Детали со сложными пространственными поверхностями имеются в турбинах, компрессорах, турбонасосных агрегатах, насосах и других узлах двигателей.
К ним относятся: цельнолитые роторы турбин с лопатками, колёса турбины, крыльчатки осевых и центробежных компрессоров и вентиляторов, лопатки турбины и компрессора.
Для обработки сложных поверхностей деталей двигателей применяются следующие методы обработки: фрезерование, абразивное и алмазное шлифование кругами и лентами, электрохимическая обработка, полирование.
Обработка сложных поверхностей выполняется:
- копированием с использованием объёмных копиров, графических копиров с видами отдельных сечений профиля и др.;
- кинематической настройкой при помощи механизмов- построителей, имеющих конечное звено, воздействующее на режущий инструмент или копировальный палец, формируя необходимую поверхность;
- обкатом, заключающимся в том, что форма образуемой производящей линии возникает в виде огибающей ряда последовательных положений, занимаемых режущей кромкой инструмента при обкатывании ею без скольжения образующей линии;
- применением систем программного управления.
- Фрезерование лопаток турбины и компрессора может выполняться на копировально-фрезерных станках. При обработке лопаток перемещение исполнительного механизма (с фрезой) согласовано с перемещением чувствительного элемента (щупа, наконечника, пальца, ролика) копировального устройства, контактирующего с профилем копира. Одним из основных элементов в устройствах копировальнофрезерного станка является следящий привод. По принципу действия следящие приводы подразделяются на гидравлические, механические, электрические и электрогидравлические.
На рисунке показана принципиальная схема гидравлического следящего привода фрезерного станка.
На столе 1 станка в приспособлении с базовыми поверхностями закреплены заготовка 2 и копир 8. С копиром в контакте находится ролик 10 следящего золотника 6, а заготовка 2 контактирует с фрезой 3. Фреза установлена на фрезерной бабке 4, которая связана со штоком цилиндра 5. При сообщении столу заданной продольной подачи от электродвигателя 9 плунжер золотника будет перемещаться вверх под действием копира или вниз под давлением пружины.
При этом масло под давлением от насоса 7 будет поступать в полость цилиндра и фрезерная бабка будет перемещаться в ту же сторону и на ту же величину, как и плунжер золотника. Противоположная полость цилиндра соединяется со сливом. После фрезерования одной строки в конце продольного хода стола (в момент реверса) стол получает поперечную подачу на ширину строки и цикл фрезерования повторяется.
Сложные поверхности могут быть получены за счёт четырёх основных типов перемещений копира и обрабатываемой заготовки:
- поступательное перемещение копира и заготовки;
- вращательное перемещение копира и заготовки;
- поступательное перемещение копира, вращательное перемещение заготовки;
- вращательное перемещение копира, поступательное перемещение заготовки.
При обработке сложных поверхностей могут применяться четыре и более копира. Применение четырёх копиров обеспечивает до десяти типов перемещений копиров и обрабатываемой заготовки, например: поступательные перемещения четырёх копиров и заготовки; вращательное перемещение четырёх копиров и заготовки; поступательное перемещение копиров и вращательное перемещение заготовки и т.д. Вращательное перемещение трёх копиров и заготовки, а также поступательное четвёртого копира можно использовать, например, для обработки крыльчатки. Станок для обработки фасонных поверхностей крыльчатки по четырём копирам изображён на рисунке.
В копировально-фрезерном станке, работающем по четырём копирам, по направляющим станины 19 перемещаются салазки 18 с закреплённым копиром 20. В поперечном направлении по салазкам 18 перемещается бабка 17 со встроенным в неё приводом для шпинделя с фрезой 15. В кронштейне 14 установлены три копировальные устройства 11, 12, 13. На стол 3, находящийся на цапфах 16, установлены копиры 4, 5,6 и обрабатываемая деталь 7. Верхняя цапфа стола 3 представляет шток 2 гидроцилиндра 1. Под воздействием копира 6 копировальное устройство 13 управляет вертикальным перемещением стола 3. Копировальное устройство 11 через копир 4 сообщает вращательное перемещение детали 7. Поперечное перемещение бабки 17 обеспечивает копир 5 через копировальное устройство 12. Зубчатое колесо 22, закреплённое на оси рычага 10, находится в зацеплении со штоком золотника гидроцилиндра. Передний конец золотника является копировальным пальцем 21, контактирующим с копиром 20. Шток 9 поршня 8 соединён с рычагом 10. При перемещении салазок 18 копир 20 воздействует на палец 21, который через шток 9 гидроцилиндра обеспечивает поворот рычага 10 и одновременно стола 3 с заготовкой 7.
Фрезерование боковых поверхностей лопаток объёмной кривизны, например, лопаток у крыльчаток, роторов и других деталей, может выполняться на станках, работающих в системе шести координат. При обработке таких поверхностей необходимо иметь перемещения: три поступательных вдоль осей III, IV, V системы прямоугольных координат и три вращательных I, II, VI относительно тех же осей координат. Для обработки крыльчатки наиболее удобна схема, в которой вращательные движения I и II выполняются самой крыльчаткой, VI — фрезой, а поступательные III, IV, V — крыльчаткой и фрезой.
Для фрезерования элементов лопаток применяются высокопроизводительные многошпиндельные специализированные станки. Фрезерование профиля спинки и корыта пера лопатки компрессора узкими поперечными строками производится на специальных восьми и четырёхшпиндельных копировально-фрезерных станках-полуавтоматах типа 8КФЛ и 4КФЛ. Одновременное фрезерование спинки и корыта может выполняться на специализированных станках типа КФП-3 и КА-65. Для изготовления лопаток с хвостовиком, расположенным под углом к оси пера, применяются специализированные станки. Для обработки лопаток применяются копировально-фрезерные станки с ЧПУ моделей ГФ 2554, ГФ 2005 и др. Оснащение станков с ЧПУ широкой номенклатурой инструментов значительно расширяет их технологические возможности и позволяет выполнять обработку большой номенклатуры деталей двигателей со сложными поверхностями.
Вам также могут быть интересны статьи:
Электрохимическая обработка фасонных поверхностей Базирование лопаток турбин. Обработка базовых поверхностей Заготовки турбинных лопаток Технология обработки поверхностей рабочей части и переходных поверхностей лопаток турбин Криогенная обработка (обработка глубоким холодом) Технология обработки поверхностей хвостовой части турбинных лопаток
(Пока оценок нет)
Загрузка...