RU2769500C1 - Blisk stamping press - Google Patents
Blisk stamping press Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769500C1 RU2769500C1 RU2021124906A RU2021124906A RU2769500C1 RU 2769500 C1 RU2769500 C1 RU 2769500C1 RU 2021124906 A RU2021124906 A RU 2021124906A RU 2021124906 A RU2021124906 A RU 2021124906A RU 2769500 C1 RU2769500 C1 RU 2769500C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sliders
- stamping
- matrices
- semi
- press
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K3/00—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like
- B21K3/04—Making engine or like machine parts not covered by sub-groups of B21K1/00; Making propellers or the like blades, e.g. for turbines; Upsetting of blade roots
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B1/00—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen
- B30B1/32—Presses, using a press ram, characterised by the features of the drive therefor, pressure being transmitted directly, or through simple thrust or tension members only, to the press ram or platen by plungers under fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B30—PRESSES
- B30B—PRESSES IN GENERAL
- B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
- B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов давлением, и может быть использовано для получения дисков турбин с лопатками в виде моноколес методом горячей штамповки, в частности тех, которые используются в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД).The invention relates to the processing of metals by pressure, and can be used to produce turbine discs with blades in the form of monowheels by hot stamping, in particular those used in aircraft gas turbine engines (GTE).
В настоящее время моноколесо диска турбины с лопатками принято называть: моноколесо типа «блиск» (blades + disk - "blisk"), далее по тексту - блиск.At present, the unicycle of a turbine disk with blades is commonly called: a blisk-type unicycle (blades + disk - "blisk"), hereinafter referred to as blisk.
Диски турбин с лопатками относятся к наиболее ответственным деталям ГТД. Надежность и себестоимость их изготовления неразрывно связаны с уровнем технологии производства. В настоящее время как сборные диски турбин с лопатками, так и блиски, диск которых выполнен за одно целое с лопатками, как правило, изготовляются методами механической обработки, в результате чего 50…80% металла уходит в стружку. Также при механической обработке лопаток блиска не удается получить благоприятную структуру металла в лопаточной части заготовки, которая бы способствовала максимальному сопротивлению, возникающих в ходе эксплуатации нагрузок, вибронагрузок и т.д. Поэтому перспективным способом получения блисков является горячая объемная штамповка, применение которой позволяет получить благоприятное формирование текстуры материала как в теле диска, так и в лопаточной части, что обеспечивает повышенное сопротивление нагрузкам, возникающим в ходе эксплуатации, обеспечивает увеличение ресурса детали, уменьшает затраты материала, а также на 50…60% снижает трудоемкость ее изготовления. При горячей объемной штамповке блисков возможно получить деталь с рабочими поверхностями (перо лопаток) с минимальными припусками и напусками. Это позволяет сохранять полученные механические свойства материала лопаточной части, как результат направленного течения его в полость ручья штампа.Turbine disks with blades are among the most critical parts of a gas turbine engine. The reliability and cost of their manufacture are inextricably linked with the level of production technology. Currently, both prefabricated turbine disks with blades and blisks, the disk of which is made in one piece with the blades, as a rule, are manufactured by machining methods, as a result of which 50 ... 80% of the metal goes into chips. Also, when machining blisk blades, it is not possible to obtain a favorable metal structure in the blade part of the workpiece, which would contribute to the maximum resistance arising during operation of loads, vibration loads, etc. Therefore, a promising way to obtain blisks is hot die forging, the use of which makes it possible to obtain a favorable formation of the texture of the material both in the body of the disk and in the blade part, which provides increased resistance to loads that occur during operation, increases the life of the part, reduces material costs, and also reduces the complexity of its manufacture by 50 ... 60%. With hot die forging of blisks, it is possible to obtain a part with working surfaces (blade blades) with minimal allowances and laps. This allows you to save the obtained mechanical properties of the material of the blade part, as a result of its directed flow into the cavity of the stamp stream.
Практика показала, что наиболее перспективным технологическим процессом горячей объемной штамповке блисков является радиальное выдавливание лопастей в секционную матрицу на прессе двустороннего деформирования.Practice has shown that the most promising technological process for hot die forging of blisks is the radial extrusion of blades into a sectional die on a double-sided deformation press.
