RU2629419C1 - Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation - Google Patents
Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629419C1 RU2629419C1 RU2016106155A RU2016106155A RU2629419C1 RU 2629419 C1 RU2629419 C1 RU 2629419C1 RU 2016106155 A RU2016106155 A RU 2016106155A RU 2016106155 A RU2016106155 A RU 2016106155A RU 2629419 C1 RU2629419 C1 RU 2629419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- polishing
- workpiece
- tool
- blank
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B51/00—Arrangements for automatic control of a series of individual steps in grinding a workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам и устройствам для финишной обработки лопаток ГТД - газотурбинных двигателей. Заготовки для лопаток газотурбинных двигателей изготавливаются ковкой и штамповкой, затем фрезеруются. При этом обеспечивается удовлетворительная точность толщины заготовки, но не обеспечивается стабильность угла закрутки. В то же время допуск на толщину пера готовой лопатки существенно меньше линейного отклонения, полученного из допуска на отклонение угла закрутки. Поэтому необходима адаптивная финишная обработка абразивным инструментом для обеспечения плавности сопряжений между различными видами поверхностей. При этом, чтобы обеспечить допуск на толщину пера лопатки, должна учитываться форма заготовки.The invention relates to the field of engineering, in particular to methods and devices for the finishing treatment of GTE blades - gas turbine engines. The blanks for the blades of gas turbine engines are forged and stamped, then milled. This ensures a satisfactory accuracy of the thickness of the workpiece, but does not provide stability of the angle of twist. At the same time, the tolerance on the thickness of the pen of the finished blade is significantly less than the linear deviation obtained from the tolerance on the deviation of the twist angle. Therefore, adaptive finishing with an abrasive tool is necessary to ensure smooth mates between different types of surfaces. At the same time, in order to ensure tolerance on the thickness of the blade feather, the shape of the workpiece must be taken into account.
Известен способ для формирования трехмерной внешней поверхности объекта (патент US 8747188 В2, МПК В24В 49/00 от 24.02.2011), включающий создание 3D модели объекта, вычисление траектории инструмента относительно детали по этой модели. Недостатком данного способа является отсутствие возможности обрабатывать каждую поверхность лопатки ГТД оптимальным для этой поверхности способом.There is a method for forming a three-dimensional external surface of an object (patent US 8747188 B2, IPC V24V 49/00 from 02.24.2011), which includes creating a 3D model of the object, calculating the tool path relative to the part using this model. The disadvantage of this method is the inability to process each surface of the GTE blade in an optimal way for this surface.
Известно устройство для механической обработки изделий сложной пространственной формы, в которых шлифование производится методом относительного взаимного перемещения привода вращения инструмента относительно обрабатываемой детали (патент RU 2475347 С1, МПК В24В 19/14, В23С 3/18, B25J 9/00 от 23.08.2011). Недостатком данного устройства является отсутствие средств измерения заготовки и, следовательно, адаптации управляющей программы в соответствии с формой заготовки.A device for mechanical processing of products of complex spatial shapes, in which grinding is performed by the relative relative movement of the rotational drive of the tool relative to the workpiece (patent RU 2475347 C1, IPC V24V 19/14,
Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному устройству по совокупности существенных признаков является способ изготовления кованой детали с адаптивной шлифовкой (патент RU 2550449 С2, МПК B21K 3/04, В24В 19/14, В24В 21/16 от 26.06.2009). После операции ковки измеряют геометрические характеристики заготовочной детали и сравнивают их с теоретической моделью, в которой заданы геометрические характеристики получаемой детали. На поверхности заготовочной детали определяют несоответствующие зоны и количество материала, которое необходимо удалить в каждой несоответствующей зоне для приведения ее в норму. Заготовочную деталь шлифуют абразивной лентой. При этом управляют удалением материала путем изменения скорости движения детали относительно абразивной ленты в продольном направлении детали в соответствии с заранее установленными соотношениями, полученными калибровкой.The closest technical solution to the proposed device for the combination of essential features is a method of manufacturing a forged part with adaptive grinding (patent RU 2550449 C2, IPC
