Способы и устройства для фрезерования специальных изделий, особые способы фрезерования: ..для получения требуемого профиля лопастей воздушных или гребных винтов, турбинных лопаток или крыльчаток – B23C 3/18

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей. Способ основан на выборе безопасной частоты вращения шпинделя, обеспечивающей исключение резонанса между частотами колебаний фрезы, воздействующих на обрабатываемую поверхность, и собственными частотами обрабатываемой лопатки, которую закладывают в управляющие программы обработки. Обработку осуществляют позонным снятием припуска с использованием упомянутых программ. Обеспечивается обработка лопаток, имеющих малые относительные толщины при выраженном осевом габарите. Сокращается время изготовления. 12 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает фрезерование пера лопатки на пятикоординатном станке с числовым программным управлением. Вращающейся фрезе сообщают перемещение и периодическую подачу на строчку вдоль оси заготовки лопатки в виде параллелепипеда, которую поворачивают относительно фрезы. Заготовку зажимают в размещенном на горизонтальном столе станка приспособлении вертикально относительно стола. Подводят к исходной точке контакта с обрабатываемой поверхностью лопатки и осуществляют фрезерование с приданием готовой формы хвостовика и предварительным фрезерованием элементов лопатки, находящихся в проточной части компрессора по меньшей мере за пять переходов при помощи цилиндрической ее торцевой и периферийной частью. Затем базируют заготовку вертикально относительно горизонтального стола станка по поверхности хвостовика, удаляют технологическую прибыль, обрабатывают заготовку с приданием готовой формы пера или пера с дополнительными конструктивными элементами лопатки при помощи конусной фрезы по меньшей мере за один переход при обработке пера лопатки с отклонением оси фрезы от нормали к обрабатываемой поверхности в плоскости направления подачи фрезы и в перпендикулярной ей плоскости или при помощи конусной и цилиндрической фрезы по меньшей мере за два перехода при обработке лопатки с дополнительными конструктивными элементами. Уменьшается время изготовления, упрощается технология. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 8 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при фрезеровании концевыми фрезами лопаток моноколес газотурбинных двигателей (ГТД) на станках с числовым программным управлением. Способ обработки моноколеса газотурбинного двигателя концевыми фрезами на станках с числовым программным управлением включает черновую обработку и чистовую обработку. При черновой обработке прорезают межлопаточные пазы в радиальном направлении. Черновую обработку выполняют таким образом, чтобы каждый паз имел переменную ширину, уменьшающуюся в направлении ступицы моноколеса, а полученный при этом профиль пера лопатки имел пирамидально распределенный припуск, увеличивающийся в направлении ступицы моноколеса. Перед чистовой обработкой профиль пера лопатки с пирамидально распределенным припуском условно разделяют по высоте на 2-4 участка. При чистовой обработке фрезеруют профиль пера лопатки по высоте. Фрезеровку профиля пера лопатки осуществляют путем последовательной обработки каждого из участков лопатки. Повышается точность изготовления моноколес ГТД. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в авиадвигателестроении при обработке профиля пера рабочих лопаток газотурбинных двигателей, в частности аэродинамических моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей, имеющих малую толщину и осевые габариты 200-300 мм. Способ включает определение величины снимаемого припуска и использование концевой торовой фрезы, которую перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности. Осуществляют сначала чистовую обработку одной стороны лопатки, после чего присоединяют к обрабатываемой лопатке поддерживающий ложемент со стороны обработанной поверхности для увеличения жесткости лопатки с получением собранного изделия. Осуществляют его чистовую обработку и затем производят отсоединение ложемента от обработанной лопатки. Используют ложемент, изготовленный из легких сплавов, толщина которого выбрана из условия исключения деформации лопатки от усилия резания и рассчитана в каждом сечении ложемента с учетом коэффициента запаса прочности. Повышается производительность и качество, снижается время обработки. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании деталей со сложной пространственной геометрией, характеризующейся чередованием выступов и пазов, в частности, при изготовлении моноколес центробежных или осевых лопаточных машин. Способ включает обработку пазов фрезерованием, при котором фрезе сообщают вращение и движение подачи в направлении, совпадающем с осью ее вращения, и выполняют рабочие ходы фрезы в пределах назначенных границ области обработки паза с образованием в заготовке каналов. Выполнение рабочих ходов осуществляют последовательно с использованием фрез с уменьшающимся диаметром рабочей части, который выбирают в зависимости от расчетного значения диаметра рабочей части из условия обеспечения в процессе обработки максимальной площади поверхности, образованной режущей кромкой фрезы при ее контакте с обрабатываемой поверхностью заготовки. После выполнения фрезой всех возможных рабочих ходов на обрабатываемой заготовке осуществляют замену фрезы с одним диаметром рабочей части на фрезу с другим диаметром рабочей части. Рабочие ходы выполняют с наиболее широкой стороны паза до достижения рабочей частью фрезы заданной длины рабочего хода. Повышается производительность обработки при изготовлении деталей с пазами переменной ширины. 