Из уровня техники известен гидровинтовой пресс с двусторонним деформированием для штамповки в разъемных матрицах (патент США №4191044 Hydraulic screw press B21J 1/18, 27.08.1978). Указанный пресс имеет два ползуна несущие пуансоны, которые расположены симметрично на регулируемых направляющих и приводятся в движение винтовыми механизмами. Ползуны, к которым крепятся матрицы, установлены на станине в тех же направляющих и имеют привод продольного перемещения от гидроцилиндров. Данный пресс использовался для штамповки моноколес методом радиального экстудирования лопаток из цилиндрической заготовки.The prior art hydraulic screw press with bilateral deformation for stamping in detachable dies (US patent No. 4191044 Hydraulic
Недостатком пресса является возможность использования матрицы, состоящей только из двух частей (двух полуматриц) с вертикальным разъемом, что ограничивает его технологические возможности по реализации штамповки моноколес большого диаметра с лопатками сложной формы.The disadvantage of the press is the possibility of using a matrix consisting of only two parts (two semi-matrices) with a vertical split, which limits its technological capabilities for the implementation of stamping large-diameter monowheels with complex-shaped blades.
Известен также пресс для штамповки моноколес (Патент РФ №2746200 от 03.06.2020 «Пресс для штамповки моноколес газотурбинных двигателей»), который принят нами за прототип, содержащий горизонтальную станину, на которой установлены соосно напротив друг друга, с возможностью перемещения по направляющим посредством приводов, ползуны с пуансонами и ползуны с полуматрицами, пресс снабжен узлом для установки и крепления секционной матрицы между ползунами с полуматрицами, с возможностью смыкания секционной матрицы с полуматрицами с образования штампа для штамповки моноколеса, и зажимными элементами для замыкания полости штампа, установленными с возможностью перемещения в пазах, выполненых в станине, при этом ползуны с полуматрицами выполнены с возможностью перемещения по регулируемым направляющим посредством гидроприводов, связанных с гидравлической системой пресса, имеющей гидравлический насос, напорные и сливные магистрали, предохранительный клапан и манометр, а ползуны с пуансонами выполнены с возможностью перемещения по упомянутым регулируемым направляющим посредством гидровинтовых приводов, связанных с упомянутой гидравлической системой пресса и содержащих винтовые пары с маховиками, при этом маховики гидровинтовых приводов, связаны между собой зубчатой передачей, которая выполнена с возможностью обеспечения синхронного перемещения ползунов с пуансонами.A press for stamping monowheels is also known (RF Patent No. 2746200 dated 06/03/2020 "Press for stamping monowheels of gas turbine engines"), which we adopted as a prototype containing a horizontal frame, on which are installed coaxially opposite each other, with the ability to move along the guides by means of drives , sliders with punches and sliders with semi-matrices, the press is equipped with a unit for installing and fastening a sectional matrix between sliders with semi-matrices, with the possibility of closing the sectional matrix with semi-matrices to form a stamp for stamping a unicycle, and clamping elements for closing the cavity of the stamp, installed with the possibility of moving in grooves made in the frame, while the sliders with semi-matrices are made with the ability to move along adjustable guides by means of hydraulic drives connected to the hydraulic system of the press, which has a hydraulic pump, pressure and drain lines, a safety valve and a pressure gauge, and the sliders with punches are made with the ability to move along the said adjustable guides by means of hydraulic screw drives connected to the said hydraulic system of the press and containing screw pairs with flywheels, while the flywheels of hydraulic screw drives are interconnected by a gear train, which is configured to ensure synchronous movement of sliders with punches.
Недостатком пресса является то, что узел для установки и крепления секционной матрицы предусматривает ее вертикальное расположение, тогда как исходную заготовку в форме диска практически невозможно установить в такую матрицу с вертикальным разъемом. Кроме того, при штамповке блисков методом локальной деформации периферийной части исходной заготовки, в соответствии со способом штамповки блисков, который разработан заявителем («способ и устройство для штамповки блисков» заявка №2021118122), требуется устройство для надежного прижима центральной дисковой части исходной заготовки, которое в данной конструкции пресса отсутствует.The disadvantage of the press is that the site for installing and fastening the sectional matrix provides for its vertical location, while the original disc-shaped workpiece is almost impossible to install in such a matrix with a vertical split. In addition, when stamping blisks by the method of local deformation of the peripheral part of the original workpiece, in accordance with the method of stamping blisks, which is developed by the applicant ("method and device for stamping blisks" application No. 2021118122), a device is required for reliably pressing the central disk part of the original workpiece, There is no press in this design.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное изобретение является изготовление блисков большого диаметра для роторов ГТД большой мощности с возможностью формообразования лопастей методом горячей объемной штамповки на прессовом оборудовании относительно приемлемой мощности и извлечение такого моноколеса из штампового комплекта после штамповки.The technical problem to be solved by the claimed invention is the manufacture of large-diameter blisks for high-power GTE rotors with the possibility of shaping the blades by hot forging on press equipment of relatively acceptable power and removing such a unicycle from the stamping set after stamping.
