SU905009A1

SU905009A1 - Machine for double-side grinding of aerodynamic-section parts by abrasive belts

Info

Publication number: SU905009A1
Application number: SU782623489A
Authority: SU
Inventors: Александр Николаевич Лунев; Анвар Усманович Губайдуллин; Файзрахман Салахович Юнусов; Вячеслав Алексеевич Раимов; Наталья Васильевна Фадеева
Original assignee: Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н.Туполева
Priority date: 1978-06-05
Filing date: 1978-06-05
Publication date: 1982-02-15

Description

Изобретение относится к обработке деталей аэродинамического профиля шлифовальными лентами и может быть использовано преимущественно для обработки пера крупногабаритных и с большими углами закрутки лопаток газотурбинных двигателей, паровых и газовых турбин в авиационной, судостроительной промышленности и энергомашиностроении.The invention relates to the processing of parts of an aerodynamic profile with grinding belts and can be used mainly for processing a large-sized and large-angle pen blade twist blades for gas turbine engines, steam and gas turbines in the aviation, shipbuilding industry and power engineering.

Известен станок для шлифования лопаток, выполненный в виде размещенного на станине продольного стола с передней, задней и промежуточными бабками, несущими копир и деталь, кинематически связанными друг с другом, и суппорта, несущего шлифовальную голозку с контактными роликами, а также привода поперечных^ вертикальных и угловых подач и привода дополнительной ориентации инструмента относительно обрабатываемой поверхности 11].A known machine for grinding blades, made in the form of a longitudinal table placed on the frame with front, rear and intermediate headstock carrying a copier and part kinematically connected to each other, and a support carrying a grinding shoe with contact rollers, as well as a drive transverse ^ vertical and angular feeds and drive additional orientation of the tool relative to the work surface 11].

х 2x 2

Известно, что детали аэродинамического профиля задаются совокуп ностью профильных сечений, т.е. се чений, перпендикулярных продольной оси детали, и что наибольшую точность аэродинамического профиля получают при обработке подобных деталей по профильным сечениям. На известном оборудовании этот . вид обработки достаточно строго реализован для лопаток небольшой длины с малыми углами закрутки.It is known that the details of the aerodynamic profile are defined by a combination of profile sections, i.e. sections perpendicular to the longitudinal axis of the part, and that the greatest accuracy of the aerodynamic profile is obtained when processing such parts along profile sections. This equipment is known. type of processing is quite strictly implemented for blades of small length with small twist angles.

Однако обработка крупногабаритных лопаток с большими углами закрутки на данном оборудовании имеет ряд недостатков, которые объясняются тем, что при больших углах закрутки наклон входных и выходных кромок достигает значительных величин (до 45-50°от продольной оси). При обработке подобных деталей на известном оборудовании приходится применять инструмент с большой кривизной образующей г.However, the processing of large blades with large twist angles on this equipment has a number of disadvantages, which are explained by the fact that at large twist angles the slope of the inlet and outlet edges reaches significant values (up to 45-50 ° from the longitudinal axis). When processing such parts on known equipment, it is necessary to use a tool with a large curvature of the generatrix

Пятно контакта инструмента и детали в этом случае смещено от середины инструмента. Причем на входной и выходной кромках это смещение происходит в разные стороны. Строка уже не совпадает с профильным сечением. При одновременной двухсторонней обработке наклон строк со стороны спинки и корыта происходит в разные стороны, что приводит к снижению точности получения аэродинамического профиля за счет отклонения строк от заданных и контролируемых профильных сечений лопатки и копира; применения инструментов с большой кривизной образующей .г, что уменьшает рабочую ширину И приводит к повышенному износу абразивного инструмента; возникновению на кромках лопатки момента от нормальных составляющих сил резания спинки и корыта, что приводит к деформации детали в процессе обработки и возникновению вибраций. Кроме того, снижается производительность процесса за счет снижения ширины активной режущей кромки, что вызывает увеличение числа строк и уменьшение величины шага подачи на строку; необходимость понижения подач на кромках и прикромочных участках деталей либо дополнительной их доработки. Причем ухудшается стабильность качества обработки за счет возникновения в плоскости профильных сечений межстрочечных гребешков, а также возникновения нестабильного процесса с деформациями и вибрациями на кромках и прикромочных участках деталей.The contact spot of the tool and the part in this case is offset from the middle of the tool. Moreover, at the input and output edges, this shift occurs in different directions. The string no longer matches the profile section. With simultaneous two-sided processing, the tilt of the rows from the back and trough occurs in different directions, which leads to a decrease in the accuracy of obtaining the aerodynamic profile due to deviation of the rows from the specified and controlled profile sections of the blade and copier; the use of tools with a large curvature generatrix .g, which reduces the working width And leads to increased wear of the abrasive tool; the appearance on the edges of the blade of the moment from the normal components of the cutting forces of the back and trough, which leads to deformation of the part during processing and the occurrence of vibrations. In addition, the productivity of the process is reduced by reducing the width of the active cutting edge, which causes an increase in the number of rows and a decrease in the pitch of feed per line; the need to lower feeds at the edges and near-edge parts of the parts or to further refine them. Moreover, the stability of the processing quality is deteriorated due to the occurrence of interlinear scallops in the profile section plane, as well as the emergence of an unstable process with deformations and vibrations at the edges and near-edge parts of the parts.

