RU2625860C1 - Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine - Google Patents
Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625860C1 RU2625860C1 RU2016143673A RU2016143673A RU2625860C1 RU 2625860 C1 RU2625860 C1 RU 2625860C1 RU 2016143673 A RU2016143673 A RU 2016143673A RU 2016143673 A RU2016143673 A RU 2016143673A RU 2625860 C1 RU2625860 C1 RU 2625860C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- width
- blade
- feather
- rows
- finishing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/16—Working surfaces curved in two directions
- B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2215/00—Details of workpieces
- B23C2215/52—Axial turbine wheels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2220/00—Details of milling processes
- B23C2220/48—Methods of milling not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C2220/00—Details of milling processes
- B23C2220/60—Roughing
- B23C2220/605—Roughing and finishing
Abstract
Description
Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при формировании криволинейных поверхностей лопаток цельнофрезерованного рабочего колеса газотурбинного двигателя (ЦФРК ГТД).The invention relates to the processing of metals by cutting and can be used in the formation of curved surfaces of the blades of a whole-milled impeller of a gas turbine engine (CFRC GTD).
Широко известны способы обработки проточной части ЦФРК ГТД на многоцелевых станках с ЧПУ (в машинообрабатывающих центрах), обеспечивающие обработку всех лопаток моноколеса за один установ [А.М. Сулима, А.А. Носков, Г.З. Серебряков «Основы технологии производства газотурбинных двигателей». М.: Машиностроение, 1996, 480 с, Глава 17.3 Выполнение основных операций изготовления крыльчаток, с. 364-368].Widely known are the methods for processing the flow part of the CFRC gas turbine engine on multi-purpose CNC machines (in machine-tool centers), which ensure the processing of all monowheel vanes in one installation [A.M. Sulima, A.A. Noskov, G.Z. Serebryakov “Fundamentals of gas turbine engine manufacturing technology”. M.: Engineering, 1996, 480 s, Chapter 17.3 Performing basic operations for manufacturing impellers, p. 364-368].
Известен способ обработки лопаток ЦФРК ГТД, включающий черновое фрезерование (прорезка впадин между лопатками) и чистовое фрезерование профиля пера (патент РФ №2247011, МПК В23С 3/18. Способ обработки моноколес. Бюл. №6, 2005 г.).A known method of processing blades CFRD GTD, including rough milling (cutting the hollows between the blades) and finish milling the pen profile (RF patent No. 2247011, IPC
Недостатком данного способа является недостаточно высокая точность изготовления профилей лопаток ЦФРК ГТД из-за снижения жесткости обрабатываемой лопатки.The disadvantage of this method is the insufficiently high accuracy of manufacturing the profiles of the CFRK GTE blades due to the decrease in the rigidity of the processed blade.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ обработки цельнофрезерованного рабочего колеса газотурбинного двигателя на станках с числовым программным управлением (патент РФ № 2429949, МПК В23С 3/18. Способ обработки моноколес. Бюл. №27, 2011 г.). Способ включает черновую обработку в виде прорезки в радиальном направлении пазов одинаковой ширины и чистовую обработку фрезерованием проточной части лопаток с режимами, назначенными исходя из величины допустимой деформации обрабатываемой поверхности. При этом обработку при чистовом фрезеровании ведут с шириной строки, не превышающей длину режущей части инструмента, совпадающей с образующей профиля лопатки, а врезание по высоте профиля осуществляют постепенно от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу. Перемещение фрезы производят по замкнутой траектории, эквидистантной профилю спинки и корыта лопатки в плоскости строки.The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for processing a fully milled impeller of a gas turbine engine on numerically controlled machines (RF patent No. 2429949, IPC V23C 3/18. Method for processing monowheels. Bull. No. 27, 2011). The method includes roughing in the form of grooves in the radial direction of grooves of the same width and finishing machining by milling the flowing part of the blades with the modes assigned based on the size of the permissible deformation of the machined surface. In this case, the processing during finishing milling is carried out with a line width not exceeding the length of the cutting part of the tool, which coincides with the forming profile of the blade, and cutting along the height of the profile is carried out gradually from the top of the blade to the radius of transition to the hub. The cutters are moved along a closed path, the equidistant profile of the back and trough of the blade in the row plane.
Недостатком прототипа является то, что не обеспечивается достаточная жесткость обрабатываемого пера лопатки, что приводит к снижению точности изготовления профилей лопаток ЦФРК ГТД.The disadvantage of the prototype is that it does not provide sufficient rigidity of the processed feather blades, which leads to a decrease in the accuracy of the manufacture of profiles of the blades CFRC GTE.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности изготовления лопаток ЦФРК ГТД.The task of the invention is to increase the accuracy of the manufacture of CFRK GTE blades.