Технический результат заявленного изобретения заключается в усовершенствование конструкции специализированного пресса для реализации перспективного способа штамповки блисков для роторов современных ГТД методом локальной деформации обода исходной заготовки и обеспечение возможности извлечения такого моноколеса из секционной матрицы после штамповки. Такой пресс делает реальным получение штамповкой моноколес больших диаметров для колес роторов современных ГТД большой мощности, обеспечит экономию материала, высокую производительность и качество в серийном производстве этих ответственных деталей.The technical result of the claimed invention consists in improving the design of a specialized press for implementing a promising method for stamping blisks for rotors of modern gas turbine engines by local deformation of the rim of the original workpiece and providing the possibility of extracting such a unicycle from a sectional matrix after stamping. Such a press makes it possible to obtain by stamping large-diameter monowheels for rotor wheels of modern high-power gas turbine engines, it will ensure material savings, high productivity and quality in the mass production of these critical parts.
Заявленный технический результат изобретения достигается тем, что пресс содержит станину, на которой установлены соосно, напротив друг друга, с возможностью перемещения по направляющим посредством приводов, ползуны с пуансонами и ползуны с полуматрицами, посадочное место в станине для установки и крепления секционной матрицы между ползунами с полуматрицами, с возможностью смыкания секционной матрицы с полуматрицами с образованием штампа для штамповки блиска, Пресс имеет устройство для установки и крепления секционной матрицы в горизонтальном положении, которое расположено на вертикальной станине, между ползунами несущими полуматрицы, а ползуны, несущие пуансоны, снабжены устройствами для установки и перемещения прижимных дисков.The claimed technical result of the invention is achieved by the fact that the press contains a frame on which are installed coaxially, opposite each other, with the ability to move along the guides by means of drives, sliders with punches and sliders with semi-matrices, a seat in the frame for installing and fastening a sectional matrix between sliders with semi-matrices, with the possibility of closing a sectional matrix with semi-matrices with the formation of a stamp for punching a blisk, the Press has a device for installing and fastening a sectional matrix in a horizontal position, which is located on a vertical frame, between the sliders carrying the semi-matrix, and the sliders carrying the punches are equipped with devices for installing and movement of pressure disks.
Заявленный технический результат изобретения достигается так же тем, что устройство для установки и перемещения прижимных дисков, выполнено в виде силового цилиндра, имеющего поршень со штоком, на свободном конце штока посредством резьбы закреплен прижимной диск, а поршневая полость силового цилиндра заполнена рабочей жидкостью и подключена гидравлической магистралью к устройству управления давлением.The claimed technical result of the invention is also achieved by the fact that the device for installing and moving the pressure disks is made in the form of a power cylinder having a piston with a rod, a pressure disk is fixed at the free end of the rod by means of a thread, and the piston cavity of the power cylinder is filled with a working fluid and connected to a hydraulic line to the pressure control device.
Заявленный технический результат изобретения достигается так же тем, что устройство управления давлением включает, цилиндрическую полость, выполненную в корпусе каждого ползуна, несущего пуансоны, в которой установлен поршень, причем одна из полостей, разделенных поршнем, заполнена сжатым газом, а другая заполнена рабочей жидкостью и связана с полостью силового цилиндра гидравлической магистралью, которая содержат обратный клапан, регулятор давления и клапан с электрическим управлением.The claimed technical result of the invention is also achieved by the fact that the pressure control device includes a cylindrical cavity made in the body of each slider carrying punches, in which a piston is installed, and one of the cavities separated by the piston is filled with compressed gas, and the other is filled with working fluid and is connected to the cavity of the power cylinder by a hydraulic line, which contains a check valve, a pressure regulator and an electrically controlled valve.
