книги / Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинных двигателей

Из нее следует, что определяющую роль при выборе режимов обра­ ботки играет материал обрабатываемой детали. Так, при обработке крыльчаток из легированных сталей скорость резания и подачи в 2 раза меньше, чем при фрезеровании деталей из титановых сплавов, и в 5 раз меньше, чем из алюминиевых. Поэтому при фрезеровании деталей из алюминиевых сплавов рекомендуется набор фрез из быстрорежущих ста­ лей, что определяется необходимостью обработки инструментами с ма­ лыми радиусами скругления режущей кромки (острозаточенными). На инструментах из твердых сплавов эти радиусы значительно больше, чем у инструментов из быстрорежущих сталей.

4.4.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ ОБРАБОТКИ НАРУЖНОГО КОНТУРА КРЫЛЬЧАТОК

На этом этапе осуществляют операции окончательного точения на­ ружного контура крыльчатки: обработку ее присоединительных поверх­ ностей, сопрягаемых с валом; полирование проточной части и баланси­ ровку.

Обработку наружного контура ведут на токарных станках с ЧПУ мод. MDW-20S фирмы Мах Müller (Германия). Обработку сшивных от­ верстий и других присоединительных элементов конструкций осуществ­ ляют на фрезерных обрабатывающих центрах типа C500U фирмы Hermle (Германия) с тремя или четырьмя управляемыми координатами. Наибо­ лее перспективным развитием данных операций является их совмещение при изготовлении на токарно-фрезерных центрах, например серии Integrix мод. G-200/300/400 фирмы Mazak (Япония), мод. Mactum 250/350 фирмы Окшпа (Япония) и др. (рис. 4.11).

Здесь контур колеса и многочисленные отверстия могут быть обра­ ботаны на одном станке. Это достигается благодаря наличию в станках данного типа противошпинделя, позволяющего переустанавливать деталь.

Так, при первой ее установке (базы /...б) обрабатывается правая часть контура точением, а также выполняются на ней различные пазы и отверстия. При этом шпиндель работает как управляемая ось С,, а инст­ рументальный шпиндель - в режиме фрезерной головки, осуществляя операции сверления, нарезания резьбы и т.д.

Затем деталь устанавливают в противошпиндель станка (базы Г, 2', 3', 4, 5, 6), который позволяет провести токарную обработку противопо­ ложной стороны детали. При необходимости противошпиндель превра­ щается в ось С2, благодаря чему возможно выполнение операций сверле-

Рис. 4.11. Схема базирования и обработки моноколес на токарно-фрезерном обрабатывающем центре

Число управляемых осей в зависимости от комплектации станков данных серий может быть 5; 7; 11. При минимальной комплектации ста­ нок, включающий в себя главный шпиндель и фрезерную головку, имеет 5 осей; при установке дополнительно к ним револьверной головки - этих осей 7; при установке противошпинделя и второй револьверной головки число управляемых осей -1 1 . Однако система управления машинообра­ батывающего центра такой комплектации предусматривает одновремен­ ное перемещение в кадре по пяти осям (рис. 4.12).

Наличие фрезерной головки в центрах данного вида позволяет реа­ лизовать множество технологических схем обработки, часть которых приведена на рис. 4.13.

Здесь схема 1 показывает процесс продольного точения детали. На станках данного типа в зависимости от положения фрезерной головки, изменяемого от 0 до 90°, диаметр обработки может варьироваться в ши­ роких пределах. Например, для станка мод. MT2500SZ фирмы Mori Seiki максимальный диаметр в зависимости от угла наклона фрезерного шпин­ деля изменяется от 550 до 850 мм, причем величина вращающего момен­ та на приводе вращения детали достигает порядка 500 Н м, что позволяет вести обработку с большими припусками.

Схема 2 иллюстрирует процесс сверления детали, закрепленной в главном шпинделе, инструментом, установленным во фрезерной головке соосно детали, причем сверление осуществляется посредством вращения детали. Развитием этой схемы является сверление отверстия в детали путем вращения инструмента. Однако вращающий момент на фрезерной головке составляет ~ 100 Н м, что в 4-5 раз меньше, чем на детали. По­ этому сверлить отверстия по оси детали более производительно на стан­ ках данного типа благодаря вращению заготовки.

