Способ чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток газотурбинных двигателей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке криволинейных поверхностей пера лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает использование сферической фрезы, содержащей торцевые зубья, имеющие притупленные режущие кромки на перемычке с перекрытием ими оси вращения фрезы, которую устанавливают с расположением оси вращения по нормали в каждой точке контакта с обрабатываемой поверхностью. Фрезе сообщают эксцентричное вращение посредством ее закрепления во втулке-эксцентрике, установленной в шпинделе фрезерного станка, и производят уплотнение поверхностного слоя обрабатываемой поверхности притупленными режущими кромками фрезы и разглаживание поверхностного слоя путем создания плоской площадки, обеспечивающей перекрытие образующихся на обрабатываемой поверхности гребешков и впадин от перемещения фрезы. Обеспечивается снижение шероховатости поверхности пера лопатки, повышается качество. 4 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано на операциях чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток газотурбинных двигателей концевой сферической фрезой. Изобретение может быть использовано в машиностроительной, авиационной, судостроительной, космической и других отраслях промышленности.

Известен способ чистового фрезерования криволинейных поверхностей, при котором ось фрезы в точке контакта отклоняется от нормали к обрабатываемой поверхности (См., например, SU а.с. №1060349, кл. В23С 3/18, 1983 г.).

Недостатком данного способа является прерывистость процесса резания, наличие гребешков и впадин от перемещения фрезы.

Известен также способ чистового фрезерования концевой сферической фрезой с острыми режущими кромками криволинейной поверхности, при котором ось концевой сферической фрезы устанавливается по нормали в точке контакта с обрабатываемой поверхностью (См., например, SU а.с. №331620, кл. В23С 3/18, 1985 г.).

Недостатком такого способа фрезерования является высокая шероховатость обрабатываемой криволинейной поверхности, находящейся под осью вращения фрезы, где скорость резания минимальна.

Наиболее близким техническим решением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток газотурбинных двигателей концевой сферической фрезой, содержащей торцевые зубья, включающий ее установку с расположением оси вращения по нормали в каждой точке контакта с обрабатываемой поверхностью (См., например, RU патент №2351441 С1, кл. В23С 3/18, 10.04 2009). Указанное техническое решение выбрано заявителем в качестве прототипа.

Недостатком такого способа фрезерования является высокая шероховатость обрабатываемой криволинейной поверхности, из-за гребешков и впадин от перемещения фрезы.

Техническим результатом предлагаемого способа является чистовое фрезерование криволинейных поверхностей концевой сферической фрезой.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток газотурбинных двигателей концевой сферической фрезой, содержащей торцевые зубья, включающий ее установку с расположением оси вращения по нормали в каждой точке контакта с обрабатываемой поверхностью, используют фрезу с торцевыми зубьями, имеющими притупленные режущие кромки на перемычке с перекрытием ими оси вращения фрезы, при этом фрезе сообщают эксцентричное вращение посредством ее закрепления во втулке-эксцентрике, установленной в шпинделе фрезерного станка, и производят уплотнение поверхностного слоя обрабатываемой поверхности притупленными режущими кромками фрезы и разглаживание поверхностного слоя путем создания плоской площадки, обеспечивающей перекрытие образующихся на обрабатываемой поверхности гребешков и впадин от перемещения фрезы.

Сущность предложенного способа поясняется рисунками, на которых изображено:

на фиг. 1 - общий вид обрабатываемой криволинейной поверхности пера лопатки;

на фиг. 2 - вид концевой фрезы с торца;

на фиг. 3 - вариант кромки с притуплением углом;

на фиг. 4 - то же самое с притуплением радиусом.

Способ чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток концевой сферической фрезой реализуется следующим устройством, содержащим сферическую концевую фрезу 1, закрепляемую во втулке-эксцентрике 2, в свою очередь установленной в шпинделе 3 фрезерного станка. Ось 4 фрезы 1 отстоит от оси 5 шпинделя 3 на величину эксцентриситета-«е». Перемычка 6 фрезы 1 имеет притупление режущих кромок.