5 з.п. ф-лы, 1 пр., 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для шлифования, полирования, фрезерования пространственно-сложных поверхностей деталей, в частности лопастей гребных винтов, рабочей части лопаток газовой, паровой или гидротурбины. На основании устройства размещены узел для установки обрабатывающего инструмента с приводом вращения инструмента и узел для установки обрабатываемого изделия в виде многозвенного манипулятора. Узел для установки обрабатывающего инструмента представляет собой двухзвенный манипулятор, перемещающий привод вращения инструмента в горизонтальной плоскости. Узел для установки обрабатываемого изделия содержит ведущее звено, сопрягаемое с основанием горизонтальной поступательной кинематической парой, и сопряженное с ним вращательной кинематической парой статически уравновешенное ведомое звено с приводом вращательного перемещения обрабатываемого изделия. В результате повышается точность относительных перемещений манипуляторов за счет уменьшения числа звеньев и кинематических пар, а также увеличивается рабочая зона перемещений инструмента относительно обрабатываемого изделия за счет применения полностью уравновешиваемой конструкции манипулятора, увеличивающей диапазон его горизонтальных перемещений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ предназначен для осуществления на станках с числовым программным управлением и 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. Для повышения точности обработку при чистовом фрезеровании ведут с шириной строки, не превышающей длину режущей части инструмента, совпадающей с образующей профиля лопатки, врезание по высоте профиля осуществляют постепенно от вершины лопатки к радиусу перехода в ступицу. При этом перемещают фрезу по замкнутой траектории, эквидистантной профилю спинки и корыта лопатки в плоскости строки. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ включает определение величины снимаемого припуска, ведут обработку за один проход концевой фрезой, которую перемещают эквидистантно обрабатываемой поверхности. Для повышения точности и снижения трудоемкости обработку ведут торцовой частью фрезы. При этом перед началом обработки определяют площадь поперечного сечения снимаемой стружки и величину тангенциальной силы резания на чистовом этапе обработки поверхности при многопроходном снятии припуска. Обработку ведут с этой силой резания, причем шаг фрезерования выбирают из условия равенства площадей поперечного сечения стружки на чистовом этапе при многопроходном фрезеровании и фрезеровании за один проход. Фрезу относительно обрабатываемой поверхности могут перемещать по спирали для обеспечения плавного перехода от пера лопатки к замку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Способ относится преимущественно к пятикоординатному фрезерованию, при котором фрезу перемещают относительно детали по меньшей мере по одной определенной траектории фрезерования с получением в результате поверхности требуемой трехмерной формы, причем используют фрезу, радиус рабочей головки которой больше радиуса хвостовика этой фрезы. Для повышения производительности обработки с использованием параметров шаровой пальцевой фрезы, радиус рабочей головки которой соответствует радиусу хвостовика этой фрезы, определяют первые траектории фрезерования, используемые как вспомогательные траектории фрезерования, и на основании этих первых траекторий фрезерования определяют вторые траектории фрезерования для используемой фрезы. Фреза имеет хвостовик и рабочую головку с радиусом, отсчитываемым от центра, расположенного вне хвостовика, причем для достижения того же технического результата разность между радиусом рабочей головки и радиусом хвостовика выбрана с учетом ее использования при определении вторых траекторий фрезерования. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ включает перемещение инструмента относительно обрабатываемой детали по меньшей мере по одной заданной траектории инструмента и ориентацию вектора инструмента. Для повышения качества обработки в дополнение к или к каждой траектории инструмента для вектора инструмента задают первую направляющую кривую, в зависимости от которой или каждой из которых при фрезеровании ориентируют вектор инструмента, или для вектора инструмента задают первую и вторую направляющие кривые, которые задают исходя из необходимости обеспечить возможность обработки детали без столкновения с ней инструмента и которыми определяется направляющая поверхность, и в зависимости от соотношения между текущей траекторией инструмента и общим количеством траекторий инструмента определяют лежащую на направляющей поверхности направляющую кривую, через которую направляют вектор инструмента. Устройство содержит первое программирующее устройство для программирования по меньшей мере одной траектории инструмента, по которой или по каждой из которых инструмент возможно перемещать при фрезеровании. Для получения того же технического результата оно снабжено средством программирования первой направляющей кривой для вектора инструмента, в зависимости от которой при фрезеровании возможно изменять ориентацию вектора инструмента, и вторым программирующим устройством для программирования второй направляющей кривой для вектора инструмента, при перемещении которого по направляющим кривым при обработке детали исключается возможность столкновения с ней инструмента. При этом первая и вторая направляющие кривые определяют направляющую поверхность, по лежащей на которой направляющей кривой, определяемой в зависимости от соотношения между текущей траекторией инструмента и общим количеством траекторий инструмента, перемещается инструмент. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ относится к обработке резанием, пятикоординатному фрезерованию, инструмент перемещают относительно детали по меньшей мере по одной определяемой по опорным точкам траектории инструмента, соответствующей траектории фрезерования. Для выполнения коррекции с поправкой на радиус фрезы в опорных точках траектории инструмента определяют вектор инструмента в виде углов его подвода к детали и углов его наклона относительно детали для каждой опорной точки на основании указанных углов, а также определенного для каждой опорной точки управляющего вектора, который задает направление траектории инструмента в данной опорной точке, определяют нормальный вектор, при этом для каждой опорной точки сначала на первой стадии вектор инструмента для данной опорной точки поворачивают обратно вокруг соответствующего управляющего вектора на величину конкретного угла наклона инструмента относительно детали и получают первый промежуточный вектор для данной опорной точки, затем на второй стадии вычисляют векторное произведение перемножением первого промежуточного вектора для данной опорной точки и управляющего вектора и получают второй промежуточный вектор, и после этого на третьей стадии первый промежуточный вектор для данной опорной точки поворачивают обратно вокруг второго промежуточного вектора для той же точки на величину конкретного угла подвода инструмента к обрабатываемой детали. Устройство содержит программирующее устройство для программирования по опорным точкам по меньшей мере одной траектории инструмента. Для достижения того же технического результата оно выполнено с возможностью программирования для каждой опорной точки траектории инструмента вектора инструмента в виде углов его подвода и углов его наклона относительно детали. С программирующим устройством функционально связаны средства для определения для каждой опорной точки управляющего вектора и нормального вектора, передаваемого в устройство трехмерной коррекции с поправкой на радиус фрезы. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ относится к фрезерованию деталей из трудно поддающихся обработке резанием материалов, прежде всего фрезерованию используемых в газовых турбинах роторов с набором выполненных за одно целое с ними лопаток путем перемещения фрезы по меньшей мере по одной заданной траектории. Для повышения надежности процесса обработки дополнительно к траектории или к каждой траектории фрезы определяют по меньшей мере один соответствующий поверхностям или кромкам по меньшей мере одной боковой стенки контур столкновения, который или каждый из которых относится при этом к изготавливаемой детали, и контролируют положение и/или ориентацию фрезы относительно контура столкновения или каждого контура столкновения, изменяя положение и/или ориентацию фрезы и/или формируя сообщение об ошибке, если фреза нарушает по меньшей мере один из контуров столкновения. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ заключается в том, что изделию сообщают вращение вокруг собственной оси и обрабатывают инструментом, совершающим вращение и интерполированное осевое перемещение. Для повышения качества обработки предварительно рассчитывают частоту собственных колебаний лопатки для каждой строчки и угла ее поворота, определяют строчки резонансных режимов работы и для каждой такой строчки устанавливают частоту вращения инструмента из условия минимизации динамической составляющей формируемой шероховатости. При этом частоту вращения лопатки для каждой строчки по углу ее поворота устанавливают из условия обеспечения требуемой скорости окружной подачи. 