Обеспечение качества изготовления маложестких деталей типа дисков газотурбинных установок за счет снижения технологических остаточных деформаций

• Автор: Овсеенко, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Содержание.
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Технологические задачи обеспечения качества изготовления

маложестких деталей типа дисков и методы их достижения

1.2. Влияния технологических операций на формирование остаточных

напряжений и деформации маложестких деталей

1.3. Технологическая наследственность и ее влияние на

технологические остаточные напряжения и деформации

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования
2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Объект исследований — маложесткие диски ГТД
2.2. Методы определения технологических остаточных
напряжений
2.3. Экспериментальное исследование остаточных напряжения в
дисках
2.4. Методы определения технологических начальных
напряжений
2.5. Исследование остаточных деформаций дисков
2.6. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОСТАТОЧНЫХ
ДЕФОРМАЦИЙ ДИСКОВ КОМПРЕССОРОВ
3.1. Анализ остаточных деформаций дисков на операциях
механической обработки
3.2. Остаточные напряжения после основных технологических
операций механической обработки дисков
3.3. Выводы

4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОСТАТОЧНЫЕ
ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ТОРЦОВОМ ТОЧЕНИИ И
ДРОБЕУПРОЧНЕНИИ
4Л. Разработка математических моделей, устанавливающих влияние
основных технологических факторов на формирование начальных напряжений
4.2. Технологические остаточные деформации и напряжения, формируемые при торцовом точении
4.3. Остаточные, начальные напряжения и деформации при полировании
4.4. Технологические остаточные деформации и напряжения при дробеупрочнении
4.5. Выводы
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ОСТАТОЧНЫЕ
ДЕФОРМАЦИИ МАЛОЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ
5.1. Технологическое наследование остаточных напряжений и деформаций при механической обработке
5.2. Технологическое наследование остаточных напряжений и деформаций при дробеупрочнении
5.3. Рекомендации по снижению технологических остаточных деформаций и обеспечению качества изготовления маложестких дисков ГТУ
5.4. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВ ОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Тенденции повышения требований к качеству продукции машиностроения при одновременном снижении её металлоёмкости влекут всё большее использование деталей малой жёсткости и, в частности, типа дисков. Обеспечение заданных параметров качества маложестких дисков сопряжено со значительными трудностями из-за технологических остаточных деформаций (коробления), возникающих в процессе изготовления.
Закономерности образования технологических остаточных деформаций при изготовлении деталей типа маложестких дисков недостаточно изучены. При разработке техпроцессов изготовления дисков в большинстве случаев не учитывается технологическое наследование напряжений и деформаций. Отсутствуют комплексные исследования, устанавливающие связь технологических параметров всей совокупности проводимых операций с остаточными деформациями, что ограничивает возможности разработки рациональных технологических процессов изготовления качественных дисков. Данные обстоятельства ставят исследования в этой области в ряд актуальных проблем технологии машиностроения.
Исследования, составляющие содержание диссертации, выполнялись в лабораторных и производственных условиях ОАО НПО «ЦНИИТМАШ», ММПП «САЛЮТ» и ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в том числе в рамках Государственного контракта №9411.1003702.05030 от 21.10.2009 г. «Разработка и внедрение прогрессивных технологических процессов изготовления дисков из жаропрочных никелевых сплавов для газотурбинных установок нового поколения, шифр «ГТУ».
Цель работы. Разработка методов обеспечения качества изготовления маложестких деталей типа дисков газотурбинных установок из труднообрабатываемых материалов на основе выявления

2) размеры образцов и их форма должны давать возможность с достаточной точностью измерять возникающие в процессе удаления напряженных ПС деформации (перемещения).
Дальнейшее определение остаточных напряжений в вырезанных образцах производится в специальных установках. Все поверхности приспособления и образца, кроме исследуемой, покрываются защитным лаком или тонким слоем воска. Путем электрохимического или химического травления производится непрерывное удаление напряженных поверхностных слоев и одновременная регистрация деформаций изгиба образца или изменение его диаметра. Для точного измерения перемещений и деформаций применяют индикаторные, оптические приборы, тензометрию, индуктивные и токовихревые датчики, механотроны, галографическую технику, хрупкие покрытия и др. Состав ванны для травления подбирается с учетом химического состава и свойств исследуемого металла. Для углеродистых и легированных сталей наиболее часто используются водные растворы на базе ортофосфорной или азотной кислоты. Скорость электрохимического травления зависит от плотности тока, состава и степени загрязнения электролита. Плотность тока выбирается с учетом необходимой скорости травления и ограничивается допустимой температурой нагрева электролита, повышение которой сопровождается значительными температурными деформациями установки и погрешностями измерений.
На рис. 2.3. приведена схема установки, на которой исследовались остаточные напряжения в призматических образцах. Она состоит из корпуса 1 (неэлектропроводного) и плиты 2, на которой смонтированы измерительные приборы и микроскопы 3, планка с катодом 4, подвеска 7 с исследуемым образцом.
На образце закреплены измерительный рычаг 5 и контрольный рычаг 6, по которому контролировалось отсутствие температурных и других деформаций установки. Перемещение конца рычага 5 в процессе травления