RU2467824C1 - Method of making set of gas turbine engine blade blanks - Google Patents
Method of making set of gas turbine engine blade blanks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467824C1 RU2467824C1 RU2011123766/02A RU2011123766A RU2467824C1 RU 2467824 C1 RU2467824 C1 RU 2467824C1 RU 2011123766/02 A RU2011123766/02 A RU 2011123766/02A RU 2011123766 A RU2011123766 A RU 2011123766A RU 2467824 C1 RU2467824 C1 RU 2467824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blank
- blade
- cylindrical part
- workpiece
- gas turbine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способам изготовления заготовок лопаток, например, компрессора ГТД, и может быть использовано в авиационной промышленности и энергомашиностроении.The invention relates to the processing of metals by pressure, and in particular to methods of manufacturing blanks for blades, for example, a gas turbine compressor, and can be used in the aviation industry and power engineering.
Известен способ изготовления заготовки лопатки газотурбинного двигателя, включающий выдавливание заготовки в виде двутаврового профиля (патент РФ №2254200, В21К 3/04, 20.06.2005).A known method of manufacturing a blank of a blade of a gas turbine engine, including extruding the blank in the form of an I-beam profile (RF patent No. 2254200, BK 3/04, 06/20/2005).
Однако данный способ не позволяет обрабатывать заготовки лопаток совместно, а также при изготовлении необходимо сложное прокатное оборудование.However, this method does not allow to process the blanks of the blades together, as well as in the manufacture of complex rolling equipment is necessary.
Также известен способ изготовления заготовки лопатки компрессора ГТД, включающий выдавливание заготовки, горячую штамповку с последующей обрезкой облоя, виброабразивную обработку, термообработку и холодную штамповку (см. В.В.Крымов, Ю.С.Елисеев, К.И.Зудин. «Производство лопаток газотурбинных двигателей», Москва, Машиностроение / Машиностроение-Полет, 2002, стр.83).Also known is a method of manufacturing a blank for a compressor GTE blade, including squeezing the blank, hot stamping followed by trimming the flake, vibration abrasive treatment, heat treatment and cold stamping (see V.V. Krymov, Yu.S. Eliseev, K.I. Zudin. “Production blades of gas turbine engines ”, Moscow, Mechanical Engineering / Mechanical Engineering-Flight, 2002, p. 83).
Недостатками известного способа является низкая производительность, низкий коэффициент использования материала.The disadvantages of this method is the low productivity, low utilization of the material.
Однако из всех известных источников не известен способ, позволяющий получить единый блок заготовок лопаток, которые подвергаются окончательной обработке без разделения на отдельные заготовки.However, from all known sources, a method is not known that allows to obtain a single block of blade blanks, which are subjected to final processing without separation into separate blanks.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение технологичности процесса изготовления блока заготовок лопаток, а также повышение качества получаемого блока заготовок лопаток.The technical result of the claimed invention is to increase the manufacturability of the manufacturing process of a block of blade blanks, as well as improving the quality of the resulting block of blade blanks.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления заготовки блока лопаток газотурбинного двигателя, при котором предварительной штамповкой получают заготовку в виде трубы, имеющей цилиндрическую часть с толщиной стенки не менее заданной максимальной толщины пера лопатки, и одно из оснований, выполненное в виде равностороннего многоугольника, сторона которого имеет ширину и высоту не менее заданной максимальной толщины и высоты хвостовика лопатки, выполняют прорези на цилиндрической части трубы вдоль ее оси, придают цилиндрической части заготовки коническую форму путем ее повторной изотермической штамповки, на которой выполняют дополнительные прорези параллельно плоскости упомянутого основания заготовки, после чего проводят калибровку и закручивание прорезанных частей заготовки для формирования профиля и угла закрутки пера каждой лопатки.The specified technical result is achieved in that in a method for manufacturing a blank of a block of blades of a gas turbine engine, in which preliminary stamping produces a blank in the form of a pipe having a cylindrical part with a wall thickness of at least a predetermined maximum thickness of the blade feather, and one of the bases made in the form of an equilateral polygon the side of which has a width and a height of at least a predetermined maximum thickness and height of the shank of the blade, cuts are made on the cylindrical part of the pipe along its axis, they give the cylindrical part of the workpiece a conical shape by repeated isothermal stamping, on which additional slots are made parallel to the plane of the base of the workpiece, after which the calibrated and twisted cut parts of the workpiece are formed to form the profile and the twist angle of the feather of each blade.