Техническим эффектом является обеспечение жесткости обрабатываемого пера лопатки, приводящее к повышению точности изготовления ЦФРК ГТД.The technical effect is to ensure the rigidity of the processed feather blades, leading to an increase in the accuracy of the production of CFRC GTE.
Технический эффект достигается за счет того, что в способе изготовления цельнофрезерованного рабочего колеса газотурбинного двигателя концевыми фрезами на станках с числовым программным управлением, включающем черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, и чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу, в отличие от прототипа при чистовой обработке съем металла ведут поочередно, чередующимися со стороны корыта и спинки строками, измеренными по высоте пера лопатки, причем ширину первой строки α1 берут меньшей или равной половине ширины последующей строки α2, а ширину последующих строк αi берут равной или меньшей предыдущей строки αi-1 при условии, что чередование строк не приводит к симметричному снятию металла со стороны корыта и спинки за исключением обработки прикомлевого участка пера и обеспечивает максимальную жесткость обрабатываемого пера лопатки.The technical effect is achieved due to the fact that in the method of manufacturing a whole-milled impeller of a gas turbine engine with end mills on numerically controlled machines, including roughing, in which the interscapular grooves of the same width are cut in the radial direction, and finishing, in which the blade profile of the blade is milled from the top of the scapula to the radius of the transition to the hub, in contrast to the prototype, during finishing, the metal is removed alternately from the side of the trough and backs with rows measured along the height of the feather of the scapula, the width of the first row α 1 being taken equal to or less than half the width of the next row α 2 , and the width of the following rows α i taken equal to or smaller than the previous row α i-1 , provided that the alternation of lines is not leads to a symmetrical removal of metal from the side of the trough and back except for the processing of the nib section of the pen and provides maximum rigidity of the processed feather blades.
Сначала ведут черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, а затем - чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по его высоте. Оба вида обработки могут быть выполнены за один установ.First, roughing is carried out, in which the interscapular grooves of the same width are cut in the radial direction, and then the finishing treatment, in which the profile of the blade feather is milled along its height. Both types of processing can be performed in one installation.
Жесткость обрабатываемого пера лопатки обеспечивается за счет применения следующих новых приемов:The rigidity of the processed feather blades is provided through the use of the following new techniques:
при чистовой обработке съем металла ведут поочередно, чередующимися со стороны корыта и спинки строками. Поочередная обработка пера позволяет обеспечить жесткость обрабатываемого пера, поскольку часть оставшегося с противоположной стороны слоя металла приводит к повышению жесткости пера, при обработке его с противоположной стороны;during finishing, metal removal is carried out alternately, in rows alternating from the side of the trough and back. Alternate processing of the pen allows you to ensure the rigidity of the processed pen, since part of the remaining on the opposite side of the metal layer leads to increased stiffness of the pen when processing it from the opposite side;
- при ширине первой строки α1, меньшей или равной половине ширины последующей строки α2, и ширине последующих строк αI, равной или меньшей предыдущей строки αi-1, обеспечивается жесткость пера за счет шахматного расположения удаляемых с противоположных сторон пера слоев материала;- when the width of the first line α 1 less than or equal to half the width of the next line α 2 and the width of the subsequent lines α I equal to or less than the previous line α i-1 , the stiffness of the pen is ensured due to the checkerboard arrangement of the layers of material removed from opposite sides of the pen;
- условие недопустимости симметричного снятия металла со стороны корыта и спинки связано с тем, что при таком симметричном съеме снижается жесткость пера лопатки.- the condition of the inadmissibility of symmetrical removal of metal from the side of the trough and back is due to the fact that with such a symmetrical removal, the stiffness of the feather blade decreases.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами и схемами: фиг. 1 - схема снятия припуска с заготовки ЦФРК ГТД; фиг. 2 - схема процесса поочередного удаления припуска (строками со стороны корыта и спинки); (фиг. 2а - заготовка ЦФРК ГТД после снятия припуска α1; фиг. 2b - заготовка ЦФРК ГТД после снятия припуска α2); фиг. 3-готовое ЦФРК ГТД (фиг. 3а - ЦФРК ГТД после снятия всех припусков на обработку лопатки; фиг. 3b - внешний вид участка обработанного ЦФРК ГТД). Фигуры 1, 2 и 3 содержат: 1 - заготовка ЦФРК ГТД; 2 - формируемое перо лопатки ЦФРК ГТД; 3 - припуски на обработку (α1, α2, α3, … αi, αi-1 … αn, где n - общее количество строк при обработке пера лопатки, за исключением обработки прикомлевого участка пера); 4 - поверхности пера лопатки ЦФРК ГТД, образованные в результате удаления материала