CZ89496A3

CZ89496A3 - Method of turbine blade profile milling

Info

Publication number: CZ89496A3
Application number: CZ96894A
Authority: CZ
Inventors: Rolf David; Berthold Kinzel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1993-09-29
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1997-08-13
Also published as: CN1136289A; PL313706A1; JPH09502932A; EP0721389A1; KR960704667A; WO1995009062A1; EP0721389B1; DE59403049D1; US5733080A; DK0721389T3; ES2102885T3

Description

Způsob frézování profilu turbinové lopatky/*

'tp í?blast_techniky

Vynález se týkájzpůsobu frézování profilu turbinové lopatky, táhnoucího se podél jedné hlaní osy s konvexní, t.j. vypuklou sací stranou a konkávní, t.j.vydutou tlakovou stranou a obrobku, přičemž sací strana se frézuje prostřednictvím příslušné frézy, rohující kolem příslušné osy otácní, kterážto fréza má rovnou čelní plochu ve tvaru kruhového prstence, která je definovaná rotujícím uspořádáním s nejméně jednou řeznou hranou, přičemž fréza a obrobek se pohybují navzájem proti sobe přibližně kolmo k hlavní ose,

Vynález se kromě toho týká způsobu frézování profilu turbinové lopatky táhnoucího se podél jedné hlavní osy s konvexní sací stranou a konkávní tlakovou stranou z obrobku, u kterého se tlaková strana frézuje prostřednictvím příslušnéh frézy, která rotuje kolem příslušné osy. Takovéto způsoby jsou známé z DE 25 44 612 Al.

Vynález se týká také zejména frézování profilů turbinových lopatek pro tak zvané bubnové lopatky, které mají profil turbinových lopatek, který je podél jedné hlavní osy neměnný a kromě toho není zkroucený a které se mnoho používají v parních turbinách. Kromě vlastních profilů turbinových lopatek mají takovéto bubnové lopatky obvyklé patní části, pomocí kterých se upevňují a hlavové části, které splňují určité těsnicí a tlumicí funkce. Bubnové lopatky jsou znémé v četných provedeních. Bubnové lopatky se obvykle vyrábějí frézováním z jednoduše tvarovaných obrobků, tak zvaných polotovarů. Polotovar má přitom jednoduchý tvar a vyřízne' se například z velké tyče. Je to obvykle hranol, ✓

který je rovnjř podél hlavní osy vyráběné bubnové lo patky a kolmo k hlavní ose má obdélníkový nebo rov nobežníkový průřez.

P?ssvadní_stay_techniky

Rovný, to znamená zejména nezkroucený profil turbinové lopatky pro bubnovou lopatku podél jene osy je znám z GB-PS 625 771, GB-PS 637 775 a GB-PS 703 796.

V nich specifikovaný všeobecný profil turbinové lo patky je vyznačen tím, še je udána soustava přímek,které ve svém souhrnu tvoří plochu, odpovídající pro filu turbinové lopatky. Podél jedné osy rovný profil turbinové lopatky, jak se vyskytuje u bubnové lopatky, je jednoduchý příklad pro takovýto všeobecný profil turbinové lopatky, přičemž přímky, které tvoří rovný profil turbinové lopatky, probíhají všechny rovno běžné s osou. K tomu přistupují ale také-komplikova nejsi profily, zejména profily s průšezem, ležícím v rovině kolmo k..ose, které se podél osy lineárně mění a také zkroucené přofily. Vznik takovýchto zkroucených profilů dostane se z následujícího jednoduchého modelu: Podél jedné osy rovný, nebo lineaárně se měnící nezkroucený pfofil budiž znázorněn svazkem tyčinek, jak se používají ke známé hře Mikádo.Tento svazek, který je na své první straně postaven na podložku a na druhé straně je dlaní modelující osoby tlačen na podložku, může se natočením a/nebo posunu tím dlaně zformovat nejrůznějšími způsoby a natočit bez toho, že se jednotlivé tyčinky vyhnou, přičemž souhrn tyčinek tvoří vždy ještě a uzavřenou jevící' se plochu při dalekosáhle../· velkém počtu tyčinek, gaždá tímto způsobem zhotovitelná plocha je příkladem pro plochu, kterf?§£^aséustavy přímek, nebo koincidenčních přímek, jak je uvedeno ve znímněných dokumentech, Bu diž poznamenáno, že prakticky každý profil turbinové lopatky je místně, to znamená vždy v dostatečně malém okolí každého bodu, aproximovatelný plochou, která sestává ze soustavy přímek a zejména, je rovná. K profi — lům turbinových lopátek nebo Částem profilů turbinových lopatek, které jsou tvořeny vždy se soustavy přímek a rozprostírají se podél osy, může se všeobecně konstantovat, že přímky jsou směrovány vždy v ostrém úhlu k ose. Toto je zdůvodněno jednak : tím, jak takové pro fily turbinových lopatek vznikají z rovných profilů turbinových lopatek a také tím, že profily turbinových lopatek v průřezu přibližně kolmo k ose musí být zřetelněji zakřiveny, nežli v podélném řezu rovnoběžně s osou.

