книги / Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинных двигателей
..pdf
Рис. 3.21. Схема приспособления для установки и закрепдения крупногабаритных лопаток:
а - общий вид; б - то же, вид /; в - то же, вид II
Обработка проточной части таких лопаток представляет серьезную технологическую проблему, которая может быть решена в рамках пооче редной (односторонней) обработки пера при соответствующей техноло гической оснастке с использованием мощных крупногабаритных маши нообрабатывающих центров с большим вращающим моментом на шпин деле.
Установка заготовки в приспособлении осуществляется по центро вым отверстиям и фаскам, расположенным в торцах хвостовика и техно логической бобышки, а закрепляется деталь по проточной части лопатки в специальной кассете (спутнике), обеспечивающей дальнейшую пере становку детали без снятия ее с установочных элементов приспособле ния. Пример такого приспособления приведен на рис. 3.21.
Устройство для установки и закрепления детали 1 по трем базовым отверстиям содержит установочные центры 2 и 5, расположенные на оси У с возможностью перемещения вдоль нее, и замыкающий центр 4, раз мещенный на оси X, перпендикулярной к оси У. Установочные центры 2 и 3 находятся по обе стороны от оси X. Установочные элементы (центры) устройства установлены в рамке 5 коробчатого типа, пространство внут ри которой предназначено для установки детали. При этом центры 2 и 3 замкнуты вдоль оси Ус помощью винтов б и 7, центр 4 замкнут в направ лении X винтом 8. В рамке 5 перпендикулярно к гнезду отверстия, в ко тором расположен центр 2, установлена регулирующая проставка 9, на ней выполнена установочная поверхность 10, параллельная осиХ.
Расстояние А от базового торца детали 1 (лопатки) до оси X равно расстоянию между установочным элементом устройства (торцом 10, про ставки 9) и этой же осью, т.е. осью X. Рамка 5 установлена с помощью штифтов 11, 12 в корпусе 13, изготовленном в виде угольника, и закреп лена в нем болтамт 14.
Расстояние между штифтами 11 и 12, расположенными в корпусе 13, т.е. расстояние В, выполнено таким образом, что ось корпуса 13, про ходящая через его середину В/2, совпадает с осью рамки 5, совпадающей с осью замыкающего щитка У, т.е. осью X. На поверхностях рамки 5, максимально приближенных к обрабатываемой поверхности детали, для чего ее боковые поверхности выполнены в виде ступеней, установлены пластины 15, в которых размещены крепежные элементы 16, предназна ченные для закрепления детали 7.
Работает устройство следующим образом. Деталь 1 (лопатка ком прессора), имеющая в качестве базовых поверхностей три центровых отверстия и торец на замке, положение которого относительно оси дета
ли 1 определено размером А, устанавливается внутри рамки 5 на устано вочные элементы устройства.
При этом центры 2 и 3 входят в соответствующие им центровые от верстия детали. Затем центр 3 перемещают с помощью винта 7 вдоль оси Удо тех пор, пока торец торца замка детали (лопатки) 1 не прижмется к поверхности 10 проставки 9. При этом расстояние А между установочной поверхностью 10 устройства и осью X совпадает с расстоянием между базовым торцом замка лопатки 1 и той же осью.
Затем в центровое отверстие детали, совпадающей с осью X, вводит ся центр 4 с помощью винта 8. Винты 7 и 8 закрепляют лопатку на уста новочных элементах устройства. При такой установке положение детали определено однозначно, т.е. центры 2 и 3 лишают деталь четырех степе ней свободы (перемещений в направлениях X, I, вращений вокруг этих осей); поверхность 10 лишает деталь пятой степени свободы (перемеще ний вдоль оси У) и центр 4 шестой степени свободы (вращения вокруг оси У).
После установки детали по ее базовым поверхностям на установоч ные элементы устройства она крепится, для чего на боковые поверхности рамки 5, выполненные в виде ступеней для максимального приближения к проточной части лопатки, устанавливают планки 15. При этом пласти ны размещают как со стороны спинки, так и со стороны корыта.
Затем в планки 15 вворачивают до соприкосновения с поверхностью проточной части лопатки винты 16. После соприкосновения с поверхно стью детали винты 16 контрятся в достигнутом положении с помощью гаек 17. Число планок, устанавливаемых в устройстве, зависит от длины проточной части лопатки, а число винтов 16 в каждой планке 15 опреде ляется исходя из длины хорды проточной части лопатки в том или ином сечении.
После закрепления детали 1 в рамке 5 последнюю устанавливают на штифты 11 в корпусе 13 и фиксируют в нем с помощью болтов 14. Кор пус 13 помещают на металлорежущий станок (обычно четырех-, пятико ординатный машинообрабатывающий центр с горизонтальным располо жением шпинделя) и в таком положении деталь 1 обрабатывают со сто роны спинки или корыта. При этом с приближением фрезы к той или иной планке 15 ее снимают и устанавливают вновь только после обра ботки поверхности детали, которую она закрывала.
