembled sector-specific embedded elements of the structure placed in a container between the support and pressure plates the lower part with the possibility of the operation of forming inseparable with the disk blades in the cavities provided between adjacent mortgages elements, the movable upper part is made in the form of a punch holder, including elements of the postoperative connector mechanism of the mentioned parts of the matrix, which is a guide sleeve mounted in it, arranged to interact with the guide rods of the pressure plate equipped with snap locks, and the container under the matrix, which is installed with using a special mounting device, formed by cup-shaped selections made directly in the base and pressure plates, meetings whose conical walls are located with the possibility of interacting with counter conical peripheral surfaces of embedded elements fixed cantileverly and fixed to each other in their lower part by means of prismatic protrusions and reciprocal depressions made on the conjugated side walls with a guaranteed gap in their upper part of a width of 0.01-0 , 2 mm with the possibility of preventing the flow of metal of the workpiece into them, while the embedded elements are installed with the possibility of vibration of their walls from self-excitation when the billet is filled with metal between the cavities between them, and the natural frequency of vibrations of the embedded elements is equal to or proportional to the flow rate of the metal of the billet during the formation of the blades.

Штамп установлен на вибрирующем основании с частотой вибрации, модулируемой по основной собственной частоте вибрации консолей закладных элементов матрицы для снижения действия сил трения в пограничном слое деформируемого металла заготовки при его взаимодействии со стенками этих элементов. The stamp is mounted on a vibrating base with a vibration frequency modulated by the main natural vibration frequency of the consoles of the embedded elements of the matrix to reduce the effect of friction forces in the boundary layer of the workpiece’s deformable metal during its interaction with the walls of these elements.

На фиг. 1 изображен многоразъемный разборный штамп в сборе, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - секторная матрица штампа в сборе; на фиг. 5 - приспособление для монтажа и демонтажа секторной матрицы; на фиг. 6 - закладной элемент секторной матрицы; на фиг. 7 - вид по стрелке В на фиг. 6; на фиг. 8 - вид по стрелке Г на фиг. 6; на фиг. 9 - общий вид заготовки; на фиг. 10 - общий вид отштампованного колеса сбоку в разрезе; на фиг. 11 - лопатки колеса. In FIG. 1 shows a multi-split collapsible stamp assembly, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - sector matrix stamp assembly; in FIG. 5 - a device for mounting and dismounting the sector matrix; in FIG. 6 - embedded element of the sector matrix; in FIG. 7 is a view along arrow B in FIG. 6; in FIG. 8 is a view along arrow D in FIG. 6; in FIG. 9 - General view of the workpiece; in FIG. 10 is a sectional perspective view of a stamped wheel from the side; in FIG. 11 - wheel blades.

Способ изготовления цельноштампованных рабочих колес турбомашин с лопатками сложного аэродинамического профиля осуществляют посредством многоразъемного разборного штампа, который содержит подвижную верхнюю 1 и неподвижную нижнюю 2 части с размещенными в них соответственно пуансоном 3 и матрицей 4, выполненной в виде собранной из секторных закладных элементов 5, конструкции 6 помещенной между опорной 7 и прижимной 8 плитами нижней части 2 с возможностью проведения операции формообразования неразъемных с диском лопаток колеса в полостях 9, предусмотренных между смежными закладными элементами 5. A method of manufacturing a single-stamped impeller of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile is carried out by means of a multi-part collapsible stamp, which contains a movable upper 1 and fixed lower 2 parts with a punch 3 and a matrix 4, respectively, made in the form of a structure 6 assembled from sector embedded elements 5 placed between the supporting 7 and the clamping 8 plates of the lower part 2 with the possibility of the operation of forming inseparable from the disk of the wheel blades in the cavities 9 provided between adjacent embedded elements 5.

