Материалы крыльчаток

Большинство открытых и полузакрытых крыльчаток изготавливают из алюминиевых деформируемых сплавов АК4-1, АК6-1, ВД-17. Если температура крыльчатки в условиях эксплуатации больше 250 °С, то крыльчатки изготавливают из титановых сплавов ВТ-10, ВТ25У. Для закрытых цельных крыльча­ток применяют литейные алюминиевые сплавы, а сборно-паяные - из сталей 30ХГСА, Х18Н9Т и др.

Для изготовления крыльчаток требуется дорогостоящее специаль­ное оборудование (пятикоординатные обрабатывающие центры с системой ЧПУ; специальные станки для глубинного шлифования торцевых шлицев и др.), режущий инструмент и измерительные приборы для технического контроля. Все это увеличивает трудоем­кость и стоимость изготовления крыльчаток, снижая технологичность их конструкции.

Построение технологических процессов изготовления крыльчаток

Заготовки открытых и полузакрытых крыльчаток для серийного производства обычно штампуют в закрытых штампах. Для единичного и мелкосерийного производства заготовки получают свободной ковкой.

Форму заготовки штампованной крыльчатки стремятся приблизить к форме готовой детали, поэтому можно встретить заготовки с углуб­лениями между лопатками и в центре, где должно быть отверстие. При малых промежутках между лопатками и их большой высоте, особенно в открытых крыльчатках, углубления получаются неболь­шими и вследствие этого припуск на обработку увеличивается.

Заготовки закрытых крыльчаток из алюминиевых сплавов отлива­ют в земляные формы, в металлический кокиль и в оболочковые (корковые) формы. Заготовки стальные и из жаропрочных сплавов отливают по выплавляемым моделям, в оболочковые формы и в стальные кокили с земляной обмуровкой.

Отливка деталей по выплавляемым моделям обеспечивает получение наиболее точной и чистой заготовки, однако этот способ дорогос­тоящий. Поэтому его иногда заменяют более дешевыми способами, к которым относится и способ отливки в стальные и чугунные кокили с земляной футеровкой.

Земляная футеровка формируется в каждой половинке кокиля с помощью пресс-форм на гидравлических прессах.

Большое давление на стальную пресс-форму и ее чистая повер­хность обеспечивают получение прочной, с чистой и точной повер­хностью земляной футеровки. После формовки земляная футеровка вместе с кокилем просуши­вается в печи, а затем со стержнями и литником собирается и литей­ную форму.

Так как внутренние полости каналов закрытых крыльчаток меха­нически не обрабатываются, за исключением зачистки доступных мест, то эти поверхности должны быть наиболее точными и чистыми. Эти требования обеспечиваются изготовлением стержней в точных стержневых ящиках с хромированными и полированными рабочими поверхностями. Точность расположения стержней обеспечивается установочными поверхностями (знаками) на стержнях и в кокиле. Стержни закрепляются в кокиле на клее.

Припуски и допуски на литые заготовки крыльчаток из стали указаны в нормали АН-2080.

Механическая обработка крыльчаток

Механическая обработка крыльчаток делится на три этапа: черновой, чистовой и окончательный.

На черновом этапе обрабатываются все поверхности крыльчатки и снимается до 70 % всего припуска. Точность и чистота при этом низкие, поскольку обработка ведется с большими подачами и глуби­нами резания.

На чистовом этапе крыльчатки также обрабатываются по всем поверхностям. Здесь снимаются оставшиеся 30 % припуска. Точность и шероховатость поверхностей на этом этапе соответствует требова­ниям чертежа, за исключением поверхностей лопаток и полок между ними, а у некоторых крыльчаток - и торцевых поверхностей.

На окончательном этапе полируются лопатки, полки, а также притираются торцы, если к ним должны примыкать заборники. Припуск на полирование оставляется в пределах 0,05...0,10 мм.

Термообработку крыльчаток из алюминиевых сплавов обычно проводят до механической обработки. Исключение здесь составляют крупные и сборно-паяные крыльчатки, а также крыльчатки с загну­тыми лопатками. Крыльчатки с загнутыми лопатками термически обрабатывают за 2...3 часа до загибки лопаток, после чего их подвергают старению.

Качество металла крыльчаток проверяют после закалки и черновой подрезки торца ультразвуковым методом.