Способ шлифования лопаток

 

Использование: шлифование пера лопаток турбомашины. Блок шлифовальных кругов с тороидальным профилем ступени максимального диаметра вводят в контакт с лопаткой. На каждом из переходов лопатки смещают в осевом направлении на высоту ступени. Перо вводят в контакт со ступенью тороидального профиля. 6 ил.

Изобретение относится к области шлифования и может быть использовано на предприятиях, связанных с обработкой турбинных и компрессорных лопаток ГТД и др. силовых установок, в частности к способам врезного глубинного фасонного шлифования деталей типа хвостовиков, полок, пера лопаток турбомашин, преимущественно поверхностей елочного профиля, торцов хвостовика со стороны входной и выходной кромок пера и профиля пера со стороны спинки и корыта. Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения обработки разнопрофильных поверхностей лопаток и повышения качества шлифования На фиг. 1 представлен момент шлифования елочного профиля хвостовика лопатки ГТД, закрепленной на поверхности пера ложементами многоместной кассеты на столе станка в станочном приспособлении; на фиг. 2 - момент шлифования поверхностей торца хвостовика со стороны кромки пера лопатки с преобразованием стабилизирующей зоны СОЖ по профилированной поверхности кассеты; на фиг. 3 - момент шлифования призамковой полки в радиусе перехода хвостовика в перо лопатки, закрепленной за елочный профиль хвостовика и остальную часть пера в ложементах кассеты; на фиг. 4 и 5 - поперечные сечения пера лопатки в момент закрепления ложементами кассеты со стороны спинки и корыта при базировании по кромкам и в момент шлифования профиля пера со стороны корыта с опорой на ложементы кассеты (со стороны спинки); на фиг. 6 - момент шлифования поверхностей профиля пера по строчкам в направлении оси Х и оси Z. Способ осуществляют следующим образом. Берут блок профилированных шлифовальных кругов 1, 2, 3 с елочным и тороидальным профилем ступеней соответственно малого (меньшего) и минимального и максимального диаметров. На каждом из переходов шлифовальной операции обрабатывают разнопрофильные поверхности лопаток: елочный профиль 4 хвостовика со стороны спинки и корыта соответственно; торец 5 хвостовика со стороны входной и выходной кромок; радиус перехода из замка в перо 6; корыто 7 и спинка 8 профиля пера; при базировании по элементам входной и выходной кромок 9, 10 пера в ложементах 11, 12 из брикетной массы эластичных емкостей с элементами 13 подвода хладагента или теплоносителя путем ориентации кромок в клещах элемента 14 механизма фиксирования биссектрисы угла кромок. Наладка 15 для шлифования содержит зажимные элементы кассеты для крепления в гнездах не менее пары лопаток в параллельных рядах и направляющие СОЖ профильные элементы, легкосъемные между переходами операции и примыкающие к необрабатываемым на данном переходе поверхности лопатки с созданием зоны стабилизирующего потока СОЖ под давлением. Первоначально вводят в контакт с профилем 4 хвостовика лопатки ступень блока шлифовальных кругов 1 (фиг. 1) с меньшим диаметром, затем шлифуют торцы 5 хвостовика со стороны входной и выходной кромок 9, 10 тороидальной ступенью максимального диаметра профиля (фиг. 2), а профиль пера со стороны корыта 7 (фиг. 3, 5, 6) и спинки 8 обрабатывают вышеуказанной ступенью тороидального профиля. При переходе к обработке следующей поверхности: от елочного профиля 4 к торцу 5 хвостовика, от торца 5 к радиусу перехода замка в перо 6 и построчной обработки профиля пера со стороны корыта 7 и спинки 8, осуществляют смещение лопаток с кассетой в осевом направлении Z на высоту ступени блока шлифовальных кругов 1, 2, 3 елочного и тороидального профиля (фиг. 1, 2, 3, 6). При осевом смещении лопаток осуществляют перестановку ложементов 11, 12 и элементов направляющих СОЖ профильных планок (фиг. 1, 2, 3) для стабилизирующего потока СОЖ повышенного давления в малых зазорах по контуру зоны контакта профиля ступени блока шлифовальных кругов 1, 2, 3 с наладкой 15 со стороны необрабатываемых на данном переходе поверхностей (4, 5, 6, 7, 8, соответственно показанных на фиг. 1, 2, 3). Процесс шлифования профильных поверхностей (4, 5, 6, 7 и 8) осуществляют следующим образом. Шлифовальную операцию выполняют по переходам односторонней обработки каждой из упомянутых поверхностей (4-8) на паре лопаток, расположенных на параллельных рядах многоместной кассеты. Не подлежащая обработке на данном переходе шлифовальной операции поверхность лопатки контактирует с профильными поверхностями ложементов 11, 12 поворотных втулок гнезд многоместной кассеты наладки 15, а поверхность лопатки, примыкающая к зоне обработки, ступенью блока шлифовальных кругов 1-3 образует жидкостную ванну СОЖ с профильными поверхностями направляющих СОЖ элементов наладки 15 для создания стабилизирующего