Подвижная верхняя часть 1 выполнена в виде пуансонодержателя 10, включающего кроме пуансона 3 со сферической головкой элементы механизма послеоперационного разъема плит 7 и 8, представляющего собой вмонтированный в плиту пуансонодержатель 10, направляющие втулки 11, взаимодействующие со штангами 12 прижимной плиты 8, снабженные замками-защелками 13. Непосредственно в опорной 7 и прижимной 8 плитах выполнены чашеобразные выборки соответственно 14 и 15, встречные конические стенки которых 16 и 17 взаимодействуют с встречными коническими профильными поверхностями 18 и 19 закладных элементов 5. Последние закреплены консольно и зафиксированы между собой в их нижней части посредством выполненных на сопряженных боковых стенках 20 призматических продольных выступов 21 и ответных впадин 22 при гарантированном зазоре 23 шириной 0,01-0,2 мм с возможностью предотвращения затекания в него деформируемого металла заготовки. При этом собственная частота колебаний консолей закладных элементов 5 равна или пропорциональна скорости течения металла заготовки при формообразовании лопаток с возможностью вибрации стенок закладных элементов 5 от их самовозбуждения при заполнении металлом полостей 9 последних. Штамп снабжен также выталкивателем 24 с профильным выступом 25. Позицией 26 обозначено изделие. The movable upper part 1 is made in the form of a punch holder 10, which, in addition to the punch 3 with a spherical head, includes elements of the mechanism of the postoperative connector of the plates 7 and 8, which is a punch holder 10 mounted in the plate, guide sleeves 11, interacting with the rods 12 of the pressure plate 8, equipped with snap locks 13. Directly in the supporting 7 and pressure 8 plates, cup-shaped samples are made 14 and 15, respectively, the counter conical walls of which 16 and 17 interact with the counter conical profile the surfaces 18 and 19 of the embedded elements 5. The latter are fixed cantilever and fixed to each other in their lower part by means of prismatic longitudinal projections 21 and mating depressions 22 made on the conjugate side walls 20 with a guaranteed gap 23 of a width of 0.01-0.2 mm with the possibility of prevention flowing into it of the wrought metal of the workpiece. Moreover, the natural vibration frequency of the consoles of the embedded elements 5 is equal to or proportional to the flow rate of the metal of the workpiece during the formation of the blades with the possibility of vibration of the walls of the embedded elements 5 from their self-excitation when filling the cavities of the 9 with metal. The stamp is also equipped with a pusher 24 with a profile protrusion 25. Position 26 indicates the product.

Для значительного уменьшения сил трения штамп может быть дополнительно установлен на вибрирующем основании, которое позволяет модулировать частоту вибрации по основной собственной частоте вибрации консолей закладных элементов 5 матрицы 4 с возможностью уменьшения трения в пограничном слое деформируемого металла заготовки при его взаимодействии со стенками этих элементов. To significantly reduce the friction forces, the stamp can be additionally mounted on a vibrating base, which allows you to modulate the vibration frequency according to the main natural vibration frequency of the consoles of the embedded elements 5 of the matrix 4 with the possibility of reducing friction in the boundary layer of the workpiece metal being deformed during its interaction with the walls of these elements.

Способ штамповки рабочего колеса турбомашины осуществляют следующим образом. The method of stamping the impeller of a turbomachine is as follows.

Заготовке предварительно придают чашевидную форму и нагревают ее перед помещением в штамп. The preform is pre-cupped and heated before being placed in the die.