Предлагаемый способ чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток концевой сферической фрезой осуществляется следующим образом. Фрезе 1 придают вращение вокруг собственной оси 4. Притупленные режущие кромки 8 перемычки 6 при вращении фрезы 1 во втулке-эксцентрике 2 производят уплотнение поверхностного слоя 7 обрабатываемого материала, а вращение фрезы 1 с эксцентриситетом-«е» вокруг оси 5 шпинделя 3 создает плоскую площадку-S, обеспечивающую перекрытие образующихся на обрабатываемой поверхности гребешков и впадин от перемещения фрезы 1, производящей разглаживание поверхностного слоя обрабатываемого материала.

Использование предложенного способа позволит повысить качество обрабатываемых криволинейных поверхностей пера лопаток ГТД за счет снижения шероховатости поверхностей обрабатываемых деталей.

Способ чистового фрезерования криволинейной поверхности пера лопаток газотурбинных двигателей концевой сферической фрезой, содержащей торцевые зубья, включающий ее установку с расположением оси вращения по нормали в каждой точке контакта с обрабатываемой поверхностью, отличающийся тем, что используют фрезу с торцевыми зубьями, имеющими притупленные режущие кромки на перемычке с перекрытием ими оси вращения фрезы, при этом фрезе сообщают эксцентричное вращение посредством ее закрепления во втулке-эксцентрике, установленной в шпинделе фрезерного станка, и производят уплотнение поверхностного слоя обрабатываемой поверхности притупленными режущими кромками фрезы и разглаживание поверхностного слоя путем создания плоской площадки, обеспечивающей перекрытие образующихся на обрабатываемой поверхности гребешков и впадин от перемещения фрезы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение при изготовлении двухвенцовой звездочки. Способ включает обработку пазов плунжерным фрезерованием.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть испоьзована при фрезеровании изделий с врезной подачей. Режущая головка содержит поверхность основания, боковую область, соединенную с поверхностью основания, верхнюю область, соединенную с боковой областью, и верхние ножи, расположенные на верхней области и имеющие режущие кромки, предназначенные для контакта с изделием для удаления материала и проходящие от центральной точки верхней области к периферии верхней области и расположенные под углом относительно базовой плоскости, приблизительно перпендикулярной указанной оси.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей. Способ основан на выборе безопасной частоты вращения шпинделя, обеспечивающей исключение резонанса между частотами колебаний фрезы, воздействующих на обрабатываемую поверхность, и собственными частотами обрабатываемой лопатки, которую закладывают в управляющие программы обработки.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает фрезерование пера лопатки на пятикоординатном станке с числовым программным управлением.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при фрезеровании концевыми фрезами лопаток моноколес газотурбинных двигателей (ГТД) на станках с числовым программным управлением.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиадвигателестроении при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей, в частности аэродинамических моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей, имеющих малую толщину и осевые габариты 200-300 мм.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании деталей со сложной пространственной геометрией, характеризующейся чередованием выступов и пазов, в частности, при изготовлении моноколес центробежных или осевых лопаточных машин.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для шлифования, полирования, фрезерования пространственно-сложных поверхностей деталей, в частности лопастей гребных винтов, рабочей части лопаток газовой, паровой или гидротурбины.