Способ изготовления составных изделий сложной конфигурации — SU 1794620 (original) (raw)
) Ы я)5 В 23 Р 15/О НИЕ ИЗ Е ВТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВ тся к двигателестпособам изготовленой конфигурации, урбинных двиг чение мВегааЪ атеГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Московский авиационный институт им,Серго Орджоникидзе(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВНЫХ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ КОНФИГУРАЦИИ Изобретение относоению, в частности к с ния полых изделий сложнапример, лопаток газолей (ГТД). Известен способ изготовления полых лопастей, включающий размещение составных частей лопасти. в контейнере, рабочие поверхности которого имеют форму внешних поверхностей соединяемых частей лопасти, вакуумирование, нагрев и приложение давления на соединяемые части лопасти. Недостатком такого способа является то, что для каждого типоразмера изготавливаемых изделий сложной конфигурации требуется специальный контейнер, изготовление которого требует больших затрат. Кроме того, в случае, если изготавливаемое изделие имеет неодинаковую жесткость в своем сечении. то при реализации этого способа в результате нагрева и приложения давления возможно протекание пластической деформации на участках с(57) Использование: обработка металлов давлением; технология изготовления полых изделий сложной конфигурации с переменной жесткостью. Сущность изобретения;контейнер с деталями заполняют неоднородной рабочей средой, состоящей из порошка и металлических шариков. Компоненты разделяют между собой мембраной. Участки изделия с большей жесткостью помещают в металлические шарики, К крышке контейнера прикладывают усилие. 1 ил., 1 табл. меньшей жесткостью, то есть полу бракованных иэделий.Целью изобретения является расширение технологических возможностей, упрощение способа и повышение выхода годных иэделий при изготовлении изделий с неодинаковой жесткостью,Указаннаяцель достигается тем, что контейнер с деталями заполняют неоднородной рабочей средой, состоящей из порошка иэ частиц, не соединяющихся между собой и с деталями, и металлических шариков, при этом компоненты среды разделяют между собой, а участки деталей с большей жесткостью помещают в металлические шарики.На чертеже показана схема передачи давления в процессе изготовления заготовки составной лопатки ГТД по предлагаемому способу.Соединяемые детали 1 помещены в контейнер 2, который разделен мембраной 3 на две части. В одной из них 4 находится порошок иэ частиц, не соединяющихся междусобой и с деталями, в другой 5 - металлические шарики, Обозначим через Ро усилие, действующее на крышку контейнера 6 площадью Ро, Р 1, Р 1, Р 2, Р 2 - усилия, приложенные к площадям Е 1, Е 1, Р 2, Е 2, соответственно, где Р 1 и Е 2 - площади проекции наружной поверхности детали на участках различной жесткости на горизонтальную плоскость, а Р 1 и Е 2 - площади проекции на:горизонтальную плоскость контактных поверхностей на соответствующих участках, Ро 1 и Ео 2 - площади участков крышки контейнера, разделенных мембраной.Рассмотрим действие сил и напряжений,Для сыпучей среды (порошка) имеем: Р./Е;Р 2/Р 2 (1). ПОСкОльку, Р 2 Р 2, тОа=Р 2/Р 2 - Ро Е 2/Ро Е 2 Р) где а 2 - давление на участке соединяемой поверхности.Учитывая, что металлические шарики, частично спекаясь, образуют псевдомонолитный штамп, получаемР 1=Ро Ро 1/Ео (3),Р 1=Р 1; следовательно:01=Р 1/Е 1=РоРо 1/РоР 1 (4), где о 1 давление на участке соединяемой поверхности,Соо:.ношение давлений на участках соединяемой поверхности, обладающих различной жесткостью, будет выглядеть следующим образом:О 1 /а Ро 1 Р 2 /Е 2 Е 1 (5) Следует отметить; что для каждого конкретного изделия величины Е 2, Р 2 и Е 1 имеют фиксированные значения. Поэтому, в зависимости от их соотношения, варьируя величину Ро 1, можно всегда получить для уравнения (5) значение, отличное от единицы. Причем неравенство о 1/а1 в реальных условйях практически никогда не выполняется. Всегда соблюдается условие п 1/Щ1, при котором участки соединяемой детали с меньшей жесткостью помещают в порошок, а с большейжесткостью - металлические шарики. В качестве примеров рассмотрим изготовление заготовки составной лопатки турбины ГТД. Составные части заготовки лопатки, получаемые литьем по выплавляемым моделям, недостаточно плотно сопрягаются между собой в замковой части. При этом жесткость замка лопатки больше жесткости ее пера. В таблице представлены геометрические параметры заготовки лопатки и используемого для соединения контейнера(в мм ).П р и м е р. Получали заготовку лопатки,используя в качестве передающей давление5 комбинированную рабочую среду, состоящую иэ порошка корунда с размером частиц0,5 мм и шариков иэ стали ШХ 15 диаметром2 мм, Замки заготовки лопатки помещали встальные шарики, перо - в порошок корун 10 да. Шарики и порошок корунда отделялидруг от друга тонкими мембранами из мягкой стали,По схеме, представленной на чертеже,рассчитаем давление на соединяемых по 15 верхностях каждой из частей заготовки ло. патки в зависимости от прикладываемого ккрышке контейнера усилия. Соединяемые. заготовки лопатки 1 помещены в контейнер2, разделенный мембранами 3 на три части,20 В одной из них 4 находится порошок корунда, в двух других 5 и 7 - стальные шарики.Обозначим, через Еоз- площадь части крышки контейнера; Ез - площадь проекции соединяемой поверхности замка заготовки25 лопатки; Рз - усилие, приложенное к площади проекции наружной поверхности замкаРз.Замки заготовки лопатки помещены вшарики. поэтому (см, уравнение (4) имеем30 О 1 =Ро Ео 1/Ро Е 1 . (6)ОЪ =.РоРоз/Ео ЕзР),где оз - давление на участке соединяемойповерхности,Для пера, расположенного в порошке,35 можно записать (см: уравнение (2)02 = РоЕ 2 /РоЕо 2 (8).Подставляя в уравнения (6) - (8) значения из таблицы, получаем;ст 1 = 0,000668 ммРо (9)40 о - 0,000174 мм 2Ро (10)сиз = 0,000760 ммРо . (11),Таким образом, в замковых частях заготовки лопатки давление на соединяемые поверхности примерно в 4 раза превышает45 давление на соединяемые поверхности пера,Соединение частей заготовки лопаткиможно получать различными способами, например, пайкой, диффузионной сваркой,склеиванием.Предлагаемый. способ позволяет упростить процесс изготовления составных полых иэделий сложной конфигурации спеременной жесткостью. расширить технологические воэможности при соединении55 отдельных частей таких изделий и повыситьвыход годных изделий за счет сокращениябрака, обусловленного некачественнымисоединениями и возникновением недопустимых деформаций.1794620 Формула изобретения Составитель В. КожэткинТехред М.Моргентал Корректо иль ванов кт аказ 390 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035. Москва, Ж, Рэушскэя нэб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 101 Способ изготовления составных изделий сложной конфигурации, включающий размещение составляющих изделие дета- . лей в сборе в контейнере. нагрев в вакууме вместе с контейнером, приложение к деталям давления и охлаждение, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, упрощения способа и повышения выхода годного при изготовлении изделий с переменной жесткостью, контейнер заполняют неоднородной рабочей средой, состоящей из порошка, частицы которого не соединяются между собой и с деталями, и металлических шариков, при этом компоненты среды разделяют между собой, а участки деталей с большей жесткостью помещают в металлические шарики.