Разработка технологии штамповки поковок компрессорных лопаток авиационных газотурбинных двигателей из титанового сплава

• Автор: Князев, Ярослав Олегович
• Шифр специальности: 05.02.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Литературный обзор

1.1 Горячая объёмная штамповка поковок компрессорных лопаток

1.2 Титановые сплавы, применяемые при изготовлении компрессорных лопаток.

1.3 Цели и задачи работы

Выводы по разделу

2 Математическое моделирование процессов штамповки. Методика проведения исследования

2.1 Математическое моделирование процессов обработки металлов давлением

2.2 Метод конечных элементов. Основные принципы

2.3 Использование программы СДоил для решения задач обработки металлов давлением

2.4 Методика проведения исследования
Выводы по разделу
3. Исследовательский раздел
3.1 Постановка задачи исследования
3.2 Допущения. Порядок проведения исследования. Основные этапы проведения исследования. Параметры
3.3 Исследование влияния длины перьевой части поковки на её относительное удлинение
3.4 Исследование влияния диаметра высаженной части поковки на относительное удлинение перьевой части поковки
3.5 Исследование влияния радиуса скругления на переходе от замковой к перьевой части поковки на относительное удлинение перьевой части поковки
3.6 Исследование влияния радиуса скругления дна матрицы на относительное удлинение перьевой части поковки
3.7 Исследование влияния радиуса скругления поковки около пуансона на относительное удлинение перьевой части поковки

И 1Ш К I ИЕ ■■ ЕЕ■ I I II I I 1В1Ш ПЕВ ишш п к т I ■ и в' II ишвтвт аш1шгшвтттт,№'жг',шттяятттаяятшттп1'яя1«тпт"т жшшии
3.8 Исследование влияния угла наклона перьевой части на относительное удлинение перьевой части поковки
3.9 Исследование влияния степени деформации высаживаемой части поковки на относительное удлинение перьевой части поковки
3.10 Исследование влияния коэффициента трения на относительное удлинение перьевой части поковки
3.11 Вывод формулы, учитывающей влияние геометрических параметров, коэффициента трения и степени деформации на относительное удлинение перьевой части поковки
3.12 Исследование технологических параметров процесса высадки в программе С>Рогт
3.13 Экспериментальное исследование относительного удлинения перьевой части поковки в процессе высадки. Сравнение результатов исследования и результатов,
полученных моделированием
Выводы по разделу
4 Разработка технологического режима штамповки
4.1 Разработка чертежа поковки лопатки на последнем переходе штамповки
4.2 Разработка чертежей заготовительных переходов штамповки
4.3 Расчёт геометрических размеров заготовки
4.4 Выбор температурного режима
4.5 Блок-схема математической модели расчета поковки по переходам от конечной поковки к первоначальной заготовки
4.6 Сравнение базовой и предложенной технологий
Выводы по разделу
Заключение
Список литературы

Введение
Авиационный двигатель является сложным и ответственным агрегатом. Поэтому к нему и деталям из которых он состоит предъявляются жесткие требования по надёжности и точности изготовления. Одними из наиболее важных и ответственных деталей являются лопатки компрессора. Данные лопатки обеспечивают сжатие воздуха и подачу его в камеру сгорания. В российском двигателестроении существует ряд технологий позволяющие получать лопатки различными способами: литье, холодное вальцевание, высокоскоростная
механическая обработка. При этом высокоскоростную механическую обработку и холодное вальцевание используют в основном только для получения профиля пера лопатки, а замок предварительно протягивают. Но при изготовлении компрессорных лопаток небольшой длины со значительным перепадом площадей поперечного сечения из титановых сплавов (рисунок 1.1) применение литья затруднительно.
Рисунок 1 - Лопатка компрессора высокого давления Поэтому традиционно такие лопатки изготавливают по одной из следующих схем: формирование пера лопатки при помощи высокоскростного фрезерования или холодным вальцеванием. В первом случае заготовку для механической обработки получают с помощью штамповки с предварительной осадкой, а во втором либо с

3. Исследовательский раздел
3.1 Постановка задачи исследования
Ранее отмечалось, что для изготовления компрессорных лопаток небольшой длины со значительным перепадом площадей поперечного сечения под холодную вальцовку нами предложена следующая технология: нагрев заготовки,
выдавливание перьевой части, высадка замковой части, снова нагрев и окончательная штамповка. Из-за того что во время высадки замковой части будет происходить истечение металла в перьевую часть, то происходит удлинение данной части поковки, выступающей также в роли компенсатора. При этом необходимо знать количество металла, которое истечет в компенсатор, в противном случае у нас либо произойдет незаполнение полости штампа, либо в замковой части окажется избыток металла а это влечёт за собой следующие последствия:
- повышенный износ штамповой оснастки;
- резкое возрастание номинального усилия, что может привести к заклиниванию кривошипного пресса;
- разрыв штампа и приход его в состояние негодности.
Задача исследования: учитывая потребность в расчёте относительного удлинения перьевой части поковки возникает необходимость провести ряд экспериментов, которые позволили бы рассчитывать данное удлинение и разработать методику для инженерного расчёта деталей с поэлементным формированием поковки.
3.2 Допущения. Порядок проведения исследования. Основные этапы проведения исследования. Параметры
Допугцения, В ходе исследования будем считать что заготовка и поковка осесимметричны. Также, учитывая, что моделирование будет проводиться в программном комплексе ОТопп, стоит отметить что в данном модуле заготовка и