Способ шлифования пера лопаток и копировальный станок

 

1. Способ шлифования пера лопагок , при котором лопатке сообщают планетарное движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой/ а лопатку располагают ее продольной осью наклонно к плоскости обкатки, отличающийся тем, что, с целью повьашения стойкости шлифовальной ленты, точности обработки и расширения технологических возможностей , лопаткув процессе ее планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно точки, лежаще на продольной оси лопатки-и делящей эту ось.пополам, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных к плоскости обкатки, изменяя при этом угол наклона продоль-, .ной оси лопатки к плоскости обкатки та- lC:.--.-. -.,оц Ivl -г.-;...-:,-:., г , --; КИМ образом,чтобы в крайних положениях движения обкатки соответствующая входная или выходная кромка пера располагалась перпендикулярно к плоскости обкатки. 2. Копировальный станок, содержащий станину с установленным на ней с возможностью вращения шпинделем, на котором расположено приспособле-ние с обрабатываемой лопаткой, кинематически связанное с двумя следящими роликами, взаимодействующими с двумя копирами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности обработки, приспособление выполнено в виде плиты, установленной с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной к плосО ) кости обкатки,на вилке,расположеннойс возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки и плоскости поворота плиты, на & с введенном в.станок кронштейне, закрепленном на шпинделе, а на плите и вилке установлены с возможнрс;гъю взаимодействия с закрепленными на станине копирами, следящие ролики, причем ось вращения ролика плиты совмещена с осью поворота вилки, пеСО Is5 ресекающей продольную ось лопатки в точке, делящей, ее пополам, а ось вращения ролика вилки совмещена с to осью поворота плиты, пересекающей продольную ось лопатки в той же точСД «е.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

УБВ В 24 В 19/14 госудюственный номитет сссР

ПО ДЕ М ИЭОБРЕТЕН Й И ОТНРЫТИ (21) 33584б1/25-08 (22) 27.11.81 (46) 23.04.83. Бюл. Р 15 (72) М. М.. Куковякин, В. M. Мигунов, Л. И. Танцюра и Л. Т. Масюк (53) 621.924.24(088.8) (56) 1. Шальнов В. A. Шлифование и палирование лопаток газотурбинных двигателей. М., 1958, с. 152-153, 184-185. (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТОК

И КОПИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК.

{57) 1. Способ шлифования пера лопаток, при котором лопатке сообщают планетарное движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой, а лопатку располагают ее продольной осью наклонно к плоскости обкатки, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости шлифовальной ленты, точности обработки и расширения технологических возможностей,лопатку в процессе ее планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно точки, лежаще ) на продольной оси лопатки-и делящей зту ось пополам, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных к плоскости обкатки, изменяя при этом угол наклона продоль . ,ной оси лопатки к плоскости обкатки та,„я()„„1013225 А г ким образом, чтобы в крайних положениях движения обкатки соответствующая входная или выходная кромка пера располагалась перпендикулярно к плоскости обкатки, 2, Копировальный станок, содержащий станину с установленным на ней с воэможностью вращения шпинделем, на котором расположено приспособле-. ние с обрабатываемой лопаткой, кинематически связанное с двумя следящими роликами, взаимодействующими с двумя копирами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности обработки, приспособление выполнено в виде плиты, установленной с возможностью поворота в плос- @ кости перпендикулярной к плоскости обкатки, на вилке, расположенной с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки и плоскости поворота плиты, на введенном в станок кронштейне, за- Я

Ъ Ф крепленном на шпинделе, а на плите и вилке установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на станине копирами, следящие ролики, причем ось вращения ролика плиты совмещена с осью поворота вилки, пересекающей продольную ось лопатки в точке, делящей ее пополам, а ось вращения ролика вилки совмещена с осью поворота плиты, пересекающей продольную ось лопатки в той же точ -ке.

1013225

Известен способ шлифования пера лопаток, при котором лопатке сообщают планетарное движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой, а лопатку располагают ее продольной осью наклонно к плоскости обкатки 1 7.

