УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ КРОМОК КОМПРЕССОРНЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МЕТОДОМ МАЛОПЛАСТИЧНОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области технологии машиностроения и может быть использована преимущественно для упрочнения кромок лопаток компонентов, например компрессоров, газотурбинных двигателей (ГТД), а также других машиностроительных деталей методом малопластичного деформирования.
Известно устройство для упрочняющей обработки поверхности узла крепления лопаток ГТД, содержащее механизм для закрепления детали и деформирующе-упрочняющий элемент, имеющий механизм его позиционирования и блок регулировки его давления на поверхность детали (WO 2013109595 A1, B24B 39/00, 2013).
Также известно устройство для упрочняющей обработки деталей типа лопаток, позволяющее получить в результате прокатки в поверхностном слое детали сжимающие остаточные напряжения и содержащее основание, механизм для закрепления детали и деформирующе-упрочняющие элементы, установленные оппозитно друг другу с возможностью перемещения относительно детали (US 5826453 A, B23P 9/02, C21D 7/08, 1998). Данное устройство принято за прототип.
Недостатком известных устройств является невозможность или высокая сложность выдерживания постоянного усилия воздействия на деталь деформирующе-упрочняющих элементов при изменении толщины кромки лопатки, что не дает возможность проводить качественное упрочнение кромки.
Задачей полезной модели является обеспечение постоянного усилия воздействия на деталь деформирующе-упрочняющих элементов при упрочняющей обработке кромок с переменной толщиной.
Получаемый при этом технический результат заключается в возможности упрочнения кромок лопаток с точно заданными параметрами за счет создания в поверхностном слое необходимых сжимающих остаточных напряжений.
Решение указанной задачи достигается тем, что устройство для упрочнения кромок компрессорных лопаток ГТД, содержащее основание, узел для закрепления детали, деформирующе-упрочняющие элементы, установленные оппозитно друг другу, и механизм позиционирования упомянутых элементов, снабжено механизмом позиционирования детали, выполненным в виде первой стойки, установленной на основании с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным осям X и Y, и закрепленным на ней механизмом поворота узла для закрепления детали, при этом механизм позиционирования деформирующе-упрочняющих элементов выполнен в виде второй стойки, неподвижно установленной на основании, и кареток, размещенных на ней с возможностью вертикального перемещения по оси Z, с установленным на каждой из них механизмом поворота деформирующе-упрочняющих элементов, причем ось вращения механизма поворота узла для закрепления детали расположена параллельно оси X, а оси вращения механизмов поворота деформирующе-упрочняющих элементов расположены параллельно оси Y.
Кроме того, каждый из деформирующе-упрочняющих элементов выполнен в виде корпуса с полостью и установленного в ней с зазором с возможностью перемещения поршня с центрирующими элементами, при этом на выступающем за пределы корпуса конце поршня размещен с возможностью свободного вращения шарообразный рабочий элемент, а полость корпуса связана с системой подачи рабочей среды.
Полезная модель поясняется чертежами, где показаны:
на фиг. 1 - конструкция устройства общий вид,
на фиг. 2 - конструкция устройства вид сбоку,
на фиг. 3 - конструкция деформирующе-упрочняющего элемента,
на фиг. 4 - разрез A-A на фиг. 3.
Устройство состоит из основания 10, на котором расположен стол 15 с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по двум взаимно перпендикулярным осям X и Y, соответственно по направляющим 8 и 7 посредством приводов 12, 13. На столе 15 установлена первая стойка 6 с закрепленным на ней механизмом 9 поворота узла 22 для закрепления обрабатываемой детали 11. При этом ось вращения механизма 9 расположена параллельно оси X. Стол 15, первая стойка 6 и механизм 9 поворота узла 22 образуют механизм позиционирования детали 11.
Кроме этого, на основании 10 неподвижно установлена вторая стойка 5 с направляющими 4 для вертикального перемещения кареток 16 по оси Z. На каждой из кареток 16 оппозитно друг другу установлены деформирующе-упрочняющие элементы 1 и 3, снабженные механизмом 2 поворота. При этом, оси вращения механизмов 2 поворота расположены параллельно оси Y. Вторая стойка 5, каретки 16 и механизмы 2 поворота образуют механизм позиционирования деформирующе-упрочняющие элементов 1 и 3.
Каждый из деформирующе-упрочняющих элементов 1 и 3 содержит корпус 17 с полостью 21, в которой установлен с зазором с возможностью перемещения поршень 18 с центрирующими элементами 19. На выступающем за пределы корпуса 17 конце поршня 18 размещен с возможностью свободного вращения шарообразный рабочий элемент 20. Полость 21 корпуса 17 каждого издеформирующе-упрочняющих элементов 1 и 3 связана шлангом 14 с системой подачи рабочей среды.
Устройство работает следующим образом.
Обрабатываемая деталь 11, например компрессорная лопатка ГТД, устанавливается и закрепляется в узле 22. Рабочие элементы 20 деформирующе-упрочняющих элементов 1 и 3 приводятся во взаимодействие с соответствующей частью обрабатываемой деталью 11, например кромками лопатки. Затем по заданной программе осуществляется пространственное перемещение детали 11 посредством движения стола 15 и механизма 9 поворота, а также пространственное перемещение деформирующе-упрочняющих элементов 1 и 3 посредством движения кареток 16 и механизмов 2 поворота. При этом на рабочих элементах 20 создается необходимое для обработки усилие посредством силы сопротивления, возникающей при набегании потока рабочей среды, подаваемой по шлангам 14 в элементы 1 и 3, на поршень 18. При изменении положения поршня 18 с рабочим элементом 20 сила давления не меняется, что дает возможность проводить качественную упрочняющую обработку кромок с переменной толщиной с созданием при этом в поверхностном слое детали необходимых сжимающих остаточных напряжений.