Устройство для распределения припуска на заготовке лопатки

 

Использование: для обработки базовых поверхностей деталей сложной формы, например турбинных лопаток. Сущность изобретения: устройство содержит установленные на основании три стойки. На двух рядом стоящих стойках закреплены опорные базовые элементы, выполненные в виде профильных шаблонов, расположенных оппозитно друг другу. Причем профильные шаблоны для определения наружного профиля лопатки жестко закреплены, а профильные шаблоны для определения внутреннего профиля установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно плоскости основания. На третьей стойке смонтирован клиновой механизм для поиска и фиксации оптимального положения заготовки лопатки, выполненный в виде установленного с возможностью регулировочного перемещения по направляющим подпружиненного клина, который перемещается относительно торца профильного шаблона для определения внутреннего профиля. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке базовых поверхностей деталей сложной формы, например, турбинных лопаток.

Известно устройство для контроля лопаток, в котором осуществляется распределение припуска по перу заготовки лопатки и создание накерновкой переходных технологических баз для ориентации заготовки в заливочной камере устройства. Устройство включает в себя оптико-механический измерительный прибор для контроля лопатки, механизм ориентации заготовки, имеющий переднюю и заднюю бабки, смонтированные на общей каретке, позволяющей подавать нужное сечение лопатки на позицию измерения и перемещать заготовку на позицию накерновки и пневматическое приспособление ударного действия для нанесения промежуточных технологических баз. Все части устройства смонтированы на общем столе (ж. "Авиационная промышленность", 1974), N 4).

Недостатком этого устройства является: значительная величина погрешности распределения припуска, складывающаяся из погрешности измерения профиля пера лопатки на оптико-механическом измерительном приборе, погрешности изготовления промежуточных баз накерновкой и погрешности переустановки заготовки в заливочную камеру; сложность оптико-механического измерительного прибора и необходимость его периодической (не реже 1 раза в 10 дней) проверки и настройки из-за быстрого износа щупов рычажной системы повторения профиля; нанесение промежуточных баз ударным методом, вызывающее ускоренную разладку оптико-механического измерительного прибора и не позволяющее уменьшить припуск на механическую обработку замковой части заготовки; большие габариты устройства и необходимость в высококвалифицированном обслуживании.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для распределения припуска на заготовке лопатки, которое содержит камеру для размещения в ней заготовки лопатки, механизм ориентации заготовки лопатки относительно базовых поверхностей камеры и измерительные приборы. Механизм ориентации снабжен опорами, расположенными параллельно с возможностью осевого перемещения и смонтированными на одной стенке камеры, а измерительные приборы, смонтированные на противоположной стенке, имеют подпружиненные щупы, расположенные соосно с регулируемыми опорами механизма ориентации [1].

Существенным недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность ориентирования заготовки ввиду конструктивных особенностей устройства, которые требуют выполнения технологического конуса на наружном профиле рабочей части заготовки, т.е. точность ориентации заготовки в значительной степени зависит от точности и стабильности технологического конуса. Требуется высокая взаимная точность выполнения точноштампованной заготовки поверхностей профиля рабочей части (при наличии припуска 0,3 мм) и боковой поверхности хвоста (припуск составит 2-3 мм), что ведет к увеличению трудоемкости изготовления лопатки и доводки штампа, снижению его стойкости и увеличению цены заготовки. Кроме того, при базировании не обеспечивается получение стабильного припуска по профилям в районе входной и выходной кромок, т.к. распределение идет в основном по средней части рабочего профиля. Кроме того, существенным недостатком известного устройства является его сложность из-за наличия значительного количества конструктивных элементов.

Целью изобретения является повышение точности распределения припуска и упрощения конструкции.

Указанная цель достигается созданием следующей совокупности существенных признаков изобретения, при этом общими с прототипом являются: основание, стойки с направляющими, профильные шаблоны, расположенные друг против друга, одни из которых жестко закреплены на стойке в положении определяющем эталонное наружное профильное сечение лопатки, а вторые внутреннего профиля установлены в направляющих стойки с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а отличительными признаками являются: клиновой механизм, установленный на стойке со стороны подвижных шаблонов внутреннего профиля лопатки перпендикулярно плоскости перемещения шаблона с возможностью скольжения относительно торца шаблонов внутреннего профиля.

Составленный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что он снабжен клиновым механизмом.