Для подготовки штампа к работе в чашевидную выборку 14 опорной плиты 7, являющуюся нижней частью контейнера с помощью специального монтажного приспособления устанавливают пакет секторных закладных элементов 5, образующих с выборками 14 и 15 матрицу 4, и в последней размещают нагретую чашевидную заготовку. Затем с помощью пуансонодержателя 10 опускают зафиксированную на нем посредством замков-защелок 15 прижимную плиту 8 нижней неподвижной части 2 штампа. При этом заготовка боковыми стенками опирается на закладные элементы 5, а впадиной дна - на профильный выступ выталкивателя 24 и прижимается сверху профильной головкой пуансона 3, плотно входящей в верхнюю впадину заготовки. После этого опорную плиту 7 жестко соединяют с прижимной 8, и штамп готов к работе. To prepare the stamp for work, a package of sector embedded elements 5, forming matrix 4 with samples 14 and 15, is installed in the cup-shaped sample 14 of the base plate 7, which is the lower part of the container, and the heated cup-shaped blank is placed in the latter. Then, with the help of the punch holder 10, the pressure plate 8 of the lower fixed part 2 of the stamp fixed on it by means of locks-latches 15 is lowered. In this case, the workpiece is supported by the side walls on the embedded elements 5, and the bottom depression on the profile protrusion of the ejector 24 and pressed from above by the profile head of the punch 3, which fits tightly into the upper depression of the workpiece. After that, the base plate 7 is rigidly connected to the clamping 8, and the stamp is ready to work.

В процессе штамповки пуансон 3 через пуансонодержатель под действием аксиального усилия пресса перемещается вниз. Величину усилия выбирают такой, чтобы металл заготовки выдавливался в радиальном направлении между матричной и пуансонной частями штампа для формообразования в полостях между закладными элементами 5 неразъемных с диском лопаток, профилируемых в соответствии с заданной закруткой их пера и получаемых за один переход с последующей рекристаллизацией структуры деформируемого металла заготовки. При этом процесс формоизменения ведут без дополнительного подвода тепла, и выдавливанием металла управляют путем изменения скорости его течения, для чего эмпирически рассчитывается график работы пресса. In the process of stamping, the punch 3 through the punch holder under the action of the axial force of the press moves down. The magnitude of the force is chosen so that the metal of the workpiece is extruded in the radial direction between the matrix and punch parts of the stamp for forming in the cavities between the embedded elements 5 of one-piece blades with a disk, profiled in accordance with a given twist of their pen and obtained in one transition, followed by recrystallization of the structure of the deformable metal blanks. In this case, the process of shaping is carried out without additional heat supply, and the extrusion of the metal is controlled by changing its flow rate, for which a press schedule is empirically calculated.

Конструктивные же соотношения лопаток колеса и элементов штампа выбираются так, чтобы обеспечить опережающее формообразование выходных кромок лопаток. Кроме того, для конкретного металла заготовки степень ее нагрева и скорость формообразования выбирают таким образом, чтобы процесс рекристаллизации проходил в прямо пропорциональной зависимости от последней. А так как закладные элементы, в полостях между которыми происходит формообразование лопаток, закреплены консольно и вибрируют при течении металла, то поверхность контакта текущего металла со стенками этих элементов в единицу времени уменьшается, и соответственно, уменьшается контактное трение. Самовозбуждение закладных элементов достигается тем, что собственная частота колебаний закладных элементов выбирается равной или пропорциональной скорости течения металла. Величина же зазоров между их свободными концами выбирается из условия незатекания в них текущего металла заготовки, а именно 0,01-0,2 мм. The structural ratios of the wheel blades and the stamp elements are selected so as to provide advanced shaping of the outlet edges of the blades. In addition, for a particular metal of the preform, the degree of its heating and the rate of formation are chosen so that the recrystallization process takes place in direct proportion to the latter. And since the embedded elements, in the cavities between which the formation of the blades takes place, are fixed cantilever and vibrate when the metal flows, the contact surface of the current metal with the walls of these elements per unit time decreases, and accordingly, the contact friction decreases. Self-excitation of embedded elements is achieved by the fact that the natural frequency of oscillations of embedded elements is chosen equal to or proportional to the metal flow rate. The size of the gaps between their free ends is selected from the condition of non-leakage in them of the current metal of the workpiece, namely 0.01-0.2 mm.

