Станок для шлифования турбинных лопаток

 

939

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 1$.06.73 (21) 1934012/08 fy. (Я

В 17/02

В 19/14 с присоединением заявки №вЂ”

Гаеударатвениый иеиитет ссср пе делам иэеаретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 16.03. 79.Бюллетень №10

62 1.922, 088.8) дата. опубликования описания 20.03.7 (72) Автор изобретении

В. И. Кальченко (Ц) Заявитель

Опытно-конструкторское бюро шлифовальных станков (54) СТАНОК ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК

Изобретение относится к области механической обработки профильных деталей и наиболее успешно может быть использовано при созцании оборуцования для шлифования и полирования внутреннего профиля крупногабаритных турбинных лопаток.

Известен станок (lj цля шлифования пера турбинной лопатки широкой абразивной лентой, в котором применен ряд узких прижймных бочкообразнйх роликов, установленных на взаимодействующих с копиром рычагах. Лопатка и копир установлены в держателях, связанных с приводом качаний.

В процессе обработки осуществляется синхронное качание лопатки и копира, при этом взаимоцействуюшие с копиром рыча- 15 ги взаимодействуют на прижимные ролики, обеспечивая плотное прилегание ленты к лопатке при обработке, Однако вследствие относительно большого прогиба крупногабаритных турбинных лопаток разница в ве= 2" лиЧиие перемещения отцельных прижимных роликов является настолько значительной, что в абразивной ленте возникают большие поперечные напряжения, вызывающие ее разрыв.

Наиболее близким к предлагаемому является станок 2)цля шлифования пера турбинных лопаток широкой абразивной лентой по копиру, содержащий установле п уй на вертикальных направляющих станины каретку с приводом движения ленты и горизонтально расположенным прижимным элементом, стол с установленной на нем с возможностью разворота в вертикальной плоскости, проходящей вдоль оси прижимного элемента, люлькой с держателем обрабатываемой лопатки, соединенным с приводом задающего цвижения, а также механизм разворота люльки в вертикальной плоскости, включающий привод, связанный со следящей системой, взаимоцействуюшей с копиром, Благодаря такому исполнению обеспечивается цополнительный разворот лопатки в положение, при котором продольная образующая пера лопатки примыкает к образующей нажимного элемента, занимая

651939

Bpll этом горизонтальное положение, вслед- ствие чего улучшаются условия работы абразивной ленты. Однако этот станок обеспечивает возможность высокопроизводительной обработки только лопаток, имею- 5 ших прямолинейные продольные образующиo

Предложенный станок отличается or известных тем, что прижимной элемент в нем выполнен в виде системы установлен- 39 ных на самостоятельных осях нажимных роликов, крайние из которых жестко закреплены на каретке с помощью сферичес. ких опор, а внутренние закреплены на установленных в каретке с возможностью М поворота в вертикальной плоскости рычагах, взаимодействующих с копиром, при этом копир закреплен в люльке на держателе, установленном параллельно дер-: жателю лопатки и соединенном с держате- лем лопатки,жесткой кинематической связью. Зто обеспечивает повышение производительности и качества обработки лопаток с непрямолинейными продольными образующими.

Прижимной элемент станка может быть снабжен интерполирующими роликами, установленными на сферических опорах меж-, ду нажимными роликами ОсН крайних . .@ роликов прижимного элемента могут быть выполнены полыми, при этом: оси внутренних нажимных роликов жестко связаны с рычи ами через полости осей краиних роликов. Ролики прижимного элемента мо- З гут быть выполнены сду,гообразной образуюшей или цилийдрическими, а также иметь эластичное покрытие. Привод задающего движения может быть выполнен в виде взаимосвязанных между собой меха-,щ низмов качательных движений держателей . лопатки и копира относительно вертикальной и горизонтальной осей.