Сущность заявленного изобретения поясняется следующими иллюстрациями:The essence of the claimed invention is illustrated by the following illustrations:
- на фиг. 1 пресс для штамповки блисков;- in Fig. 1 blisk stamping press;
- на фиг. 2 центральная часть пресса на фиг. 1;- in Fig. 2 the central part of the press in FIG. one;
- на фиг. 3 гидропривод пресса;- in Fig. 3 press hydraulic drive;
- на фиг. 4 исходное положение штампа и размещение исходной заготовки;- in Fig. 4 the initial position of the stamp and the placement of the original workpiece;
- на фиг. 5 замыкание полости штампа;- in Fig. 5 closing the die cavity;
- на фиг. 6 положение пуансонов в конце рабочего хода;- in Fig. 6 the position of the punches at the end of the working stroke;
- на фиг. 7 размыкание полости штампа и удаление готовой поковки.- in Fig. 7 opening the die cavity and removing the finished forging.
На иллюстрациях представлены:The illustrations show:
1. Плита1. Stove
2. Матрица2. Matrix
3. Станина3. Bed
4. Направляющие4. Guides
5. Ползуны, несущие пуансоны5. Slides carrying punches
6, 6а и 6б. Ползуны, несущие полуматрицы6, 6a and 6b. Sliders carrying semi-matrices
7, 7а и 7б. Полуматрицы7, 7a and 7b. Semimatrices
8, 8а и 8б. Гидравлические цилиндры8, 8a and 8b. Hydraulic cylinders
9, 9а и 9б. Пуансоны9, 9a and 9b. Punches
10, 10а и 10б. Прижимные диски10, 10a and 10b. pressure discs
11. Цилиндр силовой11. Power cylinder
12. Поршень12. Piston
13. Шток13. Stem
14. Резьба14. Carving
15. Привод гидровинтовой15. Hydroscrew drive
16. Винт16. Screw
17. Маховик17. Flywheel
18. Подшипники18. Bearings
19. Гайка19. Nut
20а и 20б. Цилиндры гидравлические20a and 20b. Hydraulic cylinders
21. Поршень21. Piston
22. Шток22. Stock
23. Передача зубчатая23. Gear transmission
24. Насос24. Pump
25. Клапан предохранительный25. Safety valve
26. Манометр электроконтактный26. Electrocontact pressure gauge
27. Клапан обратный27. Check valve
28а, 28б, 29а и 29б. Распределители гидравлические28a, 28b, 29a and 29b. Hydraulic distributors
30. Аккумулятор газогидравлический30. Gas-hydraulic accumulator
31. Клапан управляемый31. Controlled valve
32. Полость цилиндра 1132. The cavity of the
33. Полость цилиндрическая33. Cylindrical cavity
34. Поршень свободный34. Free piston
35. Полость со сжатым газом35. Cavity with compressed gas
36. Полость с жидкостью36. Cavity with liquid
37а и 37б. Клапана с электроуправлением37a and 37b. Valves with electric control
38а и 38б. Клапана обратные38a and 38b. check valves
39а и 39б. Регуляторы давления39a and 39b. Pressure regulators
40. Заготовка исходная40. Initial workpiece
41. Обод заготовки 4041.
42. Секции съемные42. Removable sections
43. Поковка готовая43. Finished forging
Пресс для штамповки блисков показан в разрезе на фиг. 1, а на фиг. 2 представлены в увеличенном виде основные его узлы, которыми предлагаемая конструкция отличается от прототипа.The blisk stamping press is shown in section in FIG. 1, and in Fig. 2 shows in an enlarged view its main components, which the proposed design differs from the prototype.
