Повышение стабильности процесса холодного вальцевания лопаток компрессора газотурбинных двигателей путём совершенствования методики проектирования прецизионных заготовок с сегментообразным профилем пера - Автореферат

Повышение стабильности процесса холодного вальцевания лопаток компрессора газотурбинных двигателей путем совершенствования методики проектирования прецизионных заготовок с сегментообразным профилем пераРабота выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Научный руководитель доктор технических наук, профессор кафедры ОМД Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Букатый Станислав Алексеевич кандидат технических наук Защита состоится 23 декабря 2010 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета К 212.210.01 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А.При серийном и массовом производстве лопаток компрессора ГТД широкое распространение получил метод формообразования их аэродинамических поверхностей холодным вальцеванием (рис.1). Процессы холодного вальцевания лопаток ГТД позволяют существенно повысить коэффициент использования металла и снизить трудоемкость их изготовления. Лебедева и др. установлено, что оптимальной геометрией заготовки для холодного вальцевания является заготовка с так называемым «пропорциональным» распределением припуска по профилю пера (рис.2), характеризуемым равными величинами пластической деформации в каждой точке профиля и обеспечивающим, вследствие этого, равномерность течения металла на выходе из очага пластической деформации (о.п.д.). Действительная величина деформации при вальцевании такой заготовки зависит от величины расчетного припуска и допуска на изготовление профиля пера. Отсутствие критериев, позволяющих без проведения значительных экспериментальных работ, оценить стабильность процесса холодного вальцевания спроектированных по данной методике заготовок лопаток с сегментообразным профилем сечений пера, существенно увеличивает трудоемкость внедрения холодного вальцевания при освоении новых изделий, и препятствует снижению трудоемкости существующих технологических процессов изготовления лопаток ГТД.В настоящее время для повышения стабильности геометрии заготовок лопаток для холодного вальцевания используется методика проектирования заготовки и технология, позволяющая обрабатывать поверхность пера заготовок с высокой точностью на универсальном металлорежущем оборудовании, в частности, на кругло - и плоскошлифовальных станках. Общим недостатком данной методики является то, что опорные точки А, В и С через которые проходят дуги окружностей, аппроксимирующие «спинку» заготовки, выбирают в общем случае интуитивно, например, в околокромочных зонах и в зоне максимальной толщины сечения, без учета геометрической формы «выпрямленного» сечения и распределения степеней пластической деформации относительно центра масс сечения при его вальцевании. При существенной разнице величин деформаций по толщине сечений справа и слева от их центров масс, в процессе вальцевания наблюдается возникновение браковочного признака «саблевидность» пера лопатки, вызываемого неравномерностью пластической деформации по ширине поперечного сечения заготовки. При этом радиус выпуклой поверхности каждого сечения определяют из условий минимальной неравномерности течения металла по сечению и минимального отклонения расчетной степени пластической деформации по всему поперечному сечению от задаваемой в опорных точках при проектировании. холодный вальцевание заготовка лопатка С учетом этого составлена система уравнений с тремя неизвестными (R, xi, yi), решение которой позволяет получить массив возможных радиусов окружностей (и координаты их центров), аппроксимирующих профиль спинки сечения заготовки: где - площадь сечения заготовки с пропорциональным распределением припуска за вычетом доли припуска, приходящегося на корыто в данной точке; - площадь спрямленного сечения детали; xi, yi, - координаты центра окружности описывающей заготовку со стороны спинки; M2N2 - прямая, описывающая сечение заготовки со стороны корыта; - коэффициент, учитывающий распределение по спинке и корыту заготовки лопатки; - относительная степень деформации в сечении; a, b, c - коэффициенты полинома, аппроксимирующего спинку сечения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Коршунова В.В. Совершенствование методики проектирования прецизионных заготовок для холодного вальцевания лопаток газотурбинных двигателей [Текст] / В.В. Коршунова // Заготовительное производство. - Москва, "Издательство Машиностроение", 2010.- С 20- 24.

Коршунова В.В. Вальцевание лопаток ГТД [Текст]/ В.В. Коршунова, Е.А. Антонов // Тезисы докладов XX1X конференции молодых ученых и студентов. - Рыбинск, 2005.- С 29.

Коршунова В.В. Изготовление беззамковых лопаток ГТД методом холодного вальцевания [Текст] / В.В. Коршунова, В.Б.Мамаев //Тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции. Прогрессивные технологические процессы, новые материалы и оборудование обработки материалов давлением.- Рыбинск, 2006.- С 56 -59.

Коршунова В.В. Изготовление лопаток ГТД методом холодного вальцевания [Текст]/ В.В. Коршунова, В.Б. Мамаев, М.Л. Первов // Новые материалы и технологии-НМТ-2006: Тезисы всероссийской научно-технической конференции, МАТИ. - Москва, 2006. - С 94-96.

Коршунова В.В. Математическое моделирование процесса вальцевания пера компрессорных лопаток [Текст]/ В.В. Коршунова // Сборник трудов Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», МГТУ. - Москва, 2008.- С 97-98.

Коршунова В.В. К вопросу оптимизации проектирования прецизионных заготовок под холодное вальцевание лопаток газотурбинных двигателей [Текст]/ В.В.Коршунова // Сборник тезисов Всероссийской научно-технической конференции студентов Студенческая научная весна 09: Машиностроительные технологии, МГТУ. - Москва, 2009.- С91-93.

Коршунова В.В. К вопросу оптимизации проектирования прецизионных заготовок под холодное вальцевание лопаток газотурбинных двигателей [Текст]/ В.В.Коршунова // Электронный сборник трудов Всероссийской научно- технической конференции студентов Студенческая научная весна 09: Машиностроительные технологии, МГТУ. - Москва, 2009.

Коршунова В.В. К вопросу оптимизации проектирования прецизионных заготовок под холодное вальцевание лопаток газотурбинных двигателей [Текст]/ В.В.Коршунова // "Наука и образование: электронное научно-техническое издание" , 2009.

Коршунова В.В. Анализ напряженного состояния в очаге пластической деформации в процессе холодного вальцевания лопаток ГТД[Текст]/ В.В.Коршунова // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТММ-2009): Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Томск: Изд-во Том. ун-та, 2009. - Ч. 2.- С122-128.

Коршунова В.В. Анализ течения металла в процессе холодного вальцевания лопаток газотурбинного двигателя [Текст]/ В.В.Коршунова // Сборник тезисов Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук», МФТИ.- Москва, 2009,169-172.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010611094; Определение составляющих равнодействующих сил, возникающих в процессе вальцевания детали сложной формы / Коршунова В.В.; правообладатель ГОУ ВПО РГАТА им. П.А.Соловьева, заявка № 2009616243.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010610174; Анализ напряженного состояния в очаге пластической деформации в процессе асимметричной прокатки широкой полосы переменного сечения/ Коршунова В.В.; правообладатель ГОУ ВПО РГАТА им. П.А.Соловьева, заявка № 2009617159.

Коршунова В.В. Разработка программного продукта по проектированию прецизионных заготовок под холодное вальцевание лопаток ГТД [Текст]/ В.В.Коршунова // Студенческая научная весна. Машиностроительные технологии: Третья Всероссийская научно-техническая конференция студентов: Электронный сборник трудов конференции, МГТУ. - Москва, 2010.

Коршунова В.В. Анализ методики проектирования прецизионных заготовок под холодное вальцевание лопаток ГТД [Текст]/ В.В.Коршунова // Студенческая научная весна. Машиностроительные технологии: Третья Всероссийская научно-техническая конференция студентов: Электронный сборник трудов конференции, МГТУ. - Москва, 2010.

Размещено на .ru