Особенности обработки лопаток компрессоров из алюминиевых сплавов

Предварительная обработка пера рабочих и спрямляющих лопаток компрессора выполняется фрезерованием или электрохимической обработкой. Фрезерование применяется круговое, узкими поперечными строчками пера лопатки ширина до 1,50 мм на специальных станках. Обрабатываемая лопатка и копир вращаются с одинаковой скоростью на поперечных салазках станка устанавливается фрезерная головка с дисковой трёхсторонней фрезой и стойка с роликами совершают возвратно – поступательное движение в поперечном направлении при непрерывном продольном перемещении суппорта.

Режимы фрезерования для алюминиевых сплавов: V_p=200…250 м/мин; S=0,05 мм/зуб. Для остальных лопаток V_p=20 – 30 м/мин; S=0,05 – 0,02 мм/зуб.

Достоинства:

1. уменьшение корабления пера

2. обработка с одной установки

3. одновременная обработка лопаток с двух сторон

4. возможна обработка лопатка с большой закруткой.

Недостатки:

1. требуется без зазорное сцепление зубчатых колёс (зазор уменьшает точность обработки).

2. необходимость обработки одновременно с обеих сторон.

3. низкая производительность

4. уменьшение скорости и снижение величины подачи.

Для лопаток из титановых сплавов применяются другие режимы электрохимической обработки и более сложные электролиты (NaCl – 1 – 1.2% NH4Cl).

Чистовая обработка пера после предварительной обработки предусматривает шлифование спинки и корыта абразивной лентой и полирование спинки и корыта одновременно или раздельно. Для увеличения усталостной прочности лопатку подвергают деформационному упрочнению.

Достоинства шлифования абразивной лентой:

1. Эластичность абразивной ленты даёт возможность равномерного снятия припуска.

2. Скорость ленты не зависит от износа (износ абразивного круга приводит к уменьшению диаметра и уменьшение точности).

3. Поверхность ленты больше поверхности круга, следовательно увеличивается производительность и улучшается охлаждение.

4. Шлифование абразивными лентами с охлаждаемым минеральным маслом или эмульсией приводит к возникновению сжимающих напряжений (при шлифовании кругами, получается растягивающее напряжение).

5. Смена лент легче, ленты безопасны в работе. Шлифование абразивной лентой поверхности пера производится методом обкатки, путём качания деталей и кулачка вокруг неподвижной оси либо планетарного качаня деталей вокруг неподвижной кулачка.

Технологичность конструкции лопатки.

Трудоёмкость обработки пера лопатки достигает 60% общей трудоёмкости обработки лопатки, поэтому поверхность лопатки должна быть спроектирована под оборудованием позволяющим вести автоматическую обработку. Наиболее технологическим являются поверхности постоянного профиля и без закрутки. Технологичной считается поверхность пера, полученная обкаткой тела вращения по контурам 2х сечений с профилированием независимо друг от друга.

Проблемы обработки лопаток авиационных двигателей.

I. Увеличение стойкости матриц при штамповке.

1. Нанесение покрытий в основном меди, толщиной 6 – 15 мкм.

2. Для получения деталей из сплавов ВТ3 – 1 и ЭИ 479 переходят на схему прямого горячего выдавливания для уменьшения просадки пояска.

3. Рекомендуется применять изотермическую вальцовку лопаток компрессоров, которые конструируют с холодной вальцовкой позволяют снижать трудоёмкость в 1,5 – 3 раза. При вальцовке достигается радиус кромки 0,2 мм.

Для уменьшения радиуса кромок при холодной вальцовке необходимо уменьшение диаметра рабочего инструмента.

Вопросы изучаемые контролем лопаток.

Лопатки проверяют как в процессе механической обработки, так и после её окончания.

Контроль включает:

1. Выявление внешних и внутренних дефектов материала.

2. Проверка чистоты обработки в соответствии с требованиями чертежа.

3. Проверку размеров, формы, профилей спинки и корыта, а также расположение пера относительно замка.

4. Проверку размеров замка.

5. Проверку массы и частоты собственных колебаний.

При контроле внутренних и внешних дефектов материалов выявляют трещины, волосины на поверхности, раковины, пористость, расслоения, инородные включения, флокены в материале.

Для этой цели применяется травление, магнитопорошковый метод, люминисцентный метод, ультразвуковой методы контроля.

Магнитопорошковый метод

Основан на притяжении частиц железистого порошка к магнитам образующим у намагниченной детали в местах нарушения сплошности силовых линий. Для осуществления этого метода необходимы специальные аппараты – магнитный дефектоскоп. В состав его входит комплект для намагничивания лопаток, соленоид или электромагнит и устройство для нанесения порошка или жидкости.

Достоинства метода:

1. Простота

2. Высокая надёжность.

Недостаток метода: возможность контроля материалов обладающих магнитными свойствами.