Способ электрохимической обработки лопаток газотурбинных двигателей



Способ электрохимической обработки лопаток газотурбинных двигателей
Способ электрохимической обработки лопаток газотурбинных двигателей

 


Владельцы патента RU 2635209:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при электрохимической обработке лопаток газотурбинных двигателей. В способе заготовку, выполненную в форме параллелепипеда, устанавливают непосредственно в камере станка и закрепляют по своим боковым поверхностям. Осуществляют формообразование пера лопатки одновременно двумя электродами-инструментами, которые двигают навстречу друг другу с автоматическим замером зазора между электродом-инструментом и заготовкой. При обработке электролит прокачивают в межэлектродном зазоре вдоль корыта и вдоль спинки пера лопатки, при этом съем металла производят до получения спинки и корыта профиля пера лопатки с припуском под чистовую обработку, причем для получения входных и выходных кромок лопатки эквидистантно вдоль кромок вырезают часть заготовки с припуском на чистовую обработку, обеспечивая доступ электролита к входным и выходным кромкам для последующей их чистовой обработки. Чистовую обработку осуществляют теми же электродами-инструментами до формирования требуемого профиля спинки и корыта, радиусов сопряжения пера и полки, входных и выходных кромок. Изобретение позволяет повысить точность обработки и снизить трудоемкость изготовления лопатки при повышении производительности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Способ обработки относится к области машиностроения и может быть использован при электрохимической обработке деталей, преимущественно лопаток газотурбинных двигателей.

Известен способ электрохимической обработки лопаток газотурбинных двигателей (патент РФ №2058863; МПК В23Н 9/10, В23Н 3/00; опубликовано 27.04.1996 г.), при котором заготовку лопатки располагают в рабочей камере, закрепляют по предварительно обработанным базовым поверхностям и ведут формообразование двумя электродами-инструментами с подачей напряжения на электроды и заготовку, прокачкой электролита через межэлектродный промежуток и заданием электродам синхронно-дискретного перемещения с периодическим ощупыванием лопатки, при этом профиль рабочих поверхностей электродов выполняют близким к заданному профилю лопатки, а направление перемещения каждого из электродов задают так, что оно образует с осью лопатки острый угол, вершина которого обращена в сторону полки лопатки, отличающийся тем, что угол между направлением перемещения каждого из электродов и осью лопатки выбирают в пределах 60-80°, а подачу электролита осуществляют со стороны конца пера лопатки, однако данный способ обработки, во-первых, не позволяет получать годные лопатки малых размеров, радиус кромок которых R≥0,1 мм, и крупногабаритные тонкостенные лопатки; во-вторых, малое пятно контакта при точечном закреплении пера лопатки, недостаточное для обеспечения надежного токопровода, поэтому в местах крепления заготовки возможна эрозия поверхности лопатки при прохождения тока; в-третьих, данный способ крепления заготовки не обеспечивает максимально достижимой жесткости системы «станок-приспособление-инструмент-деталь», необходимой для высокоточного электрохимического формирования, возникает необходимость увеличения межэлектродного промежутка для уменьшения риска короткого замыкания из-за деформации заготовки, что приводит к потере точности готового при изготовлении изделия.

Известен способ электрохимической обработки лопаток газотурбинных двигателей (патент RU 2283735, МПК В23Н 3/00, В23Н 9/10, В23Р 15/02, опубл. 10.09.2006 г.), ближайший по технической сущности к заявляемому и принятый за прототип, включающий обработку двумя вибрирующими катодами-инструментами с синхронизированной с колебаниями катодов-инструментов подачей импульсов технологического напряжения и с поступательным движением катодов-инструментов относительно анода-заготовки, отличающийся тем, что обработку профиля лопатки осуществляют последовательно сначала одним съемным катодом-инструментом, а затем после поворота анода-заготовки в крепежном приспособлении на 180° вторым съемным катодом-инструментом при амплитудном значении технологического напряжения 6-10 В, линейной скорости подачи каждого из катодов-инструментов 0,2-0,25 мм/мин и длительности импульса технологического напряжения 2700-3300 мкс, при этом величины амплитудного технологического напряжения и линейной скорости подачи катода-инструмента плавно изменяют от максимальных до минимальных значений обратно пропорционально площади формирующегося профиля лопатки, а величину длительности импульса технологического напряжения плавно изменяют от минимальных до максимальных значений прямо пропорционально площади формирующегося профиля лопатки, причем для оформления выпуклой и вогнутой сторон пера лопатки вместе с прилегающими к ним профилями замка используют катоды-инструменты, изготовленные на фрезерном станке с числовым программным управлением по математической модели, рассчитанной в соответствии с размерами изготовляемой лопатки.