Způsob frézování profilu turbinové lopatky, tah noucího se podél jedné Hlavní osy s konvexní ' sací stranou a konkávní tlakovou stranou vyplývá z patentového spisu LE 25 44 612 C3, Podle tohoto spisu se profil turbinové lopatky frézuje tak, že fréza se vede kruhově nebo šroubovicově kolem hlavní ósy kolem ob robku a s čelní plochou, která je definována rotujícím uspořádáním řezných hran, které v každém bodu povrchu vyráběného profilu turbinové lopatky tvoří ostrý úhel s rovinou, která je tangenciální s profilem turbinové lopatky. Přitom se zhotoví tlaková strana a sací strana jedinou frézou. Podmínkou pro prostorovou orien tací frézy vzhledem k vyráběnému profilu turbinové lopatky je na fréhovaném obrobku povrch, který má drážkovou strukturu a pro obdržení profilu turbinové lopat ky potřebuje tudíž nákladnější opracování. Tudíž uvá_-j děná přednost tohoto způsobu, u které má být potřebná pouze jedna frézea pro výrobu profilu turbinové lopatky , se podstatnou měrou relativizuje, protože nejméně jedno další tvarující třískové opracování frézovaného obrobku je nutné.

Všeobecný přehled o známých způsobech frézování jako i pro tento účel potřebných obráběcích strojích, samozřejmě bez poukazu ¹ na frézování profilů turbinových lopatek podle přitom směrodatného specielního programu vyplývá z příručky výrobní techniky vy dané G.Spur a T.Stoferle, Carl Hanser Veriag, Mnichov a Vídeň 1979, svazek 3/1, Kapitola 7. Z odstavce 7.2.1, strana 437, kromě obrazového znázornění na str. 438, vyplývá způsob frézování kruhové válcové plochy, kterým se žádaná plocha obdrží bezprostředně, zejména bez makroskopické struktury drážek. Zmíněná kapitola ob sáhuje také přehled o zásadní konstrukci ffiézy, viz zejména odstavec 7.δ, str. 463, jakož i poukazy pro zásadní konstrHcci frézky.

Podstata_vynálezu

Nedostatky, která jsou spojeny se známými způsoby výroby profilu turbinové lopatky s konvexní sací stranou a,konkávní tlakovou stranou, frézováním, je úkolem vynalezu. □ag-trani·};. Úkolem vynálezu je navrhnout způsoby frézování, které alespoň tlakovou stranu nebo sací stranu turbinové lopatky poskytnou s povrchem, který již nepotřebuje dalšího tvarujícího opracování.

S ohledem na výrobu sací strany se pro řešení tohoto úkolu navrhuje způsob frézování profilu turbi nové lopatky tahnouuího se podél hlavní osy s konvexní sací stranou a konkávní tlakovou stranou z obrobku, přičemž sací strana se frézuje prostřednictvím pří slušné frézy rotující kolem osy otáčení, kterážto osa má kruhově prstencovou čelní plochu, která je definována rotujícím uspořádáním s nejméně jednou řeznou hranou, přičemž fréza a obrobek se navzájem proti sobě pohybují přibližně kolmo k hlavní ose, přičem^řezná hrana leží v čelní ploše a čelní plocha je směro váná tangenciálně k frézované sací straně a sací stra ny se dotýká na kontaktní Sáře i směrované v ostrém úhlu k hlavní ose.

V opaku ke způsobu vyplývajícího z vpředu uvedeného patentního spisu je fréza, mající řeznou hranu ležící v čelní ploše, tak směrovanou, že jeho Čelní plocha na kontaktní gáře i je směrovaná tangenciálně k sací straně. Tím se frézování neprovádí převážně čelní plochou, nýbrž postranními plochami frézy. Ovšem dosáhne se toho, že dráha frézování, kterou tvoří fréza na obrobku, má skutečně hladkou oblast. Vznikání struktury drážek, jak bylo u dosavadních způsobů nevyhnutelné, se tím odstraňuje a v podstatě se ob drží bezprostředně žádaný povrch na sací straně.Dodatečná opracování, pokud jsou vůbec nutná, mohou se opatření ke hlazení povrchu broušením, nebo lapováním. Tvarující dodatečná opracování nejsou bezpodmínečně nutná.

ze

Směrování frézy„ podle vynálezu znamená, kontaktní ; čára’ ^{na se} fréza sací strany dotýká, ód povídá ''' jedné přímce ze soustavy ^ff&oximu je požadovaný profil turbinové-lopatky v místě, ve kterém seji fréza dotýká. Aproximace je dokonalá, jestliže vyráběný profil turbinové lopatky je skutečně vytvořen ze soustavy přímek. Zůstává vždycky ještě zejména výhodná, jestliže to není tento případ a aproximace je v důsledku toho jen nedokonalá, nebot odchylky ód předem zadaného tvaru profilu turbinová lopatky, které potom vyvolá/ způsob, jsou zejména malé.