Недостатком данного способа является отсутствие возможности обрабатывать поверхность сопряжения и отсутствие возможности бесконтактных измерений размеров заготовки оптической системой контроля.The disadvantage of this method is the inability to process the interface and the lack of non-contact measurement of the dimensions of the workpiece by an optical control system.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в выполнении финишной операции абразивной обработки всех сложных неправильных по форме поверхностей проточной части лопатки ГТД при учете особенностей геометрии заготовки.The problem to which the claimed invention is directed, is to perform the finishing operation of abrasive processing of all complex irregularly shaped surfaces of the flow part of the turbine engine blades taking into account the features of the workpiece geometry.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ финишной обработки лопатки газотурбинного двигателя включает измерение геометрических характеристик заготовки, сравнение измеренной формы заготовки с теоретической формой готовой лопатки, определение областей заготовки для полирования, формирование траектории движения инструмента, установление режимов резания для полирования на основе измеренных данных и выполнение полирования, при этом геометрические параметры заготовки лопатки измеряют с помощью оптической системой контроля, а определение областей заготовки для полирования производят путем математического наложения по меньшей мере одной из допустимых математической моделью поверхностей готовой лопатки и измеренной поверхности заготовки, при этом для полирования используют инструмент в виде полировального круга, имеющего совмещенные на нем коническую, тороидальную и вторую коническую режущие поверхности, предназначенные для обработки участков поверхности лопатки, соответственно спинки и корыта, вогнутой поверхности сопряжения полки и поверхности самой полки, а формирование траектории движения инструмента и установление режимов резания осуществляют для упомянутых режущих поверхностей полировального круга, причем полирование упомянутых областей на участках заготовки лопатки ведут соответствующими режущими поверхностями полировального круга с помощью двух манипуляторов для относительного перемещения заготовки и круга.The problem is solved in that the proposed method for finishing the blades of a gas turbine engine includes measuring the geometric characteristics of the workpiece, comparing the measured shape of the workpiece with the theoretical shape of the finished blade, determining the areas of the workpiece for polishing, shaping the tool path, establishing cutting conditions for polishing based on the measured data and polishing, while the geometric parameters of the blade blank are measured using an optical system control, and the determination of the areas of the workpiece for polishing is carried out by mathematical superposition of at least one of the surfaces of the finished blade acceptable by the mathematical model and the measured surface of the workpiece, while for polishing use a tool in the form of a polishing wheel having a conical, toroidal and second conical cutting on it surfaces intended for processing sections of the surface of the scapula, respectively of the back and trough, of the concave surface of the interface between the shelf and the surface ti shelf itself, and the formation and the tool path establishing cutting parameters is performed for the aforementioned cutting surface polishing wheel, wherein said polishing areas on sections of the blade blank are respective cutting surfaces of the polishing wheel using two manipulators relative movement of the workpiece and a circle.
Предложенный способ финишной обработки лопатки газотурбинного двигателя осуществлен в нижеописанном устройстве для обработки сложных геометрических поверхностей, в том числе для финишной обработки лопатки ГТД.The proposed method for the finish processing of the blades of a gas turbine engine is implemented in the device described below for processing complex geometric surfaces, including for the finishing treatment of a GTE blade.
На фиг. 1 показан вид обрабатываемой лопатки ГТД с обозначением обрабатываемых поверхностей.In FIG. 1 shows a view of the machined GTE blade with the designation of the machined surfaces.
На фиг. 2 представлена принципиальная схема устройства для обработки лопаток ГТД.In FIG. 2 is a schematic diagram of a device for processing GTE blades.
На фиг. 3 представлен универсальный инструмент для шлифования поверхности заготовки.In FIG. 3 presents a universal tool for grinding the surface of the workpiece.
