книги / Технология автоматизированного производства лопаток газотурбинных двигателей

Редакционный совет

Ю.С. Степанов

Председатель редакционного совета

В.Ф. Безъязычный

Главный редактор

Члены совета:

А.М. Дальский, И.Н. Жесткова, Ю.М. Зубарев, Ю.Г. Кабалдин, А.В. Киричек, А.И. Кондаков

(зам. Главного редактора),

А.Г. Суслов, Н.М. Султан-заде, А.Г. Схиртладзе (зам. Председателя редакционного совета),

Г.А. Харламов, Д.Е. Аликулов (Узбекистан),

М.М. Жасимов (Казахстан), А.Н. Михайлов (Украина), М.Л. Хейфец (Беларусь)

В.А. Полетаев

ТЕХНОЛОГИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

УДК 621.4 ББК 31.363

П49

Полетаев В.А. Технология автоматизированного производстП49 ва лопаток газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение,

2006. - 256 с.: ил. (Библиотека технолога) 1БВЫ 5-217-03340-1

Рассмотрены особенности технологии обработки лопаток турбин и ком­ прессора на многоцелевых станках (обрабатывающих центрах), электрофи­ зические методы обработки. Изложены некоторые вопросы упрочнения по­ верхностей деталей, нанесения покрытий и контроля.

Для инженеров-технологов, полезна студентам авиационных вузов.

УДК 621.4 ББК 31.363

Перепечатка, все виды копирования и воспроизведения материалов, опубликованных в данной книге, допускаются только с разрешения издательства и со ссылкой на источник информации

2.6.Технологические операции обработки перфораци­ онных отверстий на входной кромке и бандажных

ПРЕДИСЛОВИЕ

Совершенствование технологических процессов изготовления лопа­ ток газотурбинных двигателей (ГТД) прежде всего должно решать задачу повышения экономических показателей процесса, а именно: увеличения коэффициента использования материала; снижения трудоемкости изго­ товления; сокращения технологического цикла изготовления деталей и затрат на технологическую подготовку производства.

Основой решения этой задачи является разработка групповых тех­ нологий изготовления главных деталей ГТД, определяющих его себе­ стоимость. К таким деталям, в первую очередь, относятся лопатки турби­ ны и компрессора, открытые и полузакрытые крыльчатки. Выбор той или иной технологии их изготовления зависит от конструктивных особенно­ стей деталей. Однако для одной и той же конструкции лопатки могут быть использованы различные технологические процессы, выбор наибо­ лее оптимального из которых определен экономической целесообразно­ стью его использования в рамках той или иной программы выпуска, т.е. при изготовлении одной и той же детали на разных стадиях развития производства - от единичного к серийному - используются различные технологии, при этом переход от одной технологии к другой может быть существенно сокращен при соблюдении некоторых общих принципов.

Эти принципы должны отвечать условиям автоматизированного производства, где достижение требуемой геометрической точности и ка­ чества поверхностного слоя гарантировано соблюдением той или иной групповой технологии, реализуемой на многоцелевых станках, и исполь­ зованием специальных процессов. При анализе каждой технологии рас­ смотрены: способы базирования и закрепления деталей; специальная технологическая оснастка; металлорежущие станки; режущие инстру­ менты; средства контроля; специальные процессы формирования по­ верхностного слоя детали с заданными показателями качества.

Книга опирается на опыт изготовления деталей ГТД, полученный в производственных условиях НПО "Сатурн" (г. Рыбинск), и научные раз­ работки, выполненные в Рыбинской государственной авиационной тех­ нологической академии им. П.А. Соловьева.

Глава 1

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. МОДЕЛИ ИНФОРМАЦИОННЫХ БАЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ

Современному предприятию предстоит создать универсальную мо­ дель технологической базы данных группового производства, в которой должны быть отражены иерархия и взаимосвязь всех аспектов группово­ го производства:

-последовательность технологических операций, включающая в се­ бя принципиальный (обязательный) порядок выполнения и смены техно­ логических баз, и способов обработки;

-станочных и контрольных приспособлений;

-режущего и измерительного инструмента;

-оборудования для реализации различных этапов группового про­ изводства;

-управляющих программ для металлорежущего оборудования;

-режимов обработки для каждой операции групповой технологии;

-машинного времени.

Такая модель является основой для объединения в единый процесс проектирования, обеспечения материалами и кадрами, проведения техно­ логической подготовки производства, изготовления изделия и его экс­ плуатации.

Групповая технология опирается на типовые конструкции деталей. Классификация последних на различные типы осуществляется с учетом сходства их конструктивных признаков и функционального назначения. Это позволяет при обработке деталей той или иной группы применять сходные технологии. Базой формирования групп сходных деталей явля­ ется множество разнообразных деталей, используемых в газотурбинных двигателях (ГТД).

На основе единообразных признаков сходства и различия деталей можно сформировать следующие группы с характерными признаками: рабочие лопатки турбины; сопловые лопатки; компрессорные лопатки; кольца; диски; валы; дефлекторы; опоры и т.д. Более того, в целях разра­ ботки групповых технологий обработки узлов необходимо создать типо­ вые группы узлов и подузлов, например ротор компрессора, ротор тур-

ется для интеграции данной детали в технологические мощности, задей­ ствованные для этой операции.

Однако существующие производства уже включают в себя большое число технологий, созданных в предыдущий период, которые также должны быть объединены в рамках групповой технологии, сохранив при этом имеющуюся у них систему классификации деталей, технологиче­ ских процессов, оснастки и т.д.

Кроме того, в пределах одной группы могут встречаться детали с конструктивными отличиями, влекущими за собой введение в техноло­ гию дополнительных операций. Эти операции кардинально не изменяют типовую технологию, осуществляются в ее рамках. Однако они сущест­ венно изменяют технологию конкретной детали, входящей в данную груп­ пу. Вследствие этих конструктивных отличий для выполнения того или иного этапа групповой технологии для конкретной детали может быть ис­ пользовано различное число технологических операций и, соответственно, приспособлений, режущего и измерительного инструмента и т.д.

В связи с изложенным, в целях обобщения опыта предшествующих этапов развития предприятия и создания упорядоченной системы техно­ логической подготовки производства для последующего развития пред­ приятия необходимо разработать такую модель технологической базы групповых технологий, которая учитывала бы оба эти процесса.

Так, например, создаваемая в НПО "Сатурн" технологическая сис­ тема базы данных включает в себя совокупность баз данных по наимено­ ваниям деталей, имеющих общую геометрию и одинаковое функцио­ нальное назначение (лопатки компрессорные; лопатки турбинные; диски; валы; шестерни и т.д.). Каждая база с таким наименованием содержат всю совокупность деталей такого функционального назначения, изготов­ ляемых в настоящее время или изготовленных ранее. В нее входят код детали (шифр), ее чертеж, математическая модель (табл. 1.1).

Номер (код) детали записывается в базе в таком виде, в каком он сложился за весь период проектирования и изготовления данных деталей на том или ином предприятии. Каждому из номеров, т.е. каждому изде­ лию соответствует конструкторский чертеж детали. Их число обязатель­ но должно совпадать. На основе конструкторской базы формируется тех­ нологическая база данных, например "Лопатка турбинная".

Вертикальное строение технологической базы данных представляет собой групповая технология механической обработки турбинной лопат­ ки - последовательность технологических операций, обязательно осуще­ ствляемых при обработке каждой лопатки, входящей в базу данных дета­ ли "Лопатка турбинная"