Профильное глубинное шлифование хвостовиков турбинных лопаток высокопористыми кругами на основе невыгорающих порообразователей

• Автор: Рябцев, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 141 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
1.1 .Профильное глубинное шлифование как перспективный процесс механообработки деталей из труднообрабатываемых материалов.
1.2.Особенности процесса профильного глубинного шлифования хвостовиков турбинных лопаток.
1.3.Высокопористые абразивные круги для глубинного шлифования.
1.4.Технологические особенности и опыт применения высокопористых кругов специальной структуры при глубинном шлифовании труднообрабатываемых материалов,
1.5. Выводы.
1.6.Цель и задачи исследования.
ГЛАВА 2, ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОПОРИСТЫХ АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ ДЛЯ ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ ХВОСТОВИКОВ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК.
2.1.Технические требования, предъявляемые к высокопористым абразивным кругам для глубинного шлифования хвостовиков турбинных лопаток.
2.2.Методика проведения исследования.
2.3.Исследование стабильности эксплуатационных свойств в партии новых высокопористых абразивных кругов.
2.3.1.Взаимосвязь основных эксплуатационных свойств.
2.3.2.Закономерность распределения твердости.
2.3.3.Закономерность распределения дисбаланса.
2.4.Выводы.
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОПОРИСТЫХ КРУГОВ И УСЛОВИЙ ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ НА ТОКОВУЮ НАГРУЗКУ.
3.1.Методика и условия проведения экспериментальных исследований.
3.2.Влияние твердости и дисбаланса высокопористых кругов на токовую нагрузку при глубинном шлифовании.
3.3.Влияние режимов глубинного шлифования и правки круга на токовую нагрузку.
3.4.Влияние характеристик абразивного инструмента и усло-

вий глубинного шлифования на токовую нагрузку.
3.5.Выводы.

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ ВЫСОКОПОРИСТЫХ КРУГОВ НА ОПЕРАЦИЯХ ГЛУБИННОГО ШЛИФОВАНИЯ ХВОСТОВИКОВ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК.
4.1.Обработка елочного профиля хвостовика турбинных лопаток
4.2.Обработка торцов и основания хвостовика турбинных лопаток
4.3.Выводы
ГЛАВА 5. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ ВЫСОКОПОРИСТЫХ АБРАЗИВНЫХ КРУГОВ ПРИ ГЛУБИННОМ ШЛИФОВАНИИ ХВОСТОВИКОВ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК.
5.1 .Производственные испытания на ММПП «Салют»
5.2.Производственные испытания на заводе «Турбодеталь»
5.3.Производственные испытания на ОАО «Пермский мотор- 97 ный завод».
5.4.Рекомендации по промышленному использованию высокопористых абразивных кругов на операциях профильного глубинного шлифования
5.5.Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

ПРИЛОЖЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время для обработки хвостовиков лопаток авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) и высокоресурсных газоперекачивающих установок широко используется прогрессивный метод профильного глубинного шлифования, принципиально отличающийся по кинематике и условиям резания от традиционных методов абразивной обработки. Эффективность процесса глубинного шлифования в значительной степени определяется эксплуатационными возможностями режущего инструмента, в качестве которого применяются высокопористые абразивные круги на керамической связке. Пористость таких кругов составляет 50...70% при размере пор 200...3000 мкм, в то время как пористость обычного инструмента составляет 45%. Именно использование такого класса инструмента позволило реализовать схему обработки замков лопаток газотурбинных двигателей с удалением припуска до 10 мм и более за один проход, обеспечивая при этом необходимые требования по точности профиля и качеству поверхностного слоя детали. Шлифовальный круг, его состав и качество, как элемент технологической системы, оказывает большое влияние на уменьшение температурно-силового фактора, формирование остаточных напряжений в поверхностном слое, обеспечение точности и качества обработки заготовок.
На начальном этапе внедрения глубинного шлифования хвостовиков лопаток газотурбинных двигателей на моторостроительных заводах широко использовались высокопористые круги австрийской фирмы Tyro lit, изготовленные на основе выгорающего порообразова-теля - нафталина. В дальнейшем в отрасли нашли применение высокопористые круги производства ОАО «Абразивный завод «Ильич» (г.
С.-Петербург) со вспучивающимся порообразователем - перлитом, который затем, ввиду отсутствия поставок перлита, перешел на изготовление инструмента на основе выгорающего органического порообра-зователя - молотых фруктовых косточек.
Указанная эволюция технологии производства высокопористого абразивного инструмента негативно сказалась на его качестве и производительности обработки, что обусловлено большим рассеянием значений твердости и неуравновешенности масс. Нестабильность эксплуатационных характеристик наблюдается у различных партий кругов одной и той же маркировки, а также у кругов в пределах одной партии и даже у одного круга. Причиной ухудшения эксплуатационных свойств высокопористых кругов на основе фруктовых косточек является нестабильность химического и гранулометрического состава, а также физико-механических свойств применяемого порообразовате-

нишной обработки. Его реализация возможна только на основе применения высокопористого абразивного инструмента;
2. За последнее время, начиная с момента внедрения нового процесса (1985-90 гг.), качество высокопористого инструмента, применяемого для ГШ, претерпело существенные изменения. В настоящее время отечественные круги значительно уступают аналогичному инструменту фирмы Тугой! по производительности и токовой нагрузке при ГШ хвостовиков лопаток ГТД;
3. В этой связи актуальной задачей в настоящее время становится поиск нового и конкурентоспособного с известными аналогами высокопористого абразивного инструмента, позволяющего вести эффективную обработку хвостовиков турбинных лопаток;
4. Результаты применения высокопористых шлифовальных кругов, разработанных в МГТУ “Станкин” на операциях глубинного шлифования деталей из жаропрочных никелевых сплавов и магнитных материалов свидетельствуют об их хороших перспективах при глубинном шлифовании турбинных лопаток. Однако к настоящему времени систематических исследований по влиянию характеристик нового высокопористого инструмента и условий глубинного шлифования на качество обработки хвостовиков турбинных лопаток не проводились.
1.6. Цель и задачи исследования
Цель исследования - повышение эффективности профильного глубинного шлифования хвостовиков турбинных лопаток за счет применения высокопористых шлифовальных кругов, изготовленных на основе невыгорающих порообразователей.
Учитывая, что необходимыми требованиями внедрения нового инструмента в производство газотурбинных двигателей является безусловное обеспечение не только производительности процесса, но и требуемого качества обработки и заданного ресурса работы деталей, в данной исследовательской работе необходимо решить следующие задачи:
1. Анализ технических требований, предъявляемых условиями глубинного шлифования хвостовиков турбинных лопаток, к характеристикам и качеству абразивного инструмента;