Способ электрохимической обработки лопаток моноколеса

Изобретение относится к электрохимической обработке лопаток моноколес. Способ включает установку моноколеса с предварительно сформированными межлопаточными каналами на валу с образованием угла α между плоскостью, проходящей через ось моноколеса, и осью вала и угла β между этой плоскостью и осью обрабатываемой лопатки, перемещение моноколеса до расположения обрабатываемой лопатки между электродами-инструментами, электрохимическую обработку, осуществление вывода моноколеса из межэлектродного зазора и его поворот вокруг своей оси на один шаг для ввода следующей лопатки в межэлектродный зазор. При этом предварительно определяют диагональ пера лопатки моноколеса, в которой перо имеет наименьшую выпуклость, выбирают две крайние точки упомянутой диагонали и определяют радиус R окружности с центром на оси вала, проходящей через крайние точки диагонали по формуле ,

где H и H1 - расстояние вдоль высоты лопатки от оси вала до крайних точек диагонали лопатки, расположенных соответственно у обода моноколеса и на торце пера лопатки, L и L1 - расстояния вдоль хорды лопатки от оси вала и теми же точками, и лопатку вводят в зазор путем перемещения моноколеса по окружности радиуса R, а углы α и β определяют из условия расположения крайних точек упомянутой диагонали на окружности радиуса R, и после обработки выводят лопатку из зазора путем перемещения моноколеса по этой же окружности. Способ позволяет исключить поступательное движение моноколеса при его вводе-выводе в межэлектродный зазор и обеспечивает ввод-вывод моноколеса его перемещением только по окружности. 3 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам электрохимической обработки (ЭХО) и может найти применение при обработке лопаток моноколес, поверхность которых приближена к цилиндрической.

Известен способ электрохимической обработки лопаток моноколеса, при котором моноколесо с предварительно сформированными межлопаточными каналами располагают на валу так, что его ось совпадает с осью вала, и вводят электрод в межлопаточное пространство путем его радиального перемещения («Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей» под редакцией Б.Н.Леонова и А.С.Новикова, Рыбинск, 2000 г., стр.273, рис.19.21).

Недостатками такого способа является невозможность обеспечения размерной ЭХО лопатки сложной геометрии с высокой точностью, т.к. высокая точность обработки лопатки методом ЭХО достигается при движении электрода по нормали к перу лопатки. В вышеуказанном способе электрод подают не по нормали, а по касательной к перу лопатки, подача по нормали в этом случае невозможна.

Также известен способ электрохимической обработки лопаток моноколеса, при котором моноколесо с предварительно сформированными межлопаточными каналами располагают на валу, при этом ось моноколеса совпадает с осью вала, и перемещают его поступательно вдоль оси обрабатываемой лопатки до ее расположения между электродами-инструментами. Обработку лопаток моноколеса осуществляют последовательно. После формирования одной лопатки ее выводят из зоны обработки путем подъема моноколеса, осуществляют поворот моноколеса и затем перемещают его вдоль оси следующей обрабатываемой лопатки до ее расположения между электродами («Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей» под редакцией Б.Н.Леонова и А.С.Новикова, Рыбинск, 2000 г., стр.273, рис.19.22, стр.274).

На применение такого способа обработки лопаток моноколеса существенные ограничения накладывает геометрия межлопастного канала, которая определяет возможность ввода его лопаток в межэлектродное пространство радиальным перемещением моноколеса. Сложная геометрия межлопастного канала не позволяет осуществить ввод моноколеса в межэлектродное пространство перемещением только в радиальном направлении одним движением. Множество моноколес имеют лопатки с большими закрутками пера вдоль ее оси, поэтому при вводе лопатки моноколеса в межэлектродное пространство в радиальном направлении требуется дополнительное (вращательное) движение, что усложняет ввод.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в исключении поступательного движения моноколеса при его вводе-выводе в межэлектродный зазор и обеспечении возможности ввода-вывода моноколеса его перемещением только по окружности.

Заявленный технический результат достигается тем, что при реализации способа электрохимической обработки моноколеса с предварительно прорезанными межлопаточными каналами моноколесо располагают на валу и перемещают до расположения обрабатываемой лопатки между электродами-инструментами. Затем осуществляют обработку, выводят моноколесо из межэлектродного зазора, поворачивают на один шаг и вводят следующую лопатку в межэлектродный зазор.