На фиг. 1 представлена проточная часть лопатки ГТД, на которой показаны обрабатываемые поверхности, в том числе поверхность полки 1, сопрягаемой с поверхностью ротора турбины 2 и лопаткой 3 (заготовка) посредством полки 1 в виде небольшого радиуса 4, при этом обрабатываемые поверхности лопатки 3 состоят из поверхностей выходной кромки 5, входной кромки 6, спинки 7 и корыта 8.In FIG. 1 shows the flow part of the GTE blade, which shows the machined surface, including the surface of the shelf 1, mating with the surface of the
Устройство для обработки поверхностей лопатки ГТД, выполненное по схеме с двумя манипуляторами, обеспечивающими взаимное перемещение инструмента и заготовки, включает в себя следующие конструктивные элементы:A device for processing the surfaces of a GTE blade, made according to the scheme with two manipulators providing mutual movement of the tool and the workpiece, includes the following structural elements:
- манипуляционную систему из двух манипуляторов: манипулятора 9 (фиг. 2) перемещения привода вращения инструмента и манипулятора 10 перемещения обрабатываемой детали, обеспечивающих относительного взаимное перемещение инструмента 11 и обрабатываемой детали 12,- a manipulation system of two manipulators: a manipulator 9 (Fig. 2) moving the rotation drive of the tool and the
- универсальный инструмент 11, в котором совмещены все необходимые режущие поверхности, представляет собой полировальный круг (фиг. 3), который включает в себя коническую поверхность 13 для обработки поверхности полки радиуса 4, тороидальную поверхность 14 для обработки сопряжения полки 1 и коническую поверхность 15 для полирования кромок 5 и 6, спинки 7 и корыта 8 лопатки,- a
- измерительный модуль (на схеме не показан)- measuring module (not shown in the diagram)
- оптическую систему контроля 16 (см. фиг. 2) для сканирования размеров сечений поверхности заготовки,- optical control system 16 (see Fig. 2) for scanning the dimensions of the cross-sections of the surface of the workpiece,
- систему числового управления манипуляторами 17,- a system of numerical control of the
- поворотный накопительный стол 18, который предназначен для проведения подготовительных операций с заготовками, в том числе и сканирования размеров, и подачи заготовок на обработки шлифованием.- rotary storage table 18, which is intended for preparatory operations with blanks, including scanning sizes, and feeding blanks for processing by grinding.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Заготовки предварительно устанавливаются в поворотный накопительный стол 17. Каждая заготовка может при этом быть предварительно установлена во вспомогательное зажимное приспособление. Для проведения измерения заготовку перемещают с помощью поворотного накопительного стола 18 в зону действия оптической системы контроля 16. The workpieces are pre-installed in the rotary storage table 17. Each workpiece can be pre-installed in the auxiliary clamping device. To carry out the measurement, the workpiece is moved using the rotary storage table 18 into the zone of operation of the
Производится измерение геометрических характеристик заготовки оптической системой контроля и данные измеренной формы заготовки детали 12 передаются в систему числового управления манипуляторами 17, где производится сравнение измеренной формы заготовки с теоретической формой детали и определение множества областей для обработки данной заготовки, а также определение траектории и режимов резания для шлифующих поверхностей 13, 14, 15 полировального инструмента 11, после чего заготовку возвращают на поворотный накопительный стол 18, с помощью которого заготовка перемещается в зону обработки на станке для проведения операции шлифования поверхностей лопатки, где производится ее захват манипулятором перемещения детали 9 и полирование с применением двух манипуляторов 9 и 10. При полировании осуществляется перемещение вращающегося инструмента 11 относительно обрабатываемой детали 10 при условии движения области их контакта (зоны резания) по траектории, заданной на поверхности обрабатываемой детали. Соответствующее управляющее действие для двух манипуляторов 9, 10 формируется системой числового управления манипуляторами 16 на основе траектории, предварительно рассчитанной и занесенной в базу данных после измерения заготовки. Затем манипулятор 10 перемещения детали производит возвращение готовой детали в поворотный накопительный стол 11. Система числового управления манипуляторами управляет и процессом измерения заготовок, который происходит одновременно с обработкой или загрузкой и выгрузкой заготовок, при этом обеспечивается управление и контроль за действиями оптической системы контроля 15, накопителем заготовок и своевременным поротом стола 17, манипуляторами 9 и 10.The geometric characteristics of the workpiece are measured by the optical control system and the data of the measured shape of the