Недостаток известного способа состоит в том, что при обработке лопаток с большой, степенью закрутки на небольшой длине и при значительной парусности, рабочая поверхность. копира в проекции на горизонтальную плоскость получается парусной, в ре- !5 зультате чего шлифовальная лента на входе и выходе копира располагается под разными углами к плоскости обкатки, что ведет к недостаточной устойчивости ленты, а следовательно, к 20 снижению ее стойкости и качеСтва обработки и к сужению технологических возможностей способа.

Известен копировальный станок для шлифования профиля пера лопаток, 25 который содержит станину с установленным на ней с воэможностью вращения шпинделем, на котором расположено приспособление с обрабатываемой лопаткой 1 g, Недостатком известного станка является невысокая точность обработки и недостаточные технологические возможности, Цель изобретения — повышение стойкости шлифовальной ленты, точность обработки и расширение технологических возможностей при обработке иэделий типа лопаток газотурбинных двигателей.

Поставленная цель достигается тем 40 что согласно способу обработки лопат ки путем сообщения ей планетарного движения обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира и расположения про- 45 дольной оси лопатки наклонно к плоскости обкатки, лопатку в процессе ее планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно точки, лежащей на продольной оси лопатки и делящей эту ось пополам, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях обкатки, изменяя при этом угол наклона продольной оси лопатки к плоскости обкатки таким образом, чтобы в крайних положениях движения обкатки соответствующая входная или выходная кромка пера располагалась перпендикулярно к плоскости обкатки, а в капировальном станке для осуществления способа, содержащем станину с установленным на ней с возможностью вращения шпинделем, на котором располох:ено приспособление с обрабатываемой лопаткой, кинематически связанное с двумя следящими роликами,, 65 взаимодействующими с двумя копира.ми, это приспособление выполнено в виде плиты, установленной с воэможностью поворота в плоскости, перпендикулярно к плоскости обкатки, на вилке,, расположенной с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки и плоскости поворота плиты, на кронштейне, закрепленном на шпинделе, а на плите и вилке установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на станине копирами следящие ролики, причем ось вращения ролика плиты совмещена с осью поворота вилки, пересекающей продольную ось ло-. патки в точке, делящей ее пополам, а ocb вращения ролика вилки совмещена с осью поворота плиты, пересекающей продольную ось лопатки в той же точке, На фиг. 1 показано движение лопатки в плоскости обкатки, на фиг. 2 сечение.Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 станок, вид спереди; на фиг. 4 и 5 сечения В-В и Г-l. на фиг. 3.

Обрабатываемой лопатке 1 (фиг. 1), установленной посредством держателя

2 на шпинделе 3 с осью вращения О сообщают формообразующее движение обкатки относительно рабочей поверхности контактного копира 4 огибаФ о емого движущейся с рабочей скоростью

V шлифовальной лентой 5. Движение обкатки лопатки создают за счет того, что шпиндель 3 устанавливают в качающейся вокруг оси О„ люльке б, а поворот вокруг собственной оси О шпинделю сообщают от жестко закрепленной на его конце сателлитной шестерни 7, взаимодействующей с неподвижным зубчатым сектором 8, геометрический центр которого совмещают с осью 01 качания люльки б, причем шестерни 7 и зубчатый сектор 8 находят"я во внутреннем зацеплении, Качание люльки вокруг оси О! осуществляют, например, от кривошипношатунного механизма (не показан).

В процессе шлифования контактный копир 5 подают на врезание в направлении по стрелке S

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что лопатку 1 в процессе формообраэующего планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно лежащей на продольной оси Z точки С, которая делит обрабатываемый. участок пера длиной L на два участка, равных по длине L)2 (фиг. 2), причем положение точки С постоянно относительно шпинделя в любом положении обкатки, а в процессе формообразующего перемещения лопатки указанная точка перемещается в плоскости T параллельной плоскости обкатки, 1013225

Поворот оси лопатки относительно ,точки С осуществляют за счет ее по„ворота в двух взаимно перпендикуляр ных плоскостях, перпендикулярных плоскости обкатки, в плоскости, про,ходящей через точки О и С, и в пер- 5 пендикулярной к ней плоскости,.про ходящей через точку С (фиг. 1)При этом в процессе обкатки угол . наклона оси Z лопатки 1 к плоскости t0 обката изменяют таким образом, чтобы в каждом крайнем положении формообразующего движения обкатки соответствуюцая (входная Я или выходная И) кромка пера располагалась перпенди;кулярно к плоскости обкатки.