Согласно изобретению, пресс имеет устройство для установки и крепления секционной матрицы в горизонтальном положении, которое расположено на вертикальной станине между ползунами, несущими полуматрицы, а ползуны несущие пуансоны снабжены устройствами для установки прижимных дисков штампа и создания усилия зажима дисковой части исходной заготовки в момент штамповки. Устройство для установки и крепления секционной матрицы 2 в горизонтальном положении представляет собой плиту 1 (фиг. 2), которая закреплена в центральной части вертикальной станины 3 пресса и имеет отверстие, соответствующее наружному диаметру упомянутой матрицы 2. Горизонтальное положение матрицы 2 дает возможность разместить в ее полости исходную заготовку в виде диска, в соответствии со способом штамповки блисков, который разработан заявителем (см. «Способ и устройство для штамповки блисков», заявка на изобретение №2021118122). По обе стороны (выше и ниже) матрицы 2 на регулируемых направляющих 4 станины 3 установлены по два ползуна 5 и 6 (см. фиг. 1, 2). Ползуны 6, к которым крепятся полуматрицы 7 штампа, установлены ближе к матрице 2, с возможностью перемещения при помощи гидравлических цилиндров 8. Ползуны 5, несущие пуансоны 9, снабжены устройствами для установки прижимных дисков 10, которые предназначены для фиксации и создания необходимого усилия зажима центральной части исходной заготовки в момент деформации ее обода. Согласно изобретению, упомянутое устройство выполнено в виде, расположенного в корпусе ползуна с пуансоном силового цилиндра, имеющего поршень со штоком, на свободном конце которого посредством резьбы закреплен прижимной диск, а поршневая полость упомянутого цилиндра заполнена рабочей жидкостью и подключена магистралями к устройству управления давлением.According to the invention, the press has a device for installing and fastening a sectional die in a horizontal position, which is located on a vertical frame between the sliders carrying the semi-dies, and the sliders carrying the punches are equipped with devices for installing the die clamping disks and creating a clamping force for the disk part of the original workpiece at the time of stamping. The device for installing and fastening the
В центральной оси корпуса каждого ползуна 5, несущего пуансон 9, выполнен силовой цилиндр 11, в полости которого установлен поршень 12 жестко связанный со штоком 13, а на свободном конце штока 13 с помощью резьбы 14 закреплен диск 10 (см. фиг. 1, 2). Для создания усилия прижима диска 10 к исходной заготовке в полости силового цилиндра 11 создается давление рабочей жидкости, управляемое специальным устройством, которое относится к гидравлической системе пресса.In the central axis of the body of each
Каждый из ползунов 5 имеет гидровинтовой привод 15 (фиг. 1), который включает винт 16, закрепленный одним концом в ползуне 5, и маховик 17, установленный в станине 3 с возможностью вращения на подшипниках 18. В ступице маховика 17 закреплена гайка 19, при помощи которой он соединен с винтом 16 несамотормозящей винтовой нарезкой. В свободном конце винта выполнена полость гидравлического цилиндра 20, в которой установлен поршень 21 со штоком 22, причем свободный конец штока 22 жестко связан со станиной 3.Each of the
Винты 16 и гайки 19 в левом и правом приводах 15 имеют разное направление винтовой нарезки, что позволяет связать маховики 17 в обоих приводах 15 зубчатой передачей 23. Это обеспечивает синхронное перемещение винтов 16 и ползунов 5 на протяжении всех этапов рабочего хода: хода разгона, возвратного хода и рабочего хода (хода деформирования исходной заготовки), что необходимо для стабильности размеров поковки в направлении оси деформирования.
Гидравлический привод пресса, показанный на фиг. 3, включает насос 24, клапан предохранительный 25, электроконтактный манометр 26 и клапан обратный 27. Управление гидравлическими цилиндрами пресса выполняется с помощью гидравлических распределителей (далее - «распределители») 28, 29. которые связаны напорными магистралями с насосом 24. Для повышения скорости винтов 16 с ползунами 5 в процессе хода разгона предусмотрено питание гидравлических цилиндров 20 от газогидравлического аккумулятора 30, который оборудован управляемым клапаном 31.The hydraulic drive of the press shown in Fig. 3, includes a
