Верстат з чпк для магнітно-абразивної обробки лопаток газотурбінних двигунів

Верстат для магнітно-абразивної обробки лопаток газотурбінних двигунів, що містить станину з встановленою на ній магнітною системою, у якій робочий зазор має форму кільця, заповненого 3 77792 - неможливість роботи за умов безлюдної технології, в складі автоматичної лінії. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення верстата шляхом зміни конструктивних елементів для можливості роботи за умов безлюдної технології та збільшення продуктивності. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у верстаті для МАО лопаток ГТД, що містить станину з встановленою на ній магнітною системою, у якої робочий зазор має форму кільця, заповненого магнітно-абразивним порошком, з рівномірно розташованими по колу магнітними полюсами, каретку, на якій встановлено співвісний з робочим зазором ротор, що містить шпиндельні головки, рівномірно розташовані по колу, новим є те, що верстат містить співвісний ротору та робочому зазору магнітної системи механізм обгону, що працює за програмою пристрою ЧПК і який має вигляд сонячного колеса, з'єднаного з приводом та з зубчастими колесами, що закріплені на корпусах шпиндельних головок, кожна з яких містить шпиндель з багатомісним затискним пристроєм, сполучений з приводом повороту шпинделя та з електромагнітною муфтою з фіксаторними дисками. Наявність механізму обгону дозволяє керувати утворенням профілю лопаток ГТД за програмою ЧПК, покращує динамічні характеристики верстата через відсутність осцилюючих -рухів, а також забезпечує змінну частоту обертання ротора, що сприяє інтенсифікації процесу обробки; обробка лопатки ГТД іншого типорозміру відбувається при заміні програми ЧПК, без переналагодження механізмів верстата, що дозволяє використовувати верстат за умов безлюдної технології, в складі автоматичної лінії, а також збільшити продуктивність роботи. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де зображено: Фіг.1 - принципова схема верстата; Фіг.2 - схема вертикальних напрямних шпиндельної бабки; Фіг.3 - конструкція шпиндельної головки; Фіг.4 - схема руху головки: розкриття профілю лопатки (а), нейтральне положення (б), закриття профілю лопатки (в). Верстат складається з станини 1 (Фіг.1), на якій встановлено магнітну систему 2. На вертикальних напрямних станини 1 встановлена шпиндельна бабка 3 з ротором 4. В роторі 4 рівномірно по колу встановлені шпиндельні головки 5, на кожній з яких закріплено касету 6 з лопатками ГТД 7. Магнітна система (МС) 2, робочий зазор якої має вигляд кільця, заповненого магнітноабразивним порошком, складається, з магнітопровода 8, корпуса 9, котушок індуктивності 10, рівномірно розташованих по колу, для утворення магнітного потоку. Для ізоляції МС 2 від станини 1 на її опорну поверхню встановлено підкладку 11 з матеріалу з великим магнітним опором. У верхній частині станини 1 на колоні закріплено напрямні 12 (Фіг.2), на яких встановлена каретка 13 з танкетками 14. Фіксація каретки 13 здійснюється за допомогою притискних планок 15. Попередній натяг на напрямних 12 утворюється 4 шляхом виконання розміру а з необхідним допуском. Корпус ротора 16 закріплений на каретці 13 (Фіг.2) за допомогою притискних планок 17, регулювання його положення по довжині відбувається шляхом підбору мірних прокладок, а по ширині гвинтами 18. В корпусі каретки 13 встановлена гайка 19 кулько-гвинтової пари, а ходовий гвинт 20 - на станині 1 (Фіг.1), який через зубчасте колесо 21, паразитне колесо 22 та зубчасте колесо 23 з'єднаний з мотор-редуктором 24. Даний кінематичний ланцюг становить привод вертикальної подачі. Привод головного руху - обертання ротора 16, складається з електродвигуна 25 (Фіг.1), зубчастої пари з внутрішнім зачепленням 26-27, причому колесо 27 нерухомо закріплене на корпусі ротора. Ме ханізм обгону містить шестерні 29, нерухомо закріплені на корпусах 30 шпиндельних головок 5 та сонячне колесо 31, з'єднане через вал 32 та передачу 33-34 з електродвигуном 35. Даний кінематичний ланцюг становить привод коливального руху. Шпиндельна головка 5 містить корпус 30, консоль 36 і корпус 37 (Фіг.1), які нерухомо з'єднані між собою. На