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106155A RU2629419C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016106155A RU2629419C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2629419C1 true RU2629419C1 (en) | 2017-08-29 |
RU2016106155A RU2016106155A (en) | 2017-08-30 |
Family
ID=59797704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016106155A RU2629419C1 (en) | 2016-02-25 | 2016-02-25 | Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2629419C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674358C1 (en) * | 2018-02-06 | 2018-12-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of finishing treatment of workpieces of gas turbine engine blade and device for its implementation |
CN114789392A (en) * | 2022-05-05 | 2022-07-26 | 中国航发航空科技股份有限公司 | Polishing wheel and polishing method for blade damping platform of aircraft engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603511A (en) * | 1983-11-15 | 1986-08-05 | Aida Engineering Limited | Grinding robot |
EP0325495A2 (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-26 | Centrax Limited | Method and apparatus for grinding aerofoil surfaces |
RU2377116C1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А. Благонравова | Device for mechanical treatment of products of complex space form |
RU2550449C2 (en) * | 2009-06-26 | 2015-05-10 | Снекма | Production of forged piece with adaptive grinding |
-
2016
- 2016-02-25 RU RU2016106155A patent/RU2629419C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4603511A (en) * | 1983-11-15 | 1986-08-05 | Aida Engineering Limited | Grinding robot |
EP0325495A2 (en) * | 1988-01-22 | 1989-07-26 | Centrax Limited | Method and apparatus for grinding aerofoil surfaces |
RU2377116C1 (en) * | 2008-04-28 | 2009-12-27 | Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А. Благонравова | Device for mechanical treatment of products of complex space form |
RU2550449C2 (en) * | 2009-06-26 | 2015-05-10 | Снекма | Production of forged piece with adaptive grinding |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2674358C1 (en) * | 2018-02-06 | 2018-12-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (ИМАШ РАН) | Method of finishing treatment of workpieces of gas turbine engine blade and device for its implementation |
CN114789392A (en) * | 2022-05-05 | 2022-07-26 | 中国航发航空科技股份有限公司 | Polishing wheel and polishing method for blade damping platform of aircraft engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016106155A (en) | 2017-08-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005271466B2 (en) | Raster cutting technology for ophthalmic lenses | |
US20190314911A1 (en) | Vorrichtung zur anfasbearbeitung eines werkstücks | |
JP7446055B2 (en) | Method and machinery for manufacturing cutting tools | |
CN109070249A (en) | For generating method that material removes and the thus device that designs on increment edge | |
JP2019107763A5 (en) | ||
Hähnel et al. | Reconfigurable robotic solution for effective finishing of complex surfaces | |
CN108568567A (en) | A kind of Machining Spiral Bevel Gear method based on general four-shaft numerically controlled lathe and rose cutter | |
RU2629419C1 (en) | Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation | |
CN106457503B (en) | Method for grinding a workpiece and method for determining process parameters | |
Wilbert et al. | Robot assisted manufacturing system for high gloss finishing of steel molds | |
JP2009184066A (en) | Method of machining concave fresnel lens shape member, and concave fresnel lens shape member | |
US10207382B2 (en) | Grinding machine and method for machining a workpiece | |
TW201424926A (en) | Machine tool control system | |
JPS63288631A (en) | Method of machining odd-shaped part and blade of turbomachinery manufactured through said method | |
Chen et al. | Design and fabrication of double-circular-arc torus milling cutter | |
CN110497037A (en) | The method of finishing gear workpiece is ground in the lathe of numerical control control | |
CN105312646A (en) | Method and device for processing a blank | |
CN107664984A (en) | The lift data modification method in cam cutting face and the processing method in cam cutting face | |
RU2674358C1 (en) | Method of finishing treatment of workpieces of gas turbine engine blade and device for its implementation | |
RU2456130C2 (en) | Method of shaping workpiece wavy surface by planning | |
CN110936171A (en) | Machining method for inner surface of additive manufacturing part | |
JP2005028556A (en) | Machining method of free curved surface | |
JP6693290B2 (en) | Gear cutting tool, grinding wheel, gear cutting tool design method, grinding wheel design method, and machine tool | |
CN117206986A (en) | Mirror surface processing method and device for plastic mold | |
JP2020040208A (en) | Grinding machine and method for machining workpiece |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210226 |