На фиг. 1 показан предлагаемый станок, общий вид на фиг. 2 — вид А на

45 фиг. 1; на фиг. 3 представлена кинематическвя схема копирных роликов и прижим ног о элемента с ролнкамн, имеющими дугообразные образующие; на фиг, 4 — киЯ нематическая схема копирных роликов и прижимного элемента с цилиндрическими роликами; на фиг. 5 изображен прижимной элемент, продольный разрез; на фиг. 6 показано расположение копирных роликов

Я при обработке, на фиг. 7 показана часть прижимного элемента с цилиндрическими роликами в разрезе„на фиг. 8 представлен прижимной элемент, виц сбоку„на фиг. 9 изображены цилиндрические. ролики с эластичным покрытием.

Станок соцержит три врашаюшихся барабана 1, 2, 3 (см. фиг. 2) и гибкий прижимной врицаюшийся элемент 4, на которьге натянута широкая бесконечная абразивная лента 5. Барабан 1 является ведущим, барабаны 2 и 3 натягивают ленту симметрично в противоположные стороны. Кроме того, барабан 3 служит для управления устойчивым положением абразивной ленты.

Обрабатываемая турбинная лопатка 6 и копир 7 крепятся соответственно на держателях 8 и 9. В зависимости or длины лопатки и характера кривизны корыта копиру и лопатке задают качательные или прямолинейные цвижения, причем движения копира и лопатки синхронизированы.

Держатели 8 и 9 могут синхронно качаться относительно осей 10 и 11 (см. фиг. 1) с помощью цилиндра 12 и тяги

13, а также перемещаться в плоскости, параллельной плоскости люльки 14, относительно осей 15 и 16 с помощью цилиндра 17 и тяги 18. Люлька может качаться в вертикальной плоскости относительно оси 19 с помощью цилиндра 20. Стол

21 имеет поступательное перемещение в горизонтальной плоскости.

Каретка 22 с помощью цилиндра 23 вместе с системой рычагов 24 (см. фиг.

1, 5, 7 и 8), системой копирных роликов

25 н следяших копирных роликов 26 и

27 и прижимным элементом 4 может перемешаться в вертикальной плоскости.

При подходе крайнего правого следящего копирного ролика 26 к копиру 7 включаются следяшие золотники 28 и 29 (см. фиг.

1), закрепленные на каретке 22. На следящий золотник 28 воздействует вертикальное перемещение следящего копирного ролика 27. При включении следяшего золотника 28 осуществляется поворотное движение люльки 14 вместе с копиром 7 и лопаткой 6 вокруг оси 19, до тех пор, пока копир, воздействуя на следящий копирный ролик 27, не обеспечит расположение оси ролика 27 соосно с осью следящего копирного ролика 26. При этом их общая ось должна быть горизонтальной. Зто достигается тем, что соответствующие кромки золотников 28 и 29 настраиваются относительно горизонтальной плоскости каретки 22 на одинаковую величину. характер задающего движения лопатки зависит от изменения радиуса кривизны

651939 поперечных сечений обрабатываемого уча-. стка корыта. Используемый в станке механизм сообщает копиру и лопатке качательное или поступательное движение или одновременно оба движения, что цает воз- s можность получить суммарное задающее движение по траектории, обеспечивающей о получение углов давления менее 30-35 .

Кроме того, механизм задающего движения обеспечивает плавное изменение ско- 16 рости перемещения пятна контакта прижимного элемента вдоль поперечных обра-! зующих поверхности корыта. При этом максимальное изменение этой скорости не превышает ЗОЬ, что обеспечивает дос- И таточное постоянство режима обработки и высокую производительность. . Шлифование крупногабаритных лопаток осуществляется за несколько установок.

При этом для обеспечения оптимального задающего движения при обработке участ» ка, противоположного замку лопатки, осуществляется поворотное перемещение копира 7 и лопатки 6 в плоскости люльки

14 относительно осей 15 и 16. При этом

25 обеспечиваются малые углы давления.

При шлифовании срецнего участка лопатки и участка прилежащего к замку, задающее движение состоит из качатель ного вокруг осей 10 и 11 и поворотного в плоскости люльки. Эти движения ocymeствляются последовательно. В переходной зоне эти движения суммируются таким образом, чтобы получить постоянную суммарную скорость пятна контакта прижимного элемента относительно поперечных образующих корыта.

