RU2416500C2 - Method of electrochemical edge rounding off - Google Patents
Method of electrochemical edge rounding off Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416500C2 RU2416500C2 RU2009112727/02A RU2009112727A RU2416500C2 RU 2416500 C2 RU2416500 C2 RU 2416500C2 RU 2009112727/02 A RU2009112727/02 A RU 2009112727/02A RU 2009112727 A RU2009112727 A RU 2009112727A RU 2416500 C2 RU2416500 C2 RU 2416500C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- edges
- groove
- rounding
- radius
- electrode
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электрохимической размерной обработки металлов, в частности к электрохимическому скруглению кромок наклонных замковых пазов дисков газотурбинных двигателей.The present invention relates to the field of electrochemical dimensional processing of metals, in particular to the electrochemical rounding of the edges of inclined locking grooves of disks of gas turbine engines.
Известен способ электрохимического округления кромок выемок - отверстий и пазов, при котором используют электрод-инструмент, геометрические размеры рабочей поверхности которого выбирают в зависимости от требуемых радиусов скругления кромок паза. Электрод-инструмент с изолятором устанавливают в обрабатываемую выемку в детали с гарантированным межэлектродным зазором, при этом рабочую поверхность электрода-инструмента располагают перпендикулярно биссектрисе угла при вершине обрабатываемой кромки, подают электролит в межэлектродный зазор и производят обработку (описание изобретения к авторскому свидетельству № 1256896, МПК4 В23Н 9/02, заявл. 27.03.85, опубл. 15.09.86 г.).There is a method of electrochemical rounding of the edges of the recesses - holes and grooves, in which an electrode tool is used, the geometric dimensions of the working surface of which are selected depending on the required radii of rounding of the groove edges. An electrode-tool with an insulator is installed in the recess in the workpiece with a guaranteed interelectrode gap, while the working surface of the electrode-tool is placed perpendicular to the angle bisector at the top of the edge being machined, the electrolyte is introduced into the interelectrode gap and the treatment is performed (description of the invention to copyright certificate No. 1256896, IPC 4 B23H 9/02, decl. 03/27/85, publ. 09/15/86).
К недостаткам такого способа скругления кромок относится то, что при обработке наклонных пазов невозможно получить скругления правильной геометрической формы с высокой точностью величины и формы радиуса, т.к. сопрягаемые поверхности на сторонах паза располагаются под различными углами и образуют с одной стороны острую, а с другой - тупую кромки, а данный способ не учитывает неравномерность величины линейного съема металла с острой и тупой кромок.The disadvantages of this method of rounding the edges include the fact that when processing inclined grooves it is impossible to obtain roundings of the correct geometric shape with high accuracy of the size and shape of the radius, because mating surfaces on the sides of the groove are located at different angles and form sharp and obtuse edges on the one hand, and this method does not take into account the non-uniformity of the linear metal removal from sharp and blunt edges.
Также известен способ электрохимического скругления кромок наклонных выемок, при котором изолируют зону обработки торцовым изолятором, внутри которого выполнена полость, и устанавливают в зоне обработки с гарантированным межэлектродным зазором электрод-инструмент. Межэлектродный зазор регулируют изменением ширины рабочей кольцевой поверхности электрода-инструмента, имеющей прямолинейную образующую. Геометрические размеры рабочих поверхностей электрода-инструмента выполняют изменяющимися в прямой зависимости от требуемых радиусов скругления кромок паза и в обратной - от углов при вершинах обрабатываемых кромок. Электрод-инструмент располагают в зоне обработки так, чтобы его рабочая поверхность находилась перпендикулярно биссектрисе угла при вершине обрабатываемой кромки, причем наибольшая ширина кольцевой рабочей поверхности должна находиться напротив участка кромки, угол при вершине которого наименьший (описание изобретения к авторскому свидетельству № 367996, МПК В23Р 1/04, заявл. 13.04.68, опубл. 26.01.73 г.).Also known is a method of electrochemical rounding of the edges of inclined recesses, in which a treatment zone is isolated with a mechanical insulator inside which a cavity is made, and an electrode-tool is installed in the treatment zone with a guaranteed interelectrode gap. The interelectrode gap is controlled by changing the width of the working annular surface of the electrode-tool having a rectilinear generatrix. The geometric dimensions of the working surfaces of the electrode-tool perform changing in direct proportion to the required radii of rounding of the edges of the groove and in the opposite - from the angles at the vertices of the processed edges. The electrode-tool is placed in the processing zone so that its working surface is perpendicular to the angle bisector at the top of the edge being machined, the largest width of the annular working surface being opposite the edge section, the angle at which is the smallest (description of the invention to copyright certificate No. 367996, IPC В23Р 1/04, application. 13.04.68, publ. 01.26.73).