Pro dosažení zejména široké hladké oblasti ve frézovací dráze, vytvořené frézou na obrobku, je výhodné, umístit frézu tak, že doteková čára íje tětiva spojující navzájem dva body vnějšího okraje čelní plochy a ležící zcela uvnitř Čelní plochy.Hladká oblast frézovací dráhy, která je definována touto dotekovou g_al._ou' -¼ je tímto způsobem zejména velká. Zejména výhodné je, jestliže kontaktní čára j probíhá tangenciálně k vnitřnímu okraji čelní plo chy, to znamená, jestliže téměř dosáhne vnitřního okraje čelní plochy. Vnější okraj Čelní plochy je určen konci řezných hran, odvrácených od osy otáčení frézy. Vnitřní okraj čelní plochy se dostane z konců řezných hran, přivrácených k ose otáčení. V důsledku toho závisí druh a způsob uspořádání frézy pro frézování sací strany podstatně od geometrie použité frézy. Počet řezných hran, který mají frézy na čel7 ní plose, je přitom nep^statný. Volba frézy může se po tom provésti s ohledem na předcházející poznámky v rámci úvahy odborníka.

Mnohé profily turbinových lopatek mají mezi vlastní sací stranou a vlastní tlakovou stranou, přecho dová pásma, zejména v přední a sadní oblasti, která jsou konvexní. Výhodně se frézují tato přechodová pás ma společně se sací stranou v rámci popsaného způ sobu,

2ejména výhodný je, způsob výroby profilu turbinové lopatky, u kterého je sací strana vytvořena se soustavy přímek, z nichž každá směrovaná v ostrém úhlu k hlavní ose a u kterého kontaktní čárat leží

I stále na těchto přímkách, Při frézování profilu turbinové lopatky musí čelní plocha frézy na dotekové cáre ; co nejlépe souhlasit s profilem Turbinové lopatky, To se u profilu turbinové lopatkýytvořeného soustavou přímek, realizuje zejména'výhodným způsobem tím, že doteková Sára Ístále leží na jedné z těchto přímek. Protože profil turbinové lopatky je na vyráběné sací straně konevexní, znamená to, že čelní plocha je směrována tangenciálně k vyráběné sací stra něi Vyčnívající části jsou v důsledku toho jenů nepatrné.

Zejména vhodný je způsob pro výrobu sací strany bubnové lopatky, u které jsou všechny přímky směrovány rovnoběžně s hlavní osou. Přitom se· totiž odstraní všechny přečnívající části, případné dodatečně opracování je nutné pouze pro zmenšení drsnosti povrchu. .

S ohledem na výrobu tlakové strany profilu turbinové lopatky se pro řešení daného úkolu navr8 huje způsob pro frézování profilu turbinové lopatky ta hrnoucího se podél hlavní osy s konvexní sací stranou a konkávní tlakovou stranou z obrobku, přičemž tlaková strana se frézuje prostřednictvím příslušné frézy, která, rotuje kolem osy otáčení, která protíná rovinu kolmo k hlavní ose v ostrém úhlu, přičemž obrobek a fréza se relativně navzájem k sobě pohybují v ostrém úhlu k hlavní ose.

Způsob frézování tlakové strany spočívá v tom, že osa otáčení použité frézy je k zhotovovanému pro filu turbinové lopatky skloněna tak, že se vytváří frézovací dráha s i eliptickým průřezem. Konkávní tla ková strana může se tím ve všech případech frézovat s velmi dobrým přiblížením, takže přichází v úvahu ta skutečnost, že zůstatek přečnívajících částí je sice nevy-hnutelný,avšak tvarující dodatečná opracování jsou nutná jen v nepatrném rozsahu. Další přednost oproti známému způsobu frézování tlakové strany, zejména válcovému fréaování spočívá v tom, že se může použít fréza, která je zhledem k ose otáčení relatnve krátká a tudíž se může upnout v·... nepatrné vzdálenosti od zhotovované tlakové strany. Takto dostane se tuhé uspo s»· řádání bez sklonu ke kmitání, které zajištuje vysokou kvalitu povrchu tlakové strany, jak se může dosáhnout v rámci způsobu.

Způsob frézování tlakové strany je také zejména vhodný pro kombinaci s dalším shora popsaným způso bem pro frézování sací strany. rámci této kombinace je totiž možné, profil turbinové lopatky úplně vyfrézovat v rámci jednoho jediného upnutí obrobku. Po třebný je sice pohon pro frézu, resp. frézy, jestliže se pro sací stranu a tlakovou stranu použijí různé fré-

; ,-t i * (i II ' I Λ , 'I** - * 7 ' Λ. ·. * Λ ” χ tlí' ' J* ' Λϊ^¹' Jf Í zy, kfcer.y musí byt uspořádán výkyvný, což”ovšení s'ob1. . UK' Z ,··♦<*·,'. -sl <.-··*~ :,· - /Ϊ.Λ^-'-ί'Λ¹ -^r',0 vykle'používanými* frézkami je bez problému mozne.Dale je^Á*možné^J pÓužíť takovou frézku, která u frézovaného povrchulodStran# praktický veškerá přečnívaj ící^čás·^ tí, čímšxpdpadáj· následné: tvarujíc v opracování í profi-**lu turbinové^lopatky, cozljelzejména'hospodářský velmi-.výhodné.k hlcvní o'jc, p^iSerJ. fréza cc stála pahy.Výhodné* se'použije pro frézovaní tlakové siraný fréza; která*ma poloměr*menši, nesli ^e minimální poloměr 'zakřiveni-tlakové- strany. Protože se'pro fre-,