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей на станках с ЧПУ. Способ включает обработку концевой торовой фрезой, которую перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности. Выбирают оптимальную частоту вращения шпинделя, для чего для обрабатываемой лопатки строят расчетную последовательность математических конечно-элементных моделей с моделированием условий закрепления, соответствующих последовательному позонному удалению предварительно заданной величины припуска при обработке. Рассчитывают значения собственных частот обрабатываемой лопатки для каждой зоны. Проводят оценку совпадения расчетных и экспериментальных частотных характеристик обрабатываемой лопатки. Строят графики для визуализации выбора частоты вращения шпинделя. Осуществляют ступенчатую регулировку частоты вращения шпинделя в процессе обработки и регулировку частоты вращения по линейному закону по заданной программе. Исключается резонанс при обработке лопатки. 6 ил.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано, например, при чистовой обработке лопаток газотурбинного двигателя. Способ включает удаление обработкой с помощью адаптированного инструмента (20) припуска обрабатываемой зоны (8), при этом для определения конечного положения инструмента в ходе обработки осуществляют цифровое моделирование поверхности (11) теоретического профиля в виде сетки (13) и моделирование позиции каждой точки (Р) контакта между деталью и инструментом (20) в процессе обработки, измеряют посредством зондирования детали для каждого узла Ni, находящегося за пределами внешней границы (12) обрабатываемой зоны (8), отклонение (дельта Ni) между положением узла Ni на исходной поверхности (10) и рассчитанной позицией узла на поверхности (11) теоретического профиля, путем соответствующих расчетов определяют отклонение (дельта Р), необходимое для добавления к каждой точке Р для достижения в ней контакта между деталью и инструментом (20), относительно системы координат обрабатывающего станка. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке лопаток газотурбинного двигателя на многокоординатных фрезерных станках с числовым программным управлением. Способ включает сообщение лопатке вращения вокруг собственной оси и обработку пера лопатки поперечными строчками фрезой со сферической рабочей поверхностью, которой сообщают вращение и интерполированное осевое перемещение. Для каждой строчки и угла поворота лопатки предварительно рассчитывают осевой и полярный моменты инерции сечений лопатки, затем определяют предельно допустимое значение составляющей силы фрезерования, по которому рассчитывают окружную подачу фрезы, с учетом которой в процессе обработки задают частоту вращения лопатки, рассчитывают интерполированный угол разворота оси фрезы от нормали к точкам профиля сечения лопатки относительно оси, перпендикулярной оси фрезы и проходящей через центр ее сферической рабочей поверхности, и соответствующую указанному развороту частоту вращения фрезы из условия обеспечения заданной шероховатости поверхности пера лопатки и скорости фрезерования. Повышается производительность обработки и качество обработки. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к технологии изготовления моноколес газотурбинных двигателей, преимущественно имеющих сложнопрофильные лопатки. Способ включает прорезку пазов, обработку спинки, корыта и дна межлопаточных каналов за один технологический установ одним режущим инструментом. Инструмент совершает прямолинейное движение вдоль трех осей пространственной системы координат и поворот вокруг указанных осей. В процессе обработки изменяют диаметр режущей части режущего инструмента, образованной внешними и внутренними режущими кромками, на величину, определяемую кривизной обрабатываемых поверхностей, путем прямолинейного перемещения режущих элементов в радиальном направлении. Повышается точность формообразования и производительность за счет уменьшения количества проходов. 6 ил.

