Выбор исходной заготовки для основных деталей

Авиадвигателей

Заготовки валов

Условия работы валов определяют высокие требования к механическим свойствам материала.

Материалом для авиационных двигателей служат высококачественные легированные стали. Чаще всего применяются хромоникелевые стали 18ХНВА, 12ХНЗА, 40ХНМА и т.д.

Таблица 13

Определение размеров поковки

Номер поверхности	Размер поверхности	Шероховатость, мкм	Припуск, мкм	Расчетные размеры поковки	Принятые размеры поковки
	Æ120	Rz 320	1.6+0.5=2.1	Æ120+2(2.21)=Æ124.2	Æ124.5
	Æ70	Rz 40	2.0+0.5=2.5	Æ70+2(2.5)=Æ75.0	Æ75.0
	Æ51	0.32	2.3+0.5=2.8	Æ51+2(2.28)=Æ56.6	Æ57
	Æ46	Rz 320	1.4+0.5=1.9	Æ46+2(1.9)=Æ49.8	Æ50
	Æ35	Rz 40	1.9+0.5=2.4	Æ35-2(2.4)=Æ30.2	Æ30
	64-(9.5+4)=50.5	Rz 40	2.0+0.5=2.5	50.5+2.4-1.9=51.1	51
	9.5+4-10.5=3.0	Rz 40	1.9+0.5=2.4	3+(1.9+2.4)=7.3	7,5
	9.5+4=13.5	Rz 40	1.9+0.5=2.4	13.5+2.4+1.9=17.8	18
	9.5	Rz 40	1.9+0.5=2.4	9.5+2.4+1.9=13.8	14
	исходная база	Rz 320	1.4+0.5=1.9	исходная база

Заготовки валов, как правило, получают штамповкой, поперечным прокатом при серийном производстве и ротационной ковкой при крупносерийном производстве. Пустотелые тонкостенные валы конической формы можно получить методом ротационного выдавливания. Штампуют заготовки на молотах, прессах или горизонтально-ковочных машинах. Разъём штампов в зависимости от формы заготовки может быть вдоль или поперёк оси вала. Поперечный разъём возможен обычно в тех случаях, когда вал не имеет на конце фланец, а остальная часть его гладкая или ступенчатая с постепенным (от фланца) уменьшением диаметра ступеней. При поперечном разъёме можно получить отверстие со стороны большого торца (у разъёма), особенно если заготовка куётся на ГКМ. Однако это делают тогда, когда диаметр отверстия достаточно велик, не менее 30 мм. Припуск на обработку в зависимости от формы и размеров вала колеблются от 6 до 12 мм на диаметр.

Заготовки валов, полученные ротационной ковкой, наиболее близко приближаются по конфигурации и размерам к готовой детали.

В механический цех заготовки поступают в нормализованном состоянии с твёрдостью НВ 190 – 270, с них должна быть снята окалина (травлением или другим способом), зачищены наружные дефекты, если глубина их залегания не превышает половины припуска на сторону.

Заготовки валов сложной формы могут быть выполнены из отдельных элементов, связанных между собой сваркой. Прочность сварных соединений практически не уступает прочности металлов, из которых изготовлены отдельные элементы, и составляет 94 – 98% от прочности основного материала.

На рис. 4 и 5 представлены чертежи заготовок валов, полученные штамповкой и ротационным раскатом.

Заготовки дисков

Диски турбин работают при высоких температурах под напряжением, достигающим 500МН/м² (5000 кг/см²), изготавливаются из жаропрочных сплавов ХН77ТЮР(ЭИ437Б), ХН70ВМТЮ(ЭИ – 617) и др.

Диски осевых компрессоров работают при пониженных температурах и с меньшей нагрузкой, изготавливают их из менее прочных и жаростойких металлов – 18ХНВА, 20ХНЗМ, 13Х12НВМФА(ЭИ – 961) и др., сплавов титана ВТ3 – 1, ВТ – 9, алюминия АК4 – 1, АК6 – 1.

Заготовки дисков турбин и компрессоров ГТД штампуют в закрытых штампах на молотах или мощных прессах.

1. Неуказанные радиусы R=5+(-) 2. 2. В скобках проставлены чистовые размеры. 3. Поковки термообрабатывать на твердость по Бр. dотл> 3,55. 4. Поковки не травить. 5. Радиусы без допусков не контролировать. 6. Маркировать шрифтом поковки и номером плавки. 7. Допускаются: а) наружные дефекты на глубину до половины припуска на сторону, считая от номинала поковки. Глубину залегания дефектов проверить контрольной зачисткой; б) смещение штампов до 1,5 мм; в) облой до 3 мм на сторону; г) недоштамповка +5-2 8. Поковки 2 группы контроля. 9. Макро согласовывается в плоскости сечения. 10. Место маркировки и отпечатки твердости по усмотрению поставщика. 11. Вес чистой детали 5 кг КИМ=0,16; КНП=0. 12. Группа сложности 3. 13. Эксцентричность отверстий в пределах допусков.

Рис.4. Поковка вала

Рис.5. Вал, полученный ротационным раскатом

Форму заготовок максимально приближают к форме готовых дисков, припуск на обработку – 5…6мм на сторону. Однако, в некоторых случаях из-за сложной конфигурации детали, назначенные припуски значительно больше.

Все заготовки дисков клеймятся с указанием марки материала, шрифта детали. Номер плавки и номера диска.

Стальные заготовки поставляются в нормализованном или отожжённом виде, протравленные, с заданной твёрдостью. В прилагаемом к заготовке документе указываются свойства материала. Заготовки из материала типа ЭИ 437Б поставляются без термообработки и травления.

На поверхности обработанной заготовки не должно быть плен, заковов, трещин, инородных включений и др. дефектов, нарушающих сплошность материала.

Конструкция заготовки диска компрессора из титанового сплава ВТ9 представлена на рис.6.