--- „ .. „*·,.»/· Γι«_ύ,;.m· - -, *3ti “ tsnr.^rt frázovaní ~tlakové'strany použije fréza se skloněnou osou¹ otáčeni,-· tvoři frézovací'dráhu s eliptickým pru„.« -“o _ó .<,··>;>*< íw ύ Inr-v-Vr». r* pvl’ů,t~í řezem/kt.era ma~ vetší poloměr zakřiveni, nezlí fréza. Takto 3emozne, obdrzeti temer-požadovaný tvar tlakové strany nepřekrývajícími 's.ea.el‘|iptickýfiii-^;'fi^,ézovacím miparáhamicatták udržétépřečnívaj íčíocá st Ti velmiimálé.

λ* ⁴ vVnr.bízv pH.h.k»i 4**yi ‘ ' Zvláštní výhoda- se. dosáhne-vytvořením frézovací dráhyynaytlakové?áiě 'ϊβ““,; .típkovi* yňra...... '_mx straně, ležící na*kontaktové čářea: ktérá_i ^abbloměrozakřivenípá. Sv**'.”*oí „pi.JíH-áofc p.o o <* . ’ v podstatě' shodný s po_rf4«*T rrt<% *λ, ís-Ppnt fr'.~ lomerenr zakřiveni* tlakové strany. Tímto znusobem ir/K. τ vanou ~rotpbfí , souhlasí*křivky, popisující orofil prip. frézovací .4,,.. ;«< rfr^ťl·: - .M \yrí^né.tíabr-.

dráhu ne‘jen'navzájem spolu, pokud se^ ty£a místa, ale také 'pokud'’se^A tyká první a druhé aenvace. Tímto způVl»* . ;Uř ,^l ’(. ϊ Λ Hi 4 * 4· ¹ ' < Tr ' ' · ' J ’ fc* sobem'se^dosáhne velmi dobrého' přiblížení pošadova né ^! tlákvoéstraně /’ ‘ jící r*n t ?. ,Výhoda..zoůsobu.podle .vynálezu spočívá také v tom, flOn T/tlN. i-V; p jestliže se na.tlakové straně vytvoří frézou více fréoai.eu.em ua íiuvuj uju zovacích drah, které se navzájem částečně překrývají.

V rámci- ťoáoťo způsobu není přitom nutno zejména mnohó frézováních ..áran/' nýbrž postačí nejvýše čtyři.* To ’' f‘·é. . v Q'.í 11a* ní ploše, je přitom nepdstatný. Volba frézy může se potom provésti s ohledem na předcházející poznámky v rámci úvahy odborníka.

Mnohé profily turbinových lopatek mají mezi vlastní sací stranou a vlastní tlakovou stranou, přecho dová pásma, zejména v přední a zadní oblasti, která jsou konvexní. Výhodně se frézují tato přechodová pásma společně se sací stranou v rámci popsaného žpů sobu.

Zejména výhodný je. způsob výroby profilu turbinové lopatky, u kterého je sací strana vytvořena ze soustavy přímek, z nichž každá je směrovaná v ostrém úhlu k hlavní ose a u kterého kontaktní cáral leží

I stále na těchto přímkách. Při frézování profilu turbinové lopatky musí čelní plocha frézy na dotekové čáře i co nejlépe souhlasit s profilem Turbinové lopatky. To se u profilu turbinové lopatky^tvořeného soustavou přímek, realizuje zejména výhodným způsobem tím, že doteková gára jstále leží na jedné z těchto přímek. Protože profil turbinové lopatky je na vyráběné sací straně lconevexní, znamená to, že čelní plocha je směrována tangenciálně k vyráběné sací straně. Vyčnívající části jsou v důsledku toho jeni nepatrné.

Zejména vhodný je způsob pro výrobu sací strany bubnové lopatky, u které jsou všechny přímky směrovány rovnoběžně s hlavní osou. Přitom se totiž odstraní všechny přečnívající Části, případné dodatečně opracování je nutné pouze pro zmenšení drsnosti povrchu. .

S ohledem na výrobu tlakové turbinové lopatky se pro řešení strany profilu daného úkolu navr8 huje způsob pro frézování profilu turbinové lopatky ta hrnoucího se podél hlavní osy s konvexní sací stranou a konkávní tlakovou stranou z obrobku, přičemž tlaková strana se frézuje prostřednictvím příslušné frézy, která rotuje kolem osy otáčení, která protíná rovinu kolmo k hlavní ose v ostrém uhlu, přičemž obrobek a fréza se relativně navzájem k sobě pohybují v ostrém úhlu k hlavní ose.