Находящиеся в контакте с внутренней поверхностью копира (эталонной лопатки)

7 следящие бочкообразные копирные ролики 26 и 27 являются копией крайних роликов 30 и 31 (см. фиг. 1, 3 и 5) прижимного элемента 4. Оси этих роликов крепятся к пнноли 32 (см. фиг. 2) каретки 22. Диаметр следящих копирных роликов 26 и 27 (см. фнг. 1) больше диаметра роликов 30 и 31 на две толщины абразивной ленты. Вертикальное перемещение ролика 26 в связи с обкаткой эталонной лопатки 7 обеспечивает через следящий золотник 29 н цилинцр 23 синхронное вертикальное перемещение каретки 22 и роликов 30 и 31. В процессе обкатки роликами 26 и 27 поверхнос- > ти корыта копира 7 слецяший золотник

28 через цилиндр 20 поворачивает люльку 14 вместе с копиром 7 и изцелием

6 таким образом, чтобы поццерживать соосность крайних следящих копирных роликов 26 и 27. Это обеспечивает контакт двух крайних роликов 31 и 30 вращающегося прижимного элемента через абразивную ленту с обрабатываемой деталью.

Между роликами 26 и 27, управляющими следящими золотниками, располагаются копирные ролики 25 бочкообразной формы, которые прижимаются к копиру 7. Через рычажную систему 24, состоящую из двух пар спаренных рычагов, синхронно передается

t движение соответствующем бочкообразным роликам 33 (см. фиг. 1, 3 и 5). Ролики

33 являются срецней частью прижимного элемента и воздействуют через ленту на изцелие. Соединение роликов 33 с системой рычагов 24 осуществляется через отверстия в осях крайних роликов 30 и 31.,:

Это дает возможность получить непрерывную образующую гибкого вращающегося прижимного элемента. Промежуточные (интерполирующие) ролики 34 с помощью шарниров крепятся к роликам 30, 33 и

31. Взаимосвязанная работа копирных роликов и роликов гибкого вращающегося прижимного элемента осуществляется от гидроцилиндра 35 (см. фиг. 1).

Обработка детали осуществляется следующим образом.

Вначале, перед установкой каретки 22 в рабочее положение, с помощью маховика 36 (см. фиг. 2) через рецуктор 37 отводится на величину припуска гибкий вращающийся прижимной элемент 4 (ро-, лики 30, 31, 33 и 34), который крепится r подвижной пиноли 32 каретки. Для перемещения гибкого вращающегося элемента относительно каретки в вертикальной плоскости рычажная система 24, соединяющая копирные ролики 25 и гибкий вращающийся прижимной элемент, оснащена шарнирными соединениями 38. После подвода каретки до соприкосновения копирных роликов с копиром 7 и включения задающего движения копира и лопатки 6 с помощью маховика 36 гибкий прижимной элемент подводится до касания с лопаткой. Затем включается перемещение стола 21 в продольном направлении.

Скорость поперечного задающего движения лопатки и продольной подачи стола рассчитаны таким образом, чтобы получить обработанную поверхность корыта в пределах требуемой высоты микронеровностей.

Величина продольного перемещения стола вместе с лопаткой равна расстоянию между вершинами соседних бочкообразных роликов гибкого вращающегося лрижимного элемента. Расстояние это является постоянным и равно Q (см. фиг. 3, 4 и

5). Величина д выбирается иэ условия исключения подреза продольной образующей корыта роликами радиуса t" при перемещении роликов вдоль продольной образующей и находится в пределах 0,30,8 мм. В колюще перемещения стопа на . выИ@ф раСстоя йя между ролйками осуществляется подача врезания и реверс IO стола, »- д. до окончания съема припускав

При шлифовании крупногабаритных лойаток,обработка ведется эа несколько уста-, новок по длине с обработкой до упора с М целью. исключения следов переходов на поверхности. 8 случае необходимости в ккще обработки осуществляется зачистной проход, т. е, обработка лопатки на всю длину без отвода ленты, с целью исклю- 26 чения переходов при шлифовании и несколько установок. ,Оля обработки лопаток с лийеййой интерполяцией между сечениями применяется более производительный гибкий вращаю-. щийся прижимной элемент. Он имеет цилин-, дрические ролики 39-42 (см. фиг. 4).