Согласно изобретению, устройство управления давлением в полости силового цилиндра включает выполненную в корпусе ползуна цилиндрическую полость, в которой установлен свободный поршень. Причем одна из полостей, разделенных поршнем, заполнена сжатым газом, а другая заполнена рабочей жидкостью и связана с поршневой полостью силового цилиндра магистралями, которые содержат: обратный клапан, регулятор давления и клапан с электрическим управлением. В корпусе каждого ползуна 5 выполнена цилиндрическая полость 33, где установлен свободный поршень 34. Полость 35 с одной стороны поршня 34 заполняется сжатым газом, например азотом, а полость 36 с другой - заполнена рабочей жидкостью, например маслом или эмульсией. Полость 36 цилиндра связана с полостью 32 цилиндра 11 магистралями, которые содержат клапан 37 с электрическим управлением, обратный клапан 38 и регулятор давления 39.According to the invention, the pressure control device in the power cylinder cavity includes a cylindrical cavity made in the body of the slider, in which a free piston is installed. Moreover, one of the cavities separated by the piston is filled with compressed gas, and the other is filled with a working fluid and is connected to the piston cavity of the power cylinder by lines that contain: a check valve, a pressure regulator and an electrically controlled valve. In the body of each
На пресс устанавливается комплект штампового инструмента для штамповки блиска, в соответствии с изобретением «Способ и устройство для штамповки блисков» (см. фиг. 2): матрица 2, корпус которой выполнен в виде кольца, съемные секции 42, полуматрицы 7 и пуансоны 9. Матрица 2 установлена неподвижно в устройство в центре пресса, а две боковые полуматрицы 7 установлены на ползунах 6 с возможностью смыкания с матрицей 2.A set of stamping tools for stamping a blisk is installed on the press, in accordance with the invention "Method and device for stamping blisks" (see Fig. 2):
Работа пресса при штамповке блисков выполняется следующим образом. Исходная заготовка 40 для штамповки блиска, в соответствии с изобретением «Способ и устройство для штамповки блисков», формируется в виде диска с увеличенным по высоте ободом 41. Это связано с тем, что обод содержит припуск, масса металла которого соответствует суммарной массе лопаток блиска.The operation of the press when stamping blisks is performed as follows. The
Перед началом работы пресса ползуны 5 находятся в исходном положении, как показано на фиг. 1 и 4, рядом с приводами 15. Ползун 6а расположен так, что закрепленная к нему полуматица 7а закрывают снизу полость матрицы 2, где расположены секции 42 (см. фиг. 2), а ползун 6б и полуматрица 7б в исходном положении находятся вверху, как показано на фиг. 4.Before the start of the press, the
Нагретую до температуры пластической деформации исходную заготовку 40 укладывают в полость матрицы 2, как показано на фиг. 4. После этого включают распределители 28б, и рабочая жидкость под давлением поступает в поршневые полости цилиндров 8б, а из штоковых полостей вытесняется на слив, при этом ползун 6б опускается до упора полуматрицы 7б в матрицу 2, как показано на фиг. 5. Затем включают клапан 31 (см. фиг. 3), который соединяет гидравлическую (нижнюю) полость аккумулятора 30 с поршневыми полостями цилиндров 20 ходовых винтов 16. При включении клапана 31, рабочая жидкость вытесняется из нижней полости газогидравлического аккумулятора 30 в цилиндры 20 пресса под давлением газа, находящегося в верхней его полости, что обеспечивает подачу больших объемов жидкости в единицу времени. В результате ход подвижных частей пресса - винтов 16 и ползунов 5, происходит с ускорением, при этом маховики 17, связанные с винтами 16 через гайки 19 с несамотормозящей резьбой, раскручиваются накапливая кинетическую энергию. Синхронность перемещения подвижных частей пресса (ползунов и винтов) обеспечивается тем, что левый и правый маховики 17 связаны механической передачей 23, состоящей из вала и шестерен (см. фиг. 1).The
В процессе хода ползунов 5 выступающие вперед прижимные диски 10 касаются заготовки 40 и останавливаются, а ползуны 5 с пуансонами 9 продолжают перемещение. В результате происходит вытеснение рабочей жидкости из полостей 32 цилиндров 11, через обратные клапана 38, в полости 36 цилиндра 33, при этом происходит перемещение свободных поршней 34 и дополнительное сжатие газа в полостях 35. Это приведет к повышению давления рабочей жидкости, в том числе в полостях 32 силовых цилиндров 11, которое контролируется при помощи регулятора 39, и соответственно увеличению усилия прижатия дисков 10 к центральной части исходной заготовки 40. Пуансоны 9, продолжая перемещение, в конце хода разгона входят в отверстия полуматриц 7, и производят рабочий ход - двустороннюю деформацию обода 41 заготовки 40. При этом кинетическая энергия подвижных частей винтового пресса, накопленная в маховиках 17 и ползунах 5 в процессе хода разгона, преобразуется в работу пластической деформации заготовки в локальной области обода 41 в закрытом штампе. Причем, увеличение усилия на пуансонах 9, в процессе хода деформирования, сопровождается также и увеличением усилия прижима исходной заготовки 40 со стороны дисков 10. Это связано с тем, что жидкость из полостей 32 цилиндров 11 продолжает вытесняться в полости 36 цилиндров 33, что приводит к дополнительному сжатию газа в полостях 35 и повышению давления рабочей жидкости в полостях 32 и 36.During the course of the
