RU2219012C1 - Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades - Google Patents
Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219012C1 RU2219012C1 RU2002109376/02A RU2002109376A RU2219012C1 RU 2219012 C1 RU2219012 C1 RU 2219012C1 RU 2002109376/02 A RU2002109376/02 A RU 2002109376/02A RU 2002109376 A RU2002109376 A RU 2002109376A RU 2219012 C1 RU2219012 C1 RU 2219012C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- workpiece
- billet
- blade
- straight blades
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении оседиагональных изделий типа колес с лопатками для газотурбинных двигателей, газотурбинных установок, турбохолодильных машин и других аналогичных изделий. The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of axial-diagonal products such as wheels with blades for gas turbine engines, gas turbine units, turbo-refrigerating machines and other similar products.
Известен способ изготовления оседиагональных колес с лопатками, предусматривающий ковку цельнометаллической заготовки при температуре полиморфного превращения (для титанового сплава ВТЗ-1 Тп.п≈970oC) на молоте (3т), осаживание исходной заготовки (L=290±1,0 мм, ⌀ 175 мм) в торец на размеры поковки (b=144±4 мм, ⌀ 242 мм), последующую термообработку (отжиг 910±10oC, выдержка 3 ч 30 мин, перенос в печь с температурой 550±10oС, выдержка 2 ч, охлаждение на воздухе) и подачу заготовки на формообразование колеса с закрученными лопатками путем фрезерной обработки, в частности, выборкой фрезой межлопаточного пространства и фрезерованием профиля лопаток на пятикоординатных станках типа UCP-710 "Микрон" или КМЦ-600 (Технологический процесс для изготовления оседиагональных колес, 0050114021231, 2001 г., НПО "Сатурн").A method for manufacturing osediagonalnyh wheel with blades, providing all-metal forging preform at the polymorphic transformation temperature (for titanium alloy VPP-1 T pp ≈970 o C) on the hammer (3t) squat initial billet (L = 290 mm ± 1,0 , ⌀ 175 mm) at the end face for forging dimensions (b = 144 ± 4 mm, ⌀ 242 mm), subsequent heat treatment (annealing at 910 ± 10 o C, holding for 3 h 30 min, transfer to a furnace with a temperature of 550 ± 10 o C, holding for 2 hours, cooling in air) and feeding the workpiece to form the wheels with twisted blades by milling, in hours the number of blades and milling the profile of the blades on five-axis machines such as UCP-710 "Micron" or KMTs-600 (Technological process for the manufacture of axial wheels, 0050114021231, 2001, NPO Saturn).
Недостатками известного способа являются:
- невысокое качество изделия, обусловленное нарушением волокна заготовки при прорезании фрезой;
- высокая трудоемкость изготовления, обусловленная большим количеством фрезерных и слесарно-полировальных работ;
- низкий коэффициент использования металла.The disadvantages of this method are:
- low product quality due to violation of the fiber of the workpiece when cutting a mill;
- the high complexity of manufacturing, due to the large number of milling and metalwork polishing;
- low utilization of metal.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ изготовления оседиагональных изделий типа колеса с лопатками для авиационных двигателей с помощью подвижного пуансона, состоящего из центрального элемента и окружающего его кольца в изотермических условиях. Способ предусматривает предварительное фасонирование заготовки при движении вниз центрального элемента пуансона и окончательное формообразование изделия подачей кольца пуансона в том же направлении (см. США, патент 4312211, МПК В 21 К 1/32. Бюллетень "Изобретения в СССР и за рубежом", 10-82, с.67) - ближайший аналог. Closest to the proposed technical solution is a method of manufacturing axial-diagonal products such as wheels with blades for aircraft engines using a movable punch consisting of a central element and the surrounding ring in isothermal conditions. The method involves preliminary shaping of the workpiece when moving down the central element of the punch and final shaping of the product by feeding the punch ring in the same direction (see USA, patent 4312211, IPC B 21
Недостатками ближайшего аналога являются:
- невысокое качество изделия, обусловленное нарушением механических характеристик материала лопаток при однонаправленном деформировании заготовки, что в свою очередь влияет на срок службы всего изделия;
- ограниченные технологические возможности, так как он позволяет получать изделия только с прямыми лопатками.The disadvantages of the closest analogue are:
- low quality of the product due to a violation of the mechanical characteristics of the material of the blades during unidirectional deformation of the workpiece, which in turn affects the service life of the entire product;
- limited technological capabilities, since it allows you to get products only with straight blades.
Техническим результатом заявляемого способа является расширение технологических возможностей за счет изготовления колес с закрученными лопатками, при этом обеспечивается формообразование заготовки с прямыми лопатками и их закрутка при окончательном формообразовании изделия, что позволит снизить себестоимость изготовления и повысить качество изделий. The technical result of the proposed method is the expansion of technological capabilities through the manufacture of wheels with swirling blades, this ensures the formation of a workpiece with straight blades and their twisting during the final shaping of the product, which will reduce the cost of manufacture and improve the quality of products.