Způsob frézování tlakové strany spočívá v tom, že osa otáčení použité frézy je k zhotovovanému pro filu turbinové lopatky skloněna tak, že se vytváří frézovací dráha s i. eliptickým průřezem. Konkávní tla ková strana může se tím ve všech případech frézovat s velmi dobrým přiblížením, takže přichází v úvahu ta skutečnost, že zůstatek přečnívajících částí je sice nevy-hnutelný,avšak tvarující dodatečná opracování jsou nutná jen v nepatrném rozsahu. Další přednost oproti známému způsobu frézování tlakové strany, zejména válcovému fréu.ování spočívá v tom, že se může použít fréza, která je zhledem k ose otáčení r.elatnvě krátká a tudíž se může upnout v·,, nepatrné vzdálenosti od zhotovované tlakové strany. Takto dostane se tuhé uspo v řádání bez sklonu ke kmitání, které zajištuje vysokou kvalitu povrchu tlakové strany, jak se může dosáhnout v rámci způsobu.

Způsob frézování tlakové strany je také zejména vhodný pro kombinaci s dalším shora popsaným způso bem pro frézování sací strany, rámci této kombinace je totiž možné, profil turbinové lopatky úplně vyfrézovat v rámci jednoho jediného upnutí obrobku. Po třebný je sice pohon pro frézu, resp. frézy, jestliže se pro sací stranu a tlakovou stranu použijí různé fré9 zy, který musí být uspořádán výkyvný, což ovsem s obvykle používanými frézkami je bez problému možné,Dále je možné použít takovou frézku, která u frézovaného povrchu odstraní prakticky veškeré přečnívající Části, čímž odpadá následné tvarující opracování profilu turbinové lopatky, což je zejména hospodářsky velmi výhodné.

Výhodně se použije pro frézování tlakové strany fréza, která má poloměr menší, nežli je minimální po loměr zakřivení tlakové strany. Protože se pro frézování tlakové strany použije fréza se skloněnou osou otáčení, tvoří frézovací dráhu s eliptickým průřezem, která má větší poloměr zakřivení, nežli fréza. Takto je možné, obdržeti téměř požadovaný tvar tlakové strany s překrývajícími se elfiptickými frézovacími dráhami a tak udržet přečnívající části'velmi malé

Zvláštní výhoda se dosáhne yyťvpřenín frézovací dráhy na tlakové ₊ - - -. > - ; ' , . , , „ ^v ' straně, ležící na kontaktové čáře a která poloměr zakřiveni , , , ^ť v podstatě shodný s po loměrem zakřivení tlakové strany. Tímto způsobem souhlasí křivky, popisující profil příp. frézovací dráhu ne jen navzájem spolu, pokud se týká místa,ale také pokud se týká první a druhé derivace. Tímto způ sobem se dosáhne velmi dobrého přiblížení^ požadova né tlakvoé straně.

Výhoda způsobu podle .vynálezu spočívá také v tom jestliže se na tlakové straně vytvoří frézou více fré zovacích drah, které se navzájem částečně překrývají, V rámci tohoto způsobu není přitom nutno zejména mno ho frézovac.ích .drah, nýbrž postačí nejvýše čtyři. To platí zvláště v tom případě, js v podstatě stále stejný poloměr kruhového válce.

stliže tlaková strana má zakřivení, například

Výhodné pi frézování tlakové strany profilu turbinové lopatky je,' jestliže tlaková strana je tvořena soustavou přímek, z nichž každá je směrovaná v ostrém úhlu k hlavní ose, přičemž fréza se stále pohybuje podél jedné z přímek. Přitom dosažená výhoda odpovídá výhodě, která se dosáhne při shora popsaném frézování sací strany profilu turbinové lopatky tvořeného soustavou přímek. Dosáhne se totiž toho,že frézovací dráha podél dotekové Sáry zcela souhlasí s vyráběným profilem turbinové lopatky, což má zvláštní význam pro zabránění přečnívajícím částem.

Také způsob frézování tlakové strany se s velkým úspěchem použije pro frézování tlakové strany, tvo řené soustavou přímek, přičemž všechny přímky jsou směrovány rovnoběžně s hlavní osou, takže tlaková strana podél hlavní osy je rovná. Zvláštní přednost spo čivá přitom v tom, že je dá§ nejen souhlasnost frézovací dráhy s tlakovou stranou, protože kontaktní čáral \každé frézovací dráhy leží na vyráběné tlakové straně, nýbrž že také zakřivení frézovací dráhy podél každé z těchto dotekových j souhlasí se zakřivením vyráběné tlakové strany. Vyskytu jící se přečnívající části jsou tudíž nepatrné a způsob je velmi hospodárný nejen sám o sobě, ale také s ohledem na nutné dodatečné opracování.

K výrobě rovného profilu turbinové lopatky bu diž pOdoknuto, že jak \ při frézování sací strany, tak také frézovaní tlakové strany dostane se zjedno11 dušení spočívající v tom, že není třeba obracet obrobek ze kterého je profil turbinové lopatky vytvářen, vzhle dem k hlavní ose. Jsou nutné pouze rotace frézy ko lem hlavní osy zhledem k obrobku. Relativní pohyby mezi obrobkem a frézou kolmo k hlavní ose mohou ' být jen posuvné pohyby.

přehled obrázků_na výkrese

Příklady provedení vynálezu budou blíže vysvětleny za pomoci, výkresu. Pro znázornění určitých znaků je výkres proveden schématicky a/nebo zkresleně.

Obr. 1 ukazuje průřez polotovarem kolmo k hlavní ose se znázorněním,, jak je třeba frézu pro frézování sací strany nasadit.