В результате двустороннего приложения усилия пуансонами 9 к ободу 41 заготовки 40 происходит осадка обода 41 и выдавливание металла из обода 41 в радиальные полости между секциями 42 матрицы 2, которые по форме и размерам соответствуют лопастям блиска. Такая локальная деформация обода 41 заготовки 40 значительно сокращает потребную работу деформации и усилие для формообразования лопастей блиска. Положение пуансонов 9 в конце рабочего хода показано на фиг. 6. При этом толщина обода, после вытеснения дополнительного объема материала припуска для оформления лопастей, соответствует номинальному значению толщины диска.As a result of the two-sided application of force by
После окончания штамповки клапан 31 (см. фиг. 3) закрывается, отключая цилиндры 20 пресса от нижней полости аккумулятора 30. Затем распределители 29а и 29б включают подачу рабочей жидкости от насоса 24 в штоковые полости цилиндров 20. Одновременно распределитель 28б включает подачу рабочей жидкости от насоса 24 в штоковые полости цилиндров 8б. В результате оба ползуна 5 и ползун 6б возвращаются в исходные положения, как показано на фиг. 7, а готовая поковка 43 остается в матрице 2 и должна быть извлечена из нее. С этой целью, включают распределители 28а (см. фиг. 3) на подачу рабочей жидкости от насоса 24 в поршневые полости цилиндров 8а, а из штоковых полостей производят слив в бак, при этом ползун 6а совершает ход вверх, и полуматрица 7а выталкивает из матрицы 2 центральную и лопастную части готовой поковки 43, вместе с секторами 42, как показано на фиг. 7.After the stamping is completed, the valve 31 (see Fig. 3) closes, disconnecting the
После окончания процесса выталкивания и снятия с пресса готовой поковки 43, распределители 28а (см. фиг. 3) включают подачу рабочей жидкости от насоса 24 в штоковые полости цилиндров 8а, а из поршневых полостей происходит слив в бак, в результате ползун 6а и полуматрица 7а возвращаются в исходное положение, как показано на фиг. 4. Одновременно насос 24 производит закачку рабочей жидкости через обратный клапан 27 в нижнюю полость аккумулятора 30 до необходимого рабочего давления и, по команде от электроконтактного манометра 26, насос 24 отключается. Затем включаются клапаны 37, которые соединяют полости 36 с полостями 32 в ползунах 5. При этом, рабочая жидкость, которая была вытеснена из полостей 32 цилиндров 11 при рабочем ходе, возвращаясь обратно под действием давления сжатого газа, заставляет поршни 12, штоки 13 и прижимные диски 10 занять исходное положение (см. фиг. 4 и 1).After the ejection process is completed and the finished forging 43 is removed from the press, the distributors 28a (see Fig. 3) turn on the supply of working fluid from the
Полученная поковка 43 блиска, (см. «Способ и устройство для штамповки блисков», заявка на изобретение №2021118122) имеет минимальные припуски на дальнейшую полировку по лопастям, так как они были получены деформацией в закрытом штампе. Предлагаемая конструкция пресса для штамповки блисков методом локальной двусторонней деформации обода исходной заготовки позволяет значительно снизить потребное усилие штамповки, в сравнении с прототипом, что положительно скажется на стойкости очень дорогого штампа, позволив снизить затраты на инструмент и ремонт деталей самого пресса.The resulting forging 43 blisk (see "Method and device for stamping blisk", application for invention No. 2021118122) has minimal allowances for further polishing along the blades, since they were obtained by deformation in a closed die. The proposed design of the press for stamping blisks by the method of local bilateral deformation of the rim of the original workpiece can significantly reduce the required stamping force, in comparison with the prototype, which will positively affect the durability of a very expensive stamp, allowing to reduce the cost of tools and repair parts of the press itself.