Таким образом, заявляемое устройство для распределения припуска на точноштампованной заготовке лопатки соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что клиновый механизм известен. Однако при его введении в указанном взаимном расположении элементов устройства для распределения припуска на точно штампованной заготовке лопатки, клиновой механизм проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что он выполняет функции поиска и фиксации оптимального положения заготовки, а это приводит к повышению точности распределения припуска. Таким образом, сделать можно вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен общий вид устройства для распределения припуска у точно штампованной заготовки лопатки по профилю рабочей части; на фиг. 2 - вид сверху предлагаемого устройства.

Устройство содержит основание 1, на котором закреплена стойка 2, на которой неподвижно крепят профильные шаблоны 3 наружного профиля, стойку 4, в которой с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлены профильные шаблоны 5 внутреннего профиля. Стойку 6, на которой установлен клиновый механизм, выполненный в виде клина 7, который совершает поступательное движение по направляющим под воздействием пружины 8. Компрессорную лопатку 9 устанавливают между шаблонами 3 и 5 по двум сечениям. Устройство может быть использовано как в приспособлении для базирования заготовки по профилю рабочей части для последующей обработки поверхностей хвоста или в КИП (Контрольно-измерительных приборах) для контроля положения поверхностей хвоста относительно профиля рабочей части. Работа устройства и в том и в другом случае одинакова.

Устройство работает следующим образом.

В подготовленном к работе устройстве, профильная часть шаблонов 3 и 5 определяют эталонное положение рабочей части заготовки 9. Для того, чтобы установить заготовку 9 в межшаблонное пространство, необходимо шаблон 5 отвести. Отвод шаблона 5 обеспечивается отводом клина 7, который сжимает пружину 8. После ввода заготовки 9 в межшаблонное пространство, клин 7 отпускают и пружина 9, разжимаясь, воздействует на клин 7, который перемещается в направлении, перпендикулярном оси перемещения шаблона 3 и 5, и, воздействуя, на торцевую поверхность шаблона 5, перемещает последний к заготовке 9 до точечного контакта с рабочей частью внутреннего профиля заготовки 9 турбинной лопатки.

Если произошел контакт по двум точкам шаблона 5 и двум участкам профиля заготовки 9 (одна точка соприкосновения в районе входной кромки и другая в районе выходной кромки) механизм замыкается полностью, заготовка 9 находится в фиксированном положении, определяющем эталонное. Если контакт произошел только по одной точке в районе входной (или выходной) кромки, то перемещение заготовки 9 и работа клинового механизма осуществляется в направлении к эталонному, т.е. перемещать заготовку можно в направлении выходной (или входной) кромки до возникновения контакта по профилю в районе выходной (входной) кромки и при достижении двойного контакта по входной и выходной кромок (заготовка 9 заняла эталонное положение) клиновый механизм замыкается и производят замер или обработку базовых поверхностей.

Устройство позволяет повысить точность распределения припуска на заготовке (т. к. клиновый механизм осуществляет поиск и фиксацию оптимального положения заготовки), упростить конструкцию за счет ликвидации значительного количества конструктивных элементов как те щупы, скобы, фиксаторы и т. д. Кроме того, устройство просто в обслуживании, позволяет снизить трудоемкость изготовления лопатки и доводки штампа, т.к. не требуется взаимная точность (высокая) выполнения у точно штампованной заготовки поверхностей профиля рабочей части и боковой поверхности хвоста и бобышки позволяет базировать лопатки с малыми припусками, но по перу 0,1-0,2 мм.

В результате применения данного устройства в производстве уменьшается количество бракованной и дефектной продукции (турбинных лопаток).

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКА НА ЗАГОТОВКЕ ЛОПАТКИ, содержащее смонтированное на основании средство для размещения заготовки лопатки, опорные базовые элементы для заготовки со средством для поиска и фиксации оптимального положения заготовки лопатки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности распределения припуска на точноштампованной заготовке и упрощения конструкции, опорные базовые элементы выполнены в виде оппозитно расположенных относительно друг друга профильных шаблонов, причем профильные шаблоны для определения эталонного положения наружного профиля лопатки жестко закреплены, а профильные шаблоны для определения положения внутреннего профиля установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно плоскости основания, средство для поиска и фиксации оптимального положения заготовки лопатки выполнено в виде смонтированной на основании стойки, закрепленного на стойке клинового механизма, имеющего выполненную на стойке направляющую и подпружиненный клин, установленный с возможностью регулировочного перемещения по упомянутой направляющей относительно торца профильного шаблона для определения положения внутреннего профиля заготовки лопатки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2