Obrr 2 a 3 ukazují frézovací postup při frézování sací strany k různým časovým okamžikům-p

Obr. 4 ukazuje pohled na hotový profil turbinové lopatky.

Obr. 5 ukazuje průřez téhož profilu.

Obr. 6 ukazuje náčrtek pro zřetelnější porozu mění určitých znaků při frézování sací strany.

Obr. 7 ukazuje jiný pohled na konfiguracij podle obr. 6.

Obr. 6 ukazuje pohled na turbinovou lopatku s frézou, která je umístěna pro frézování tlakové strany.

Obr. 9 ukazuje průřez uspořádáním podle obr. 8,

Obr. 10 ukazuje ..náčrtek pro představu, jak je tře ba frézovat tlakovou stranu více frézovacími drahami.

příklady provedení vynálezu

Obr. 1, 2 a 3 ukazují různá stádia při frézování sací strany _3 rovného profilu 2 turbinové lo patky, přičemž profil 2 turbinové lopatky potáčí kolem hlavní osy 1 znázorněné křížkem a vzhledem k fréze 7. Vlastní a posledně zhotovovaný profil 2 turbinové lopatky je obklopen určitým přesahem, který spolu s profilem 2 turbinové lopatky tvoří obrobek 5. Přesah, resp. přečnívající Části je z důvodu jed dnoduchosti znázorněn jako vrstva' o konstantní tlouštce. Profil 2 turbinové lopatky má konvexní sací stranu 3 a proti této ležící konkávní stranu 4. Pojrry sací strana 3 á tlaková strana 4 pocházejí ze skutečnosti, že při provozu se vytvoří na profilu 2 turbinové lopatky mezi sací stranou 3 a tlakovou stranou 4 tlakový spád, přičemž vyšší tlak je na sací straně 4. itfezi sací stranou 3 a tlako vou stranou 4 leží přechodová pásma 13 a 14,přičemž přechodové pásmo 13 tvoří přední část lopat ky, kolem kterého proudí v provozu pracovní prostředek a přechodové pásmo _14 je zádní část lopatky, od které při provozu pracovní prostředek proudí pryč*Tato přechodová pásma 13 a 14 jsou všeobecně konvexní a frézují se výhodně společně se sací stranou 3»ío-r to frézování se provádí tak, že pro frézování sací strany 3 zvolená fréza 7, která rotuje kolem pří 13 slušné osy 6 otáčení, se vede pres přechodová pás ma 13 a 14 a sací stranu 3. ^réza má jak na čelní plose 8, přivrácené k profilu 2 turbinové lo patky, tak také na postranních plochách orientova ných více nebo méně kolmo k Sepni ploše 8, řezné hrany 9, které odebírají materiál od obrobku 5 a tímvvtváří sací stranu 3 na obrobku 5.Podrobnosti jak nasadit frézu 7 na obrobek 5, byly již všeobecně objasněny a ještě se opakují detailně za pomoci obrázků. Podle obr. 1, 2 a 3 se fréza 7 nasadí na zadní část 14 lopatky a vede se přes sací stranu 3 k přední části 13 lopatky. Ve znázorněném případu má přední část 13 lopatky přibližně profil kruhového válce a muže se tudíž bez dalšího frézovat ^frézou 7 určenou pro sací stranu. Přední část 13 lopátky může se přitom v podstatě zcela uvolnit j=lž k. přechodu k tlakové straně 4.

Obr, 4 ukazuje pohled na hotový profil 2 turbinové lopatky kolmo k hlavní ose 1. Obr. 5 ukazuje průřez profilu 2 lopatky, vedeného podle přímky V-V v obr. 4. Zřetelně rozpoznatelné jsou hlavní osa 1 a sací strana 3 a tlaková strana 4.

Geometrie frézování podle vynálezu sací strany 3 vyplývá z obr. 6 a 7, přičemž obr. 6 .znázorňuje pohled na uspořádání frézy 7 a obrobku 5 kolmo k hlavní ose 1 a obr. 7 pohled na totéž uspořádání rovnoběžně s osou 1, jak je naznačeno Čarou VII-VII v obr. 6. Souvislost mezi obr. 6 a 7 je také naznačena v obr. 7 přímkou VI-VI, která ukazuje pohled na uspořádání, zřejmý z obr. 6. Po.dle obrázků se prostřednictvím válcové frézy 7 rotující kolem osy 6 otáčení vyfrézuje sací strana 3 profilu, 2 lopatky z obrobku 5. Tvarování se přitom provádí v podstatě řeznými hranami 9 směrovanými v podstatě kolmo k ose 6 otáčení, z nichž jsou znázorněny čtyři. Otáčením frézyj 7 definují řezné hrany 9 čelní plo chu 8 ve tvaru kruhového prstence, s vnějším okra— jem 11 a vnitřním okrajem 12. Vnější okraj 11 je přitom dán konci řezných hran 9, odvrácených od osy 6 otáčení, vnitřní okraj 12 konci řezných hran 9, přivrácených k ose otáčení 6. Pro obdržení hladké plochy je čelní plocha 8 frézy 7 vzhledem k vyrá běné sací straně směrovat tak, že se tengenciálně dotýká kontaktní, t.j. dotekové Čáry 10 sací strany 3. Tímto způsobem může se p_o_ cele šířce dotekové Čáry 10 zabrání tomu, že frézovací proces nezanechá na sací straně 1 přečnívající části. Aby se tomu zabránilo, je také důležité, aby doteková