В нейтральном положении обкатки продольйую ось Z лопатки располагают, например, перпендикулярно к плоскости обкатки или под некоторым углом, т.е. любым известным способом, обеспечивающим. минимальную разновысотность рабочей поверхности контактного копира 4 в проекции на плоскость П.

При качании люльки б в .направлении.против часовой стрелки, по мере приближения ее к крайнему положению за счет поворота оси 2 крайние 30 точки кромки A лопатки 1 сближаются в проекции на плоскость обкатки, т.е. наклон кромки Д к плоскости обкатки уменьшается, а при достижении крайнего положения крайние точ- 35 .ки указанной кромки в проекции на плоскость обкатки совмещаются, т.е. кромка А располагается перпендикуляр. но к плоскости обкатки. и в момент реверса - формообраэуюце-... 40 го перемещения обкатки все ее точки от копира открываются одновременно. Кромка Ц при этом располагается наклонно к плоскости обкатки. . Указанное положение лопатки 1 показа 45 но на фиг. 3 основной линией.

После изменения направления формообразующего перемещения лопатки 1 „ когда направление качания люльки б изменилось на противоположное по часовой стрелке, ось Z пбворачнвают в обратном направлении, в результате чего крайние точки кромки 6 лопатки сближаются в проекции на плоскость обкатки, т.e. наклон укаэанной кромки к плоскости обкатки 55 уменьшается. При достижении люлькой 6 крайнего положения (на фиг. 1 показано тонкими линиями)., нри котором ось вращения шпинделя 3 вани" мает положение 0, продольная ось ! лопатки - Z а точка ее поворотач

С, выходная кромка лопатки занимает г; ложение 8 и располагается перпендикулярно к плоскости обкатки

В момент реверса отрыв всех точек

4 выходной кромки, как и входной, от шлифовальной ленты 5, огибающей рабочую поверхность контактного копира 4, осуществляется одновременно.

При обработке пера лопаток предлагаемым способом профили рабочей поверхности копира в плоскостях, параллельных плоскости обкатки, приводятся к профилю в плоскости Т (фиг. 2), в результате чего закрутка и кривизна рабочей поверхности копира значительно уменьшаются, что облегчает его подгонку, повышает устойчивость ленты при ее перемещении по копиру, а значит ее стой кость и точность обработки. Кроме этого, то, что в крайнйх положениях кромки лопатки располагаются перпендикулярно к плоскости обкатки, позволяет практически ликвидировать направляющие участки копира на входе и выходе шлифовальной ленты, а следовательно, ширину копира уменьшить до минимума и сделать ее постоянной, равной величине Ш, что также значительно уменьшает трудоемкость подгонки копира.

В результате того, что ветви шлифовальной ленты на входе и выходе располагаются перпендикулярно к плоскости обкатки, значительно облегчается настройка станка.

B станке обрабатываемая лопатка

;1 (фиг. 3) закреплена в держателе 2, установленном на шпинделе 3 (фиг. 4) механизма обката, который п) едиазна. чен для сообщения лопатке 1 формообразующего движения относительно рабочей поверхности контактного копира 4, огибаемого движущейся шлифовальной лентой 5.

На шпинделе 3, установленном с воэможностью вращения в люльке 6 механизма обката, закреплена сателлитная шестерня 7, которая находится во внутреннем зацеплении с зубчатым сектором 8, неподвижно установленным на станине 9.

Люлька 6 механизма обката устЕйов лена с возможностью поворота на ва лу 10 (геометрическая ось О ) один конец которого закреплен на внутренней вертикальной перегородке станины 9, а второй — на кронштейне 11, неподвижно установленном на задней стенке станины, при этом геометрические оси неподвижного зубчатого сектора 8 и вала 10 совмецены.

Качание люльки 6 на валу 10 осуществлено шарнирно соединенной с люлькой 6 с помоцью оси 12 тягой 13, второй конец которой шарнирно соединен с кривошипом 14, закрепленным на выходном валу неподвижно установленного на станине редкутора15„ приводимого во вращение эакреплен1013225, ным на нем электродвигателем 16 (фиг. 3).