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для шлифования, полирования, фрезерования пространственно-сложных поверхностей деталей, в частности лопастей гребных винтов, рабочей части лопаток газовой, паровой или гидротурбины. На основании устройства размещены узел для установки обрабатывающего инструмента с приводом вращения инструмента и узел для установки обрабатываемого изделия в виде многозвенного манипулятора. Предусмотрены два мехатронных модуля вращательно-поступательных перемещений - модуль перемещения обрабатываемого изделия и модуль перемещения привода вращения режущего инструмента. Каждый из модулей состоит из корпуса, шлицевой втулки, гайки и выходного вала. На корпусе закреплены статоры двух синхронных электродвигателей. На шлицевой втулке - ротор одного синхронного электродвигателя, а на гайке - ротор другого синхронного электродвигателя. Выходной вал сопряжен поступательной кинематической парой в виде шлицевого соединения со шлицевой втулкой и винтовой кинематической парой с гайкой. Выходной вал выполнен полым. Гайка и шлицевая втулка сопряжены с корпусом вращательной кинематической парой в виде подшипников качения или подшипников скольжения. Все кинематические пары каждого мехатронного модуля вращательно-поступательных перемещений имеют общую ось. Предусмотрена по меньшей мере одна кинематическая пара с соответствующим приводом для перемещения корпуса модуля перемещения привода вращения режущего инструмента относительно корпуса модуля перемещения обрабатываемого изделия. В результате повышается точность и производительность обработки за счет уменьшения числа кинематических пар и подвижных звеньев и снижение их массы. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ включает определение по контурам боковых стенок и/или межлопаточных каналов контуров вырезов, последующее удаление сверлением из заготовки в местах расположения межлопаточных каналов материала и после сверления - окончательное фрезерование мест расположения межлопаточных каналов путем удаления материала, оставшегося в межлопаточных каналах. Для повышения производительности обработки в процессе сверления межлопаточных каналов материал удаляют сверлом в направлении течения газа в межлопаточном канале, а оси отверстий располагают приблизительно параллельно направлению течения газа в высверливаемом в заготовке межлопаточном канале. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ включает перемещение инструмента по задаваемой сплайнами траектории. Для повышения качества обработанной поверхности сплайны вычисляют по опорным точкам, хранящимся в системах автоматизированного проектирования и управления производством (САПР/САУП) в связанной с обрабатываемой деталью системе координат либо в станочной системе координат. Траекторию инструмента формируют на основе шести сплайнов, если опорные точки заданы в связанной с обрабатываемой деталью системе координат, и на основе пяти сплайнов, если опорные точки заданы в станочной системе координат, причем для каждой координаты формируют независимый сплайн. Устройство содержит программирующее устройство для программирования траектории инструмента и по меньшей мере одно устройство управления перемещением инструмента по задаваемой сплайнами траектории. Для достижения того же технического результата программирующее устройство выполнено в виде системы САПР/САУП, содержащей функционально связанными с программирующим устройством средства для вычисления сплайнов по опорным точкам, хранящимся в САПР/САУП-системе. Причем указанные средства выполнены с возможностью формирования траектории инструмента на основе шести сплайнов, если опорные точки заданы в связанной с обрабатываемой деталью системе координат, и на основе пяти сплайнов, если опорные точки заданы в станочной системе координат, причем для каждой координаты формируется независимый сплайн. САПРР/САУП-система выполнена с возможностью создания по меньшей мере одного АРТ-файла, преобразуемого по меньшей мере одним последующим постпроцессором в по меньшей мере один выполняемый устройством управления управляющий файл. При этом устройство управления предназначено для управления перемещением инструмента вдоль его траектории на основании соответствующих сплайнов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство относится к области авиационного моторостроения. Для повышения точности обработки и снижения шероховатости обработанной поверхности основание устройства выполнено в виде нижней горизонтальной и верхней наклонной плит, соединенных между собой при помощи двух разновысоких вертикальных стоек и кронштейна, смонтированного в месте стыка плит. Передний неподвижный базовый центр закреплен на верхней наклонной плите и выполнен в виде зажимного устройства, которое включает зажим, соединенный тягой с гидроцилиндром, подключеннным к гидроприводу фрезерного станка. При этом в корпусе зажима установлены подвижные зажимные губки и опорная пластина для обеспечения точного базирования заготовки лопатки. Устройство содержит поворотный стол для вращения обрабатываемой турбинной лопатки, закрепленный на верхней наклонной плите основания и своим шпинделем соединенный соответственно с корпусом зажима и гидроцилиндром зажимного устройства. Заднее базовое звено выполнено в виде задней бабки с установленным в ней задним центром, смонтированной с возможностью осевого перемещения по Т-образному