шпинделі 38 (Фіг.3) закріплено багатомісну касету 6 з лопатками ГТД 7, а також електромагнітну муфту, яка складається з сердечника з котушкою 39, нерухомого диска 40, закріпленого гвинтами 41, рухомого диска 42 магнітно-м'якої накладки 43 та пружини 44. Шпиндель 38 через конічну пару 45-46, послідовно з'єднані вал 47 (Фіг.1), муфту 48, вал 49, шестерню 50, блок зубчастих коліс 51, шестерню 52, зв'язаний з електродвигуном 53. Даний кінематичний ланцюг становить привод повороту касети 6. Верстат працює таким чином. При подачі напруги на котушки індуктивності 10 МС 2 в магнітопроводі 8 утворюється магнітний потік, під дією якого в наповненому магнітно-абразивним порошком кільцевому робочому зазорі утворюється магнітно-абразивний інструмент. Від електродвигуна 24, через передачі 23-22, 22-21 та ходовий гвинт 20 каретка 13 опускається вниз, лопатки 7 занурюються в робочий зазор МС 2 на величину обробки - глибину робочого зазору. Головний рух - обертання ротора 4 здійснюється від електродвигуна 25 через зубчасту пару 26-27. Одночасно, шпиндельні головки 5 отримують коливальний рух від електродвигуна 35, через передачу 34-33, вал 32 та передачу 31-29. Формування кривизни профілю поперечного перерізу пера лопатки ГТД 7 відбувається за рахунок різного часу обробки кожної окремої ділянки профілю, який залежить від закону коливального руху. Привод коливального руху має наступний принцип роботи. Початковим моментом у коливальному русі шпиндельних головок 5 є момент, коли їх кутова швидкість дорівнює нулю. Коли ротор 4 обертається навколо своєї осі з кутовою швидкістю w (Фіг.4) при нерухомому сонячному колесі 31 (двигун 35 вимкнено), з такою ж швидкістю разом з ротором 4 обертаються шпиндельні головки 5 і їхні 5 77792 шестерні 29, обкочуючись по сонячному колесі 31. При цьому вони мають, кутову швидкість d w = 31 d29 де: d31, d29 - ділильні діаметри сонячного колеса 31 та шестерень 29, відповідно. Для того, щоб шестерня 29 мала нульову кутову швидкість, потрібно, щоб сонячне колесо 31 одержало від двигуна 35 обертовий рух з тією ж кутовою швидкістю ω у тому ж самому напрямку, що і ротор 4 (Фіг.46). Після виходу сонячного колеса 31 на зазначений режим обертання з кутовою швидкістю w, зміна кутової швидкості колеса 31 на величину ±Dw приведе до коливання шпиндельної головки з кутовою швидкістю ±Dw (Фіг.4а і 4в). Для рівномірної обробки спинки і корита пера лопатки 7 відбувається реверсування приводу головного руху і зміна закону коливання шпиндельних головок 5, у випадку, якщо профіль лопатки не є симетричним. Після закінчення обробки, обертання ротора 4 і коливання шпиндельних головок 5 призупиняється, каретка 13 опускається вниз на глибину робочого зазору МС 2 для обробки наступного пояска пера. Цикл повторюється до повної обробки пера лопатки 7, після чого обертання ротора 4 і коливання шпиндельних головок 5 зупиняється, карет 6 ка 13 піднімається вверх виводячи лопатки 7 з робочого зазору МС 2. При поданні струму на котушку індуктивності 39 електромагнітної муфти, фіксаторні диски 40 і 42 розмикаються, звільняючи шпиндель 37. Вмикається електродвигун 53 (Фіг.1), через послідовно з'єднані зубчасті пари 5251, 51-50, вал 49, муфту 48, вал 47, зубчасту пару 46-45 шпиндель 37 повертається разом з касетою 6 на 90°, встановлюючи нову лопатку в положення для обробки. Після вимикання електромагнітної муфти, фіксаторні диски 40 і 42 змикаються під дією пружини 44 фіксуючи шпиндель 38 з касетою 6 в робочому положенні. Цикл повторюється до повної обробки всіх лопаток ГТД 7 в касеті 6, після чого приводи головного і коливального рухів вимикаються, каретка 13 підіймається вверх в початкову позицію і відбувається заміна касет 6 на нові. Джерела інформації 1. Платов С.Д. Исследование возможности применения магнитно-абразивного процесса для финишной обработки деталей газотурбинных двигателей: Магнитно-абразивное полирование деталей // Тезисы докладов Республиканского научнотехнического совещания, 12-13 октября, 1976, Минск. – Минск: 1976. – С. 45-49. 2. UA, 18814, 25.12.1997. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Сердюк 77792 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601