Гидрокопировальная система и рычажная система станка остаются неизменными.

При обработке лопаток с линейной интер« поляцией между сечениями образующая гибкого вращающегося прижимного элемента представляет собой ломаную линию.

Причем координаты изгибов соответству- ют координатам сечений лопатки. Между сечениями осуществляется прямолинейная интерполяция. Обработка таких лопаток является высокопроизводительной, так как обработка поверхности корыта ведется сразу по всей длине продольной обра4Q зуюшей.без осевых смещений лопатки.

С целью повышения производительности обработки при шлифовании крупногабаритных лопаток гидравлическая следящая система осуществляет грубое слеже45 нпе с большими скоростями. Точные формообразующие щзижения выполняет механическая копировальная система 24, упра.вляющая внутренними роликами гибкого прижимного элемента. При этом гидрав. лическая следящая система позволяет уменьшить нагрузки на механическую копировальную систему, что дает возможность повысить точность обработки.

Станок обеспечивает также возможность полирования корыта пера турбинной лопатки. Для этого вместо описанного свободно вращающегося гибкого прижимного элемента используется гибкий элемент такой же конструкции только с мягким покрытием 43 (см„фиг. 9).

Описанные конструктивные особенности станка обеспечивают возможность механизированной высокопроизводительной обработки крупногабаритных лопаток турбин с высоким качеством поверхности.

Формула изобретения, 1, Станок для шлифования турбинных лопаток широкой абразивной лентой по копйру, содержащий установленную на вер тикальных направляющих станины каретку с приводом движения ленты и горизон-, тально расположенным прижимным элементом, стол с установленной на нем с возможиост ю разворота,в вертикальной плоскости, проходящей вдоль оси прижимного элемента, люлькой с держателем обрабатываемой лопатки, соединенным с приводом задающего движенйя, а также мехенйэм разворота люльки в вертикальнои плоскости, включающий привод, связанный со следящей системой, вэаймодействующей с копиром, о т л и ч а ю щ и И с я тем, что, с целью повышения производительности и качества обработки, прижимнОЙ элемент, выцолней В Виде системи установленных на самостоятельных осях иажимных - роликов, крайние из которых жестко закреплены на каретке с помощью сферических Ыор, а внутренние закреплены на установленных в каретке с воэможностью поворота в вертикальной плоскости рычагах, взаимодействующих с копиром, при этом копир закреплен в люль : ке на держателе, установленном параллельно держателю лопатки и соединенном с держателем лопатки жесткой кинематической связью.

2. Станок по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что прижимной элемент снабжен интерполирующими роликами, установленными на сферических опорах между нажимными роликами.

3. Станок по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что оси крайних роликов прижимного элемента выполнены полыми, а оси внутренних нажимных роликов жестко связаны с рычагами через полости осей крайних роликов.

4. Станок по пп. 1, 2 и 3, о т л и« ч а ю шийся тем, что ролики прижимного элемента выполнены с дугообразной образующей.

9 651939 10

8. Станок по пп. 1, 2 н 3, о т л и- ных цвнжений цержателей лопатки н коч а ю шийся тем, что ролики прижим- пира относительно вертикальной ч гориного элемента выполнены цилинцрически» зонтальной осей. ми, 6. Станок по пп. 1, 2 и 3, о т л и- у Источники информации, принятые во ч а ю шийся тем, что, ролики при- внимание при экспертизе жимного элемента выполнены с эластич- 1. Авторское свицетельство СССР ным покрытием. % 147940, кл. В 24 В 19/14,:

7. Станокпоп. 1, о тличаю- 16.06.6 1. шийся тем, что привоц,зацаzeцего t6 2. Авторское свицетельство СССР цвижения выполнен в вице взаимосвязан- l4 121675, «л. В 24 В 19/14, ных между собой механизмов качатеиь- 07..09.68.

Составитель H. Тихомиров

Редактор Т. Юрчикова: Техред И. Асталош Корректор С. Патрушева

Заказ 928712 краж 1011 Подписное

GHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113038, Москва, Ж-36, Раушская наб., и. 4/5.

Филиал ЛПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4