Однако данный способ не позволяет: во-первых, производить обработку одновременно двумя электродами инструментами, вследствие чего снижается производительность; во-вторых, смена электродов инструментов и поворот заготовки увеличивает трудоемкость, снижает коэффициент использования оборудования и точность формообразования; в третьих, использование сложной оснастки ведет к дополнительным затратам, что отрицательно сказывается на себестоимости изделия; в четвертых, изготовление отверстий в заготовке для базирования в оснастке также требует дополнительных затрат.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ электрохимической обработки, заключается в повышении точности и снижении трудоемкости изготовления лопатки, повышении производительности процесса обработки путем одновременной обработки спинки и корыта двумя электродами-инструментами, исключении из технологического процесса сложной оснастки для крепления заготовки, что упростит установку и съем детали.

Технический результат достигается тем, что в способе электрохимической обработки лопаток газотурбинного двигателя, при котором заготовку, выполненную в форме параллелепипеда, обрабатывают с подачей технологического напряжения двумя электродами со стороны спинки и корыта лопатки поступательным движением с прокачкой электролита в межэлектродном зазоре, новым является то, что заготовку устанавливают непосредственно в камере станка, формообразование ведут одновременно двумя электродами-инструментами, которые двигаются навстречу друг другу, с автоматическим замером зазора между электродом-инструментом и заготовкой, производят съем металла до получения спинки и корыта профиля пера лопатки с припуском под чистовую обработку, для получения входных и выходных кромок лопатки эквидистантно вдоль кромок вырезают часть заготовки с припуском на чистовую обработку, тем самым открывают доступ электролита к входным и выходным кромкам для последующей их чистовой обработки, производят чистовую обработку теми же электродами-инструментами до формирования требуемого профиля спинки и корыта, радиусов сопряжения пера и полки, входных и выходных кромок.

Вырезают часть заготовки с припуском на чистовую обработку, для открытия доступа электролита на электроэрозионном или металлообрабатывающем станке.

На чертежах изображено: фиг. 1 - заготовка; фиг. 2 - общий вид станка; фиг. 3 - черновая обработка; фиг. 4 - деталь после вырезки; фиг. 5 - деталь в процессе чистовой обработки.

Где: 1 - заготовка; 2 - электролит-инструмент для обработки корыта лопатки: 3 - электролит-инструмент для обработки спинки лопатки; 4 - камера станка; 5 - система подачи электролита.

Сущность способа заключается в следующем. Заготовка 1, выполненная в форме параллелепипеда (фиг. 1), устанавливается непосредственно в камере станка 4 (фиг. 2) за боковые грани. Формообразование осуществляется одновременно двумя электродами инструментами 2 (корыта) и 3 (спинка), которые двигаются навстречу друг другу, с автоматическим замером зазора между заготовкой 1 и соответственно электродами-инструментами 2 и 3, устанавливается рабочий зазор, осуществляется прокачка электролита из системы подачи электролита 5, включается рабочий ток на заданный промежуток времени. В это время происходит формообразование профиля пера. После выключения тока электроды отходят на промывку межэлектродного канала. Этот цикл повторяется многократно до формирования профиля пера лопатки с припуском под чистовую обработку (фиг. 3). Затем производится вырезка эквидистантно вдоль кромок часть заготовки 1 с припуском на чистовую обработку на электроэрозионном или металлообрабатывающем станке, при этом открывается доступ электролита к входным и выходным кромкам для последующей их чистовой обработки (фиг. 4).

Чистовую обработку осуществляют теми же электродами-инструментами 2 и 3, формируя профиль пера, кромок и радиуса перехода пера и полки (фиг. 5). На линии сопряжения поверхностей спинки и корыта с поверхностью с припуском от кромки лопатки в процессе обработки создается повышенная в несколько раз напряженность электрического поля, что обеспечивает значительное увеличение электрического тока съема металла и приводит к скруглению кромок пера лопатки.