Новым в заявляемом способе является то, что предварительно определяют диагональ пера лопатки моноколеса, где перо имеет наименьшую выпуклость, выбирают две крайние точки диагонали и определяют радиус R окружности с центром на оси вала, проходящей через крайние точки диагонали по формуле

где Н и Н1 - расстояние вдоль высоты лопатки от оси вала до крайних точек диагонали лопатки, расположенных соответственно у обода моноколеса и на торце пера лопатки, L и L1 - расстояния вдоль хорды лопатки от оси вала и теми же точками. Моноколесо устанавливают на валу с образованием угла α между плоскостью, проходящей через ось моноколеса, и осью вала и угла β между этой плоскостью и осью обрабатываемой лопатки. Обрабатываемую лопатку вводят в межэлектродный зазор путем перемещения моноколеса по окружности радиуса R. Углы α и β определяют из условия расположения крайних точек диагонали на радиусе R. После обработки выводят лопатку из зазора путем перемещения моноколеса по этой же окружности.

Заявляемый способ реализуется с помощью устройства, изображенного на прилагаемых чертежах:

фиг.1 - вид спереди;

фиг.2 - вид сбоку;

фиг.3 - вид сверху.

Устройство представляет собой вал 1, на котором с возможностью перемещения вдоль вала расположена призма 2. В призме 2 закреплена ось 3, на которой установлено моноколесо 4. Призма 2 позволяет установить моноколесо 4 с образованием угла α между плоскостью, проходящей через ось 3 моноколеса 4, и осью вала 1 и под углом β между этой плоскостью и осью 5 обрабатываемой лопатки 6.

Способ реализуется следующим образом.

Межлопастные каналы моноколеса 4 предварительно формируют методами механической или электроэррозионной обработки.

Предварительно определяют диагональ пера лопатки 6 моноколеса 4, где перо имеет наименьшую выпуклость. Выбирают две крайние точки А и В диагонали и определяют радиус R окружности с центром на оси вала 1, проходящей через эти точки диагонали по формуле

,

где Н и H1 - расстояние вдоль высоты лопатки 6 от оси вала 1 до крайних точек А и В диагонали лопатки 6, расположенных соответственно у обода моноколеса 4 и на торце пера лопатки 6, L и L1 - расстояния вдоль хорды лопатки 6 от оси вала 1 и теми же точками А и В.

Моноколесо 4 устанавливают на валу 1 с образованием угла α между плоскостью, проходящей через его ось 3, и осью вала 1, а также под углом β между осью 5 обрабатываемой лопатки 6 и этой же плоскостью.

Обрабатываемую лопатку 6 вводят в межэлектродный зазор 7 путем перемещения моноколеса 4 по окружности радиуса R, при этом углы α и β определяют из условия расположения крайних точек диагонали на радиусе R. осуществляют обработку, выводят моноколесо 4 из межэлектродного зазора 7 путем перемещения моноколеса 4 по этой же окружности, поворачивают моноколесо 4 вокруг своей оси 3 на один шаг и вводят следующую лопатку 6 в межэлектродный зазор 7.

На «ОАО «НПО Сатурн» был реализован предлагаемый способ. Для реализации этого способа был спроектирован и изготовлен рабочий макет станка для ЭХО моноколеса одного из выпускаемых изделий.

В камере станка были установлены вал 1 и через призму 2 ось 3 с делительным диском. Между плоскостью, проходящей через ось 3 моноколеса 4, и осью вала 1 был образован угол α, равный 47,5 градусам. Ось лопатки 6 была наклонена к этой плоскости под углом β, равным 8 градусам. Точки А и В диагонали лопатки 6 находились на одном радиусе R, равном 226 мм.

После установки заготовки моноколеса 4 с предварительно прорезанными межлопаточными каналами его перемещали на неполный оборот по окружности, радиус которой R был равен 226 мм, в рабочее положение, при этом лопатка 6 входила беспрепятственно в межэлектродное пространство 7. После формирования всех элементов проточной части лопатки 6 ее выводили из зоны обработки путем поворота моноколеса 4 вокруг оси вала 1. Затем моноколесо 4 с помощью делительного диска поворачивали на один шаг по этой же окружности радиуса R и в зону обработки вводили следующую лопатку.

Заявляемый способ обеспечивает возможность ввода-вывода моноколеса с лопатками более сложной геометрии в межэлектродный зазор его перемещением только по окружности.