Цель изобретения - повышение производительности и точности шлифования крупногабаритных лопаток с большими углами закрутки.The purpose of the invention is to increase the productivity and grinding accuracy of large blades with large twist angles.

Поставленная цель достигается тем, что совмещаются строки со стороны спинки и корыта в плоскости профильного сеченияJ увеличиваются рабочая ширина и длина абразивной поверхности инструмента^ применяется ориентация инструментов относительно обрабатываемых поверхностей детали до совмещения главных осей инструментов с нормалями обрабатываемых поверхностей в каждом профильном сечении.The goal is achieved by combining the rows from the back and trough in the profile section plane J, the working width and length of the abrasive surface of the tool are increased ^ the orientation of the tools relative to the machined surfaces of the part is applied until the main axes of the tools are combined with the normals of the machined surfaces in each profile section.

В станке эта ориентация осуществляется поворотом инструментов во905009 4 круг осей, проходящих через точки контактов инструментов с обрабатываемыми поверхностями детали. В процессе шлифования эти оси совершают в пространству плоскопараллельное перемещение . При шлифовании входной кромки обе инструментальные головки повернуты в одном направлении вокруг вышеуказанных осей до совмещения точек контакта со стороны спинки и корыта в плоскости профильного сечения. Затем в процессе перехода точек контакта от входной кромки к середине детали и далее к выходной кромке инструментальные головки возвращаются, соответственно, в нейтральное положение и далее отклоняются в другую сторону·. Процесс ориентации осуществляется непрерывно.In the machine, this orientation is carried out by turning the tools in90909 4 circle of axes passing through the contact points of the tools with the machined surfaces of the part. During grinding, these axes perform plane-parallel movement in space. When grinding the input edge, both tool heads are rotated in the same direction around the above axes until the contact points from the back and trough are aligned in the profile section plane. Then, during the transition of the contact points from the input edge to the middle of the part and further to the output edge, the tool heads return to the neutral position, respectively, and then deviate to the other side ·. The orientation process is carried out continuously.

2о Выполнение конструкции станка с поворотными шлифовальными головками накладывает значительные ограничения на поперечные, продольные и вертикальные размеры шлифовальных головок. Так при длине лопатки 600 мм, ширине 300 мм, закрутке а/ 60° и наклоне входных и выходных кромок s-j 45° поперечные размеры не должны превышать 350 мм, продоль30 ные - 700 мм, вертикальные - 2000 мм В то же время с точки зрения точности, производительности и качества длина и ширина должны быть максимальны .2о The design of the machine with rotary grinding heads imposes significant restrictions on the transverse, longitudinal and vertical dimensions of the grinding heads. So, with a blade length of 600 mm, a width of 300 mm, a twist of a / 60 ° and a slope of the input and output edges sj 45 °, the transverse dimensions should not exceed 350 mm, the longitudinal 30 - 700 mm, vertical - 2000 mm At the same time, from the point of view precision, performance and quality, length and width should be maximized.

