Способ шлифования пера лопаток

Способ шлифования пера лопаток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >986740

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.08. 81 (21) 3336701/25-08

1и1м.к . с присоединением заявки Йо

В 24 В 21/16

// В 24 В 19/14

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070183. Бюллетень Йо 1

Дата опубликования описания 07. 01. 83 (531 УДК 621. 924 ° .24(088.8) :Ър

Куковякин, В. M. Мигунов и . В. Вессбйов .. ° (72) Авторы изобретения (71 ) Заявитель (54) СПОСОБ ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАТОК

Изобретение относится к ленточному шлифованию пера лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) и может быть использовано в разных отраслях машиностроения, изготавливающих лопатки.

Известен способ шлифования пера лопаток, при котором обрабатываемой лопатке сообщают формообразующее движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного 1сопира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой, причем лопатку в относительном движении вращают вокруг ее продольной или близкой к ней оси (1 1.

При указанном способе обработки проекции на плоскость обкатки профилей крайних сечений обрабатываемой поверхности пера (корыта или спинки) . лопаток типа вентиляторных расположены несимметрично относительно продольной оси, а точка их пересечения значительно смещена относительно последней. Кроме того, площади видимого и невидимого (вследствие закрутки) участков обрабатываемой поверхности. лопатки в проекции на плоскость обкатки различны, в результате чего. проекции участков видимой .и невидимой рабочих поверхностей контактного копира также расположены несимметрично относительно точки пересечения его крайних образующих, площади их неравны, различны также углы и закрутка на входе и выходе рабочих поверхностей. копира. Вследствие этого силы, действующие на шлифовальную ленту в направлениях, перпендикулярных плоскости обкатки, при ее движении с рабочей скорОстью по копиру находятся в неуравновешенном состоянии, что не позволяет обеспечить устойчивое движение ленты. Это, в свою очередь, значительно снижает ее стойкость, точность и стабильность обработки. Необходимость выполнения на входе и выходе ленты с копира дополнительных участков, уравновешивающих силы, действующие на ленту и смещающие ее с копира, значительно повышает трудоемкость его подгонки, увеличивает его ширину, а следовательно, и металлоемкость.

Известен также способ шлифования

2з пера лопаток, при котором продольную ось лопатки наклоняют к плоскости обкатки таким образом,. чтобы геометрический профиль рабочей поверхности копира приближался к циЗО линдрической форме (2 ).

986740

Однако такую Форму копира (простую для подгонки и благоприятную для устойчивого дзлжения ленты) можно полу-. чить только для лопаток, имеющих малую степень закрутки, малое изменение кривизны профилей сечений и небольшое изменение ширины пера.

Для лопаток, имеющих большую степень закрутки (до 40 ) на небольшой длине (60-.100 мм) и значительную парусность (изменение ширины пера по хорде между крайними сечениями в 1,2-1,5 раза), например, лопаток вентиляторов, наклоном продольной оси невозможно совместить профили всех сечений в проекции на плоскость обкатки, а соответственно нельзя добиться благоприятной формы рабочей поверхности контактного копира, что не позволяет добиться устойчивого движения шлифовальной ленты, а также ограничивает технологические возможности способа, не позволяя обрабатывать такие лопатки.

Цель изобретения - повышение стойкости ленты, точности обработки, снижение трудоемкости подгонки контактного копира, а также расширение технологических воэможностей ленточного шлифования пера лопаток по мето- . ду обкатки. 30

Поставленная цель достигается тем, что продольную ось лопатки наклоняют в.плоскости, параллельной плоскости, проходящей через точки, делящие пополам профили крайних се- 35 чений обрабатываемой поверхности пера, и перпендикулярной к плоскости обкатки, таким образом, чтобы указанные профили пересекались посредине в проекции на плоскость обкатки, 40 а ось вращения лопатки в ее планетарном движении располагают на прямой линии, проходящей через точку пересе.чения проекций профилей крайних сечений и являющейся биссектрисой тупо- 45 го угла, образованного касательными к проекциям профилей крайних сечений в точке их пересечения, причем в нейтральном положении формообразующего планетарного перемещения лопатки указанную прямую линию совмещают с другой прямой, соединяющей ось вращения лопатки в ее планетарном движении с осью ее переносного перемещения.

