книги / Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинных двигателей

Рис. 3.46. Приспособление для закрепления лопаток легкоплавким сплавом:

а - общий вид; б - то же, вид Б; в - то же, размер А-А

ки 8 в заливочную камеру, которая ограничена снизу створками 11 а 12, каждая из которых расположена в специальных направляющих соответ­ ственно в корпусе 2 и крышке 8. Посередине корпуса 2 имеется призма­ тическая шпонка 13.

Работает устройство следующим образом. Лопатка тремя базовыми точками на проточной части А, Б, В устанавливается на штыри 3...5, оп­ ределяющие положение проточной части лопатки в корпусе 2 данного устройства. Точки Г и Д устанавливаются на призму 6 и упор 7, от чего зависит положение оси лопатки в корпусе 2.

Вэтом положении осуществляется замыкание корпуса 2 крышкой

8.При этом лопатка прижата к установочным элементам винтом 9, под­ пружиненным относительно крышки 8. Образованная заливочная камера ограничивается снизу, что достигается перемещением створок 11 и 12 к профилю проточной части, совпадающему со стороны корыта с профи­ лем створки 11, a со стороны спинки - с профилем створки 12. Сверху заливочной камеры через горловину 10 идет ее заполнение быстротвердеющим раствором легкоплавкого металла. При этом в процессе его кристаллизации (затвердевания) температурные деформации брикета и лопатки осуществляются в одном направлении (вдоль оси лопатки), так как камера открыта в этом направлении.

Рис. 3.47. Схемы механической обработки замка статорной лопатки компрессора высокого давления

Поэтому деформации лопатки внутри брикета не происходит. При этом образующийся брикет имеет четкую опорную базу в виде призмати­ ческого паза, сформированного по наибольшей плоскости брикета, в то время как торец брикета, через который шла заливка, имеет значительные по своим размерам утяжины и заливочные раковины.

2. Механическая обработка замка (рис. 3.47, 3.48). Обработку осуществляют на вертикальном трехкоординатном обрабатывающем центре, например мод. С500 фирмы Негш1е (Германия). При этом на пер­ вом переходе фрезеруют криволинейную поверхность подошвы замка, обеспечивая размер 0 , а затем обрабатывается контур замка - размеры 0 ...®.

Здесь жесткость заготовки, залитой в брикет, позволяет обрабаты­ вать контур замка предварительно и окончательно, фрезеровать подошву замка со скоростью резания порядка \ р = 120... 180 м/мин и подачей 5 * 1000...2000 мм/мин. Максимальное время полной обработки замка компрессора размерами 100 * 20 * 15 мм с припуском по контуру 5 мм и подошве 10 мм составляет не более 5...8мин.

После обработки замка лопатки брикет переустанавливают на опе­ рацию отрезки технологической прибыли. Затем брикет раздавливают на ручном прессе или с помощью специального приспособления. Осколки брикета направляют в переплав для повторного использования, а освобо­ дившуюся деталь (рис. 3.49) - на последующие операции.

3.6.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ШЛИФОВАНИЯ

ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ ЛОПАТОК

Технологические операции механической обработки проточной час­ ти лопаток, выполняемые на многоцелевых машинообрабатывающих центрах методами высокоскоростного фрезерования с одновременным управлением в пяти координатах взаимным перемещением инструмента и заготовки, коренным образом перестроили существующую технологию обработки лопаток компрессора. Стало возможно, к примеру, получение требуемой точности на стадии фрезерования проточной части.

При этом после фрезерования на последующие операции оставляют только припуск, который необходим для устранения следов от строчек фрезы. По существу, эта величина равна полю допуска на операцию по­ лирования. Упомянутый припуск достаточно быстро удаляется ручной доводкой радиусов входной и выходной кромок с проверкой размера пе­ ра по хорде. Таким образом обрабатывают детали с длиной проточной части 100...250 мм и хордой 40... 100 мм.

Вместе с тем, существует большая группа лопаток, в основном КНД, требующих после фрезерования дополнительных операций финишной обработки, в частности шлифования. Эта группа лопаток имеет значи­ тельные типоразмеры и массу, а именно: длину проточной части 250...1000 мм; хорду 100...300 мм; Стах = 2,5...7 мм; С\ = 0,5...2,5 мм; Сг = 0,8...3,0 мм.

