×
20.01.2014
216.012.9771

СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть

Правообладатели

№ охранного документа
0002504468
Дата охранного документа
20.01.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в технологиях финишной обработки лопаток газотурбинных двигателей (ГТД), а также других деталей. Вращающийся шлифовальный круг приводят в контакт с обрабатываемой поверхностью и осуществляют его пошаговое перемещение по продольной оси лопатки, которой придают поперечное движение относительно оси вращения шлифовального круга. Осуществляют фиксированный поворот шлифовального круга с обеспечением поворота плоскости его вращения на угол 3…5° вокруг оси, проходящей через центр шлифовального круга и центральную точку пятна контакта шлифовального круга и обрабатываемой поверхности. После этого шлифовальному кругу дополнительно сообщают возвратно-поворотное движение относительно указанной оси на угол 2…5°. Приведены зависимости для определения скорости возвратно-поворотного движения шлифовального круга и шага его продольного перемещения. В результате существенно повышается качество обработки поверхности лопаток за счет значительного уменьшения ее волнистости и шероховатости. 7 ил.
Основные результаты: Способ шлифования пера лопатки газотурбинного двигателя, включающий приведение в контакт с обрабатываемой поверхностью вращающегося шлифовального круга и осуществление его пошагового перемещения по продольной оси лопатки, которой придают поперечное движение относительно оси вращения шлифовального круга, при этом плоскость вращения шлифовального круга размещают перпендикулярно продольной оси лопатки, отличающийся тем, что осуществляют фиксированный поворот шлифовального круга с обеспечением поворота плоскости его вращения на угол 3…5° относительно оси, проходящей через центр шлифовального круга и центральную точку пятна контакта шлифовального круга и обрабатываемой поверхности лопатки, а затем шлифовальному кругу дополнительно сообщают возвратно-поворотное движение относительно указанной оси на угол 2…5° со скоростью, определяемой из условия:ω≥10S/πD,где ω - угловая скорость возвратно-поворотного движения, об/мин;S - скорость поперечного перемещения лопатки, м/мин;D - диаметр шлифовального круга, мм,при этом шаг продольного перемещения шлифовального круга определяется из условия:S≤0,15R,где S - шаг продольного перемещения шлифовального круга;R - радиус закругления рабочей поверхности шлифовального круга по его толщине.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в технологиях финишной обработки лопаток газотурбинных двигателей (ГТД), а также других деталей.

Известны способы финишной обработки лопаток ГТД, например, поперечными строчками, заключающиеся в том, что вращающийся шлифовальный круг приводят в контакт с обрабатываемой поверхностью лопатки, осуществляют рабочие (поворотные и/или вращательные) движения лопатки и производят последовательное перемещение шлифовального круга вдоль пера лопатки (см., например, журнал «Вестник двигателестроения» №1, 2009 г., стр.71, изд. «ОАО «Мотор Сич», Запорожье).

При использовании известных способов шлифования лопаток, как правило, на обрабатываемой поверхности образуются волнистости и достаточно высокие шероховатости.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности и чистоты финишной обработки пера лопаток ГТД.

Решение указанной задачи достигается тем, что в способе шлифования, при котором вращающийся шлифовальный круг приводят в контакт с обрабатываемой поверхностью и осуществляют его пошаговое перемещение по продольной оси лопатки, которой придают поперечное движение относительно оси вращения шлифовального круга, а плоскость вращения шлифовального круга размещают перпендикулярно продольной оси лопатки, осуществляют фиксированный поворот плоскости вращения шлифовального круга на угол 3…5° относительно оси, проходящей через центр шлифовального круга и центральную точку пятна контакта шлифовального круга и поверхности лопатки. После этого шлифовальному кругу дополнительно сообщают возвратно-поворотное движение относительно указанной оси на угол 2…5° со скоростью:

ωвп≥104Sпопер/πDкр, где

ωвп - угловая скорость возвратно-поворотного движения, об/мин;

Sпопер - скорость поперечного перемещения лопатки, м/мин;

Dкр - диаметр шлифовального круга, мм,

при этом шаг продольного перемещения шлифовального круга определяется из условия:

Sпрод≤0,15R, где

Sпрод - шаг продольного перемещения шлифовального круга;

R - радиус закругления рабочей поверхности шлифовального круга по его толщине.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана схема обработки пера лопатки шлифовальным кругом;

на фиг.2 показана схема дополнительного возвратно-поворотного движения шлифовального круга;

на фиг.3 показана схема выбора диаметра шлифовального круга;

на фиг.4 показан фрагмент продольного сечения лопатки, поясняющий выбор радиуса закругления рабочей поверхности шлифовального круга;

на фиг.5 показан фрагмент сечения профиля шлифовального круга;

на фиг.6 показан общий вид шлифовального станка, реализующего предложенный способ обработки;

на фиг.7 - то же, вид сверху.

Пример реализации способа.

