Loading...
Эффективные программные и
технологические решения

Приспособление для многопозиционной обработки тонкостенных лопаток

Приспособление для многопозиционной обработки тонкостенных лопаток
Запрос на решение Вашей инженерной задачи

Составить запрос

При изготовлении крупной серии (250 шт.) тонкостенных лопаток турбины, имеющих сложные криволинейные поверхности, решалось несколько интересных инженерно-производственных задач по всестороннему повышению эффективности процесса. Наиболее важные из этих задач:

  1. исключение промежуточных стабилизирующих термообработок из технологического процесса изготовления каждой лопатки;
  2. снижение подготовительно-заключительного времени на установку, базирование и снятие деталей в рабочей зоне оборудования с ЧПУ (для крупной серии это время может быть существенным).

Для решения обеих задач акцент был сделан на проектирование и изготовление специального технологическогоприспособления.

Промежуточные стабилизирующие термообработки вводятся для минимизации короблений (поводок) детали. Поводки возникают под действие остаточных напряжений, которые, в свою очередь, являются следствием удаления определённого объема материала.Для минимизации поводок вводятся дополнительные технологические установы, предполагающие постепенный съём припуска с последующим отжатием и перезакреплением с целью проявления поводок в пределах припуска и их последующим удалением. Каждый дополнительный технологический установ усложняет технологический процесс и увеличивает его во времени.

Помимо этого, при высокоскоростном фрезеровании маложёстких лопаток значительную проблему представляют вибрации детали, вызванные ударами режущих кромок фрезы о материал. Для повышения жёсткости с целью минимизации вибраций традиционно используют закрепление лопатки с двух сторон в двухопорном приспособлении, фиксируя положение профиля пера. При этом происходит вся обработка лопатки, выдерживаются все требования по точности формы профиля пера. Однако при снятии лопатки с подобного двухопорного приспособления происходит деформация профиля пера под действием остаточных напряжений, что приводит к браку. Поэтому в технологическом процессе изготовления маложёстких лопаток предусматривают несколько операций стабилизирующей термообработки (до 5 операция для лопаток из алюминиевого сплава). Это значительно усложняет техпроцесс и повышает сроки изготовления детали.

Использование специальных гладких траекторий высокоскоростной обработки с равномерным съёмом материала, а также технологических демпферов (разработаны нашими партнёрами из ООО «Спец Демпфер») позволяют разработать способ одноопорного закрепления лопатки в специальном приспособлении. При этом деформации профиля пера (который в данном случае не зафиксирован) под действием остаточных напряжений происходят в процессе постепенного поэтапного съёма материала с определённым припуском и в конечном итоге практически полностью исчезают. В конце обработки профиль оказывается выполнен в соответствии с требованиями чертежа. В данном случае промежуточных стабилизирующих термических операций не требуется, что приводит к значительному сокращению сроков изготовления детали и снижению затрат. При этом поверхность детали оказывается полностью открыта для обработки, и появляется возможность фрезеровки сразу нескольких лопаток на одном технологическом установе, что снижает время на установку и базирование деталей.

Способ одноопорного закрепления решает первую задачу и частично вторую. Для дополнительного решения второй задачи предложено предусмотреть несколько позиций для крепления и базирования лопатки.

С учётом оборудования, на котором планировалось обрабатывать лопатки, были определены рациональные габариты проектируемого приспособления, которые предусматривают беспрепятственную обработку сразу 5 лопаток.В приспособлении лопатки базируются по предварительно обработанному замку при помощи специальных конструктивных элементов (штифт и угловой упор). Крепление происходит по боковым поверхностям замка при помощи прижимов и прижимной планки. Базирование (определение базовой СК оборудования) осуществляется по элементам приспособления, при этом каждая лопатка располагается в строго определённом месте относительно базы. Установка лопаток в приспособление осуществляется таким образом, чтобы на их поверхность пера на этапе финишной обработки (когда жёсткость пера становится критически маленькой) была возможность установки демпферов.

Таким образом, благодаря использованию данного приспособления, а также ряда производственно-технологических решений, было достигнуто сокращение общего времени изготовления одной лопатки приблизительно в 5 раз.

Возникли вопросы?
Оставьте свои контакты и мы обязательно свяжемся с вами.
* Поля, обязательные для заполнения