Эти лопатки, несмотря на большие габаритные размеры, достаточно тонкие. Деформации проточной части таких лопаток при фрезеровании обусловливают наличие неравномерного припуска как по длине проточ­ ной части, так и по ширине.

Соответственно, с целью исключения этой неравномерности или хо­ тя бы ее частичного снижения в технологический процесс вводят опера­ ции шлифования. Целью этих операций являются устранение дефектов фрезерования (следов от фрезы) и максимальное приближение получае­ мого профиля к теоретическому. От этого зависит трудоемкость после­ дующих операций ручного полирования, которые должны быть полно­ стью исключены или сведены к минимуму, т.е. технологический процесс выполнения операций шлифования во многом определяет трудозатраты на изготовление детали в целом.

Существующие технологические процессы шлифования, полирова­ ния и пооперационный контроль геометрических размеров проточной части лопаток происходят от одних и тех же технологических баз. В ка­ честве таких баз в зависимости от конструкции лопатки используют три

центровые фаски или замок лопатки и центровую фаску на технологиче­ ской бобышке со стороны проточной части. На эти базы деталь устанав­ ливают в процессе механической обработки, их же используют и при контроле после ее окончания. В зависимости от габаритных размеров деталь помещают в прибор ПОМКЛ-4 или контрольное приспособление, где отклонения измеряют с помощью шаблонов.

При этом одновременно осуществляют комплексный контроль гео­ метрических размеров профиля:

-смещения профиля от корневого сечения лопатки (от того или иного сечения относительно замка);

-смещения профилей лопатки друг от друга в том или ином сечении;

-угла разворота профиля лопатки в каждом сечении.

Контроль ведут как со стороны спинки, так и со стороны корыта. Несовершенство технологии изготовления и наличие жестких допусков на каждый контролируемый параметр приводит к необходимости дора­ ботки поверхностей проточной части. Детали дорабатывают также с обе­ их сторон. В процессе доработки сначала с детали удаляют наиболее вы­ ступающие места, а после выравнивания припуска ее равномерно поли­ руют.

Большое количество одновременно контролируемых параметров и последующая доработка профилей значительно увеличивают трудоем­ кость обработки. Доработка, проводимая в локальных зонах, приводит к тому, что годные детали по длине проточной части от замка к периферии приобретают в процессе обработки волнистость поверхности. Хотя такая поверхность и находится в пределах допуска на смещение профилей в том или ином сечении, это снижает эксплуатационные свойства изделия.

После подгонки лопатки до требуемых геометрических размеров технологическую бобышку удаляют и осуществить окончательный кон­ троль геометрической формы детали можно только с помощью коорди­ натно-измерительной машины. Контроль ведут исходя от конструктор­ ской базы, которая в процессе изготовления и пооперационного контроля лопатки не совпадала с технологической и при изготовлении лопатки не использовалась.

Вместе с тем, в конструкторском чертеже лопатки отсутствует тех­ нологическая бобышка со стороны проточной части лопатки. Соответст­ венно, смещение каждого профиля в том или ином сечении друг от друга и корневого сечения задается от хвостовика лопатки, т.е. без привязки к технологической базе (рис. 3.52).

в)

Рис. 3.52. Чертеж типовой лопатки вентилятора КНД:

а - чертеж проточной части; б - то же, вид В; в - схема позиционных допусков Х\.. .х2по оси пера лопатки в сечениях Л|...Л 12

Здесь в качестве конструкторских баз, определяющих положение детали в изделии, используют хвостовик лопатки, т.е. его криволинейную поверхность, и торец К. Они определяют однозначно положение детали, и от них задано положение оси проточной части, которая в данном случае совпадает с осью хвостовика, т.е. точкой О.

Ось проточной части в направлении У при этом задается точкой С, находящейся в сечении Л4. Эта "нулевая" точка находится на линии, про­ ходящей через точку О. Позиционный допуск на профиль лопатки в этом сечении х4 = 0. Относительно этой линии (оси) задается положение всех остальных сечений.