СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD FOR FIXING BLANKS OF TURBO-MACHINE BLADES AT MECHANICAL PROCESSING AND DEVICE THEREFOR

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к механической обработке изделий, например, токарной обработке лопаток газотурбинных двигателей и может быть использовано в машиностроительной, аэрокосмической и других отраслях промышленности.
Известен способ крепления в приспособлении лопаток газотурбинных двигателей для точения их замка на токарном станке, включающий установку ряда лопаток в приспособлении, имеющем основание с выступами, крышку с выступами и окнами и вставки, по окружности с промежутками между перьями лопаток, образующими полости, с расположением замков лопаток прижатыми друг к другу, фиксацию замков лопаток выступами основания и крышки приспособления. (А.с СССР №850340, кл. В23Р 15/02, 1981 г.).
Недостатком известного способа является низкая производительность, фиксация заготовок в напряженном состоянии, вымывание карбамида эмульсией, размягчение его из-за нагрева лопаток в процессе точения замка лопаток, а также высокая энергоемкость и вредность для здоровья паров расплава карбамида, необходимость использования сложного специализированного инструмента.
Известен способ установки ряда лопаток в приспособлении, имеющем основание с выступами, крышку с выступами и окнами и вставки, по окружности с промежутками между перьями лопаток, образующими полости, с расположением замков лопаток прижатыми друг к другу, фиксацию замков лопаток выступами основания и крышки приспособления, заполнение полостей между перьями лопаток и приспособлением производят шариками через окна крышки до верхнего уровня крышки и фиксацию перьев путем уплотнения шариков приложением усилия к вставкам, расположенным в окнах крышки.(заявка РФ №2008108875/02, В23B 5/00, 20.09.2009 г. - прототип).
Данный способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату и принят заявителем в качестве прототипа.
Недостатком способа является низкая производительность, фиксация заготовок в напряженном состоянии, высокая масса приспособления с закрепленными в него заготовками, возможность смещения шариков в процессе обработки, вследствие чего - избыточное несбалансированное усилие, воздействующее на перо лопаток, необходимость хранения уплотняющих шариков, необходимость использования сложного специализированного инструмента.
Задачей способа и устройства является повышение надежности закрепления заготовок, точности обработки, производительности, снижение себестоимости, отказ от использования вспомогательных средств увеличения жесткости технологической системы, снятие нагрузки с профильных поверхностей пера лопатки, обеспечение возможности использования не специализированного инструмента.
Техническим результатом данного изобретения является: отказ от использования вспомогательных средств повышения жесткости, возможность использования не специализированного, стандартизованного инструмента, устранение нагрузки с профильной поверхности пера лопатки, повышение точности и производительности обработки, снижение себестоимости процесса получения профиля, повышение надежности закрепления заготовок.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается устройством для закрепления заготовок лопаток турбомашины при механической обработке, содержащим по меньшей мере одно фиксирующее устройство, отличающееся тем, что оно выполнено в виде установочного кольца, в котором расположены базирующие элементы для осевой установки заготовок, установочного диска, расположенного съемным образом на установочном кольце, и антивибрационного кольца, прикрепленного к установочному диску с возможностью контакта с концами закрепляемых заготовок, противоположных их замковой части, при этом упомянутое фиксирующее устройство расположено в установочном диске с возможностью фиксации замковой части заготовок лопатки.
Кроме того, устройство может осуществляться как с установочным кольцом, выполненным по меньшей мере с двумя выступами и одной впадиной с возможностью задания угла установки заготовок, так и антивибрационным кольцом выполненным по меньшей мере с двумя выступами и одной впадиной с возможностью задания угла установки заготовок.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается также способом закрепления заготовок лопаток турбомашины при механической обработке, включающим установку заготовок в виде комплекта по окружности с расположением замков лопаток прижатыми друг к другу с помощью вышеописанного устройства и фиксацию заготовок с возможностью последующей заданной механической обработки путем базирования заготовок по центровым отверстиям в них за их замковую часть, величину которой предварительно устанавливают достаточной для обеспечения упомянутой фиксации.
Комплект заготовок устанавливают по окружности в установочное кольцо с расположением замков лопаток прижатыми друг к другу, где осевое положение каждой заготовки определяется индивидуальным для нее базирующим элементом устройства, например, плавающим центром, после чего происходит фиксация установленных заготовок за предусмотренные поверхности посредством фиксирующего устройства. Фиксация антивибрационного кольца может осуществляться как до, так и после установки технологических баз и зависит от типа приспособления.
Сущность данного способа и устройства поясняется чертежами, где на фиг. 1 - общий вид устройства по п. 3 формулы изобретения; на фиг. 2 - вид А на фиг. 2 и фиг. 4; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - общий вид устройства по п. 4 формулы изобретения; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг 4; на фиг. 6 - общий вид заготовки.
Устройство для закрепления заготовок лопаток турбомашины при механической обработке, состоящее из антивибрационного кольца 1, выполненного, по крайней мере, с двумя выступами и одной впадиной, установочного диска 2, по крайней мере, одного фиксирующего устройства 3, расположенного со стороны замковой части лопатки, базирующих элементов 4,расположенных в установочном кольце 5, выполненным, по крайней мере, с двумя выступами и одной впадиной, устройство устанавливается на оправку 6 с заготовками 7.
Устройство для закрепления заготовок лопаток турбомашины при механической обработке работает следующим образом: комплект заготовок 7 устанавливают по окружности в установочное кольцо 5 с расположением замков лопаток прижатыми друг к другу, где осевое положение каждой заготовки определяется индивидуальным для нее базирующим элементом устройства 4, например плавающим центром, после чего осуществляют фиксацию установленных заготовок фиксирующим устройством 3. Фиксацию антивибрационного кольца 1 осуществляют как до, так и после установки технологических баз, зависит от типа приспособления, собранный комплект устанавливают на оправку 6, перед обработкой установочный диск 2 снимают.
Пример конкретной реализации представлен на изделии с допуском симметричности поверхностей замковой части в 0.05 мм на размере 8 от поверхности базирования лопатки в турбомашине на размер 12.46 мм по отклонению 19. Длина лопаток была увеличена на 16% относительно размера, указанного в конструкторской документации, заготовки были установлены комплектом по окружности с расположением замков прижатыми друг к другу, базирование заготовок осуществлялось с использованием центрового отверстия в заготовках, фиксация осуществлялась устройством, расположенным со стороны замковой части лопаток.
Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность закрепления заготовок, точность обработки и производительность, снизить себестоимость процесса получения профиля, отказаться от использования вспомогательных средств, увеличить жесткость технологической системы, за счет снятия нагрузки с профильных поверхностей пера лопатки, исключения возможности деформации изделия в процессе обработки и увод размеров изделия после раскрепления из устройства, обеспечить возможность использования не специализированного инструмента.