На Фиг. 1 изображена схема обкат- 55 ки в плоскости формообразующих дВиже -. ний обрабатываемой лопатки; - на фиг.2 показана проекция профилей лопатки на плоскость обкатки при перпендикулярном расположении в указанной йлос- 60 кости продольной оси лопатки; на фиг. 3 представлена проекция профилей лопатки на плоскость обкатки при наклоне к ней продольной оси лопатки согласно, предлагаемому способу и по- 65 ясняется выбор оси ее планетарного движения обкатки.

Обрабатываемую лопатку 1 устанавливают на шпиндель, которому сообщают вращение вокруг оси о в люльке 2.

Люльке сообщают качания вокруг оси 0„.

Вращение шпинделя осуществляют сател литной шестерней 3, закрепленной на его конце, противоположном месту укрепления лопатки. Шестерня 3 находится во внутреннем закреплении с неподвижным зубчатым сектором 4, геометрический центр которого располагают на оси 0„.

Лопатку шлифуют бесконечной лентой 5, которой огибают рабочую поверхность контактного копира 6, для чего ленте сообщают вращение с .рабочей скоростью V„ .

Контактный копир подают на врезание по стрелке S пинолью 7 механизма подачи ленточно-шлифовального станка.

При качании люльки 2 вокруг оси 0 шестерня 3, взаимодействуя с зубчатым сектором 4, поворачивает шпиндель вокруг его геометрической оси О .

При этом лопатка совершает планетарное формообразующее движение обкатки по рабочей поверхности контактного копира 6.

Суть способа состоит в том, что продольную ось 2 лопатки 1, профиля Г и,Д (фиг. 2) крайних сечений которой в проекции на плоскость обкатки пересекаются в точке E делящей их по хорде на отрезки различной длины, наклоняют под углом, меньшим

90, к плоскости обкатки в плоскос АГУ перпендикулярной плоскости об". катки и параллельной плоскости П, проходящей через .точки С и С", делящие укаэанные профили пополам по их хордам. Этот наклон. осуществляют до совмещения точек C и С" в проекции на плоскость обкатки, При этом точка

C делит профиль Г, ширина которого по хорде равна величине Д, на две равные, части A /2, а точка С"делит профиль,А, ширина которого по хорде равна В, на две равные части 6/2.

Полученная точка С (фиг. 3) пересечения профилей f и Д делит хорду каждого из них в проекции на плоскость обкатки на два равных по длине отрезка Аf2 и Si2..

Ось О врйпГеййя лопатки 1 располагают в проекции на плоскость обкатки на линии М - M проходящей через точку С и делящей угол oL образованный касательными К -IC u h --h соответственно к профилям Г и Д в точке

С, на два равных угла сЕ/2. При этом в нейтральном положении формообразующего планетарного движения лопатки (изображено на Фиг. 1 основной линией) линию M -М совмещают с другой прямой линией, проходящей

986740 через ось 0 вращения лопатки в ее планетарном движении и ось 01ее пере-: носного перемещения. Кроме того, для получения благоприятного профиля рабочей поверхности контактного ко- пира профиль Г. в проекции на плос,кость обкатки удлиняют с обеих сторон линиями одной с ним кривизны до пересечения в точках Г и Г"с окружностью ф, центром которой является точка .С (фиг. 3), а радиус R равен расстоянию от точки С до .наиболее удаленных точек 4 и Д"профиля Д .

При этом в нейтральном положении формообразующего планетарного движения обкатки получаются два симметричных участка Г С Д и Д"С Г"(оси симметрии: линии Я - М и 0 -О,,).