Предложенное изобретение позволяет получить заготовку блока лопаток, которые затем подвергают окончательной обработке без разделения на отдельные заготовки. Все это позволяет повысить технологичность процесса изготовления лопаток путем его упрощения, повышения производительности и снижения расходных материалов, а также повысить качество получаемой заготовки блока лопаток за счет уменьшения количества операций, необходимых для ее изготовления (по сравнению с количеством операций для изготовления каждой заготовки лопатки в отдельности).The proposed invention allows to obtain a blank block of blades, which are then subjected to final processing without separation into individual blanks. All this allows us to increase the manufacturability of the process of manufacturing the blades by simplifying it, increasing productivity and reducing consumables, and also improving the quality of the resulting workpiece block blades by reducing the number of operations required for its manufacture (compared with the number of operations for the manufacture of each blank blade separately )
Первоначальную заготовку в виде трубы, имеющую цилиндрическую часть и одно из оснований в виде равностороннего многоугольника, получают из стандартного сортамента (пруток, круг).An initial blank in the form of a pipe having a cylindrical part and one of the bases in the form of an equilateral polygon is obtained from a standard assortment (bar, circle).
Количество получаемых лопаток в заготовке может быть различным (пять и более единиц в блоке) в зависимости от требуемого их количества.The number of blades obtained in the workpiece can be different (five or more units in a block), depending on their required number.
На фиг.1 показана заготовка (в нескольких видах) после ее предварительной штамповки;Figure 1 shows the workpiece (in several forms) after its preliminary stamping;
на фиг.2 показана заготовка (в нескольких видах) с выполненными прорезями на цилиндрической части;figure 2 shows the workpiece (in several forms) with slots made on the cylindrical part;
на фиг.3 показана заготовка (в нескольких видах) после придания ей конической формы;figure 3 shows the workpiece (in several forms) after giving it a conical shape;
на фиг.4 показана заготовка (в нескольких видах) после выполнения на ней дополнительных прорезей;figure 4 shows the workpiece (in several forms) after completing additional slots;
на фиг.5 показана заготовка (в нескольких видах) после проведения калибровки и закручивания прорезанных частей заготовки.figure 5 shows the workpiece (in several forms) after calibration and twisting of the cut parts of the workpiece.
Способ осуществляется следующим образом (реализация способа рассмотрена на примере изготовления заготовки блока лопаток компрессора газотурбинного двигателя из титанового сплава ВТ9).The method is as follows (the implementation of the method is considered on the example of manufacturing a blank of a block of compressor blades of a gas turbine engine made of VT9 titanium alloy).
Пруток (круг) заданных размеров (размеры определяются из неизменности объема материала) нагревают в печи до температуры ТПП=20…40°С, подают в предварительно подогретый до 350°С штамп гидравлического горизонтального пресса усилием 20000 тс. Осуществляют высадку металла прутка в матрице, имеющей форму цилиндра с многоугольным основанием. Получаем заготовку в виде трубы, имеющей цилиндрическую часть 1 толщиной s, высотой L и основание 2, выполненное в виде равностороннего многоугольника, каждая сторона которого выполнена с длиной В, шириной W, высотой Н (см. фиг.1). Количество сторон основания 2 соответствует необходимому количеству заготовок лопаток в блоке. Размеры основания 2 определяются на основе размеров хвостовика лопатки с учетом припуска на обработку.A bar (circle) of a given size (dimensions are determined from the invariance of the volume of material) is heated in a furnace to a temperature of TPP = 20 ... 40 ° C, fed to a stamp of a horizontal hydraulic press pre-heated to 350 ° C with a force of 20,000 tf. The metal of the rod is disembarked in a cylinder-shaped matrix with a polygonal base. We get the workpiece in the form of a pipe having a
На полученной заготовке, на ее цилиндрической части 1, в одной плоскости с вершинами многоугольного основания 2, выполняют сквозные прорези 3 путем резки общеизвестными средствами (механическим, электроэрозионным или каким-либо другим способом). Прорези 3 выполняют вдоль центральной оси цилиндрической части 1, перпендикулярно плоскости основания 2. Прорези 3 (см. фиг.2) выполняют шириной h1 и длиной l1. Длина l1=L-(H+Δl), т.е. длина l1 каждой прорези 3 равна длине перпендикуляра, опущенного на цилиндрической части 1 заготовки от многоугольного равностороннего основания 2 до точки, находящейся на расстоянии Δl от среза цилиндрической части 1. Форма прорезей 3 зависит от выбора формообразующего инструмента.On the obtained workpiece, on its