Čáre' 10 probíhala zcela uvnitř čelní plochy 8, a nebyla přerušena vnitřním okrajem 12, V tomto případě by se možná frézovací šířka zmenšila o polovinu, nebot požadovaný výsledek frézování se dosáhne jen..

na procházejících částech dotekové gáry , 10. Aby kontaktní resp. doteková čára 10 byla co nejširsí, je výhodné, umístit! ji tak, ze se tangenciálně dotýká vnitřního okraje 12 Čelní plochy 8. Toto je znázorněno v obr. 6. Takovýmto způsobem se stává doteková čára} 10 zejména široká, z čehož bezprostředně vyplývá zejména hladká široká frézovací dráha na sací straně 3* Protože se ovšem přednosti znázorněného způsobu frézování nedají realizovat na konvexní tla kové straně 4, je jodstavení frézy 7 po ) úplném překřížení sací strany 3 nutné, takže se pro dosažení co nejširší frézovací dráhy doporučuje, vésti frézu přes sací stranu 3 kolmo k hlavní ose l.Nazáver budiž poznamenáno, že z důvodu zřetelnosti byla sací stran 3 v obr. 6 a 7 znázorněna ve tvaru kruhového válce. Toto ovšem neznamená popření použitelnosti >

návodu podle vynálezu na komplikovaný tvar sací strany 3, jak zejména vyplývá z obr. 5.

Z obr. 8,9 a 10 lze seznat frézování podle vynálezu konkávní strany 4 profilu 2 turbinové lo patky. Obr. 8 ukazuje pohled na uspořádání profilu 2 turbinové lopatky a frézy 15 použité pro frézování tlakové strny 4 kolmo k hlavní ose 1. Obr. 9 ukazuje řez profilu 2 turbinové lopatky seznatelný z obr. 8 kolmo k hlavní ose 1, jak je to naznačeno přímkou IXIX v obr. 8, a obr. 10 ukazuje profil 2 turbinové lopatky, na jehož tlakové straně 4 je naznačeno více frézovacích drah 19. Nejdříve bude pojenáno o obraz cích 8 a 9. Obr. 8 ukazuje ne jen profil 2 turbinové lopatky, nýbrž naznačuje celou turbinovou lopatku 21 vele hlavové části' 22 a patní části 23. Z obr. 8 tbké vyplývá, že profil 2. turbinové lopátky je vzhledem k hlavní ose 1 rovný. Pro frézování tlakové strany 4 je fréza 15, rotující kolem osy 16 otáčení,a.· která má kolmo k ose 16 zřetelně menší poloměr nežli je poloměr zakřivení tlakové strany 4, seznatelný z obr. 9» uspořádaná tak, že osa 16 otáčení tvoří s rovinou 17 (v obr. 8 naznačena jako přímka), probíhájící kolmo k hlavní ose 1, ostrý úhel a vede se po dél hlavní osy 1 přes frézovanou tlakovou stranu 4.

Tímto způsobem i vytváří frézovací dráhyý 19, které mají kolmo k hlavní ose 1 eliptický průřez, přičemž velké poloosy elips, opisujících tyto průřezy, jsou rovnoběžné s tlakovou stranou 4 podél dotekové cáry ! 20, na které frézovací dráhy 19 spadají dohromady s tlakovou stranou 4. Kromě toho je výhodné, zvolit poloměr frézy 15 _t a úhel mezi jeho osou otáčení a rovinou 17 tak, že poloměr zakřivení elsiptické frézovací dráhy 19 na·/ t dotekové

V z v care souhlasí se zak_řivení^mtlakové strany na dotekové p. Sáře 20. Tím se dosáhne toho,· že zbývající přečnívající části ,24. 'jsou minimální. Kromě toho může se celé tlaková strana 4 zcela zabrfet s relativně málo frézovacími frahami 19, Podrobnosti k tomu vyplývají z obr. 10, který je rovněž průřezem profi lem 2 turbinové lopatky kolmo k hlavní ose 1. Tla ková strana 4 má ve znázorněném případu tvar kruhového válce, takže v každém bodu tlakové strany 4 je příslušný poloměr zakřivení roven jediné hodnotě, to tiž poloměruMLakové strany 4, který je tak jejím minimálním poloměrem. Jak je v obr. 10 naznačeno, je tlaková strana 4 úplně vyfrézovaná třemi frézovacími drahami 19, naznačenými· elipsami, které se navzájem čá stečně překrývají. Jak bylo již uvedeno, musí každá frézovací dráha 19 míti na dotekové Čáře 20,na které je shodná s tlakovou stranou 4, stejný poloměr zakřivení, jako samotná tlaková strana 4 (obr. 10 je třeba v tomto bode posuzovat jako schématické zná zornění, pro které neplatí, že tento požadavek : je realizován). Přečnívající části 24 zbývající na tlakové straně mezi frézovacími drahami 19, jsou ve skutečnosti velmi nepatrné, takže je možné,· dosáhnout vhodným dimenzováním frézy 15 a počtem· frézovacích drah 19, které mohou zůstat stejně velmi malé, takových přečnívajících částí 24, které se dají odstra nit jednoduchým broušením nebo lapováním zpravidla tak jako tak nutným pro konečné opracování.