Сущность технического решения заключается в том, что в способе изготовления оседиагональных изделий типа колес с лопатками, включающем предварительное фасонирование заготовки в верхнем и нижнем штампах на прессе с выталкивателем, последующее формирование заготовки с прямыми лопатками и формообразование изделия в изотермических условиях, согласно изобретения получают оседиагональное изделие типа колеса с закрученными лопатками и межлопаточной поверхностью с большим и меньшим диаметрами, предварительное фасонирование заготовки осуществляют путем смыкания верхнего и нижнего штампов, в качестве последнего из которых используют штамп с пуансоном, формирование заготовки с прямыми лопатками производят перемещением упомянутого пуансона вверх при использовании в качестве его привода выталкивателя пресса, а при окончательном формообразовании изделия прямые лопатки последовательно подвергают закрутке путем фиксации заготовки с прямыми лопатками при расположении точки на меньшем диаметре ее межлопаточной поверхности в нижнем положении, а точки на большом диаметре ее межлопаточной поверхности - в верхнем положении, установки под лопатку со стороны большего диаметра заготовки поддерживающего ложемента, нагрева лопатки со стороны спинки до температуры 700±10oС, последующего ввода со стороны меньшего диаметра заготовки деформирующего ложемента, с перемещением его в горизонтальной плоскости по радиусу до упора и термофиксации лопатки в течение 1-2 мин.The essence of the technical solution lies in the fact that in the method of manufacturing sedimentary products such as wheels with vanes, comprising pre-shaping the workpiece in the upper and lower dies on a press with an ejector, the subsequent formation of the workpiece with straight vanes and shaping the product in isothermal conditions, according to the invention receive an axiagonal product type of wheel with swirling blades and interscapular surface with larger and smaller diameters, preliminary shaping of the workpiece They are made by closing the upper and lower dies, the last of which using a stamp with a punch, forming a blank with straight blades is carried out by moving the said punch up when using a press ejector as its drive, and during the final shaping of the product, the straight blades are sequentially twisted by fixing the blank with straight blades when the point is located on the smaller diameter of its interscapular surface in the lower position, and the points on the large diameter e e of the interscapular surface - in the upper position, installation under the blade from the side of the larger diameter of the workpiece of the supporting lodgement, heating the blade from the back to the temperature of 700 ± 10 o C, subsequent input from the side of the smaller diameter of the workpiece of the deforming tool tray, moving it horizontally along the radius until the stop and heat setting of the scapula for 1-2 minutes
Предлагаемый способ поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - штамповочный блок для изготовления оседиагонального изделия в изотермических условиях,
фиг.2 - схема фиксации заготовки при закрутке лопатки,
фиг.3 - схема фиксации заготовки, взятая по линии А-А фиг.2,
фиг.4 - схема закрутки лопаток.The proposed method is illustrated by drawings, where:
FIG. 1 - stamping unit for the manufacture of sedimentary products in isothermal conditions,
figure 2 - diagram of the fixation of the workpiece when spinning the blades,
figure 3 - scheme of fixation of the workpiece, taken along the line aa of figure 2,
4 is a diagram of the spin of the blades.
Способ изготовления оседиагональных изделий типа колес с лопатками осуществляют следующим образом:
в соответствии с изотермическими условиями предварительно нагретую заготовку 1 устанавливают в нижний штамп 2 (см. фиг.1) и фиксируют на дугообразной поверхности 3 сегментов 4, образующих между смежными боковыми поверхностями ручьи для формообразования лопаток. При этом сегменты 4 фиксируются в нужном положении относительно друг друга установкой торцов 5 на поверхности нижнего штампа 2 и дугообразную поверхность 6 сегментов 4, образуемую торцами будущих прямых лопаток. Включают пресс (на чертежах не показан). Верхний штамп 7 опускают до смыкания с нижним штампом 2, при этом центральная вставка 8 верхнего штампа 7 выжимает нагретый металл в периферийные зоны и формируют ступицу 9 и частично лопатки 10, обеспечивая таким образом предварительное фасонирование заготовки изделия в монолитном исполнении с лопатками 10. Затем включают рабочий ход выталкивателя пресса, под действием которого пуансон 11 нижнего