Схемы 3 и 4 показывают процессы растачивания детали, закреплен­ ной в главном шпинделе, причем первая осуществляет растачивание по­ средством вращения детали, а вторая - вращением инструмента. Схема 3 более производительна, а схема 4 позволяет вести координатную расточ­ ку, т.е. обрабатывать отверстия, не соосные главному шпинделю.

Схема 5 представляет процесс торцового фрезерования детали, за­ крепленной в главном шпинделе, причем последний может использо­ ваться как делительная головка, если этих лысок несколько.

Схемы 6...8 иллюстрируют процессы сверления и фрезерования за­ готовки, зажатой в главном шпинделе. Сверление может быть радиаль­ ным и под углом к оси вращения детали. Соответственно и фрезерные переходы могут быть выполнены аналогично. При этом главный шпин­ дель можно использовать как делительную головку и как постоянно управляемую ось. В этом случае на детали может быть выполнена слож­ ная винтовая поверхность. Например, на таком станке удается отфрезе­ ровать проточную часть открытой или полузакрытой крыльчатки, что свидетельствует об очень широких технологических возможностях стан­ ка. Однако на практике для этих целей используют фрезерные центры, так как они обладают значительно большими и вращающими моментами на фрезерной головке.

Все рассмотренные схемы иллюстрируют обработку детали, закреп­ ленной в главном шпинделе. Схема 9 показывает процесс точения детали, зажатой в главном шпинделе и противошпинделе. Согласно этой схеме оба шпинделя вращаются синхронно, что предотвращает возникновение деформаций скручивания заготовки.

Из схемы 10 виден процесс точения детали, находящейся в проти­ вошпинделе. Максимальные диаметры обработки здесь также зависят от угла наклона фрезерной головки, изменяемого от 0 до 90°. Однако мак­ симальный вращающий момент на противошпинделе обычно на 40...50 % меньше, чем на главном шпинделе. Поэтому все основные токарные пе­ реходы выполняются при обработке детали в главном шпинделе, а в про­

тивошпинделе, как правило, протачиваются поверхности, которые были базовыми при обработке первой стороны.

Схемы 11 и 12 иллюстрируют процессы сверления отверстий в про­ тивошпинделе. Они аналогичны по своим технологическим возможно­ стям схемам обработки детали, закрепленной в главном шпинделе.

Все 12 схем, представленных на рис. 4.13, относятся к обработке де­ тали инструментом, установленным во фрезерную головку. Вместе с тем, на токарно-фрезерных центрах могут размещаться револьверные головки, которые способны выполнять как продольное точение, так и обработку вращающимся инструментом. Причем обработка с помощью револьвер­ ной головки и фрезерного шпинделя может осуществляться как пооче­ редно, так и совместно. Все это создает еще большее многообразие раз­ личных технологических схем снятия припуска.

Практика эксплуатации данного оборудования показывает, что наи­ большее число переходов (схем обработки) реализуется во фрезерной головке. Это преимущество фрезерная головка приобретает потому, что имеющийся в станке магазин инструментов на 40, 60, 80 или 120 мест значительно больше числа инструментов, размещаемых в револьверной головке.

Более того, приводной инструмент в револьверной головке имеет вращающий момент < 20 Н • м, во фрезерной > 100 Н • м, т.е. сверлильных и фрезерных работ, связанных со снятием большого количества металла, с револьверной головки выполнить невозможно.

Кроме того, многие токарно-фрезерные операции осуществляются не только благодаря мощности шпинделя, но и вследствие особой конст­ рукции станины.

На рис. 4.14 и 4.15 показаны расположение фрезерной головки на станине станка и схема размещения фрезерного суппорта, иллюстри­ рующие особенности конструкции токарно-фрезерных центров.

На рис. 4.15 на станине 1 расположены два вида продольных на­ правляющих: для продольного перемещения револьверной головки (на схеме не дана) и для перемещения фрезерного суппорта 2.

Угол между ними 90°, а угол наклона каждых направляющих по от­ ношению к горизонту 60°. На продольном суппорте 2 размещен угольник 3 с направляющими для поперечного перемещения корпуса фрезерной головки 4, причем последний выполнен в виде вилки, в которой качается мотор-шпиндель 5.