Такой способ позволяет выполнять скругления на кромках выемок, расположенных наклонно, однако не может обеспечить требуемую точность формы и размера скругления, необходимую при изготовлении дисков газотурбинных двигателей. В процессе обработки неравномерное снятие металла по кромке выемки обеспечивается только изменением величины межэлектродного зазора, что не позволяет получить необходимую эпюру распределения скоростей растворения металла на различных участках скругления. В месте примыкания изоляторов к поверхности обрабатываемой детали происходит искажение радиусов в виде уступов.This method allows you to perform rounding at the edges of the recesses located obliquely, however, it cannot provide the required accuracy of the shape and size of the rounding required in the manufacture of disks of gas turbine engines. During processing, uneven metal removal along the edge of the recess is ensured only by a change in the interelectrode gap, which does not allow one to obtain the necessary diagram of the distribution of metal dissolution rates in different rounding sections. At the junction of the insulators to the surface of the workpiece, the radii are distorted in the form of ledges.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое решение, является обеспечение требуемой точности формы и размеров скругления кромок выемок, расположенных наклонно путем обеспечения необходимой эпюры распределения скоростей растворения металла на различных участках скругления кромок.The technical result, the achievement of which the proposed solution is aimed at, is to provide the required accuracy of the shape and size of the rounding of the edges of the recesses located obliquely by providing the necessary diagram of the distribution of the rates of dissolution of the metal in different sections of the rounding of the edges.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в способе электрохимического скругления кромок наклонных замковых пазов дисков газотурбинных двигателей, включающем изолирование зоны обработки торцовым изолятором, внутри которого выполнена полость, установку в зоне обработки с гарантированным межэлектродным зазором электрода-инструмента, геометрические размеры рабочих поверхностей которого выбирают в зависимости от требуемых радиусов скругления кромок паза и углов при вершинах обрабатываемых кромок, подачу электролита в зону обработки и электрохимическую обработку кромок.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of electrochemical rounding of the edges of the inclined lock grooves of the disks of gas turbine engines, including isolating the treatment zone with an end insulator, inside which a cavity is made, installation in the processing zone with a guaranteed interelectrode gap of the tool electrode, the geometric dimensions of the working surfaces of which are selected in depending on the required radii of rounding of the groove edges and angles at the vertices of the machined edges, the supply of electrolyte in Well processing and electrochemical processing of edges.
Новым в предлагаемом изобретении является то, что зону обработки дополнительно изолируют внутрипазовым изолятором, а полость в торцовом изоляторе выполняют как продолжение паза диска и устанавливают в ней электрод-инструмент, при этом на электроде-инструменте выполняют скругления рабочих кромок - со стороны острого угла кромки паза с радиусом rэ1, мм, обеспечивающим минимальный межэлектродный зазор, а со стороны тупого угла кромки паза - с радиусом rэ2, мм, который определяют из условия , где z1 и z2 - припуски со стороны острого и тупого углов кромок паза соответственно, при этом кромки изоляторов также выполняют скругленными и радиусы округления определяют по формуламWhat is new in the present invention is that the treatment area is additionally insulated with an internal groove insulator, and the cavity in the end insulator is performed as a continuation of the groove of the disk and an electrode-tool is installed in it, while rounding the working edges is performed on the electrode-tool - from the side of the acute angle of the groove edge with a radius r e1 , mm, providing a minimum interelectrode gap, and from the obtuse angle of the groove edge, with a radius r e2 , mm, which is determined from the condition where z 1 and z 2 are the allowances on the side of the sharp and obtuse corners of the groove edges, respectively, while the edges of the insulators are also rounded and the rounding radii are determined by the formulas
гдеWhere
r1 - радиус округления кромок изоляторов со стороны острой кромки паза, мм;r 1 is the radius of rounding of the edges of the insulators from the side of the sharp edge of the groove, mm;
r2 - радиус скругления кромок изоляторов со стороны тупой кромки паза, мм;r 2 is the radius of the rounding of the edges of the insulators from the side of the blunt edge of the groove, mm;
R - радиус скругления кромок паза, мм;R is the radius of the rounding of the groove edges, mm;
α - угол между осью паза и осью вращения диска.α is the angle between the axis of the groove and the axis of rotation of the disk.