Предложенный способ может быть осуществлен, например, на шлифовальном станке, содержащем станину 1, на которой расположены первая стойка 2 и крестовый стол 6. На первой стойке 2 по направляющим 12 перемещается суппорт 3 по вертикальной координате «Y». На суппорте 3 установлено поворотное устройство 4, имеющее возможность совершать поворотные движения относительно своей оси по координате «А». На поворотном устройстве 4 консольно закреплена шлифовальная головка 5, в которой установлен шлифовальный круг 18. Крестовый стол 6 состоит из расположенных одна на другой кареток 11 и 14 горизонтального перемещения во взаимно-перпендикулярных направлениях. Каретка 11 перемещается по направляющим 15 (координата «Z»), а каретка 14 перемещается по направляющим 13 (координата «X»). На верхней каретке 14 размещена вторая стойка 7 с установленной на ней с возможностью вертикального перемещения по направляющим 16 задней бабкой 9 (координата «L»), на которой закреплен центр поджима 10 обрабатываемой лопатки 17. На каретке 14 также находится поворотный узел 8 (координата «B») с механизмом закрепления обрабатываемой лопатки 17 (условно не показан), установленный оппозитно центру поджима 10. Ось поворотного устройства 4 шлифовальной головки 5 расположена в плоскости вращения шлифовального круга 18, проходит через его центр 19 и перпендикулярна плоскости перемещения суппорта 3. Поворотный узел 8 механизма закрепления обрабатываемой лопатки установлен так, что его ось перпендикулярна плоскости («XZ») перемещения кареток 11 и 14.

В данном случае под центром 19 шлифовального круга 18 понимается его геометрический центр.

Следует отметить, что для обработки лопаток ГТД, поверхность которых имеет определенную кривизну, целесообразно принимать параметры шлифовального круга 18 исходя из следующих соображений.

Диаметр шлифовального круга 18 выбирается из условия:

Dкp=0,4…0,8Dmax,

где Dmax - максимально допустимый диаметр вписанной окружности в «кривизну» профиля лопатки, т.е. окружности, касающейся профиля не более чем в одной точке (см. фиг.3).

Оптимальный профиль рабочей поверхности шлифовального круга 18 показан на фиг.5. Он имеет прямолинейные участки, расположенные под углом 85°, для обработки плоских участков полок лопаток и скругление рабочей поверхности с радиусом R, соответствующим радиусу округления на переходе пера лопатки в ее полку (см. фиг.4).

Обрабатываемая лопатка 17 устанавливается одним концом в механизм закрепления (условно не показан) на поворотном узле 8. Другой конец лопатки 17 зажимается центром поджима 10 путем соответствующего вертикального перемещения задней бабки 9. По заранее рассчитанным программам, заложенным в память блока управления станком (условно не показан), осуществляется обработка поверхности лопатки 17 (см. фиг.1). При этом лопатке 17 придают поперечные движения со скоростью Sпопер относительно оси вращения шлифовального круга 18, которые в соответствии с профилем пера лопатки формируются соответствующими программными перемещениями кареток 11 и 14, а также поворотного узла 8. В свою очередь вращающийся шлифовальный круг 18 приводится в контакт с обрабатываемой деталью 17 и перемещается по ее продольной оси (Sпрод) посредством программного перемещения суппорта 3. При этом перед началом обработки посредством поворотного устройства 4 осуществляют фиксированный поворот плоскости вращения шлифовального круга на угол 3…5° вокруг оси поворотного устройства 4 относительно положения плоскости вращения круга 18, при котором эта плоскость перпендикулярна продольной оси лопатки 17. Следует отметить, что при таком размещении частей станка ось поворотного устройства 4 совпадает с осью, проходящей через центр 19 шлифовального круга и центральную точку пятна контакта шлифовального круга и поверхности лопатки. В процессе обработки с помощью программного управления поворотным устройством 4 шлифовальному кругу 18 сообщают дополнительные возвратно-поворотные движения (относительно уже «повернутого» положения круга) вокруг указанной выше оси на угол 2…5° («А», см. фиг.2) со скоростью

ωвп≥104Sпопер/πDкр, где

ωвп - угловая скорость возвратно-поворотного движения, об/мин;

Sпопер - скорость поперечного перемещения лопатки, м/мин;

Dкр - диаметр шлифовального круга, мм.

При этом шаг продольного перемещения шлифовального круга 18 определяется из условия:

Sпрод≤0,15R, где

Sпрод - шаг продольного перемещения шлифовального круга;

R - радиус закругления рабочей поверхности шлифовального круга по его толщине (см. фиг.5).

После окончания всей обработки шлифовальный круг 18 отводится от лопатки 17, которая после перемещения вверх задней бабки 9 освобождается из механизма закрепления.

Приведенные выше параметры обработки, а также рабочие движения лопатки 17 и шлифовального круга 18 позволяют существенно повысить качество обработки поверхности за счет значительного уменьшения ее волнистости и шероховатости.

