книги / Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинных двигателей

Рис. 2.3. Зависимость обрабатываемости от уровня жаропрочности сплавов на никелевой основе:

I - уровень жаропрочности при ст = 200 МПа; 2 - изменение коэффициентов обрабатываемости К по отношению к сплаву ХН77ТЮР

-допуски на углы замка: угол, определяющий положение опорной поверхности зуба, угол паза, угол клина хвостовика - соответственно равны ±10; ±30; ±30';

-допуск на взаимное смещение зубьев одной гребенки хвостовика относительно другой в плоскости симметрии хвостовика +0,02 мм;

-шероховатость поверхности зубьев хвостовикаЛа 0,4...0,6. Условиями работы лопаток турбины к материалам, из которых они

изготовляются, предъявляются очень жесткие требования. Они должны обладать высокой прочностью при рабочих температурах, пластично­ стью, сопротивлением ползучести, коррозионной стойкостью. Материал должен быть однороден по качеству и свойствам. Лопатки турбины изго­ товляют из жаропрочных сплавов на никель-хромовой или никель-хром- кобальтовой основе, легированных титаном, алюминием, молибденом, вольфрамом, ниобием, церием, бором, ванадием, иттрием, гафнием, лан­ таном, рением, танталом и др. Используются в основном литейные жаро­ прочные сплавы. При изготовлении рабочих и сопловых лопаток приме­ няют следующие жаропрочные сплавы: ЖС6К, ЖС6У, ВЖЛ12, ЖС6УВИ, ЖС6Ф, ЖСЗО идр. Такие сплавы характеризуются повышенными

2.1. Марки жаропрочных сплавов и температуры их эксплуатации

эксплуатационными свойствами. Однако очень плохо обрабатываются традиционными методами механической обработки (точение, фрезерова­ ние, сверление и т.п.). Кроме того, они склонны к образованию трещин и прижогов при обработке традиционными способами шлифования.

На рис. 2.3 приведены кривые изменения коэффициентов обрабаты­ ваемости сплавов (по отношению к сплаву ХН77ТЮР) и температуры, при которой сохраняется жаропрочность, при напряжении а = 200 МПа в течение 100 ч. Жаропрочность различных сплавов отражают данные табл. 2.1.

Из представленных данных по жаропрочности и обрабатываемости различных материалов следует, что технология механической обработки рабочих лопаток турбины обусловливает применение специальных про­ цессов резания, обеспечивающих требуемые производительность и каче­ ство поверхностного слоя. Рассмотрим последовательность технологиче­ ских этапов.

2.2.ПОДГОТОВКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ ЗАГОТОВОК

2.2.1.Входной контроль заготовки

Заготовки, полученные литьем по выплавляемым моделям, имеют проточную часть лопатки, которая в дальнейшем не обрабатывается. При этом на заготовке есть шесть базовых точек, которые позволяют контро­ лировать профиль пера лопатки и использовать их в дальнейшем для соз­ дания технологических баз при механической обработке (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема контроля и доработки заготовки на операциях входного контроля:

1...6- базовые точки заготовки

Лопатка устанавливается в контрольный прибор по шести точкам на заготовке: точки 1...3 на пере в первом и последнем сечениях профиля; точка 4 на торце замка со стороны выходной кромки, точка 5 на полке замка со стороны проточной части и точка 6 на бобышке со стороны бан­ дажной полки. Контроль профиля осуществляется в каждом сечении. При этом выполняются слесарно-полировальные операции входной и выход­ ной полки лопаток, в ходе которых выдерживаются размеры проточной части пера, т.е. радиусы Я2 кромок соответственно ©, @, длина Ь хор­ ды ® и толщина максимального сечения Стах ®. При контроле исполь­ зуются жесткие калибры, стенкомеры и другие специальные средства контроля. Здесь же заготовка маркируется, проводится ее наружный ос­ мотр в целях выявления повреждений (забоин, вмятин, рисок).

2.2.2.Изготовление технологических баз (центровых отверстий)

от профиля пера лопатки

Лопатка устанавливается в приспособление на точки ориенти­ руется в продольном направлении точкой 4 и по углу разворота точками 5 и б (рис. 2.5).

Заготовка ориентируется в приспособлении таким образом, чтобы припуск на обрабатываемых поверхностях был расположен равномерно, и закрепляется. Затем выполняются три центровых отверстия (или керне-

Рис. 2.10. Схемы обработки поверхностей лопаток, характеризующие переход от технологических баз в виде мелких центровых отверстий к развитым базам в виде плоскостей:

а - обработка торца хвостовика со стороны входной кромки; б - то же, со стороны выходной кромки; в - обработка клипа со стороны спинки; г - то же,

со стороны корыта; д - то же, со стороны входной кромки; е - то же, со стороны выходной кромки

Аналогичным образом создаются базовые плоскости и на сопловых лопатках. Небольшие отличия заключаются лишь в том, что шлифование блоков лопаток осуществляется на плоскошлифовальных станках с круг­ лым столом. В целом этот этап включает в себя много однотипных опе­ раций, позволяющих от технологической базы в виде центровых фасок (точек) по мере шлифования различных поверхностей хвостовика и бан­ дажной полки перейти к базам в виде плоскостей. Этот переход подго­ тавливает заготовку к выполнению особо ответственной технологической операции - шлифованию "елочного" профиля замка.