₃₅ Поэтому разделение шлифовальной головки на подвижную и неподвижную части и обеспечение независимости расстояния между ведущим и натяжным роликом от положения контактного го ролика позволяет использовать максимально возможную длину ленты 3750 мм, а размещение шлифовальной ленты между направляющими на участке перехода от подвижной части шли₄₅ фовальной головки к ее неподвижной части позволяет использовать макси-, мально возможную ширину ленты -80 мм, ₃₅ Therefore, dividing the grinding head into moving and stationary parts and ensuring the independence of the distance between the drive and the tension roller from the position of the contact roller allows you to use the maximum possible tape length of 3750 mm, and the placement of the sanding belt between the guides in the transition section from the moving part went ₄₅ grinding head to its fixed part allows you to use the maximum possible tape width of -80 mm,

На фиг. 1 изображена схема орит ентации инструмента относительно обрабатываемых поверхностей детали; на фиг. 2 - предлагаемый станок, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В 55 на фиг. 4.In FIG. 1 shows a diagram of the orientation of the tool relative to the machined surfaces of the part; in FIG. 2 - the proposed machine, top view; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 2; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 3; in FIG. 5 is a section BB-55 in FIG. 4.

Станок содержит крестообразную станину 1, на которой размещен стол 2, несущий переднюю 3 и заднюю 4The machine contains a cross-shaped bed 1, on which is placed a table 2, bearing the front 3 and rear 4

905G09 бабки, в нижних шпинделях которых установлена деталь 5, а в верхних копир 6. Стол 2 перемещается по станине 1 с помощью гидроцилиндра 7. Перпендикулярно столу 2 на станине 1 установлены левый 8 и правый 9 поперечные суппорта, приводимые в движение гидроцилиндрами 10 и 11 и несущие левую 12 и правую 13 шлифовальные головки,поворачиваемые при ориентации по закрутке механизмами поворота 14 и 15 вокруг осей 1-1, 11-11, перпендикулярных продольным осям детали 5 и копира 6 и проходящих через точки контакта инструментов с деталью 5 и датчиков положения с копиром 6. По левой 12 и правой 13 шлифовальным головкам перемещаются от гидроцилиндров 16 и 17 левая 18 и правая 19 копирные каретки, несущие левые 20 и правые 21 датчики положения, левый 22 и правый 23 контактные ролики, а также нижние 24 и 25 и верхние 26 и 27 поддерживающие ролики. На корпусах шлифовальных головок 12 и 13 установлены электродвигатели 28 и 29, приводящие в движение шлифов аль-,, ные ленты 30 и ^г31, надетые на приводные шкивы 32 и 33. На ведущих ветвях шлифовальных лент 30 и 31 установлены натяжные ролики 34 и905G09 headstock, in the lower spindles of which the part 5 is installed, and in the upper spindles 6. Table 2 is moved along the frame 1 with the help of the hydraulic cylinder 7. The left 8 and the right 9 transverse calipers, which are set by the hydraulic cylinders 10 and 11, are installed perpendicular to the table 2 and bearing left 12 and right 13 grinding heads, rotated when turning by turning mechanisms 14 and 15 around the axes 1-1, 11-11, perpendicular to the longitudinal axes of part 5 and copier 6 and passing through the contact points of tools with part 5 and position sensors with copy m 6. On the left 12 and right 13 grinding heads move from the hydraulic cylinders 16 and 17 left 18 and right 19 copy carriages carrying left 20 and right 21 position sensors, left 22 and right 23 contact rollers, as well as lower 24 and 25 and upper 26 and 27 supporting rollers. On the bodies of the grinding heads 12 and 13, electric motors 28 and 29 are installed, which drive the thin sections 30 and ^g 31, mounted on the drive pulleys 32 and 33. The tensioning rollers 34 and 31 are installed on the leading branches of the grinding belts 30 and 31

35. Шлифовальные ленты 30 и 31 пропущены между направляющими 36 и 37, о помещенными в прямоугольных пазах шлифовальных головок 12 и 13. Высота нижних 24 и 25 и верхних 26 и 27 поддерживающих роликов такова, что ветви шлифовальных лент между нижними 24 и 25 и натяжными роликами 34 и 35, а также верхними роликами 26 и 27 и приводными шкивами 32 и 33 параллельны плоскости направляющих 36 и 37, что обеспечивает независимость расстояния между приводными шкивами 32 и 33 и натяжными роликами 34 и 35 от положения копирных кареток 18 и 19 по высоте шлифовальных головок 12 и 13.35. Sanding belts 30 and 31 are passed between the rails 36 and 37, placed in the rectangular grooves of the grinding heads 12 and 13. The height of the lower 24 and 25 and upper 26 and 27 supporting rollers is such that the branches of the sanding belts between the lower 24 and 25 and the tension the rollers 34 and 35, as well as the upper rollers 26 and 27 and the drive pulleys 32 and 33 are parallel to the plane of the guides 36 and 37, which ensures independence of the distance between the drive pulleys 32 and 33 and the tension rollers 34 and 35 from the position of the copy carriages 18 and 19 in height grinding heads 12 and 13.