Далее цилиндрической части 1 заготовки придается коническая (чашеобразная) форма путем ее изотермической штамповки (см. фиг.3). При этом нагрев заготовки осуществляют до температуры 950…970°С, штампов - до температуры 920…950°С. Штамповка заготовки производится на гидравлическом прессе.Next, the
Следующей операцией является выполнение дополнительных сквозных прорезей 4 (см. фиг.4) на полученной части заготовки конической формы (в месте предполагаемого сопряжения перемычки и пера лопатки). Сквозные технологические прорези 4 получают общеизвестными средствами (механическим, электроэрозионным или каким-либо другим способом), параллельно плоскости основания 2. Прорези 4 выполняют длиной l2 и шириной h2. Данные прорези 4 позволяют свободно деформироваться предполагаемому перу лопатки относительно большего основания 5 заготовки.The next operation is to perform additional through-slots 4 (see Fig. 4) on the obtained part of the billet of a conical shape (in the place of the supposed conjugation of the jumper and feather of the blade). Through technological slots 4 are obtained by well-known means (mechanical, electrical discharge or in some other way), parallel to the plane of the
Последний этап - придание частям заготовки формы, близкой по размерам к профилю лопатки (см. фиг.5). Для этого заготовку деформируют изотермической штамповкой, проводят калибровку и закручивание профилей лопаток. При этом нагрев заготовки осуществляют до температуры 950…970°С, штампов - до температуры 920…950°С. Калибровка и закручивание производится на гидравлическом прессе. Угол закрутки и профиль пера лопатки формируются штамповочным инструментом.The last stage is to give the parts of the workpiece a shape close in size to the profile of the blade (see figure 5). To do this, the workpiece is deformed by isothermal stamping, calibration and twisting of the blade profiles are carried out. In this case, the workpiece is heated to a temperature of 950 ... 970 ° C, stamps - to a temperature of 920 ... 950 ° C. Calibration and twisting is done on a hydraulic press. The swirl angle and the feather profile of the blade are formed by a stamping tool.
После калибровки и закручивания блок заготовок лопаток имеет набор общих мест базирования (баз), что позволяет осуществить дальнейшую окончательную обработку любым способом (механическая обработка, ЭХО и т.д.) полученных лопаток в блоке совместно.After calibration and twisting, the block of blade blanks has a set of common basing places (bases), which allows further final processing in any way (machining, ECHO, etc.) of the obtained blades in the block together.
В примере конкретной реализации толщина s цилиндрической части 1 блока заготовок лопаток равна заданной максимальной толщине пера лопатки с припуском на обработку, ширина W многоугольного основания равна заданной максимальной толщине хвостовика лопатки с припуском на обработку. Цилиндрическую часть 1 блока заготовок разделяют на фрагменты длиной, равной длине стороны многоугольного равностороннего основания блока заготовок хвостовика лопатки или длине хвостовика лопатки с припуском на обработку. Ширина h1 и длина l1 прорезей определяются из величины припуска на обработку. Высота блока заготовок определяется из объема, количества лопаток в блоке заготовок и припуска на обработку. Такое выполнение позволяет обеспечить точную штамповку лопаток с максимальным коэффициентом использования металла и минимальными припусками на дальнейшую обработку. Признак формулы изобретения «не менее» включает в себя допуски на размеры и припуски на обработку в соответствии с ОСТ 1.41717-78 «Заготовки лопаток штампованные. Допуски на размеры и припуски на обработку». Таким образом, верхняя граница признака «не менее» ограничена регламентируемыми в зависимости от класса точности изготовления требованиями.In an example of a specific implementation, the thickness s of the
Указанные обозначения - ширина хвостовика, максимальная толщина хвостовика, максимальная толщина пера лопатки и т.д. выбраны с учетом их определения, указанного в книге В.В.Крымов, Ю.С.Елисееев, К.И.Зудин. «Производство лопаток газотурбинных двигателей», Москва, Машиностроение / Машиностроение-Полет, 2002, стр.12-19, 23.The indicated designations are the width of the shank, the maximum thickness of the shank, the maximum thickness of the feather blade, etc. selected taking into account their definitions specified in the book by V.V. Krymov, Yu.S. Eliseev, K.I. Zudin. “Production of gas turbine engine blades”, Moscow, Mechanical Engineering / Mechanical Engineering-Flight, 2002, pp. 12-19, 23.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123766/02A RU2467824C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Method of making set of gas turbine engine blade blanks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011123766/02A RU2467824C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Method of making set of gas turbine engine blade blanks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2467824C1 true RU2467824C1 (en) | 2012-11-27 |