Данный пресс для штамповки блисков решает техническую задачу реализации перспективного способа штамповки блисков для роторов современных ГТД методом локальной двусторонней деформации обода исходной заготовки и радиального выдавливания лопаток, а также обеспечение возможности извлечения такого моноколеса из секционной матрицы после штамповки. Такой пресс делает реальным получение штамповкой моноколес больших диаметров для колес роторов современных ГТД большой мощности, обеспечит экономию материала, высокую производительность и качество в серийном производстве этих ответственных деталей. Горизонтальная установка матрицы на данном прессе вертикального исполнения обеспечивает удобство укладки исходной дисковой заготовки большого диаметра в полость матрицы и съема готовой поковки, что практически невозможно было бы осуществить на прессе горизонтального исполнения, принятом нами в качестве прототипа. Кроме того, вертикальный пресс занимает значительно меньше места в производственном цехе, что является также немаловажным преимуществом предлагаемой конструкции специализированного пресса.This press for stamping blisks solves the technical problem of implementing a promising method for stamping blisks for rotors of modern gas turbine engines by local bilateral deformation of the rim of the original workpiece and radial extrusion of the blades, as well as providing the possibility of extracting such a unicycle from the sectional die after stamping. Such a press makes it possible to obtain by stamping large-diameter monowheels for rotor wheels of modern high-power gas turbine engines, it will ensure material savings, high productivity and quality in the mass production of these critical parts. The horizontal installation of the die on this vertical press ensures the convenience of placing the initial large-diameter disk blank into the die cavity and removing the finished forging, which would be practically impossible to do on the horizontal press, which we adopted as a prototype. In addition, the vertical press takes up much less space in the production shop, which is also an important advantage of the proposed design of a specialized press.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124906A RU2769500C1 (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Blisk stamping press |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021124906A RU2769500C1 (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Blisk stamping press |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2769500C1 true RU2769500C1 (en) | 2022-04-01 |
Family
ID=81076223
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021124906A RU2769500C1 (en) | 2021-08-23 | 2021-08-23 | Blisk stamping press |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2769500C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4150557A (en) * | 1977-12-14 | 1979-04-24 | United Technologies Corporation | Forging apparatus having means for radially moving blade die segments |
RU173848U1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-09-14 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Device for stamping monowheels |
RU2715761C1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-03-03 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Method and device for monowheel forging |
RU2746200C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Monowheel forming press |
-
2021
- 2021-08-23 RU RU2021124906A patent/RU2769500C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4150557A (en) * | 1977-12-14 | 1979-04-24 | United Technologies Corporation | Forging apparatus having means for radially moving blade die segments |
RU173848U1 (en) * | 2016-05-31 | 2017-09-14 | Акционерное общество "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют") | Device for stamping monowheels |
RU2715761C1 (en) * | 2018-10-09 | 2020-03-03 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Method and device for monowheel forging |
RU2746200C1 (en) * | 2020-06-03 | 2021-04-08 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Monowheel forming press |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2746200C1 (en) | Monowheel forming press | |
CN201711484U (en) | Precision forging mould for floating straight-tooth cylindrical gear | |
CN101934336B (en) | Method and device for semi-solid precision rheo-casting of light alloys | |
CN102380517B (en) | Multifunctional vibration extrusion die based on electro-hydraulic servo driving | |
CN107597983B (en) | A kind of easy to remove and installation mold | |
CN108580775B (en) | A kind of Tong Lv forging press robot | |
CN2871060Y (en) | Closed geared cold precisive forging mould of straight-toothed shaped cone | |
CN101396877A (en) | Hydraulic pressure return type electric screw press | |
RU2715761C1 (en) | Method and device for monowheel forging | |
CN103170565A (en) | Direct drive type stroke control pressurizing type hydraulic machine of oil-less pump alternating current servo motor | |
RU2769500C1 (en) | Blisk stamping press | |
CN203779887U (en) | Power head of servo motor suitable for large and medium swiveling head press machine | |
CN201815618U (en) | Precision forging die capable of forging tooth form of straight toothed spur gear | |
CN201081006Y (en) | Linkage rod length variable crank connection rod transmission mechanism and punching machine crank connection rod transmission mechanism device | |
CN101209597A (en) | Hydraulic punching machine | |
CN201559053U (en) | Assembling die of V-shaped belt wheel of automobile power steering pump | |
CN201218250Y (en) | Main hydraulic cylinder for hydraulic bending machine | |
CN205587588U (en) | Electricity directly drives clutch screw press | |
CN115815449A (en) | Small-size head fluid pressure type punching machine | |
CN202079212U (en) | Multi-motion forging module for vertical and unidirectional multi-motion forming | |
KR102136508B1 (en) | Forging molding device | |
CN206483898U (en) | Helical blade tube pressed mould | |
CN206483952U (en) | A kind of device for releasing vexed car and adjusting height of packing compact | |
CN102151780B (en) | Complex part precision forging die with back pressure structure | |
CN214369192U (en) | Motor bearing oiling device |