Пуансонодержатель 10 под действием аксиального усилия пресса перемещают вниз, а металл заготовки выдавливают в радиальном направлении благодаря профильным участкам пуансона 3 и выталкивателя 24, которые спрофилированы так, чтобы обеспечить течение металла в радиальном направлении в соответствии с выбранными скоростными закономерностями и траекториями течения. Under the influence of the axial force of the press, the punch holder 10 is moved downward, and the workpiece metal is squeezed out in the radial direction due to the profile sections of the punch 3 and the ejector 24, which are profiled so as to ensure the metal flow in the radial direction in accordance with the selected velocity patterns and flow paths.

Чтобы еще более значительно уменьшить контактное трение и этим дополнительно снизить энергозатраты, в процессе формообразования могут вводить внешнюю вибрацию, установив штамп на вибрирующем основании с частотой вибрации, модулируемой по основной собственной частоте вибрации консолей закладных элементов 5 матрицы 4 с возможностью снижения сил трения в пограничном слое деформируемого металла заготовки при его взаимодействии со стенками элементов 5. To further reduce contact friction and thereby further reduce energy consumption, external vibration can be introduced into the forming process by placing a stamp on a vibrating base with a vibration frequency modulated by the main natural vibration frequency of the brackets of the embedded elements 5 of the matrix 4 with the possibility of reducing friction in the boundary layer wrought metal of the workpiece during its interaction with the walls of the elements 5.

После заполнения полостей закладных элементов и формообразования лопаток посредством пуансонодержателя поднимают прижимную плиту 8, предварительно отсоединив ее от опорной плиты 7. Выталкивателем 24 приподнимают блок закладные элементы + штамповка над опорной плитой и специальным приспособлением, которое ранее использовалось для монтажа пакета закладных элементов 5, выводят блок из штампа в горизонтальном направлении. Затем его поворачивают на угол 90^о и фиксируют в положении, предотвращающем его опрокидывание, с помощью специально предусмотренных упоров. Затем демонтируют из него закладные элементы, освобождая от них отштампованное изделие 26.After filling the cavities of the embedded elements and shaping the blades by means of a punch holder, the pressure plate 8 is lifted, having previously disconnected it from the base plate 7. With the pusher 24, the block of the embedded elements is lifted + stamping over the base plate and the special device that was previously used for mounting the package of embedded elements 5, the block is withdrawn from the stamp in the horizontal direction. Then it is rotated through an angle of 90 ^° and fixed in a position that prevents it from tipping over, using specially provided stops. Then, the embedded elements are removed from it, releasing the stamped product 26 from them.

Для штамповки следующего колеса все операции повторяются в той же последовательности. To stamp the next wheel, all operations are repeated in the same sequence.

Таким образом, процесс формоизменения заготовки ведут с учетом целого комплекса параметров и их взаимосвязи между собой, при этом такая организация технологического процесса позволила получить крупногабаритные рабочие колеса турбомашин с перекрывающимися широкохордными лопатками сложного аэродинамического профиля методом штамповки, достигнув высокого качества, заранее заданной структуры без необходимости дальнейшей механической обработки и со сниженными энергозатратами на их производство. Thus, the process of shaping the workpiece is carried out taking into account a whole range of parameters and their interconnection, while this organization of the technological process made it possible to obtain large-sized impellers of turbomachines with overlapping wide-chordate blades of a complex aerodynamic profile by stamping, achieving high quality, a predetermined structure without the need for further machining and with reduced energy costs for their production.

Предлагаемый способ изготовления рабочих колес турбомашин и штамп для его осуществления позволяют разработать эффективную технологию, с применением которой возможно производство ряда лопаточных колес, в частности гребных винтов повышенной прочности из прогрессивных металлов и сплавов, винтов для самолетов винтовентиляторного типа и других подобных изделий. The proposed method for the manufacture of impellers of turbomachines and a stamp for its implementation make it possible to develop an effective technology with the use of which it is possible to manufacture a number of impeller wheels, in particular high-strength propellers from progressive metals and alloys, propeller-type propellers and other similar products.