В процессе качания люльки 2 профиль Г обкатывается по образующей

Г„контактного копира 6, а профиль . Д - по образующей Д„, причем лопат-2О ку обкатывают при качании люльки 2 против часовой стрелки до касания точки Д профиля А с образующей Д„и графически полученной точки Г профиля Г с образующей Г, а при качании люльки 2 в направлении по часовой стрелке - до касания точки Д"проФиля Д с образующей Д„и графически полученной точки Г"профиля Г с образукщей Г1(укаэанные. крайние положе- ЗО ния обкатки показаны тонкими линиями на фиг. 1). При этом точка с„ пересечения образующих Г1и Д„в проекции на. плоскость обкатки, как и точка С, расположена на линии, проходящей че- 35 рез оси 0 и 01 в нейтральном положении люльки

Так как. участки лопатки Г Сд и

Г" С Д" (Фиг. 3) симметричны относительно нейтрального положения люль- 40 ки 2 (фиг. 1), то углы качания поледней относйтельйо нейтрального в каждую из сторон до крайнего голо-. жения одинаковы .и .равны величине которая является минимальной для 45 конкретной лопатки.

Точки контакта Г и Д" лопатки 1 с копиром 6 в крайних положениях обкатки располагаются на одной высоте Н от точки С„и на равных расстояниях Ш1от нее по горизонтали, а точки контакта А и Г"лопатки (1 с контактным копиром в крайних положениях обкатки располагаются на одной высоте Ъ от точки С1и на: равных расстояниях ш от нее по горизонтали. Следо- 55 вательно, участок ГС„ Д проекции невидимой рабочей поверхности копира 6 в плоскости обкатки и участок Г" G Д проекции видимой рабочей поверхности копира 6 равны по площади и симмет- 60 ричны относительйо плоскости, перпендикулярной обкатке, проходящей через оси О и О .

Вследствие этого силы, действующие на шпифовальную ленту в противополож- 65

ыых направлениях перпендикулярно плоскости обкатки, при ее перемещении по копиру со скоростью шлифования уравновешиваются, что обеспечивает устойчивое движение ленты по копиру, а следовательно, значительно повышает ее стойкость, обеспечивает более высокую стабильность ч точность обработки лопаток, имеющих бо-:üøóþ степень закрутки пера со значите.г.— ной его парусностью и с малым измейением кривизны профилей сечений (типа вентиляторных лопаток), а также расширяет технологические возможности способа, позволяя обрабатывать укаэанные типы лопаток ГТ* . углы 1ь входа и выхода ленты на копире в данном случае равны, одинакова и величина Н закрутки ленты на входе и выходе, что также повьзаает ее стойкость и .облегчает наладку станка, реализующего описываемый способ шлифования. Кроме того, значительно снижается трудоемкость подгонки копира, так как отпадает необходимость выполнения на его входе и выходе дополнительных участков, компенсирующих разницу сил, смещающихленту с копира, причем ширина копира в плоскости обкатки, а соответственно и металлоемкость процесса, так .как копиры изготавливаются из дорогостоящих и дефицитных твердых сплавов.

Формула изобретения

Способ шлифования пера лопаток, при котором лопатке сообщают формообразующее вращательное и переносное движение обкатки относительно подаваемого на нее профильного контактного копира, огибаемого движущейся шпифовальной лентой, а продольную ось лопатки неподвижно располагают под углом к плоскости обкатки, о тл и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения точности обработ-. ки лопатки, ее продольную ось наклоняют до совмещения точек, расположенных на середине проекций профилей крайних сечений обрабатываемой поверхности пера на плоскость обкатки, а ось вращения лопатки располагают на линии, совпадающей с биссектрисой тупого угла, образованного касательными к проекциям указанных профилей и проходящей через точку совмещения, при этом в данном положении лопатки ось переносного. движения располагают,на указанной прямой. источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 500038, .кл. В 24 В 21/16, 1973;

2. Шальнов В. A. Шпифование и полирование лопаток газотурбинных двигателей, M., Оборонгиз, 1958, с. 184-185.

Составитель IO. Петухов

Редактор Б. Федотов Техред О.непе Корректор:М. Коста .

Заказ 10404/22 Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4