Огибаемый шлифовальной лентой 5 контактный копир 4 неподвижно установлен на пиноли 17 механизма 18 подачи, который закреплен на станине 9.

Помимо контактного копира 4 шлифо.вальная лента 5 огибает направляющие ролики 19 и 20 и приводной шкив 21, являющийся одновременно и натяжным, который установлен на коромысле 22, имеющем возможнссть „поворачиватьая На оси 23. На другом конце коромысла 22 закреплен электродвигатель 24, вал которого гибкой передачей 25 соединен с валом шкива 21, и груз 26, величиной icoторого задают требуемое натяжение ленты 5. Оси направляющих роликов

19 и 20 установлены на станине 9 ., Ось 23 коромысла 22 установлена на кронштейне 27, который также закреп.-. лен на.станине 9.

Поворот коромысла 22 на оси 23 для смены. ленты осуществляют штоком

,.силового цилиндра 28, закрепленного на станине станка.

Держатель 2, несущий лопатку 1, закреплен на плите 29, которая с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки, посредством вала 30 (геометрическая ось О } установлена на вилке 31.

Вилка с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости поворота плиты 29, посредством закрепленных на ней валиков 32 (геометрическая ось 03) установлена на кронштейне 33, который закреплен на шпинделе 3 механизма обката. Оси

02 и О поворота плиты 29 и вилки

31 расположены таким образом, что то .ка их пересечения совмещена с точкой С (фиг. 5), лежащей на продольной оси Z лопатки 1 и делящей обрабатываемый участок пера длиной на два участка, равных по длине

L/2„

H=» валу 30 (фиг. 3) с возможностью вращения вокруг его оси О>, а также с возможностью взаимодействия с копиром 34 поворота вилки

31, установлен следящий ролик 35.

Копир 34 посредством кронштейна 36 закреплен на станине 9. Поджим сле,дящего ролика 35 к кониру 34 осуществлен пружинами 37, установленными с двух сторон вилки 31 между валами

32 и кронштейном 33 и закрытыми крыш ками 38.

На кронштейне 39 плиты 29 с возможностью вращения вокруг оси 03, 1а также с возможностью взаимодействия с копиром 40, установлен следящий ролик 41. Копир 40 посредст t0 вом кронштейна 42 закреплен на станине 9. Поджим следящего рсд ика 41 к копиру 40 осуществлен пружиной

43, установленной между плитой 29 и валом 30, и крышкой 44.

)5 Станок работает следующим образом.

От электродвигателя 16 через редуктор 15, кривошип 14, тягу 13 и ось 12 производится качание люльки

6 вокруг оси О нала 10. При этом шестерня 7 перекатывается по зубчатому венцу сектора 8, в результате чего шпиндель 3 вращается вокруг своей оси 0,,сообщая при этом че25 рез кронштейн 33 в у 31 с р иком 35 и плиту 29 с роликом 41 обрабатываемой лопатке 1 формообразующее перемещение обкатки. В процессе этого перемещения следящий ролик 35, взаимодействуя с копиЗО роМ 34, поворачивает вилку 31, плиту 29 и приспособление 2 с лопаткой

1 вокруг оси О, а следящий ролик 41, взаимодействуя с копиром 40, поворачивает плиту 29, приспособление 2

З5 и лопатку 1 вокруг оси О, сообщая тем самым лопатке дополнительное формообразующее движение,-причем поворот лопатки 1 осуществляется относительно лежащей на ее продоль- ной оси Z точки С (фиг. 5) . Положение точки С относительно шпинделя 3 в любом положении обкатки постоянно.

Дополнительный поворот лопатки 1 относительно точки С позволяет в крайних положениях обкатки соответствующую кромку (входную или выходную) пера располагать перпендикулярно к плоскости обкатки.

Вращающаяся от электродвигателя 24 шлифовальная лента 5 вместе с сгибаемым ею контактным копиром 4 с по,. мощью пиноли 17 механизма подачи 18

1 подается на врезание в направлении по стрелке 5

101 32 25

1013225

1013225

ВНИИПИ Заказ 289 / Тираж 793 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4