Введение к работе
Актуальность теми.. Современное развитие авиационного двига-телестроения связано с широким применением жаропрочных дефицитных сплавов, обладающих комплексом высоких эксплуатационных свойств. При производстве заготовок для деталей ГТД все возрастающее значение приобретают вопросы сокращения расхода материала. Важность и сложность решения этих вопросов особенно велики по отношению к кольцевым заготовкам для силовых деталей двигателя, представляющих собой тонкостенные обечайки с различными профилями в сечении.
Одним из прогрессивных способов получения бесшовных кольцевых заготовок является горячая раскатка на колъцераскатных машинах. Горячая раскатка имеет ряд преимуществ перед прочими способами : отсутствие сварного шва в заготовках, однородность свойств по сечению и периметру кольца, высокая производительность обработки, недорогое и компактное оборудование. Поэтому особый интерес и актуальность представляет процесс кольцевой раскатки заготовок для деталей ответственного назначения из хромоникелевых сплавов, применяемых в конструкциях ГТД.
Получить максимальное приближение формы заготовки к форме детали можно путем совершенствования технологического процесса, оборудования и оснастки. Из литературных источников известно, что стали и сплавы, из которых изготавливаются кольцевые заготовки, обладают различной способностью заполнять калибры при раскатке. Однако, поскольку не выработан критерий, характеризующий эту способность, отсутствуют и количественные характеристики этого свойства, что является одной из причин, сдерживающих использование раскатки для получения экономичных заготовок.
Анализ опубликованных источников показал, что процесс формообразования профилей из жаропрочных сплавов является весьма сложным и зависит от многих факторов, оказывающих влияние на процесс профилирования. Несмотря на успехи в изучении теории раскатки колец, механизм заполнения калибров остается невыясненным. Вопросы получения высоких тонких фланцев на поверхности кольца при раскатке недостаточно изучены, так же как и предельные возможности технологических схем раскатки, а по способности сплавов к заполнению узких глубоких ручьев в инструменте имеются противоречивые данные. Все это говорит о целесообразности проведения исследований в этом направлении.
Цепь работы. Разработка и внедрение методов формообразования экономичных фланцевых кольцевых заготовок из высоколегированных сплавов для ГТД, включающая теоретические и экспериментальные исследования влияния конструктивно-техногических факторов при раскатке на формообразование профиля.
Научная новизна. В работе сформулированы общие положения по разработке механизма заполнения калибров. Предложено профилирование кольцевых заготовок для ГТД рассматривать как процесс получения фланцев на поверхности кольца. Предложено количественно оценивать заполнение калибров металлом относительной глубиной внедрения валков в заготовку прямоугольного сечения. Разработан классификатор возможных схем формообразования фланцев при раскатке по коструктивно-му и технологическому признакам.
С применением метода пиний скольжения исследованы контактные зоны очага деформации и разработана расчетная модель для установления конструктивно-технологических факторов, влияющих на интенсификацию формообразования фланцев. Разработана модель раскатной машины и инженерная методика для определения размеров профиля в зависимости от марки материала, температуры нагрева и размеров исходной заготовки.
Достоверность результатов исследований подтверждена экспериментальными данными и производственной практикой.
Практическая ценность. В результате проведенных исследований разработаны научно обоснованные методы расчета и типовые технологические процессы получения экономичных фланцевых кольцевых заготовок из высоколегированных сплавов, позволяющие повысить коэффициент использования материала на 30 ... 50%, снизить трудоемкость изготовления на 20 ... 25 %. Изготовленные кольцевые профили показали высокие уровни механических свойств.
Предложены рекомендации по разработке технологии производства сложнофасонных раскатньїх заготовок с учетом проверки профиля на выхатываемость по найденным расчетным соотношениям между размерами профиля и размерами исходной заготовки. При том все точностные и качественные параметры полностью удовлетворяют требованиям чертежа.
Реализация резупьтатов. Результаты исследований внедрены в акционерном обществе Самарском научно-техническом комплексе имени Н Д.Кузнецова в виде технологических процессов, оснастки и металлографических исследований.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических советах Самарского научно-технического комплекса имени НД.Кузнецова в 1989, 1992 и 1997 Г.Г., на научно-техническом совете Куйбышевского филиала НИИД в 1989 г., на заседании кафедры обработки металлов давлением Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика СЛ.Королева в 1988 г., на заседании кафедры ТОМД Московского авиационного технологического института имени КЗДиолковского в 1989 г.
5 Пубпикации. Результаты работы опубликованы в 15 научных статьях, 8 авторских свидетельствах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов по работе, перечня литературных источников и приложений. Содержит 113 страниц машинописного текста, 65 рисунков, 26 таблиц, 9 приложений, список использованной литературы, включающих 83 наименования.
