Станок для шлифования лопаток

 

ОПИИ АН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ (1 1) 71 3086

Соиз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18,09.78 (21) 26644ll7/25-08 (51) М. Кл,::

В 24В 19/14 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.10.82. Бюллетень № 39 ,(45) Дата опубликования описания 23.10.82 (53) УДК 621.924.6 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. У. Губайдуллин, А. Н. Лунев, Ф. С. Юнусов, В. А. Раимов и А. Ф. Павлов (71) Заявитель

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. Н. Туполева (54) СТАНОК ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ЛОПАТОК

Изобретение относится к области обработки металлов и может быть преимущественно использовано для шлифования пера лопаток газотурбинных двигателей, паровых и газовых турбин, а также лопастей воздушных винтов летательных аппаратов.

Известен станок для шлифования лопаток методом поперечной строки, выполненный в виде размещенного на станине продольного стола с передней и задней бабками, в нижних шпинделях которых установлена деталь, а в верхних — копир, содержащий шлифовальную головку и механизм синхронного поворота детали и копира (1).

Недостатками известного станка являются пониженные точность и качество обработки лопаток, имеющих остаточные деформации, превышающие припуск на обработку, вследствие отсутствия возможности корректировки положения копира в процессе обработки.

Целью настоящего изобретения является повышение точности и качества обработки лопаток.

Поставленная цель достигается тем, что станок снабжен механизмами угловой и линейной коррекции положения копира, а также механизмом согласования направления линейной коррекции с закруткой детали, при этом копир установлен на шпинделе передней бабки посредством шарнирной муфты, а на шпинделе задней бабки— с помощью подвижной каретки.

Механизм угловой коррекции встроен в механизм синхронного поворота детали и копира и содержит копир угловой коррекции, следящий золотник и гидродвигатель, выходной вал которого кинематически связан с верхним шпинделем передней бабки.

10 Механизм линейной коррекции содержит коппр линейной коррекции, следящий золотник и гидродвигатель, установленный с возможностью взаимодействия его штока, на котором выполнены клиновые скосы с

15 подвижной кареткой.

Механизм согласования направления линейной коррекции с закруткой детали содержит копир угла закрутки, следящий золотник и гидродвпгатель, выходной вал ко20 торого кинематически связан с верхним шпинделем задней бабки.

Копиры угловой и линейной коррекции, а также механизма согласования направления линейной коррекции с закруткой дета25 ли установлены в поворотных рамках и выполнены в виде гибких пластин.

На фиг. 1 показан описываемый станок, вид сверху; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — гидрокинематическая

30 схема коррекции положения копира; на

713086

20 фиг. 4 — конструкция копиров линейной и угловой коррекции.

Станок содержит крестообразную ròàíèну 1 (фиг. 1), на которой размещены стол

2, несущий переднюю 3 и заднюю 4 бабки, и поперечные суппорты 5 и 6, на вертикальных направляющих которых установлены шлифовальные головки 7 и 8. Кроме того, на станине установлены копиры угловой 9 и линейной 10 коррекций и копир угла закрутки 11.

Копир 12 (фиг. 2) шарнирной муфтой 13 соединен с верхним шпинделем передней бабки 3 и поджат пинолью подвижной в поперечном направлении каретки 14, установленной на верхнем шпинделе задней бабки 4.

Деталь 15 установлена в приспособлениях 16 и 17 нижних шпинделей передней 3 и задней 4 бабок. Рамка 18 обеспечивает синхронный поворот нижних шпинделей.

Перемещение стола 2 обеспечивается гидроцилиндром 19. Обработку ведут абразивным инструментом 20, установленным под копировальным механизмом 21.

Механизм синхронного поворота детали

15 и копира 12 (фиг. 3) выполнен в виде реечной передачи рейка 22 — зубчатое колесо 23 и червяк 24 — червячное колесо 25 с приводом от гидроцилиндра 26. Механизм угловой коррекции положения копира

12 состоит из копира угловой коррекции 9, следящего золотника 27 и гидродвигателя

28. Выходной вал гидродвигателя 28 через зубчатую пару 29 и 30 связан с червяком

24 на верхнем шпинделе передней бабки, Обратная связь гидродвигателя 28 со следящим золотником осуществляется через зубчатое колесо 31 и рейку 32, жестко закрепленную на корпусе золотника 27.

Механизм линейной коррекции состоит из копира линейной коррекции 10, следящего золотника 33 и гидроцилиндра 34.