По завершении полной обработки детали с одной стороны рамку 5 раскрепляют и переворачивают на противоположную сторону, устанав ливают вновь в корпусе 13 на штифты 12 и закрепляют болтами 14. При
дающей жидкости и стружки, а самое главное, эта схема реализуется на универсальных машинообрабатывающих центрах.
Вместе с тем, существует и находит все большее применение второй вариант формирования проточной части лопаток с одновременной обра боткой спинки и корыта. В ряде случаев он обеспечивает высокое взаим ное расположение обрабатываемых поверхностей относительно оси детали.
3.4.2.Одновременная обработка спинки и корыта лопатки
(вариант 2)
Обработка пера лопатки осуществляется за один установ заготовки (одновременная обработка спинки и корыта пера лопатки). Этот вариант предусматривает обработку детали при ее вращении вокруг собственной оси. Схема базирования заготовки должна обеспечивать совпадение осей вращения детали и станка, т.е. здесь не допустима погрешность установ ки детали, связанная с несовпадением оси детали и приспособления.
Это условие выполняется в том случае, если базовые поверхности заготовки как со стороны спинки, так и со стороны пера концентричны друг другу и оси лопатки, т.е. точно скоординированы относительно ее оси. Такое положение достаточно просто обеспечить при обработке лопа ток статора, имеющих цилиндрические цапфы, например поворотных лопаток направляющего аппарата, закрылков и т.д. (рис. 3.24).
Конструкция лопатки обусловливает использование предварительно обработанных цилиндрических цапф в качестве баз и мест закрепления заготовки, позволяющих передавать на нее вращение. При этом цилинд рические цапфы дают возможность зафиксировать заготовку в четы рех направлениях (базы Торец цапфы большого диаметра является
Рис. 3.24. Схема базирования поворотной лопатки статора
Рис. 3.25. Схема базирования заготовки с хвостовиком типа ласточкин хвост при фрезеровании проточной части
базой 5, определяющей положение заготовки вдоль оси X. Базой 6 служат прижимы цапфы лопаток. Это допустимо в том случае, если нет необхо димости фиксировать лопатку в угловом положении.
Современные схемы управления станков позволяют перед началом операции ощупать базовые точки профиля и довернуть заготовку в нуж ное угловое положение до совпадения нулевой точки отсчета перемеще ний инструмента с началом его движения по программе.
При обработке проточной части лопаток, имеющих хвостовик типа ласточкин хвост, в качестве технологических баз используется сам хво стовик, обработанный в размер перед операцией фрезерования проточной части лопатки (рис. 3.25).
Вместе с тем, схема кругового фрезерования проточной части обес печивает одновременную обработку не только пера, но и радиуса перехо да и замка лопатки. Это возможно при создании на заготовке со стороны хвостовика специальной бобышки. Конструкция бобышки, ее габаритные размеры и форма выбираются исходя из размеров лопатки, угла закрутки проточной части, величины снимаемого припуска (рис. 3.26).
В рассматриваемой на данном рисунке заготовке предусмотрены специальные технологические прибыли - призматическая бобышка со стороны хвостовика и цилиндрическая со стороны пера, в которых соз даны технологические базы в виде центровых отверстий (базы оп ределяющие положение заготовки в четырех направлениях. Положение заготовки в направлении X определяет торец бобышки (база 5), в угловом положении относительно оси X - упор (база 6).
5 — 3991
Рис. 3.26. Схемы базирования рабочей лопатки компрессора с хвостовиком типа ласточкин хвост с двумя (в) и с тремя (б)
центровыми отверстиями
Эти базы универсальны, они однозначно определяют положение за готовки перед фрезерованием пера. Если их жесткость недостаточна или они существенно снижают устойчивость технологической системы, то установка и закрепление детали могут осуществляться за призматические поверхности бобышки со стороны хвостовика. При этом базирование в центрах остается, а совпадение поверхностей бобышки с установочными поверхностями приспособления проверяется щупом толщиной 0,03 мм. При отсутствии большего зазора можно выполнять данную операцию.
Эта схема базирования позволяет реализовать следующую схему выполнения операции (рис. 3.27). Инструмент, вращаясь вокруг своей оси, перемещается в направлениях X, У, 2 (три координаты). В ряде станков по оси У передвигается стол станка с размещенным на нем при способлением.
Кроме того, инструмент совершает поворот (наклон) фрезерной го ловки в плоскости вращения заготовки на угол ±110° (координата А). При этом деталь вращается вокруг своей оси со скоростью круговой подачи (координата С). В зависимости от длины обрабатываемой поверхности (длины пера) таких координат может быть две: С\ - передняя шпиндель ная бабка, осуществляющая закрепление детали со стороны хвостовика, и Сг - задняя шпиндельная бабка, зажимающая детали со стороны пера.