Таким образом, предлагаемый способ электрохимической обработки позволяет повысить точность и снизить трудоемкость изготовления лопатки, повысить производительность процесса обработки, за счет одновременной обработки спинки и корыта двумя электродами-инструментами, исключения из технологического процесса сложной оснастки для крепления заготовки, что упростит установку и съем детали.

1. Способ электрохимической обработки лопаток газотурбинного двигателя, включающий обработку заготовки в форме параллелепипеда на станке при подаче технологического напряжения двумя электродами со стороны спинки и корыта лопатки поступательным движением с прокачкой электролита в межэлектродном зазоре, отличающийся тем, что заготовку устанавливают непосредственно в камере станка и закрепляют по своим боковым поверхностям, обработку осуществляют одновременно посредством двух электродов-инструментов, которые двигают навстречу друг другу с автоматическим замером зазора между электродами-инструментами и заготовкой, при этом прокачивают электролит в межэлектродном зазоре вдоль корыта и вдоль спинки пера лопатки, производят съем металла до получения спинки и корыта профиля пера лопатки с припуском под чистовую обработку, причем для получения входных и выходных кромок лопатки эквидистантно вдоль кромок вырезают часть заготовки с припуском на чистовую обработку для доступа электролита к входным и выходным кромкам для последующей их чистовой обработки, которую осуществляют теми же электродами-инструментами до формирования требуемого профиля спинки и корыта, радиусов сопряжения пера и полки, входных и выходных кромок.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что вырезают часть заготовки с припуском на чистовую обработку для открытия доступа электролита на электроэрозионном или металлообрабатывающем станке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электрохимической обработке. В способе заготовку лопатки устанавливают в рабочую камеру станка и ведут обработку лопатки двумя электродами-инструментами с подачей напряжения на электроды и лопатку, прокачкой электролита через межэлектродный промежуток и заданием электродам синхронно-дискретного перемещения с периодическим ощупыванием лопатки.

Изобретение относится к области высокоточной электрохимической обработки. Способ включает обработку анода-заготовки двумя катодами-инструментами на малых рабочих межэлектродных зазорах с подачей пакетов импульсов технологического напряжения, при этом сначала обрабатывают одним катодом-инструментом, а затем, после поворота анода-заготовки на 180° - вторым катодом-инструментом.

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.
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.

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.

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).

Изобретение относится к области размерной электрохимической обработки металлов и сплавов и может быть использовано для изготовления лопаток с двумя хвостовиками газотурбинного двигателя.

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 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 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 электрохимической обработке. В способе заготовку лопатки устанавливают в рабочую камеру станка и ведут обработку лопатки двумя электродами-инструментами с подачей напряжения на электроды и лопатку, прокачкой электролита через межэлектродный промежуток и заданием электродам синхронно-дискретного перемещения с периодическим ощупыванием лопатки.

Изобретение относится к электроэрозионной обработке. Устройство 100 для электроэрозионного объемного копирования содержит бак 110 для размещения текучей среды 112 и электроды 104, 106, устанавливаемые в баке 110 и имеющие формы 120, задающие формы участкам 122, 162 заготовки 102.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к электрическим методам обработки, и может быть использовано в устройствах подачи инструмента. .

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 машиностроению , в частности к электрофизическим и электрохимическим методам обработки Цель изобретения - повышение производитель ности обработки и надежности работы устройства В процессе работы электроды 1, 2 подают в зон обработки с помощью приводных элементов, выполненных в виде винтов 7, 8, и прижимных элементов, направляющая поверхность которых образована ко ническими поверхностями, расположенными по периферии дисков 9, 10 Диски поджимают электроды 1, 2 к боковой поверхности приводных винтов 7, 8, за счет чего про почтит подача электродов При обработке отверстий малого диаметра, при необходимости близкого расположения электродов, для повышения надежности работы и жесткости чстройпва оси 11.

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. .

Изобретение относится к области машиностроения ,в частности, к электрофизическим методам обработки, и может быть использовано в устройствах подачи электрода-инструмента при электроэрозионной обработке.

Изобретение относится к области электрофизических и электрохимических методов обработки, в частности к устройствам подачи электрода при электроэрозионной обработке .
Наверх