Изобретение относится к авиационной промышленности и может быть использовано для изготовления моноколес турбомашин. Способ включает последовательную черновую обработку концевыми фрезами верхних, средних и концевых участков лопаток и дальнейшую их чистовую обработку. При этом после проведения черновой обработки верхних и средних участков лопаток выявляют дефекты на их поверхности. Удаляют участки лопаток с выявленными дефектами. Восстанавливают верхние и средние участки лопаток. Для восстановления верхних и средних участков лопаток по месту их удаления формируют выступ под корневые участки лопаток на кольцевой заготовке. Изготавливают технологическую накладку в виде платика со сквозным вырезом, совпадающим с контуром выступа под корневые участки лопаток. Также изготавливают конструктивную деталь, контактная плоскость которой соразмерна с контактной плоскостью платика, а ее объем соответствует объему удаленных верхних и средних участков лопаток. С помощью электронно-лучевой сварки соединяют между собой выступ под корневые участки лопаток, платик и конструктивную деталь. Далее проводят черновую обработку восстановленных участков лопаток. Изобретение позволяет расширить технологические возможности изготовления моноколеса газотурбинного двигателя за счет устранения дефектов в процессе его изготовления. 5 ил.

Группа изобретений относится к машиностроению и может быть использована при фрезеровании деталей сложной пространственной формы. Способ включает построчное фрезерование сферической фрезой вращающейся заготовки на многокоординатном обрабатывающем центре с ЧПУ. Осуществляют взаимное относительное перемещение вращающейся заготовки и рабочей части вращающейся фрезы с заданными направлением строки, скоростью подачи вдоль строки и шириной фрезерования. Производят непрерывное возвратно-поступательное циклическое перемещение заготовки вдоль ее продольной оси на расстояние, равное 0,5-1,2 заданной ширины фрезерования, со скоростью, превышающей заданную скорость подачи вдоль строки не менее чем в 1,5 раза. Приведена конструкция обрабатывающего центра для осуществления указанного способа. Снижается вариативность значений шероховатости по направлениям фрезеруемой поверхности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способам чистовой обработки поверхности лопатки. Осуществляют обработку передней кромки и задней кромки, а также чистовую обработку участка корыта и участка спинки до поверхности лопатки лопаточного элемента. Концевую фрезу подводят к участку корыта и участку спинки соответствующей области поверхности лопатки после того, как увеличивают скорость концевой фрезы и осуществляют чистовую обработку на указанных участках соответствующей области поверхности лопатки обрабатываемой детали. При этом скорость концевой фрезы уменьшают после того, как концевую фрезу для чистовой обработки перемещают от соответствующей области поверхности лопатки обрабатываемой детали. Снижается трение между концевой фрезой и обрабатываемой лопаткой, увеличивается срок службы и производительность обработки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при формировании криволинейных поверхностей лопаток цельнофрезерованного рабочего колеса газотурбинного двигателя на станках с числовым программным управлением. Способ включает использование концевых фрез, которыми осуществляют черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, и чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу. При чистовой обработке съем металла ведут поочередно чередующимися со стороны корыта и спинки строками, измеренными по высоте пера лопатки. Ширину первой строки α1 выбирают меньшей или равной половине ширины последующей строки α2, а ширину последующих строк αi - равной или меньшей предыдущей строки αi-1 при условии, что чередование строк не приводит к симметричному снятию металла со стороны корыта и спинки и обеспечивает максимальную жесткость обрабатываемого пера лопатки. Обеспечивается точность изготовления рабочего колеса. 3 ил.

Изобретение относится к области изготовления лопаток турбомашин. Профиль лопасти лопатки определяют по цифровой теоретической модели. Изготовливают заготовку с припуском вдоль задней кромки лопасти относительно теоретического профиля и снимают упомянутый припуск адаптивной механической обработкой, включающей позиционирование заготовки в эталонной системе координат станка, зондирование координат положения заданных точек (Ni) на первой стороне заготовки вдоль ее задней кромки, определение отклонения положений (дельта Ni) заданных точек (Ni) от их положений, заданных теоретической моделью, осуществление разбиения на клетки обработки стороны заготовки, при этом вершины клеток определяют, исходя из положений упомянутых точек (Ni), определение количества материала заготовки, снимаемого с поверхности клеток относительно их вершин и с учетом упомянутых отклонений положений (дельта Ni), и обработку лопасти. Использование изобретения позволяет повысить точность изготовления лопатки. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к режущим инструментам и может быть использовано для удаления материала с изделия. Головка имеет базовую поверхность, боковую и верхнюю области. Верхняя область ограничивает центральный участок и периферию и содержит верхние зубья с режущими кромки, каждая из которых проходит от центрального участка в направлении периферии и имеет проходящую в осевом направлении вершинную часть. Каждый зуб определяет лучевую ось, которая образует угол относительно отсчетной радиальной линии, проходящей от центра верхней области, и пересекает указанную линию у периферии. Каждая режущая кромка имеет переднюю поверхность с плоской зоной, параллельной лучевой оси и расположенной под углом относительно отсчетной плоскости, параллельной оси вращения головки. Режущие кромки имеют подрезанную поверхность, расположенную ниже плоской зоны под углом относительно отсчетной плоскости, параллельной оси вращения головки. Приведены действия способа фрезерования изделия с помощью фрезы, содержащей такую режущую головку. Обеспечивается более качественное врезание по оси Z по сравнению с головками, режущие поверхности которых лежат в одной плоскости в процессе врезного фрезерования вдоль оси Z, и эффективное удаление материала при перемещении фрезы. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке криволинейных поверхностей пера лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает использование сферической фрезы, содержащей торцевые зубья, имеющие притупленные режущие кромки на перемычке с перекрытием ими оси вращения фрезы, которую устанавливают с расположением оси вращения по нормали в каждой точке контакта с обрабатываемой поверхностью. Фрезе сообщают эксцентричное вращение посредством ее закрепления во втулке-эксцентрике, установленной в шпинделе фрезерного станка, и производят уплотнение поверхностного слоя обрабатываемой поверхности притупленными режущими кромками фрезы и разглаживание поверхностного слоя путем создания плоской площадки, обеспечивающей перекрытие образующихся на обрабатываемой поверхности гребешков и впадин от перемещения фрезы. Обеспечивается снижение шероховатости поверхности пера лопатки, повышается качество. 4 ил.

Наверх