Клиновые скосы штока гидроцилиндра 34 взаимодействуют с опорными роликами подвижной в поперечном направлении каретки 14. Обратная связь гидроцилиндра

34 со следящим золотником 33 осуществляется кинематической цепочкой рейка 35— зубчатое колесо 36 и зубчатое колесо 37— рейка 38. Рейка 38 жестко закреплена на корпусе следящего золотника 33.

Механизм синхронного поворота шпинделей бабок состоит из рамки 18, жестко связывающей нижние шпиндели бабок 3 и 4, и реечной передачи с зубчатыми парами рейка 39 — зубчатое колесо 40 и червяк

41 — червячное колесо 42 с приводом от гидроцилиндра 43, гидравлически синхронизированным с гидроцилиндром 26.

Механизм согласования направления линейной коррекции с закруткой состоит из копира угла закрутки 11, следящего золотника 44 и гидродвигателя 45. Выходной вал гидродвигателя 45 через зубчатую па25

65 ру 46 и 47 связан с червяком 41 на верхнем шпинделе задней бабки. Обратная связь гидродвигатсля 45 со следящим золотником

44 выполнена в впдс кипсматической цепочки червяк 46 — червячное колесо 47 и зубчатое колесо 48 — рейка 49. Рейка 49 жестко закреплена на корпусе следящего золотника 44.

Копиры линейной и угловой коррекции (фиг. 4) и копир угла закрутки выполнены в виде гибких линеек 50, смонтированных в поворотных рамках 51 подвижных пинолей

52. 11еремещение пинолей 52 производится через передачу винта 53 — гайка 54 от рукоятки 55 с пониусом 56.

Станок работает следующим образом.

Перед обработкой партии деталей определенного типа в верхних шпинделях передней 3 и задней 4 бабок закрепляется копир данной лопатки. Кроме того, на копире угла закрутки 11 линейке 50 путем перемещения пинолей 52 задают форму кривой, соответствующей закрутке детали.

Перед обработкой каждой детали производят замер ее линейных и угловых остаточных деформаций в каждом профильном сечении. После этого деталь устанавливают на станок и на копирах линейной 10 и угловой 9 коррекций перемещают пиноли 52 согласно полученным данным. Полученные формы кривых гибких линеек соответствуют линейным и угловым остаточным деформациям детали.

Процесс обработки детали режущим инструментом 20 начинается с подвода поперечных суппортов 5 и б до упора копировальных механизмов 21 в копир, Подача по строке осуществляется за счет перемещения шлифовальных головок 7 и 8 по вертикальным направляющим поперечных суппортов 5 и 6.

Подача на строку осуществляется от гидроцилиндра 19 за счет перемещения стола

2 с установленными на нем передней 3 и задней 4 бабками, в нижних шпинделях которых установлена деталь 15, а в верхних — копир 12.

Механизм синхронного поворота детали

15 и копира 12 работает в процессе подачи по строке, обеспечивая перпендикулярное положение линии центров инструментов к средней линии обрабатываемого профильного сечения в точке контакта. От копировального устройства 21 команда подается на привод синхронного поворота детали 15 и копира 12 — гидроцилиндр 26. Перемещение штока гидроцилиндра 26 приводит к перемещению рейки 22 и червяка 24 и к повороту зубчатого колеса 29 и червячного колеса 24 на один угол (диаметры делительных окружностей колес 23 и 24 одинаковы).

Механизм угловой коррекции положения копира 12 работает в процессе перехода со строки на строку, обеспечивая поворот ка713086 пира 12 относительно детали 15 на величину углового смещения намеченного к обработке профильного сечения детали 15 от

его номинального положения. При перемещении стола 2 на строку происходит перемещение следящего золотника 27 относительно копира угловой коррекции 9 (фиг. 3).

В результате перемещения плунжера относительно корпуса золотника 27 порция масла поступает в соответствующую полость гидродвигателя 28, который через зубчатую пару 29 и 30 поворачивает вал с червяком 24, а следовательно, и верхний шпиндель передней бабки с укрепленным на нем копиром. Вращение происходит до тех пор, пока через ооратную связь — зубчатое колесо 31 и рейку 32 — гидродвигатель нс вернет золотник в нейтральное положение.

Механизм линейной коррекции положения копира работает в процессе перехода со строки на строку, обеспечивая линейное перемещение копира 12 относительно детали 15 на величину линейного смещения намеченного к обработке профильного сечения детали 15 от его номинального поло>кения. При перемещении стола 2 на строку происходит перемещение следящего золотника 33 относительно копира линейной коррекции 10. В результате перемещения плунжера относительно корпуса золотника

27 порция масла поступает в соответствующую полость гидроцилиндра 34, перемещение поршня которого за счет клиновых скосов на штоке преобразуется в перемещение подвижной каретки 14. Перемещение происходит до тех пор, пока через обРатную связь — рейку 35, з бчатое колесо 36, зубчатое колесо 37, рейку 38 — гидроцилиндр не вепнет золотник в нейтральное положение. Наличие шарнирной муфты на верхнем шпинделе передней бабки позволяет осуществить линейную коррекцию за счет пово1>ота вокруг некоторой подвижной в пространстве оси.

