Особенности технологического производства получения лопаток

План обработки рабочей лопатки турбины.

Заготовка – штамповка с припуском по перу 1,5 – 2 мм и припуском по замку 2 – 2,5 мм.

1. Обрезка облоя с боковых сторон торца и замка бобышки.

2. Обработка базовых поверхностей на комлевой части (переход от пера к замку) и технологической бобышки.

Фрезерование или протягивание, а также шлифование базовых плоскостей со стороны корыта и спинки боковых плоскостей со стороны входной и выходной кромок, сверление и зенкерование отверстий технологической бобышки.

3. Фрезерование торца замка входной и выходной кромок пера.

4. Фрезерование или протягивание клина замка.

5. Электрохимическая обработка профиля корыта и спинки.

6. Шлифование абразивной лентой профиля спинки и корыта.

7. Шлифование входной и выходной кромок пера.

8. Полирование профиля корыта спинки входной и выходной кромок

9. Травление и контроль пера люминисцентным методом.

10. Окончательное полирование профиля корыта и спинки.

11. Шлифование, скругление и полирование кромок.

12. Фрезерование или протягивание клина и ёлочного профиля замка.

13. Фрезерование торца и боковых сторон замка, полочек со стороны спинки и корыта, карманов и лабиринта и других поверхностей.

14. Отрезка технологической бобышки, шлифование торца пера лопатки и слесарная зачистка.

Получение заготовок лопаток

Заготовки лопаток получают 3мя способами:

1. Пластическое деформирование. 2. Литьё (монокристаллическое, лопатки из выращенных кристаллов). 3. Сварка и пайка.

Методы пластического деформирования включает в себя щтамповку, выдавливание прямое и обратное, прессование. Особенности этого метода – это низкая стойкость штампованной оснастки (не более 300 лопаток). Для повышения стойкости штампа применяются покрытия заготовок в зависимости от размера лопатки покрытие составляет от 0,15 до 0,5 мм. Применяется покрытие из меди. Медь наносится при температуре 1000 – 1100°С толщина одного слоя меди – 6 – 12 мкм по лопатке. Сплав ВТ – 8 имеет наилучшую пластичность, при меднении наносимый на лопатку слой 0,15 мм. Перед штамповкой и нанесением покрытия пруток шлифуется и подвергается галтовке. После штамповки производится закалка в воду гидроабразивная обработка, обрезка пера лопатки для лопаток идущих на точную штамповку.

Сплавы ВТ3 – 1 и ЭИ479 в процессе выдавливания подвергается просадке пояска. Увеличение слоя меди увеличивает шероховатость заготовки.

Изотермическая штамповка. Метод разработан Куйбышевским научно-исследовательским институтом двигателестроения (НИИД). Достоинства: высокая точность пера, получение заготовки от 100 до 140 мм процесс ведётся с пережатием пера.

Сначала производится штамповка, а затем закрытая изотермическая штамповка (при постоянной температуре). Конструкция штампа должна быть такой, чтобы его части не разжимались.

Изотермическая вальцовка (вальцевание)

Применяется для получения заготовок из титановых сплавов и сталей. Недостаток: большое количество термообработки и доработка кромок, максимально достижимая толщина лопаток составляет 0,2 мм (меньше получить нельзя).

Схема вальцовки

В США в настоящее время ведутся работы по уменьшению диаметра валков. В СНГ ведутся работы по переходу от горячей термической обработки и вальцовки к холодному вальцеванию, а также работы по изменению конструкции лопатки для улучшения технологичности и получение более технологичных сплавов (создаётся новый тип сплавов ВТ33 типа ВТ3 – 1, который хорошо обрабатывается). В настоящее время создаётся установка для холодного вальцевания модели УВЛ на которой вальцуются лопатки до 450 мм длиной. Перед вальцеванием необходимо сделать точную штамповку для равного распределения припуска затем проводится вальцевание. В США фирма Пратт-Уитни получила толщину кромки вальцовкой 0,08 мм. Стойкость оснастки при вальцовке от 2000 до 30000 лопаток. Получение радиуса перехода пера в замок выполняется при помощи создания специальных вальцов, полученный радиус перехода достигает при длине лопатки не более 150 мм во всех остальных случаях скругление радиуса производится кругами с правкой круга в процессе обработки. Применяется 2 основных способа литья:

- направленная крисстализация;

- выращивание лопаток из кристалла.

Направленная кристаллизация лопаток выполняется с пропусканием тока через отливку. Метод разрабатывается на моторном заводе в Рыбинске.

Сущность метода. Литейная П-образная форма с открытым дном нагревается до температуры обеспечивает качественную заливку. Далее форма устанавливается на охлаждаемые 2хсекционный холодильник каждая секция которого является электродом постоянного или переменного тока (I=800А/см²) скорость кристаллизации 4 мм/мин.

Выращивание лопаток из кристаллов. Лопатка изготавливается из одного выращенного кристалла.

Особенности технологического производства получения лопаток.

1. Поточное производство.

2. Членение операций до перехода

3. Большое количество специальных станков

4. Низкие режимы обработки

5. Замена резания на шлифование и применение электрических методов обработки (электроэрозионный метод; электрический метод обработки)

6. Применение многоместных приспособлений.