строк при чистовой обработке; 5 - готовое ЦФРК ГТД; 6 - обработанное перо лопатки; К -корыто пера лопатки; С - спинка пера лопатки.The invention is illustrated by drawings and diagrams: FIG. 1 is a diagram of the removal of stock from the workpiece CFRD GTD; FIG. 2 is a diagram of the process of sequentially removing stock (in rows from the side of the trough and back); (Fig. 2a - blank CFGC GTD after removing the allowance α 1 ; Fig. 2b - blank CFGC GTD after removing the allowance α 2 ); FIG. 3-ready DSCC GTD (Fig. 3a - DSCC GTD after removing all allowances for the processing of the blades; Fig. 3b is the appearance of the plot processed DSCC GTD). Figures 1, 2 and 3 contain: 1 - blank CFRK GTD; 2 - formed feather blade CFRK GTD; 3 - machining allowances (α 1 , α 2 , α 3 , ... α i , α i-1 ... α n , where n is the total number of lines when processing a feather of a blade, except for processing of a nibble portion of a feather); 4 - the feather surface of the blade CFRK GTD, formed as a result of the removal of the material of the rows during finishing; 5 - ready CFRK GTD; 6 - processed feather scapula; To - a shovel of a feather of a scapula; C is the back of the feather of the scapula.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Заготовку ЦФРК ГТД, выполненную в виде кольца, устанавливают на многоцелевом обрабатывающем центре, например, пятикоординатном и производят обработку проточной части крыльчатки фрезой, которая, вращаясь вокруг собственной оси со скоростью резания, имеет возможность перемещений в трех осях. Суммарный припуск заготовки, равный сумме припусков в каждом межлопаточном пространстве, удаляют строками на этапах черновой и чистовой обработки (см., например, патент РФ №2247011).The workpiece CFRC GTE, made in the form of a ring, is installed on a multi-purpose machining center, for example, five-axis, and the flow part of the impeller is machined with a mill, which, rotating around its own axis with a cutting speed, has the ability to move in three axes. The total stock allowance equal to the sum of the allowances in each interscapular space is removed in rows at the stages of roughing and finishing (see, for example, RF patent No. 2247011).
Сначала ведут черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, а затем - чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по его высоте.First, roughing is carried out, in which the interscapular grooves of the same width are cut in the radial direction, and then the finishing treatment, in which the profile of the blade feather is milled along its height.
Припуск на черновом этапе удаляют следующим образом.The rough stock is removed as follows.
В первой строке (на первом проходе фрезы) в каждом межлопаточном пространстве удаляют припуск соответствующей глубины и ширины. Глубину первой строки и ее ширину выбирают исходя из соотношения, устанавливающего связь между величиной деформации обрабатываемых поверхностей при образовании паза шириной и коэффициентом ослабления сечения заготовки в месте образования пера (см., например, патент РФ №2429949).In the first line (on the first cutter pass), an allowance of the corresponding depth and width is removed in each interscapular space. The depth of the first line and its width is selected based on the relationship establishing the relationship between the deformation of the machined surfaces during the formation of the groove width and the attenuation coefficient of the cross section of the workpiece at the location of the pen (see, for example, RF patent No. 2429949).
При чистовой обработке профиля (фиг. 1, фиг. 2) пера лопаток 2 заготовки моноколеса 1 фрезерование ведется на всю высоту профиля, величина которого определяет ширину строки. При этом на каждом проходе фрезы увеличивается ширина межлопаточного пространства, определяющая глубину снимаемого припуска со стороны спинки и корыта лопатки 2.When finishing the profile (Fig. 1, Fig. 2), the feather of the
После установления величины припуска, снимаемого со стороны спинки и корыта лопаток (см., например, патент РФ №2429949), осуществляют обработку каждого пера лопатки 2, в ходе которой формируются межлопаточные пространства. Затем весь цикл повторяется, то есть с пера лопатки 2 снимаются припуски αi до тех пор, пока размеры межлопаточного пространства по своей ширине не достигнут требуемых значений.After establishing the size of the allowance removed from the back and trough of the blades (see, for example, RF patent No. 2429949), each feather of the
При чистовой обработке (фиг. 2) фрезеруют профиль пера лопатки 2 от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу. Съем металла ведут поочередно, чередующимися со стороны корыта К и спинки С строками, измеренными по высоте пера лопатки, причем ширину первой строки α1, например, со стороны спинки С (фиг. 2а) берут меньшей или равной половине ширины последующей строки α2 со стороны корыта К (фиг. 2b), а ширину последующих строк αi берут равной или меньшей предыдущей строки αi-1 при условии, что чередование строк не приводит к симметричному снятию металла со стороны корыта К и спинки С, за исключением обработки прикомлевого участка пера, и обеспечивает максимальную жесткость обрабатываемого пера лопатки. В результате такой обработки заготовки ЦФРК ГТД 1 формируют готовое ЦФРК ГТД 5 (фиг. 3) с лопатками 6.When finishing (Fig. 2), the feather profile of the