Предлагаемый способ иллюстрируется следующими чертежами:The proposed method is illustrated by the following drawings:
фиг.1 - схема реализации способа;figure 1 - diagram of the implementation of the method;
фиг.2 - схема распределения припусков.figure 2 - distribution scheme of allowances.
Устройство для реализации способа включает источник технологического тока, насос для подачи электролита, например 16-18%NаNО3+Н2O, и рабочую камеру (на чертеже не показано).A device for implementing the method includes a technological current source, a pump for supplying an electrolyte, for example 16-18% NaNO 3 + H 2 O, and a working chamber (not shown in the drawing).
В рабочую камеру устанавливают обрабатываемый диск 1 (фиг.1), в паз 2 которого устанавливают внутрипазовый изолятор 3, и изолируют зону обработки торцовым изолятором 4. В качестве материала для изоляторов используют, например, протакрил. В полости 5 изолятора 4, являющейся продолжением паза 2 диска 1, с гарантированным межэлектродным зазором устанавливают электрод-инструмент 6. Геометрические размеры рабочих поверхностей электрода-инструмента 6 выбирают в зависимости от требуемого радиуса R округления кромок паза 2 и углов β и γ при вершинах обрабатываемых кромок. На электроде-инструменте 6 выполняют округления рабочих кромок - со стороны острого угла β кромки паза 2 с радиусом rэ1 мм, обеспечивающим минимальный межэлектродный зазор a1, мм (фиг.2), а со стороны тупого угла у кромки паза 2 с радиусом rэ2, мм, который определяют из условия , где z1 и z2 - припуски со стороны острого β и тупого γ углов кромок паза соответственно, мм. Минимальные межэлектродные зазоры a1 и а2 - начальные рабочие межэлектродные зазоры со стороны острого и тупого углов кромок паза соответственно, которые в процессе эхо-обработки изменяются по мере удаления припусков z1 и z2.A workable disk 1 is installed in the working chamber (Fig. 1), a groove insulator 3 is installed in the
На кромках изоляторов 3 и 4 (фиг.1) также выполняют скругления радиусами r1 и r2, которые определяют по формуламOn the edges of the insulators 3 and 4 (figure 1) also perform rounding with radii r 1 and r 2 , which are determined by the formulas
и , and ,
где r1 - радиус скругления кромок изоляторов 3 и 4 со стороны острого угла β паза, мм;where r 1 is the radius of rounding of the edges of the
r2 - радиус скругления кромок изоляторов 3 и 4 со стороны тупого угла γ кромки паза, мм;r 2 is the radius of the rounding of the edges of the
R - радиус скругления кромок паза 2, мм;R is the radius of the rounding of the edges of the
α - угол между осью паза и осью вращения диска.α is the angle between the axis of the groove and the axis of rotation of the disk.
Включают подачу электролита, а затем технологический ток. Состав электролита и режимы обработки выбирают в зависимости от обрабатываемого материала. Подвод электролита в рабочую зону осуществляют через отверстие 7 (фиг.2) в электроде-инструменте 6, а отвод - через зазоры между боковыми поверхностями электрода-инструмента 6 и паза 5 в торцовом изоляторе 4 (фиг.1). Электрод-инструмент 6 подключают к отрицательному, а диск - к положительному полюсам источника технологического тока.Turn on the supply of electrolyte, and then the technological current. The composition of the electrolyte and the treatment regimes are selected depending on the material being processed. The supply of electrolyte to the working area is carried out through the hole 7 (figure 2) in the electrode-tool 6, and the drain through the gaps between the side surfaces of the electrode-tool 6 and the groove 5 in the end insulator 4 (figure 1). The electrode tool 6 is connected to the negative, and the disk to the positive poles of the technological current source.
