ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

В ОАО «НПО» Сатурн» разработан способ обработки лопаток моноколеса, который осуществляется концевыми фрезами на станках с числовым программным управлением, позволяющий повысить точность изготовления лопаток моноколёс ГТД за счет назначения схемы снятия припуска, которая обеспечивает сохранение равновесного состояния заготовки в пределах задаваемой величины деформации каждого межлопаточного пространства моноколеса.

Сначала ведут черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, а затем - чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по его высоте. Оба вида обработки выполняют за один установ.

Новым в предлагаемом способе является то, что обработку ведут строками с глубиной строки большей, чем толщина деформированного от предыдущей обработки слоя заготовки. При этом для каждой строки задают величину деформации обрабатываемой поверхности моноколеса В _ЗАД и соблюдают условие

В _ЗАД > В_i,

где В_i-величина деформации обработанной поверхности после обработкиi-той строки.

При чистовой и чистовой обработке съём металла ведут поочерёдно в диаметрально противоположных частях колеса.

где В,dВ_i- соответственно ширина паза и величина деформации обработанной поверхности;

s_i-1,d_i-1- соответственно величина остаточных напряжений и толщина деформированного слоя заготовки моноколеса передi-той строкой;

t _i- глубина фрезерования при выполненииi-той строки;

h- высота заготовки моноколеса;

Е - модуль упругости материала заготовки.

Величину деформации обработанной поверхности при чистовой обработке определяют по формуле:

гдеs_t,d_t- величина остаточных напряжений и толщина деформированного слоя по дну межлопаточного пространства заготовки;

В_i-1,t- ширина и глубина (высота) обработанной поверхности передi-той строкой;

b _i- глубина фрезерования профиля пера.

Способ осуществляется следующим образом:

Заготовку 1, например крыльчатку вентилятора ГТД, выполненную в виде кольца (тора) устанавливают на многоцелевом обрабатывающем центре, например пятикоординатном (рис. 1а). Здесь её размещают на столе 2, имеющем возможность поворота вокруг оси О ₁-О ₁ на 360°. Стол 2 установлен на качалке 3, имеющей возможность поворота вокруг оси О ₂-О ₂, например на±110°. Обработку проточной части крыльчатки осуществляют фрезой 4, которая, вращаясь вокруг собственной оси со скоростью резания, имеет возможность перемещений в трех осях:x,y,z.

Суммарный припуск заготовки, равный сумме припусков каждом межлопаточном пространстве, удаляют строками на этапах черновой и чистовой обработки.

На черновом этапе обработка осуществляется за два прохода, представленных на рисунках 2 а, б. При черновой обработке деформацию межлопаточного пространства определяют из выражения

где В,dВi- соответственно ширина паза и величина деформации обработанной поверхности;

s_i-1,d_i-1- соответственно величина остаточных напряжений и толщина деформированного слоя заготовки моноколеса передi-той строкой;

t _i- глубина фрезерования при выполненииi-той строки;

h- высота заготовки моноколеса;

Е - модуль упругости материала заготовки.

гдеs_t,d_t- величина остаточных напряжений и толщина деформированного слоя по дну межлопаточного пространства заготовки;

В_i-1,t- ширина и глубина (высота) обработанной поверхности передi-той строкой;

b _i-глубина фрезерования профиля пера.

Осуществление данной технологии обработки моноколес позволяет обеспечивать одинаковые условия деформирования заготовки при прорезании каждого межлопаточного пространства как при черновой обработке, так и при чистовой. Причем при осуществлении каждого нового цикла по равномерному удалению слоя металла с заготовки она принимает равновесное состояние, характеризующееся уравновешенностью ее внутреннего состояния. В конечном счете, это существенно повышает точность изготовления моноколес, что позволяет на ряде деталей исключить операции отделочной обработки, связанные с размерной обработкой.