Z důvodu jednodunhosti a přehlednosti je vyná 17 lez: pro výrobu profilu turbinové lopatky, rovného po dél hlavní osy, vysvětlen pomocí výkresu. Tedy jedná se o profil turbinové lopatky pro bubnovou lopatku.Tím to vysvětlením není samozřejmě omezen rozsah ochrany, která se samozřejmě vztahuje také na jiné profily·turbinových lopatek. Zejména s ohledem na profily turbi nových lopatek, které sestávají s rovných přímek, není nutná modifikace tohoto vysvětlení. Je třeba pouze kon stantovat, že doteková čára, která popisuje uspořádání Čelní plochy frézy na sací straně příp. frézovací dráhu na tlakové straně vyráběného profilu turbinové lopatky, stává se totožnou^spřímkami, které tvoří proturbinové lopatky. Pro jiné profily turbinových lopatak se poukazuje znovu na shora uvedená provedení pře aproximaci profilu turbinové lopatky plochami, které jsou vytvořeny z přímek.

Celkově umožňuje vynález zejména racionální frézování profilů turbinových lopatek. Vynález je obzvláště vhodný pro realizaci načtyř-nebo pětiosých Číslicově řízených frézkách.

Claims

1. Způsob frézování profilu turbinové lopatky táhnoucího se podél hlavní osy >S konvexní sací stranou a konkávní tlakovou stranou o obrobku, přičemž sací strana se frézuje prostřednictvím frézy, rotující kolem příslušné osy otáčení, kterážto fréza má rovnou čel ní plochu ve tvaru kruhového prstence, která je definovaná rotujícím uspořádáním s nejméně jednou,řeznou hranou, přičemž fréza a obrobek se pohybují na vzájem proti sobě kolmo k hlavní ose, vyznačující se tím, že řezná hrana (9) leží v čelní ploše (8) a Čelní plocha je směrována tangenciálně k frézované sací straně (3) a sací strana (3) se dotýká dotekové, čáry (10) směrované v ostrém úhlu k hlavní ose (1)'.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, ž.e čelní plocha (8) má vnější okraj (11) a vnitřní okraj (12), přičemž doteková čára (10) je tětivou, taženou mezi dvěma body vnějšího okraje (11) a úpl ně ležící uvnitř čelní plochy (8).

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím,že', kontaktní čára (10) probíhá tangenciálně k vnitřnímu okraji (12),

4. Způsob podle některého z předcházejících nároků 1 az 3, vyznačující se tím, že profil (2) turbinové lopatky mezi sací stranou (3) a tlakovou stranou (4) má konvexní přechodová pásma (13, 14), kierá se společně frézují se sací stranou (3).

5. Způsob podle některého z předcházejících nároků 1 až 4,vyznačující se tím, že sací strana (3) je vytvořena ze soustavy přímek, z nichž každá je směrována v ostrém úhlu k hlavní ose (1) au které doteková čára (10) vždyleží na jedné z přímek.

6.

všechny (1).

Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím,že přímky jsou směrovány rovnoběžně s hlavní osou

7, Způsob frézování profilu; turbinové lopatky^ táhnoucího se podél hlavní osy s konvexní sací stra nou a konkávní tlakovou stranou z obrobku, u kterého se tlaková strana frézuje prostřednictvím frézy, která se otáčí kolem příslušné osy otáčení, podle některého z předcházejících nároků 1 až 6, vyznaču jící se tím, že osa (16) otáčení protíná rovinu (17) kolmo k hlavní ose (1) v ostrém úhlu a obrobek (5) a fréza (15) se pohybují relativně navzájem proti sobě v ostrém úhlu.

8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že tlaková strana; (4) má minimální poloměr (18) zakřivení a poloměr frézy (15) pro frézování tlakové strany (4) , je menší nežli minimální poloměr (18) zakřivení.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že frérou (15) se vytvoří na tlakové straně frézovací drá ha (19),která se dotýká tlakové strany (4) na dotekové čáře (20) a která má na dotekové čáře (20) poloměr křivosti, který .je v podstatě shodný s poloměrem (I8)křivosti tlakové strany (4) na dotekové čáře (20), ί

10.Způsob podle některého z nároků 7 až 9» vy značující se tím, že při frézování tlakové strany (4) se frézou (15) vytvoří více, nejvýše však pět frézo vacích drah, které se navzájem částečně překrývají.

11. Způsob podle některého z nároků 7 až 10, vyznačující se tím, že tlaková strana (4) je tvořena soustavou přímek, z nichž každá je směrovaná v ostrém úhlu k hlavní ose (1), a fréza (15) se stále pohybuje podél jedné z těchto přímek.

12, Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím,že všechny přímky jsou směrovány rovnoběžně s hlavní o sou (1).