потока СОЖ повышенного давления и расхода вокруг торцовых и периферийных поверхностей шлифовальных кругов 1-3. Благодаря наличию плоскостей разъема кассета с ложементами 11, 12 и между собой расширяются технологические возможности способа шлифования каждой поверхности (4-8) с одной стороны за одну установку с перезакреплением для обработки с противоположной стороны от единых технологических баз-кромок с помощью шлифовальных кругов, имеющих только две профильные поверхности елочной и тороидальной ступени (1 и 2, 3) соответственно. В зависимости от конкретной конфигурации обрабатываемых поверхностей (4-8) лопатки способ реализуют по нескольким вариантам. Обработка елочного профиля 4 и профиля пера с одной стороны [7(8)], поворот на 180^о и аналогичная обработка поверхностей [4,8(7)] с другой стороны после перезакрепления ложементов 11, 12 и кассет между собой, поворот на угол 45-90^о для обработки торцов 5 хвостовика со стороны кромок 9, 10 одновременно с двух сторон на паре лопаток (не менее). Обработка елочного профиля 4 кругом 1 с одной стороны, поворот на 180^о для обработки противоположной стороны этим же кругом 1, затем перезакрепляют ложементы 11, 12 каждой кассеты и шлифуют поочередно поверхности [7(8)] пера тороидальными ступенями шлифовальных кругов 2, 3 с обработанными поверхностями елочного профиля 4, возможен контакт в элементах крепления зажимного устройства кассеты (фиг. 3), а после поворота на 180^о проводят обработку противоположной поверхности [8(7)] пера указанными тороидальными ступенями кругов 2, 3 (фиг. 3, 5 и 6), по окончании обработки поверхностей (4, 7, 8) осуществляется зажим ложементами 11, 12 обеих поверхностей (7, 8) каждой из пары лопаток путем подвода хладагента по элементам 13 (фиг. 4), и после поворота на требуемый угол 45-90^о шлифуют замковые поверхности торцов 5 хвостовика пары лопаток ступенью кругов 2, 3 с тороидальным профилем (фиг. 2) и с образованием стабилизирующей зоны СОЖ между елочным профилем шлифовального круга 1 и направляющими СОЖ елочного профиля планками наладки 15 путем создания в малых зазорах по контуру (см. штриховые линии на фиг. 2) гидравлической опоры, обеспечивающей гашение осевых и радиальных колебаний блока шлифовальных кругов 1-3. Обработка ступенью круга 1 профиля 4 с одной стороны [7(8)], поворот на 45-90^о со смещением на высоту ступени круга 1 в осевом направлении Z для обработки торцов 5 хвостовика с двух сторон кромок 9, 10, доворот на 135-90^о лопатки вокруг той же оси поворота и обработка ступенью круга 1 противоположной поверхности 4 с другой стороны [8(7)] одновременно на хвостовиках пары лопаток (фиг. 1), после возвратного смещения на высоту ступени круга 1 в направлении оси Z имеем полностью обработанный хвостовик по елочному профилю 4 и по торцам 5, поэтому замковые поверхности могут быть использованы для крепления лопатки при обработке профиля пера со стороны корыта 7 (фиг. 5) с опорой на ложемент 12 необработанной поверхностью спинки 8 одной верхней лопатки и со стороны спинки 8 с опорой на корыто 7 другой нижней лопатки, после перекантовки кассет без изменения положения базирующих опор при переустановке ложементов 11 и 12 осуществляют шлифование корыта 7 на лопатке с обработанной спинкой 8, используемой для подводимой опоры ложементами 12 или 11 на лопатке с обработанным корытом 7 при шлифовании спинки 8, по окончании последней пара лопаток не менее содержит обработанные поверхности (4, 5, 6, 7 и 8) и может передаваться на последующую механическую, термическую или упрочняющую обработку. Каждый из вышеуказанных вариантов реализации способа шлифования может быть наиболее эффектным для конкретных конфигураций и условий. За счет расположения лопаток в параллельных рядах с обеспечением гидроопоры со стороны необрабатываемой на данном переходе поверхности с другими профильными элементами наладки 15 повышается жесткость системы.

Формула изобретения

СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ЛОПАТОК, при котором их устанавливают в параллельных рядах и каждую из поверхностей лопаток последовательно вводят в контакт с соответствующей профильной поверхностью блока шлифовальных кругов, при этом в зоне, примыкающей к необрабатываемой на данном переходе поверхности лопатки, создают стабилизирующий поток СОЖ, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения обработки разнопрофильных поверхностей лопаток и повышения качества шлифования, берут блок шлифовальных кругов с тороидальным профилем ступени максимального диаметра, лопатки на каждом из переходов смещают в осевом направлении на высоту ступени, причем первоначально вводят в контакт с лопаткой ступень блока с меньшим диаметром, а при обработке пера последнее вводят в контакт со ступенью тороидального профиля.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6