Способ электрохимической обработки лопаток моноколеса, в котором моноколесо с предварительно сформированными межлопаточными каналами устанавливают на валу, перемещают до расположения обрабатываемой лопатки между электродами-инструментами, осуществляют обработку, выводят моноколесо из межэлектродного зазора, поворачивают вокруг своей оси на один шаг для ввода следующей лопатки в межэлектродный зазор, отличающийся тем, что предварительно определяют диагональ пера лопатки моноколеса, в которой перо имеет наименьшую выпуклость, выбирают две крайние точки упомянутой диагонали и определяют радиус R окружности с центром на оси вала, проходящей через крайние точки диагонали по формуле:
,
где H и H1 - расстояние вдоль высоты лопатки от оси вала до крайних точек диагонали лопатки, расположенных соответственно у обода моноколеса и на торце пера лопатки;
L и L1 - расстояния вдоль хорды лопатки от оси вала и теми же точками, а моноколесо устанавливают на валу с образованием угла α между плоскостью, проходящей через ось моноколеса, и осью вала и угла β между этой плоскостью и осью обрабатываемой лопатки, затем обрабатываемую лопатку вводят в межэлектродный зазор путем перемещения моноколеса по окружности радиуса R, при этом углы α и β определяют из условия расположения крайних точек упомянутой диагонали на окружности радиуса R, а после обработки выводят лопатку из зазора путем перемещения моноколеса по этой же окружности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для отделочно-упрочняющей обработки поверхностей сложного профиля, например межлопаточных каналов деталей лопаточных машин.

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано, например, для изготовления турбинных лопаток. .

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для изготовления турбинных лопаток. .

Изобретение относится к изготовлению дискового или кольцевого элемента статора или ротора со множеством расположенных по окружности лопаток, внешние в радиальном направлении концы которых соединены с закрывающим их снаружи бандажом.

Изобретение относится к технологическим процессам, а именно к обработке металла воздействием электрического тока высокой плотности на заготовку с использованием электрода, который является инструментом.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано при обработке деталей сложной формы, например турбинных лопаток, на станках электроэрозионной резки.

Изобретение относится к изготовлению осевых многоступенчатых компрессоров для перспективных ГТД и предназначено для изготовления с высокой точностью лопаток сложной геометрии методом круговой электрохимической обработки (ЭХО).

Изобретение относится к области импульсной электрохимической обработки токопроводящих материалов

Изобретение относится к области электрохимической размерной обработки металлов и сплавов и позволяет одновременно обрабатывать несколько анодов-заготовок при одновременном упрощении технологии процесса и конструкции оборудования и повышении точности обработки профильной части анода-заготовки изделия
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения жаростойких покрытий ионно-плазменным напылением, и может быть использовано в ракетной промышленности для рабочих колес турбин жидкостных ракетных двигателей

Изобретение относится к области импульсной электрохимической размерной обработки (ЭХО) токопроводящих материалов и может быть использовано для двусторонней обработки деталей, например лопаток компрессоров и турбин газотурбинной техники из жаропрочных, жаростойких, титановых сплавов и других труднообрабатываемых механическими методами материалов

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для изготовления лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя. В способе осуществляют формообразование лопатки при подаче напряжения на электроды-инструменты и заготовку лопатки при прокачке электролита через межэлектродный промежуток и задании электродам-инструментам синхронно-дискретного перемещения с периодическим ощупыванием лопатки, при этом направление перемещения каждого из электродов-инструментов задают так, что оно образует с осью лопатки острый угол величиной α, вершина которого обращена в сторону полки лопатки. Заготовку лопатки предварительно устанавливают в кассету устройства для крепления заготовки, подачу электролита осуществляют поперек продольной оси профиля пера лопатки непосредственно на обрабатываемую часть, а формообразование осуществляют при помощи четырех электродов-инструментов. Сначала обрабатывают часть профиля пера лопатки, сопряженные с ней радиусы переходов и полку хвостовика двумя соответствующими электродами-инструментами, затем поворачивают кассету с установленной в ней заготовкой лопатки на 180° относительно одной из горизонтальных осей, заменяют электроды-инструменты и обрабатывают оставшуюся часть пера лопатки, сопряженные с ней радиусы переходов, полку второго хвостовика. Изобретение позволяет увеличить точность обработки лопаток газотурбинного двигателя с двумя хвостовиками при уменьшении трудоемкости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сотовому уплотнению, используемому для снижения до минимума утечек газа внутри двигателя, в частности, между статором и ротором турбин. Уплотнение для отделения вращающейся части от статора в реактивном двигателе или газотурбинном двигателе содержит сотовый элемент и опорную пластину, выполненные в виде одной целой детали, при этом сотовый элемент образован из основы с использованием электроэрозионной обработки, а также механически обработанной основы, которая имеет покрытие, содержащее железо (Fe), хром (Cr), алюминий (Al) и/или иттрий (Y). Основа уплотнения выполнена из стали или нержавеющей стали. При изготовлении предложенного уплотнения механически обработанную основу, образующую одно целое с сотовыми ячейками, покрывают железом (Fe), хромом (Cr), алюминием (Al) и/или иттрием (Y) путем осаждения из паровой фазы. Изобретение обеспечивает повышение коррозионной стойкости уплотнения в реактивном двигателе или газотурбинном двигателе при повышенных температурах, а выполнение сотовой ячейки за одно целое с основой устраняет необходимость использования пайки при изготовлении уплотнения. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 14 ил., 6 пр.