Механизм синхронного поворота шпинделей бабок работает совместно с механизмом синхоонного поворота детали и копира в процессе подачи по строке, обеспечивая папаллельность вектора линейной коррекции и главн >й нопмали обрабатываемого профильного сечения. Наличие данного механизма позволяет исключить иска>кение аэподинамического профиля от линейной коррекции, возникающее при обработке деталей. с большой крутизной профиля.

Поворот нижнего шпинделя передней бабки 3 через рамку 18 передается на нижний шпиндель задней бабки и через зубчатое колесо 40, рейки 39, червяк 41 и червячное колесо 42 на верхний шпиндель задней бабки с укрепленной на его торце полип>кной кареткой.

Механизм согласования направления линейной коррекции с закруткой работает в процессе подачи па строку, изменяя наб0 тановлена деталь, а в верхних — копир, н

65 содержащий шлифовальнь." головки и ме5

55 правление линейной коррекции на угол закрутки между обработанным и намеченным к обработке профильными сечениями до совмещения вектора линейной коррекции с главной нормалью намеченного к обработке профильного сечения. Наличие данного механизма позволяет исключить искажение профиля лопаток о-. линейной коррекции, возникающее прп обработке, деталей с большими углами закрутки профиля. При перемещении стола 2 на строку происходит перемещение следящего золотника 44 относительно копира закрутки 11. В результате перемещения плунжера относительно корпуса золотника 44 порция масла поступает в соответствующую полость гндродвигателя

45, который через зубчатую пару 46, 47 поворачивает вал с червяком 41, а следовательно, и верхний шпиндель задней бабки с укрепленной на его торце подвижной кареткой.

После поворота и линейного перемещения коппра на величины углового и линейного смещения намеченного к обработке профильного сечения детали и совмещения вектора линейной коррекции с главной нормалью данного сечения начинается его обработка.

Пепемещенпя пинолей 52 гибких копиров

9 и 10 ограничены допусками на угловое и линейное смещения соответствующих профильных сечений.

Предлагаемый станок, снабженный механизмами угловой и линейной коррекции подвижного относительно детали копира, позволяет повысить точность и механизировать процесс окончательHîãî шлифования лопаток с остаточными деФормациямп, превышающими прппуск на обработку, — обеспечить стабильность качества обработанной поверхности за счет выравнивания припуска с противоположных сторон детали; — повысить производительность обработки за счет более равномерного использования инструментов.

Снабжение станка механизмом согласования направления линейной коррекции с зак1>уткой детали позволяет повысить точность обработки деталей с большой крутизной и большими углами закпуткн.

Использование гибких копиров для механизмов линейной и угловой коррекции обеспечивает быструю перенастройку программы коррекции положения копира при смене деталей.

Формула изобретения

1. Станок для шлифования лопаток, выполненный в виде размещенного на станине продольного стола с передней и задней бабками, в нижних шпинделях которых ус713086 ханизм синхронного поворота детали н копира, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и качества обработки, станок снабжен механизмами угловой и линейной коррекции положения копира, а также механизмом согласования направления линейной коррекции с закруткой детали, при этом копир установлен на шпинделе передней бабки посредством шарнирной муфты, а на шпинделе задней бабки — с помощью подвижной каретки.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что механизм угловой коррекции встроен в механизм синхронного поворота детали и копира и содержит копир угловой коррекции, следящий золотник и гидродвигатель, выходной вал которого кинематически связан с верхним шпинделем передней бабки.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что механизм линейной коррекции содержит копир линейной коррекции, следящий золотник и гидродвигатель, установленный с возможностью взаимодействия его штока, на котором выполнены клиновые скосы с подвижной кареткой.

4. Станок по п. 1, отличающийся

5 тем, что механизм согласования направления линейной коррекции с закруткой детали содержит копир угла закрутки, следящий золотник и гидродвигатель, выходной ва1 которого кинематически связан с верх10 ним шпинделем задней бабки.

5. Станок по пп. 2, 3 и 4, отл ич а юшийся тем, что копиры угловой и линейной коррекции, а также копир механизма согласования направления линейной кор15 рекции с закруткой детали установлены в поворотных рамках и выполнены в виде гибких пластин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании X 1487961, кл. В 3D, 1977,