Способ изготовления пустотелых лопаток турбомашин

1 ц 649492 Союз Советских Социалистнческнх Республик(51) М К 2В 210 53/78В 211 5/00 присоединением заявкиГосударственный комитет СССРпо делам изобретении и открытий, К. Вигант 1) Заявитель ГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЪХ ЛОПАТО ТУРБОМАШИ Н 4) СПОСО пусфор Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к области изготовления лопаток турбомашин,Известен способ изготовления пустотелых лопаток, по которому сначала изготавливаются две отдельные половинки лопатки с выфрезованными продольными каналами. Далее этим заготовкам придаетсягорячим прессованием предварительныйаэродинамический профиль. После обработки плоскости внутренней поверхностиполовинки лопатки соединяют сваркой. Затем перо лопатки на прессе получает окончательную закрутку и проходит чистовуюобработку 1. 15Однако данный способ имеет ряд недостатков:- трудоемкость, поскольку приходитсяизготавливать отдельные половинки лопаток; 0- малый кметалла при рвинок;- наличие сварного шва на входной ивыходной кромках требует 100% свариваемости со всей соединяемой поверхностью иможет приводить к браку в случае непровара шва.Известен также способ изготовлениятотелых лопаток турбомашин путем 2 оэффициент использования аздельной штамповке поломовки хвостовика, сплющивания пера лопатки из трубной заготовки, профилирования и окончательной обработки 121.Однако данный способ не обеспечивает требуемого качества изготовления лопаток, в частности, при производстве лопаток, имеющих перо переменной хорды и переменную толщину стенки пера лопатки, а также не позволяет обеспечить достаточную производительность, так как требует поочередного оформления отдельных технологических участков заготовки и полуфабриката.Целью изобретения является повышение качества изготовления лопаток переменного профиля и производительности процесса.Указанная цель достигается тем, что участок заготовки под перо перед сплющиванием раскатывают на оправке в конический трубный элемент с переменной. толщиной стенки с одновременным выдавливанием ребер на внутренней поверхности, а при сплющивании противолежащие ребра соединяют диффузионной сваркой.На фиг. 1 схематически изображена заготовка цилиндрической формы; на фиг.2 - то же, конической формы; на фиг.3 - раскатка заготовки, начало обработки; на фиг. 4 - разрез А - А на фиг. 3; на фиг.35 - завершение обработки; на фиг, 6 - сечение Б - Б на фиг. 5; на фиг. 7 - лопатка после формообразования профиля; на фиг. 8 - то же, после окончательного профилирования.Исходную заготовку 1 преобразуют в конический полуфабрикат 2, после чего осуществляют его раскатку роликами 3 на оправке 4 до получения трубного элемента конической формы с переменной толщиной стенок, одновременно выдавливая ребра на внутренней его поверхности, промежуточная заготовка будет состоять после этого из профилированных участков 5 и 6. При сплющивании противолежащие ребра соединяют диффузионной сваркой. Попутно могут иметь место операции термообработки (в зависимости от вида материала заготовки). После указанных операций осуществляют профилирование и окончательную обработку лопатки.Способ поясняется конкретным примером его выполнения, в котором в качестве исходной заготовки берут толстостенную трубу из титанового сплава марки ВТ 9, из этой трубы нарезают отдельные, расчетной длины заготовки 1, затем из этой трубы образуют коническую заготовку 2.Далее ведут раскатку для получения трубчатого элемента конической формы с внутренними ребрами и стенкой переменной толщины.Для образования внутренних ребер в лопатке раскатку ведут на специальной оправке 4 (см. фиг, 3) с рифленой поверхностью.Раскатку ведут под давлением на ролики 3 от 15 до 5 т с продольной подачей 40 - 60 мм/мин.При завершении раскатки часть заготовки, из которой будет образовано перо, имеет стенку, утолщенную к хвостовику, заранее заданных размеров, и часть заготовки образует фланец на участке 6, из которого будет формоваться хвостовик.После завершения операции раскатки, которая может выполняться без подогрева и с индукционным подогревом, заготовка проходит отжиг в вакууме или нейтральной среде для снятия внутренних напряжений при 960 С с переходом на 530 С с выдержкой 10 - 15 мин. 4Далее для облегчения формообразованияхвостовика из фланца по горизонтальной оси вырезают с противоположных сторон секторы (см, фиг. 6).Операция сплющивания выполняется вспециальном штампе с подогревом до температуры, обеспечивающей наибольшую пластичность данного материала (в данном случае при 850 - 880 С).10 В процессе этой операции ведут диффузионную сварку по ребрам при давлении 1 - 3 кг/мм с выдержкой до остывания.После этого окончательно профилируютзакрутку пера на расчетный угол также с 1 д подогревом в другом специальном штампе,Затем обрабатывают замок протягиванием или двусторонним фрезерованием и шлифуют перо лопатки на специальном станке.20 Поверхность лопатки, кроме этого, может быть упрочнена, например, наклепом.Предложенный способ изготовления лопаток позволит повысить качество и надежность лопаток за счет исключения свар ных швов по входной и выходной кромкам,повысить производительность труда.Формула изобретения30Способ изготовления пустотелых лопатоктур бом ашин путем формовки хвостовика, сплющивания пера лопатки из трубной заготовки, профилирования и окончательной 35 обработки, отличающийся тем, что, сцелью повышения качества изготовления лопаток переменного профиля и производительности процесса, участок заготовки под перо перед сплющиванием раскатыва ют на оправке в конический трубный элемент с переменной толщиной стенки с одновременным выдавливанием ребер на внутренней поверхности, а при сплющивании противолежащие ребра соединяют 45 диффузионной сваркой,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3628226, кл. 29 - 156.8,50 1965.2. Патент США3731515, кл. 20 - 156.8,1967.649492Юог, 5Составитель Е. Субботин дактор Т. Морозова Техред А. Камышникова Корректоры: Л. Орловаи 3. Тарасова Заказ 178/4 Изд.222 Тираж 1034 Подпис НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5ипография, пр. Сапунова,