Преимущество предложенного технического решения позволяет расширить технологические возможности, вести процесс при максимальных энергозатратах и при минимальных затратах времени. Значительно повышается коэффициент использования металла по сравнению с механическими способами обработки и увеличивается прочность изделия в сравнении со сборными и литыми конструкциями; при этом не нарушается волокнистая структура поверхностного слоя диска и лопаток, что гарантирует получение наперед заданной регламентированной структуры металла. The advantage of the proposed technical solution allows you to expand technological capabilities, to conduct the process with maximum energy consumption and with minimal time. Significantly increases the utilization of metal in comparison with mechanical processing methods and increases the strength of the product in comparison with prefabricated and cast structures; in this case, the fibrous structure of the surface layer of the disk and blades is not violated, which ensures that a predetermined regulated metal structure is obtained in advance.

Claims

1. A method of manufacturing whole-stamped impellers of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile, mainly for gas turbine engines, which consists in plastic forming inside a multi-part demountable stamp with embedded elements of a heated billet when subjected to the axial force required to extrude the metal in the radial direction between the matrix and punched parts of the stamp for forming continuous blades with a disk, profiled according to with a predetermined twist of their pen and obtained in one transition with subsequent recrystallization of the structure of the wrought metal of the workpiece, characterized in that the workpiece is preliminarily cupped, the process of its forming is carried out without additional heat input, and the extrusion of the metal is controlled by changing its flow rate along the trajectories, providing an advance of the shaping of the outlet edges of the blades with a direct proportion to the last recrystallization process, which ensures the changed structure of the metal of the workpiece, while the formation of the blades is carried out in cavities formed by the walls of cantilever fixed embedded elements vibrating during the flow of metal, with a decrease in the surface of their contact with the deformable metal per unit time, the natural frequency of vibrations of the mentioned embedded elements being chosen equal to or proportional to the flow velocity metal, and the size of the gaps between the free ends of the embedded elements is selected from the condition of non-leakage of the deformable metal in them preform.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in addition, during the shaping process, external vibration is introduced with a frequency modulated by the fundamental natural frequency of the embedded elements and the friction forces in the boundary layer of the workpiece metal being deformed during its interaction with the walls of these elements are reduced.

3. A one-piece collapsible stamp for the manufacture of all-stamped impellers of turbomachines with blades of a complex aerodynamic profile, mainly for gas turbine engines, containing a movable upper and fixed lower parts with a punch and die, respectively, made in the form of an assembly assembled from sector embedded elements placed in a container between the base and pressure plates of the lower part with the possibility of the operation of forming one-piece blades with a disk into the floor holes provided between adjacent embedded elements, characterized in that the movable upper part is made in the form of a punch holder, which includes elements of the mechanism of the postoperative connector of the indicated parts of the matrix, which is a guide sleeve mounted in it, arranged to interact with the guide rods of the pressure plate equipped with latches, and the container under the matrix, installed using a special device, is formed made directly but in the support and pressure plates, cup-shaped samples, the counter conical walls of which are arranged to interact with the counter conical peripheral surfaces of the embedded elements fixed cantileverly and fixed to each other in their lower part by means of prismatic longitudinal protrusions and reciprocal depressions made on the conjugated side walls with a guaranteed gap in their upper part with a width of 0.01 - 0.2 mm with the possibility of preventing leakage of the deformable metal of the workpiece into it, This fitting pieces are mounted for vibration of the walls of self-excitation during filling metal preform cavities therebetween, and the natural frequency of the fitting members is equal or proportional to the flow rate of the metal workpiece during formation of the blades.

4. The stamp according to claim 3, characterized in that it is mounted on a vibrating base with a vibration frequency modulated by the main natural vibration frequency of the consoles of the embedded elements of the matrix to reduce the effect of friction forces in the boundary layer when it interacts with the walls of these elements.