Family
ID=49254795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011123766/02A RU2467824C1 (en) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | Method of making set of gas turbine engine blade blanks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2467824C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4074559A (en) * | 1975-11-25 | 1978-02-21 | United Technologies Corporation | Forging method |
JPS5997734A (en) * | 1982-11-27 | 1984-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Forming method of impeller for centrifugal compressor |
RU1804945C (en) * | 1991-03-21 | 1993-03-30 | Институт проблем сверхпластичности металлов | Method for manufacturing disk with centrifugal machine working blade-type blanks |
RU2016693C1 (en) * | 1992-11-24 | 1994-07-30 | Московский научно-технический центр "Аверт" | Method for making stamped impellers of turbines with blades of intricate aerodynamic configuration and die for carrying out the method |
RU2219012C1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades |
EP1495819B1 (en) * | 2003-07-08 | 2009-03-18 | Borgwarner, Inc. | Process for manufacturing forged titanium compressor wheel |
-
2011
- 2011-06-14 RU RU2011123766/02A patent/RU2467824C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4074559A (en) * | 1975-11-25 | 1978-02-21 | United Technologies Corporation | Forging method |
JPS5997734A (en) * | 1982-11-27 | 1984-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Forming method of impeller for centrifugal compressor |
RU1804945C (en) * | 1991-03-21 | 1993-03-30 | Институт проблем сверхпластичности металлов | Method for manufacturing disk with centrifugal machine working blade-type blanks |
RU2016693C1 (en) * | 1992-11-24 | 1994-07-30 | Московский научно-технический центр "Аверт" | Method for making stamped impellers of turbines with blades of intricate aerodynamic configuration and die for carrying out the method |
RU2219012C1 (en) * | 2002-04-10 | 2003-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" | Method of production of axial diagonal articles like wheels with blades |
EP1495819B1 (en) * | 2003-07-08 | 2009-03-18 | Borgwarner, Inc. | Process for manufacturing forged titanium compressor wheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109622849A (en) | A kind of shaft forgings blind hole is radially swaged forging and radial swaging apparatus | |
CN1830596A (en) | Method for processing metal slug, apparatus and method for implementing the same | |
CN109676069B (en) | Precision forging method for nozzle shell | |
CN110941900B (en) | Blade forging prefabricated blank design method capable of accurately controlling material flow distribution | |
CN111112529A (en) | Method and device for forming step shaft die forging with flange plate in middle | |
EP3096418A1 (en) | A cold forming method for forming power pins and a power pin formed thereof | |
RU2467824C1 (en) | Method of making set of gas turbine engine blade blanks | |
CN105328112B (en) | A kind of big manufacturing process assembled than titanium alloy upset part | |
JP2018051615A (en) | Die for hot forging and hot forging method | |
CN111659846A (en) | Forging method for homogenizing GH141 special-shaped ring forging grains | |
RU2446909C2 (en) | Method of producing cartridge cases for small arms | |
US10239113B2 (en) | Net shaped forging for fluid ends and other work pieces | |
RU2291755C2 (en) | Sized forged pieces producing method and tool for performing the same | |
RU2254200C1 (en) | Blank of blade making method | |
CN105598350B (en) | A kind of forging technology of Nimonic101 alloy vanes forging | |
RU2625385C2 (en) | Method of manufacturing punched billets of close-loaded blades from a two-phase titanium alloy | |
WO2015050013A1 (en) | Pre-formed body for turbine blade and turbine blade manufacturing method | |
JP2016196026A (en) | Hot forging mold and hot forging method | |
Olejnik et al. | Backward extrusion using micro-blanked aluminium sheet | |
RU2486275C1 (en) | Method to produce ultra-fine grain blank of gte blade of titanium alloys | |
GB868989A (en) | Improved method for the production of blades for gas turbines or compressors | |
RU2366530C1 (en) | Method of fabrication of hollow blade | |
RU2759281C1 (en) | Method for manufacturing semi-hollow rod step parts | |
Antoshchenkov et al. | Computer simulation of axisymmetric upsetting | |
AU2020102626A4 (en) | Design of Progressive Tools |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210329 |