Способ шлифования пера лопатки газотурбинного двигателя, включающий приведение в контакт с обрабатываемой поверхностью вращающегося шлифовального круга и осуществление его пошагового перемещения по продольной оси лопатки, которой придают поперечное движение относительно оси вращения шлифовального круга, при этом плоскость вращения шлифовального круга размещают перпендикулярно продольной оси лопатки, отличающийся тем, что осуществляют фиксированный поворот шлифовального круга с обеспечением поворота плоскости его вращения на угол 3…5° относительно оси, проходящей через центр шлифовального круга и центральную точку пятна контакта шлифовального круга и обрабатываемой поверхности лопатки, а затем шлифовальному кругу дополнительно сообщают возвратно-поворотное движение относительно указанной оси на угол 2…5° со скоростью, определяемой из условия:ω≥10S/πD,где ω - угловая скорость возвратно-поворотного движения, об/мин;S - скорость поперечного перемещения лопатки, м/мин;D - диаметр шлифовального круга, мм,при этом шаг продольного перемещения шлифовального круга определяется из условия:S≤0,15R,где S - шаг продольного перемещения шлифовального круга;R - радиус закругления рабочей поверхности шлифовального круга по его толщине.
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-2 из 2.
10.08.2014
№216.012.e759

Способ очистки рабочей поверхности шлифовальных кругов

Изобретение относится к области металлообработки методами шлифования и может быть использовано в технологиях очистки шлифовальных кругов. Очистку осуществляют путем воздействия на очищаемую поверхность воздушной струей под напором, перемешанной с гранулами твердого диоксида углерода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525018
Дата охранного документа: 10.08.2014
19.01.2018
№218.015.ff91

Способ финишной обработки лопатки газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной обработки лопаток газотурбинных двигателей. Осуществляют измерение геометрических характеристик заготовки лопатки, сравнение измеренной формы с теоретической, определение областей заготовки лопатки для полирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629419
Дата охранного документа: 29.08.2017
Показаны записи 1-8 из 8.
10.04.2014
№216.012.afab

Способ изготовления сварных тонкостенных конических обечаек с ребрами жесткости

Способ предназначен для изготовления тонкостенных конических обечаек с ребрами жесткости методом сварки. Производят формирование сегментов обечайки. Отгибают продольные кромки сегментов для получения ребер жесткости, размещают сегменты на съемных опорных пластинах, установленных на основании...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510686
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.07.2014
№216.012.df65

Способ электроэрозионно-химической обработки деталей с диэлектрическими покрытиями

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки и может быть использовано для обработки деталей с диэлектрическими покрытиями, например, для компонентов ГТД с термозащитными нетокопроводящими керамическими покрытиями. В способе поэтапно воздействуют на деталь с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522975
Дата охранного документа: 20.07.2014
10.08.2014
№216.012.e759

Способ очистки рабочей поверхности шлифовальных кругов

Изобретение относится к области металлообработки методами шлифования и может быть использовано в технологиях очистки шлифовальных кругов. Очистку осуществляют путем воздействия на очищаемую поверхность воздушной струей под напором, перемешанной с гранулами твердого диоксида углерода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525018
Дата охранного документа: 10.08.2014
19.01.2018
№218.015.ff91

Способ финишной обработки лопатки газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для финишной обработки лопаток газотурбинных двигателей. Осуществляют измерение геометрических характеристик заготовки лопатки, сравнение измеренной формы с теоретической, определение областей заготовки лопатки для полирования,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629419
Дата охранного документа: 29.08.2017
28.08.2018
№218.016.7ff7

Электролит для электролитно-плазменного полирования деталей из тугоплавких сплавов

Изобретение относится к электролитно-плазменному полированию деталей из тугоплавких сплавов, а также может быть использовано в турбомашиностроении при обработке лопаток паровых турбин, лопаток газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей. Электролит для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002664994
Дата охранного документа: 24.08.2018
16.09.2018
№218.016.884d

Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к области сварки и наплавки и может быть использовано при ремонте изношенных или поврежденных бандажных полок лопаток турбомашин, выполненных из жаропрочных никелевых сплавов. Способ восстановления бандажных полок лопаток турбомашин из жаропрочных никелевых сплавов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667110
Дата охранного документа: 14.09.2018
22.09.2018
№218.016.88ba

Способ получения многослойного защитного покрытия лопаток турбомашин из титановых сплавов

Изобретение относится к способу получения многослойного защитного покрытия лопаток турбомашин из титановых сплавов. Способ включает вакуумно-плазменное осаждение легирующих элементов хрома, алюминия и иттрия на поверхность лопаток и термическую обработку. Легирующие элементы наносят первым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667191
Дата охранного документа: 17.09.2018
16.03.2019
№219.016.e196

Способ изготовления секций ротора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области изготовления роторов газотурбинных двигателей (ГТД). Способ включает предварительное изготовление кольцевых заготовок ступеней ротора с торцевыми стыковочными поверхностями, соосное размещение относительно друг друга упомянутых кольцевых заготовок. Торцевые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682065
Дата охранного документа: 14.03.2019
+ добавить свой РИД