штампа 2 перемещается вверх и формирует окончательно оседиагональное колесо с прямыми лопатками. Подъемом траверсы пресса (на чертеже не показано) верхний штамп 7 поднимают вверх, раскрывают полость штампового блока, приводят в движение пуансон 11 и он поднимает над торцом нижнего штампа 2 полученную заготовку 1 вместе с дугообразными сегментами 4. Заготовку 1 вынимают и подают на закрутку в приспособление (см. фиг.2), снабженное делительным диском (на чертежах не показан). Заготовку 1 фиксируют с помощью втулки 12 и гайки 13 таким образом, что ось заготовки 1 составляет с горизонтальной осью угол, например, в 30o±5', при этом точка "А" на меньшем диаметре ее межлопаточной поверхности 14 (см. фиг.3) находится в нижнем положении, а точка "Б" - на большом диаметре ее межлопаточной поверхности 14 в верхнем положении. Затем под прямую лопатку 10 (см. фиг.4) под корыто со стороны большого диаметра заготовки 1 устанавливают поддерживающий ложемент 15 и лопатку 10 нагревают со стороны спинки до температуры 700±10oС. После этого со стороны малого диаметра заготовки 1 вводят деформирующий ложемент 16, перемещая его в горизонтальной плоскости до упора с помощью пневмоцилиндра (на чертежах не показан), при этом деформирующий элемент 16 укладывает прямую лопатку 10 на поддерживающий ложемент 15. Лопатку 10 термофиксируют при температуре 700±10oC в течение 1-2-х мин. Затем деформирующий ложемент 16 выводят из межлопаточного пространства 14 заготовки 1, поворачивают на шаг делительный диск и цикл повторяют до закрутки всех лопаток 10.A method of manufacturing axial-diagonal products such as wheels with blades is as follows:
in accordance with the isothermal conditions, the
Пример 1. Нагрев заготовки 1, например, из титанового сплава ВТЗ-1 осуществляют в электропечи типа СН04,0х8,0. Перед нагревом для предотвращения взаимодействия нагретого металла с воздушной атмосферой заготовку 1 эмалируют покрытием ЭВТ-24. Нагрев заготовки 1 проводят до температуры 950oС. Заготовку 1 вынимают из электропечи и устанавливают в нижний штамп 2 с помощью механических клещей. Дугообразные сегменты 4 (фиг.1), ложементы 15 и 16 (фиг.4) изготавливают из литейного сплава на никелевой основе ЖС6-К и их поверхность покрывают теплоизоляционным слоем толщиной 0,01-0,005 мкм, состоящим из окислов Аl2О3, MgO, SiO2. Слой наносят плазменным, катодным или газоплазменным способами, что обеспечивает высокое качество получаемых изделий. Формообразование выполняют на гидравлическом прессе усилием 6,3 МН, снабженном индукционным нагревателем УИДИН-350. Полученную заготовку 1 с прямыми лопатками 10 устанавливают в приспособление (фиг.2) и фиксируют так, что угол между горизонтальной осью и осью заготовки 1 составляет 30o. Затем устанавливают поддерживающий ложемент 15, фиксируя его от смещения, причем его можно устанавливать последовательно под каждую лопатку 10, или все сразу по количеству лопаток 10. В межлопаточное пространство 14 заготовки 1 вводят индуктор ТВЧ, снабженный фотопирометром с устройством автоматического регулирования температуры (источник питания с частотой тока 2400 Гц и мощностью 100 кВт), нагревают лопатку 10 со стороны спинки до 700oС, выводят индуктор и со стороны малого диаметра заготовки 1 перемещают деформирующий ложемент 16 до упора. Проводят термофиксацию лопатки в течение 1-2 мин при температуре 700oС, а затем выводят деформирующий элемент 16 из межлопаточного пространства 14 заготовки 1. Цикл повторяют до полной закрутки всех лопаток 10. Предложенным способом изготовлено оседиагональное колесо со следующими параметрами:
- малый диаметр заготовки ≈ 77 мм;
- большой диаметр заготовки ≈ 226 мм;
- угол закрутки лопаток 10 со стороны малого диаметра 41o.Example 1. Heating of the
- small diameter of the workpiece ≈ 77 mm;
- large diameter of the workpiece ≈ 226 mm;
- the angle of twist of the
Пример 2. Способ осуществляют аналогичным образом, при этом угол фиксации заготовки 1 составлял 30o±5', температура нагрева составляла 710oС, время термофиксации составило до 2 мин.Example 2. The method is carried out in a similar manner, with the angle of fixation of the
Предлагаемый способ изготовления оседиагональных изделий позволяет по сравнению с аналогом повысить в 10 раз производительность труда, увеличить КИМ с 0,15 до 0,85, ликвидировать потребность в дорогостоящем металлорежущем оборудовании и инструменте. The proposed method for the manufacture of sedimentary products makes it possible to increase labor productivity by a factor of 10, increase CMM from 0.15 to 0.85, and eliminate the need for expensive metal-cutting equipment and tools.