Зазор, образованный у острого угла β кромки паза 2 между электродом-инструментом 6 и изоляторами 3 и 4, больше, чем зазор, образованный ими у тупого угла γ паза 2 за счет того, что радиусы r1 округления на изоляторах 3 и 4 со стороны острого угла β, больше, чем радиусы r2 округления на их кромках у тупого угла γ паза 2, поэтому ток в рабочем зазоре γ тупого угла у меньше и меньше съем металла с обрабатываемой поверхности, чем со стороны острого угла β паза 2.The gap formed at the acute angle β of the edge of the
Припуск z1 (фиг.2), снимаемый с кромки паза 2 со стороны острого угла β, больше, чем припуск z2 со стороны тупого угла γ паза 2. Разность снимаемых припусков со стороны острого угла β и тупого угла γ компенсируют выполнением на электроде-инструменте 6 радиусов скругления, где rэ1<rэ2, причем . Припуски z1 и z2 зависят от величины радиуса скругления кромок паза и углов при их вершинах.The allowance z 1 (figure 2), taken from the edge of the
Кроме того, между электродом-инструментом 6 и торцовой поверхностью диска 1 происходит формирование электролитного клина, обеспечивающего плавное увеличение электрического сопротивление электролита в межэлектродном зазоре и уменьшение скорости течения электролита по мере сужения клина к линии прилегания изоляторов 3 и 4 к обрабатываемой поверхности диска 1. Увеличение электрического сопротивления электролита и падение скорости его течения по мере сужения клина обеспечивает плавное падение скорости растворения металла диска до нуля, что обеспечивает формирование радиусов правильной формы без образования уступов на границе прилегания изоляторов к обрабатываемым поверхностям.In addition, between the electrode-tool 6 and the end surface of the disk 1, an electrolyte wedge is formed, which provides a smooth increase in the electrical resistance of the electrolyte in the interelectrode gap and a decrease in the electrolyte flow rate as the wedge narrows to the contact line of
Таким образом геометрия рабочей части электрода-инструмента 6, изоляторов 3 и 4 обеспечивает необходимую эпюру распределения скоростей растворения металла на различных участках округления кромок наклонного паза.Thus, the geometry of the working part of the electrode-tool 6,
После автоматического отключения тока устройства извлекаются из обработанных лопаточных пазов 2, диска 1, переустанавливаются в новые пазы 2, и операция повторяется.After automatic current shutdown, the devices are removed from the processed
Предлагаемый способ был реализован на кромках замковых пазов в дисках 1 и 3 ступеней авиадвигателя SaM146.The proposed method was implemented on the edges of the castle grooves in the disks 1 and 3 stages of the SaM146 aircraft engine.
Радиус скруглений R составлял 0,4±0,1 мм.The radius of fillet R was 0.4 ± 0.1 mm.
На этих дисках пазы имеют сложную конфигурацию, и их оси располагаются под углом α=15° к оси вращения дисков. Угол β составлял 75°, а угол γ - 105°. Для электрохимической обработки радиусов на наклонных кромках замковых пазов дисков использовали торцовый и внутрипазовый изоляторы, изготовленные из протакрила, радиусы округления кромок которых определяли по формуламThe grooves on these disks have a complex configuration, and their axes are located at an angle α = 15 ° to the axis of rotation of the disks. The angle β was 75 °, and the angle γ was 105 °. For the electrochemical processing of radii at the inclined edges of the castle grooves of the disks, we used face and intra-groove insulators made of protacryl, the radii of rounding of the edges of which were determined by the formulas
На электроде-инструменте, изготовленном из нержавеющей стали Х18Н9Т, выполняли скругление рабочей кромки со стороны острого угла паза радиусом rэ1=0,2 мм, обеспечивающим минимальный межэлектродный зазор a1=0,38 мм. Радиус скругления rэ2 со стороны тупого угла паза определяли путем увеличения радиуса rэ1 с учетом величины соотношения припусков z1=0,25 мм и z2=0,1 мм со стороны острого и тупого углов кромки паза, т.о., исходя из условия . Минимальный межэлектродный зазор а2=0,55 мм.On the electrode-tool made of X18H9T stainless steel, the working edge was rounded from the side of the acute angle of the groove with a radius r e1 = 0.2 mm, providing a minimum interelectrode gap a 1 = 0.38 mm. The radius of rounding r e2 from the side of the obtuse groove angle was determined by increasing the radius of r e1 taking into account the value of the ratio of the allowances z 1 = 0.25 mm and z 2 = 0.1 mm from the side of the acute and obtuse angles of the groove edge, i.e., based on from the condition . The minimum interelectrode gap a 2 = 0.55 mm.
Обработку выполняли при следующих режимах электрохимической обработки:The processing was performed under the following modes of electrochemical processing:
Полученные скругления кромок наклонных выемок паза диска, выполненные данным способом, соответствовали требованиям чертежа.The obtained rounding of the edges of the inclined recesses of the groove of the disk, made by this method, met the requirements of the drawing.
Предлагаемый способ обеспечивает высокую точность обработки радиусов в условиях разности припусков с острой и тупой кромками паза.The proposed method provides high precision machining of radii in the conditions of the difference of the allowances with sharp and blunt edges of the groove.