Осуществление данной технологии обработки ЦФРК ГТД позволяет обеспечивать необходимую жесткость обрабатываемого пера лопатки при чистовой обработке. В итоге, это существенно повышает точность изготовления ЦФРК ГТД, что позволяет на ряде деталей исключить операции отделочной обработки, связанные с размерной обработкой.The implementation of this processing technology CFRC GTE allows you to provide the necessary rigidity of the processed feather blades during finishing. As a result, this significantly increases the accuracy of the manufacture of CFRC GTD, which allows to exclude finishing operations associated with dimensional processing on a number of parts.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143673A RU2625860C1 (en) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016143673A RU2625860C1 (en) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2625860C1 true RU2625860C1 (en) | 2017-07-19 |
Family
ID=59495585
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016143673A RU2625860C1 (en) | 2016-11-07 | 2016-11-07 | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2625860C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689476C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-28 | Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" | Method of blades of gas turbine blisk blades processing |
RU2771884C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-05-13 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Method for milling a diaphragm with guide vanes of a steam turbine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1754347A1 (en) * | 1990-11-26 | 1992-08-15 | Омский Филиал Научно-Исследовательского Института Технологии И Организации Производства Двигателей | Method for manufacturing of impellers |
RU2247011C2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for working one-piece impellers |
RU2351441C2 (en) * | 2006-10-24 | 2009-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method of detail treatment |
EP1285714B1 (en) * | 2001-08-23 | 2011-07-06 | Snecma | Turbine rotor disc and manufacturing method thereof |
RU2429949C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for processing mono-wheel |
-
2016
- 2016-11-07 RU RU2016143673A patent/RU2625860C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1754347A1 (en) * | 1990-11-26 | 1992-08-15 | Омский Филиал Научно-Исследовательского Института Технологии И Организации Производства Двигателей | Method for manufacturing of impellers |
EP1285714B1 (en) * | 2001-08-23 | 2011-07-06 | Snecma | Turbine rotor disc and manufacturing method thereof |
RU2247011C2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for working one-piece impellers |
RU2351441C2 (en) * | 2006-10-24 | 2009-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method of detail treatment |
RU2429949C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for processing mono-wheel |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689476C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-28 | Научно-производственная ассоциация "Технопарк Авиационных Технологий" | Method of blades of gas turbine blisk blades processing |
RU2771884C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-05-13 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Method for milling a diaphragm with guide vanes of a steam turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5437559B2 (en) | Method for machining turbine engine components | |
EP2070619B1 (en) | Method of machining a turbine disk | |
US8573898B2 (en) | Form milling cutter for the machining of titanium alloys etc | |
CN107570768B (en) | Open type blisk channel multicutter subregion roughing process | |
CN106216747A (en) | A kind of integral wheel 5-shaft linkage numerical control cut track path processing method | |
US8826784B2 (en) | Airfoil machining method and cutting tools | |
EP2602039A1 (en) | A method of forming a slot in an article | |
CN102107295A (en) | Milling method for ternary impeller with large diameter | |
KR20040027437A (en) | Method and apparatus for producing forked roots of turbine blades | |
EP2540424A2 (en) | Spherical cutter and method for machining a curved slot | |
Liang et al. | Tool orientation optimization and location determination for four-axis plunge milling of open blisks | |
RU2429949C1 (en) | Procedure for processing mono-wheel | |
RU2482940C1 (en) | Method of machining gas turbine engine blisk | |
RU2625860C1 (en) | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine | |
KR102147885B1 (en) | Method of machining a rotor with variable-lead screw | |
RU2476296C2 (en) | Method of machining part blank with grooves | |
JP2017078367A (en) | Manufacturing method of blisk, intermediate product of blisk, and blisk | |
CN106271874B (en) | A kind of unilateral skiving tool feeding method for allowing knife radial feed | |
CN111950100A (en) | Cutting load space reconstruction method of fir-shaped tooth profile finish broach | |
RU2247011C2 (en) | Method for working one-piece impellers | |
US20160333697A1 (en) | Manufacture of blade channels of turbomachine rotors | |
CN104162683B (en) | The numerical-control processing method of turbine rotor sawtooth race | |
RU2689476C1 (en) | Method of blades of gas turbine blisk blades processing | |
JP7169223B2 (en) | Form cutting method | |
RU2688987C1 (en) | Method for production of low-rigid blades of rotors at single-support fixation on cnc machines |