По сравнению с ближайшим аналогом предлагаемое техническое решение позволяет:
- повысить качество готового изделия за счет сохранения механических характеристик структуры тела лопаток, благодаря последовательной подаче усилия сверху и снизу при смыкании штампов и перемещении пуансона вверх;
- расширить технологические возможности способа за счет изготовления колес с закрученными лопатками, при этом обеспечивается формообразование заготовки с прямыми лопатками и их закрутка при окончательном формоообразовании изделия, что позволит снизить себестоимость изготовления и повысить качество изделий;
- обеспечить высокое качество за счет установки заготовки при определенном положении точек пересечения межлопаточной поверхности и диаметров изделия, что в свою очередь позволяет вводить деформирующий, поддерживающий ложементы и осуществлять плавную закрутку лопаток без изменения структуры пера и нарушения механических характеристик, обеспечить высокий ресурс готового изделия;
- упростить конструкцию штамповочного блока и использовать стандартное прессовое оборудование.Compared with the closest analogue, the proposed technical solution allows:
- to improve the quality of the finished product by maintaining the mechanical characteristics of the body structure of the blades, due to the consistent supply of force from above and below when closing the dies and moving the punch up;
- expand the technological capabilities of the method due to the manufacture of wheels with swirling blades, this ensures the formation of the workpiece with straight blades and their twisting during the final shaping of the product, which will reduce the cost of production and improve the quality of products;
- to ensure high quality due to the installation of the workpiece at a certain position of the intersection points of the interscapular surface and the diameters of the product, which in turn allows you to enter deforming, supporting lodgements and smooth twist of the blades without changing the structure of the pen and violation of mechanical characteristics, to ensure a high resource of the finished product;
- simplify the design of the stamping unit and use standard press equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002109376/02A RU2219012C1 (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002109376/02A RU2219012C1 (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2219012C1 true RU2219012C1 (en) | 2003-12-20 |
RU2002109376A RU2002109376A (en) | 2004-02-20 |
Family
ID=32066269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002109376/02A RU2219012C1 (en) | 2002-04-10 | 2002-04-10 | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2219012C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450883C1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-20 | Оскар Акрамович Кайбышев | Method of fabricating discs with ''blisk''-type vanes and mould to this end |
RU2467824C1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of making set of gas turbine engine blade blanks |
-
2002
- 2002-04-10 RU RU2002109376/02A patent/RU2219012C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450883C1 (en) * | 2010-11-03 | 2012-05-20 | Оскар Акрамович Кайбышев | Method of fabricating discs with ''blisk''-type vanes and mould to this end |
RU2467824C1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method of making set of gas turbine engine blade blanks |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002109376A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101695739B (en) | Forging process of large tee and large skew tee | |
CN110538914B (en) | Plate sectional heating spinning forming method | |
CN104588426B (en) | Accumulator tank body forging and forming technology and extrusion die | |
CN105252230B (en) | Machining process for inclined tee | |
CN109482690B (en) | Current-assisted roll forming method for special-shaped section pipe fitting made of difficultly-deformed material | |
CN104148428B (en) | A kind of cold-extrusion shaping method of axial symmetry rod head part | |
US10022769B2 (en) | Method for producing a shaped part from an aluminum alloy sheet | |
CN103987474B (en) | For the technique manufacturing forging and machined components | |
CN102873166A (en) | Aircraft spherical shell isothermal forming method and device | |
CN105057529A (en) | Extrusion forming method for hollow shaft forged piece with variable cross section | |
CN103556094A (en) | Method for forging and producing TC4 titanium alloy bars by using precision forging machine | |
CN104625627B (en) | A kind of preparation method of plasma rotating electrode titanium alloy electrode rod | |
CN105328109A (en) | Local continuous loading forming method for large disc and shaft integrated parts | |
CN105382167B (en) | Ultra-fine grain titanium alloy sheath and its Compound Extrusion shaping dies and method | |
CN109454198A (en) | The method for forging and molding and its triple gear of a kind of triple gear and application | |
RU2219012C1 (en) | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades | |
CN108115364B (en) | Thick plate double-rotating-wheel heating general-rotating forming method | |
CN108237197B (en) | A kind of forging method improving the flaw detection of structural steel large-sized ring part | |
CN106890915B (en) | A kind of four work step hot forging methods of processing pawl pole blank | |
US20090139092A1 (en) | Method and manufacturing of ball bearing rings | |
CN205165702U (en) | Ultra -fine grain titanium alloy sheath and compound extrusion forming die thereof | |
CN201225820Y (en) | Vertical apparatus for secondarily heating semi-solid-state metal blank | |
CN108994249A (en) | Large-scale cylindrical forged piece forges Rolling compund production technology | |
CN109108584A (en) | A kind of production technology of aluminium lithium alloy cone cylinder | |
CN112642947B (en) | Hot-pressing bulging tool and method for hot-pressing bulging thin-wall cylindrical part with necking structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20050113 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070411 |