Станок работает следующим образом .The machine operates as follows.

Процесс резания осуществляется шлифовальными лентами 30 и 31, надетыми на контактные 22 и 23, поддерживающие 24 и 25, 26 и 27 и натяжные 34 и 35 ролики, и приводимыми в движение электродвигателями 28 и 29 . Подача на строке осуще ствляется за счет перемещения копирных кареток 18 и 19с установленными на них датчиками положения и 21 и контактными роликами 22 и 23 от гидроцилиндров 16 и 17.The cutting process is carried out by grinding belts 30 and 31, worn on contact 22 and 23, supporting 24 and 25, 26 and 27 and tension 34 and 35 rollers, and driven by electric motors 28 and 29. The feed on the line is carried out by moving the copy carriages 18 and 19 with the position sensors 21 installed on them and the contact rollers 22 and 23 from the hydraulic cylinders 16 and 17.

Подача на строк>^г осуществляется от гидроцилиндра 7 за счет перемещения стола 2 установленными на нем передней 3 и задней 4 бабками, в ¹⁰ нижних шпинделях которых закреплена деталь 5, а в верхних - копир 6, в конце: каждой строки на величину шага.Filing on the lines> ^{r is} carried out from the hydraulic cylinder 7 by moving the table 2 mounted on the front 3 and rear 4 headstock, in the ¹⁰ lower spindles of which part 5 is fixed, and in the upper spindles - copier 6, at the end: of each row by the step size.

Ориентация по профилю осущест¹⁵ вляется синхронным поворотом нижних и верхних шпинделей передней 3 и задней 4 бабок. Ориентация по закрутке осуществляется раздельно для поверхностей спинки и корыта 20 обрабатываемых деталей от механизмов поворота 14 и 15 за счет поворота шлифовальных головок 12 и 13 вокруг осей 1-1 и 11-11.Orientation along the profile is carried out ^{15 by} synchronous rotation of the lower and upper spindles of the front 3 and rear 4 headstock. The twist orientation is carried out separately for the back and trough surfaces 20 of the workpieces from the turning mechanisms 14 and 15 due to the rotation of the grinding heads 12 and 13 around the axes 1-1 and 11-11.

Движение копирования осущест²⁵ вляется от гидроцилиндров 10 и II за счет перемещения поперечных суппортов 8 и 9 по направляющим станины 1.Copying osuschest ²⁵ S THE movement of cylinders 10 and II by displacement of transverse supports 8 and 9 on the guide base 1.

Использование предлагаемого стан30 ка для шлифования деталей аэродинамического профиля, например пера крупногабаритных лопаток газбтурбинных двигателей, шлифовальными лентами по сравнению с известными наи35 более прогрессивными техническими решениями позволяет повысить точность получения аэродинамического профиля деталей, а также производительность обработки за счет увели40 чения скоростей подач.Using the proposed machine for grinding parts of an aerodynamic profile, for example, a feather of large-sized blades of gas turbine engines, with grinding belts, as compared with the most advanced technical solutions known to 35, it is possible to increase the accuracy of obtaining the aerodynamic profile of parts and also the processing productivity due to an increase in feed speeds.

Указанные преимущества предлагаемого станка позволяют применить его на операциях окончательного шлифования деталей аэродинамического про· 45 профиля в результате чего на 20-30% снижается трудоемкость финишных операций по подгонке профиля, в 2-3 раза уменьшается процент брака по прижогам, улучшаются условия труда ₅Q рабочих-шабровщиков.The indicated advantages of the proposed machine make it possible to use it in the operations of final grinding of aerodynamic pro · 45 profile parts, as a result of which the laboriousness of finishing operations for profile fitting is reduced by 20-30%, the percentage of rejects on burns is reduced by 2-3 times, working conditions are improved ₅ Q workers -shabrovshchikov.

Claims

1. USSR author's certificate No. 141074, cl. B 24 V 17/02, 05.06.60

., x

r.J

xv i v v C / vv vvxXy