способ изготовления штампа напряженной конструкции
Классы МПК: | B23P19/02 для соединения изделий запрессовкой или для разборки запрессованных изделий B21D37/20 изготовление рабочих инструментов способами, не отнесенными к другим подклассам |
Автор(ы): | Копылов А.Г., Стригунов П.П., Шмырин П.Ф., Бородулин В.В. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "Пермские моторы" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-19 публикация патента:
30.12.1994 |
Использование: область обработки металлов давлением, изготовление лопаток газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: назначают величину выступания конусной вставки над термообработанной конусной обоймой, равную величине конструктивного натяга, деленную на удвоенный тангенс угла клина. Осуществляют горячую запрессовку клиновой вставки в соответствующую обойму, при этом требуемая величина прирощения поперечной выборки обоймы при нагреве должна удовлетворять приведенному в ф-ле условию неравенства. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШТАМПА НАПРЯЖЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ, включающий механическую обработку клиновой вставки и горячую запрессовку ее с натягом в соответствующую термообработанную конусную обойму, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изготовления штампа, перед механической обработкой вставки назначают величину выступания вставки над обоймой, равную величине конструктивного натяга, деленной на удвоенный тангенс угла клина, а требуемая величина N приращения поперечной выборки обоймы при нагреве под запрессовку должна удовлетворять условию неравенстваN>Nк>
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025251/2025251-4t.gif)
где Nк - величина натяга, конструктивно выбираемая под запрессовку, мм;
H
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
h
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
Z - величина шероховатости сопрягаемых поверхностей, мм.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к конструкциям штампов для изготовления лопаток газотурбинных двигателей. Известен способ изготовления штампа напряженной конструкции (авт. св. N 253558, кл. В 21 J 13/02, 1967), который содержит наружную обойму с днищем, в которую с натягом запрессована внутренняя обойма со вставкой. Недостатком конструкции штампа является недозапрессовка вставки до упора с днищем и отсутствие гарантии требуемого напряжения сжатия. Известен способ изготовления штампов напряженной конструкции путем горячей запрессовки с натягом закаленной конусной матричной вставки, изготовленной из биметаллической стали, и рабочую часть - из высоколегированной стали мартенситного класса. Вставка и сквозное отверстие в обойме выполнены с конусностью в пределах 1/60...1/23. Обойма закалена и отпущена на твердость НRСэ 35. . . 45. Штамп напряженной конструкции собран путем горячей запрессовки биметаллической конусной вставки электрошлакового переплава в сквозное конусное отверстие обоймы [1]. Недостатком способа изготовления штампа является снижение жесткости обоймы при увеличении габаритов вставки, что приводит к снижению напряжения сжатия и разрушению вставки при горячей штамповке заготовок с тонкостенным профилем. Целью изобретения является повышение качества изготовления штампа. Это достигается тем, что, в предлагаемом способе изготовления штампа напряженной конструкции путем горячей запрессовки с натягом клиновой вставки в соответствующую ей термообработанную конусную обойму перед механической обработкой назначают величину выступания вставки над обоймой, равную величине конструктивного натяга, деленной на удвоенной тангенс угла клина, а требуемая величина приращения поперечной выборки обоймы при нагреве под запрессовку должна удовлетворять условию неравенства:N>Nк>
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025251/2025251t.gif)
H
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
h
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
Z - величина шероховатости сопрягаемых поверхностей по 5 классу (0,01.. .0,02 мм). Качество штампа обеспечивается за счет полной запрессовки вставки до упора с днищем и обеспечения требуемого напряжения сжатия. На фиг. 1 изображен блок штампа, разрез; на фиг. 2 - схема соединения обоймы и вставки перед запрессовкой (разрез); на фиг. 3 - вставка матрицы после запрессовки, разрез. Штамп напряженной конструкции состоит из обоймы 1, выполненной из теплостойкой штамповой стали, и запрессованной в нее с натягом рабочей вставки 2 из быстрорежущей стали до упора в днище 3. Вставка 2 и выборка 4 в обойме 1 выполнены с углом
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025006/945.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025005/916.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025005/916.gif)
h =
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025251/2025251-2t.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025014/963.gif)
Nк>
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025251/2025251-3t.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025006/945.gif)
N =
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025006/945.gif)
![способ изготовления штампа напряженной конструкции, патент № 2025251](/images/patents/448/2025006/945.gif)
dм - поперечный размер выборки на поверхности обоймы, мм;
20 - температура окружающей среды, оС, получают N, равный 0,672 мм. Из расчетов видно, что при подогреве обоймы на 500оС обеспечивается посадка вставки до упора в днище, так как N > Nк, т. е. 0,672 > 0,6 - неравенство соблюдается, и, как следствие, в рабочей вставке 2 создаются напряжения сжатия, удовлетворяющие условию неравенства. Экспериментальные исследования штампа при штамповке, например, заготовок направляющих лопаток третьей ступени компрессора высокого давления ГТД из труднодеформируемого материала ВТ8М показали его удовлетворительную стойкость на 2500. ..4000 ударов при стабильно высоком качестве штампуемых изделий.
Класс B23P19/02 для соединения изделий запрессовкой или для разборки запрессованных изделий
Класс B21D37/20 изготовление рабочих инструментов способами, не отнесенными к другим подклассам