Изобретение относится к области тепловой и атомной энергетики и может быть использовано в конденсационных и теплофикационных турбинах при ремонте рабочих лопаток (РЛ) влажнопаровых ступеней, имеющих несквозные повреждения на поверхности пера лопатки со стороны входной и выходной кромок и подвергающихся эрозионному разрушению или иным видам эксплуатационных повреждений. Способ включает удаление для каждой поврежденной лопатки защитной накладки при ее наличии, подготовку под восстановительную наплавку путем механического удаления части металла в зонах поврежденной поверхности, нанесение металлического пластичного сплава на подготовленную поверхность пера лопатки со стороны ее входной кромки методом аргонодуговой восстановительной наплавки в импульсном режиме, механическое удаление избыточного металла наплавки и создание на поверхности пера лопатки со стороны ее входной и выходной кромок защитного упрочняющего слоя с удалением избыточного металла, причем после всех перечисленных операций обеспечивают соответствие размеров профиля восстановленной лопатки нормативным. Аргонодуговую восстановительную наплавку осуществляют металлическим пластичным сплавом на основе никеля с последующим упрочнением слоя наплавки методом поверхностного пластического деформирования, после чего производят термообработку лопатки в ее наплавленной части для получения структуры высокоотпущенного мартенсита, формируют защитный упрочняющий слой эрозионностойким сплавом на поверхности пера лопатки со стороны ее входной кромки поверх наплавки методом электроискрового легирования, а со стороны ее выходной кромки - поверх чистого металла с последующим упрочнением указанного слоя методом поверхностного пластического деформирования. Изобретение позволяет снизить неоднородности структурно-фазового состава материала восстановленной РЛ, уменьшить растягивающие остаточные напряжения, повысить трещиностойкость, предел выносливости, коррозионной и эрозионной стойкости металла восстановленной РЛ. 3 з.п. ф-лы, 17 ил.
Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки, в частности к способу размерной и упрочняющей обработки лопаток ГТД, и может быть использовано в турбомашиностроении при обработке рабочих и направляющих лопаток паровых турбин, лопаток газоперекачивающих установок и компрессоров газотурбинных двигателей. Способ обработки лопатки газотурбинного двигателя включает одновременное электрохимическое формирование профиля пера и прикомлевого участка и упрочняющую обработку. Упрочняющую обработку проводят методом ионной имплантации при энергии от 25 до 30 кэВ, дозой от 1,6·1017 см-2 до 2·1017 см-2 и со скоростью набора дозы от 0,7·1015 с-1 до 1·1015 с-1, причем используют ионы Cr, V, Y, Yb, C, B, Zr, N, La, Ti или их комбинации, а ионно-имплантационную упрочняющую обработку проводят после электрохимического формирования профиля пера и прикомлевого участка. Повышается усталостная прочность лопаток ГТД. 17 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к электрохимической импульсной обработке изделий. Способ включает выполнение в изделии выемок удалением из него объема материала за один проход электрода, при этом перед обработкой каждой текущей выемки осуществляют компенсацию износа геометрии электрода. В способе величину коррекции на износ электрода для обработки выбранной текущей выемки определяют на основе износа электрода при выполнении предыдущей выемки, которая является ближайшей к указанной текущей выемке, путем деления объема материала, теряемого электродом после обработки предыдущей выемки, на длину траектории электрода при обработке предыдущей выемки, причем разницу между коррекцией на износ между двумя последовательными выемками поддерживают ниже порогового значения. Изобретение обеспечивает качественную электрохимическую импульсную обработку изделий за счет коррекции на износ электрода, учитывающей обновления изменяющихся характеристик материала и окружающей среды. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 15 ил.
Наверх