Claims (1)
и
где r1 - радиус скругления кромок изоляторов со стороны острой кромки паза, мм;
r2 - радиус скругления кромок изоляторов со стороны тупой кромки паза, мм;
R - радиус скругления кромок паза, мм;
α - угол между осью паза и осью вращения диска. A method of electrochemical rounding of the edges of inclined lock grooves of gas turbine engine disks, including isolating the treatment zone with an end insulator, inside which a cavity is made, installing in the processing zone with a guaranteed interelectrode gap of the tool electrode, the geometrical dimensions of the working surfaces of which are selected depending on the required radii of the rounding of the groove edges and angles at the tops of the edges to be machined, electrolyte supply to the treatment zone and electrochemical processing of edges, excellent yuschiysya in that the treatment zone further isolate vnutripazovym insulator and the cavity in face insulator operate as an extension of the disc groove and mounted therein an electrode-tool, wherein the electrode-tool performs rounding working edges - by the acute angle of the groove edges with r A1 radius , mm, providing a minimum interelectrode gap, and from the obtuse angle of the groove edge with a radius r e2 , mm, which is determined from the condition where z 1 and z 2 are the allowances on the side of the sharp and obtuse corners of the groove edges, respectively, while the edges of the insulators are also rounded and the radii of rounding are determined by the formulas
and
where r 1 is the radius of rounding of the edges of the insulators from the side of the sharp edge of the groove, mm;
r 2 is the radius of the rounding of the edges of the insulators from the side of the blunt edge of the groove, mm;
R is the radius of the rounding of the groove edges, mm;
α is the angle between the axis of the groove and the axis of rotation of the disk.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112727/02A RU2416500C2 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Method of electrochemical edge rounding off |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112727/02A RU2416500C2 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Method of electrochemical edge rounding off |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009112727A RU2009112727A (en) | 2010-10-20 |
RU2416500C2 true RU2416500C2 (en) | 2011-04-20 |
Family
ID=44023369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009112727/02A RU2416500C2 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Method of electrochemical edge rounding off |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416500C2 (en) |
-
2009
- 2009-04-06 RU RU2009112727/02A patent/RU2416500C2/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009112727A (en) | 2010-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1888286B1 (en) | Machining method | |
JP4801653B2 (en) | Housing with cross passage | |
CN102873417B (en) | Electrochemical deburring processing method for turbine disc mortises and special device thereof | |
CN110605444B (en) | Electrode assembly of electrochemical machining tool for rotary body surface high boss and electrochemical machining method | |
EP2301703B1 (en) | Systems and apparatus relating to electrochemical machining | |
JP2012143821A (en) | Method for manufacturing gear | |
US10399168B2 (en) | Method for producing cavities for a turbomachine disk | |
Skrabalak et al. | Optimization of dry EDM milling process | |
TWI765962B (en) | Manufacturing method of metal products | |
RU2590743C1 (en) | Method of multiple-point pulsed electrochemical treatment of blades in robotic system and device therefor | |
RU2416500C2 (en) | Method of electrochemical edge rounding off | |
Ryazantsev et al. | Use of combined methods of treatment to obtain artificial roughness on the parts’ surfaces | |
US6712581B2 (en) | Process for producing a groove-like recess, and a groove-like recess of this type | |
CN102941383B (en) | Thinning and electrolytic machining device for inner wall of static cutter cover of shaver and machining process method of device | |
US20110073465A1 (en) | Systems and apparatus relating to electrochemical machining | |
CN203542883U (en) | Multi-wire sawing machine main shaft mechanism with circulation cooling structure | |
US8183491B2 (en) | Electric discharge machining device using rotating circular blade | |
US9162301B2 (en) | Electrochemical machining tools and methods | |
US11471964B2 (en) | Method for the production of drill holes in difficult to machine materials | |
RU2283735C2 (en) | Turbine blade electrochemical shaping process and apparatus for performing the same | |
CN101775573A (en) | Surface strengthening treatment process for oil distribution cover of plunger pump | |
RU2623938C1 (en) | Method of circular electrochemical processing compressor blades of gas turbine engine | |
RU2221676C2 (en) | Method for electric erosion treatment of rotor (or nozzle unit) of turbine and attachment for performing the same | |
KR20040009437A (en) | Method of manufacturing turbine blade using symmetrically electric discharge method for turbo pump | |
US20170144240A1 (en) | Rotation table |