пазу, выполненному на наклонной верхней пластине основания. За торец задней бабки выступает хвостовик для обеспечения нормированного усилия поджима наконечника заднего центра к центровочному отверстию технологической прибыли закрепленной турбинной лопатки. Способ заключается в том, что для достижения указанного технического результата используют трехосевой вертикально-фрезерный станок с ЧПУ, на горизонтальном столе которого размещают устройство для установки и закрепления турбинной лопатки. Фрезерование осуществляют периферической частью сферической фрезы по следующим друг за другом в поперечном направлении траекториям по участкам, длина каждого из которых составляет 10-15 мм. На обрабатываемом участке пера лопатки осуществляют предварительное фрезерование за 1-2 прохода, затем производят смену инструмента и производят окончательную чистовую обработку данного участка пера лопатки, после чего переходят к фрезерованию следующего участка пера лопатки длиной 10-15 мм и повторяют всю совокупность операций, фрезерование заканчивают после обработки последнего участка заготовки турбинной лопатки. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, обработке фрезерованием межлопаточных каналов моноколес или крыльчаток ГТД. Способ включает фрезерование межлопаточных каналов, фрезерование спинки и корыта лопатки и впадины между ними. Для снижения трудоемкости изготовления обозначают числами фрезеруемые межлопаточные каналы и осуществляют фрезерование межлопаточных каналов через один, в обработанные межлопаточные каналы заливают сплав и фрезеруют соседние межлопаточные каналы, а затем удаляют сплав путем выплавления. В обработанные межлопаточные каналы может быть залит сплав Вуда. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, обработке резанием, конструкциям лопаточных колес. Способ заключается в том, что после черновой обработки заготовки колеса для формирования заготовок лопаток их обрабатывают фрезерованием посредством инструмента, совершающего последовательные проходы. Для повышения производительности обработки лопатки обрабатывают путем тангенциального фрезерования, проходы инструмента расположены, по существу, радиально по отношению к колесу. При этом после каждого прохода инструмент поворачивают на угол строки в тангенциальной плоскости по отношению к колесу. Моноблочное лопаточное колесо содержит лопатки со сторонами, образованными строками. Для достижения того же технического результата упомянутые строки расположены, по существу, продольно радиально. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области обработки резанием, технологии изготовления авиационных двигателей. Способ включает прорезку пазов, чистовую обработку спинки, корыта и дна межлопаточных каналов и финишную обработку лопаток моноколеса. Для расширения технологических возможностей и повышения производительности прорезание и чистовую обработку спинки, корыта и дна межлопаточного канала ведут одновременно за один технологический установ одним кольцевым режущим инструментом с последующей доработкой кромок лопаток перед финишной обработкой. При этом оси вращения инструмента и моноколеса располагают с перекрещиванием под заданным углом, определяемым кривизной обрабатываемых поверхностей. При этом инструменту сообщают прямолинейное движение вдоль трех осей пространственной системы координат и поворот на заданный угол вокруг указанных трех осей. Инструмент содержит торцовые режущие элементы, расположенные по периметру кольцевой формы корпуса. Для достижения того же технического результата он выполнен в виде Т-образных режущих элементов, равномерно расположенных по периметру кольцевого корпуса с шириной, равной ширине межлопаточного канала в корневом сечении, при этом Т-образные режущие элементы выполнены с торцовыми, внешними и внутренними боковыми режущими кромками, причем диаметр окружности, описанной вокруг внешних боковых режущих кромок инструмента, равен диаметру окружности, вписанной в профиль корыта срединного сечения лопатки по трем точкам и с неравными плечами внешних и внутренних боковых режущих кромок, определенных величиной закрутки лопаток по высоте и расстояниями от оси вращения режущего инструмента до проекций ближайших точек соответственно входной и выходной кромок концевого сечения межлопаточного канала на плоскость вращения инструмента. При этом длина Т-образного режущего элемента определена величиной, превышающей глубину межлопаточного канала. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области механической обработки и может быть использовано при базировании и закреплении лопаток турбин и компрессоров газотурбинных двигателей по профилю их проточной части. Сущность изобретения заключается в том, что сначала устанавливают на станок устройство для закрепления лопатки и устанавливают и закрепляют в нем лопатку. Затем измеряют отклонения ее фактического положения от положения эталонной лопатки и ориентируют приспособление вместе с лопаткой до совпадения оси лопатки с осью инструмента. Само устройство снабжено крышкой и скалками. Крышка расположена внутри корпуса и замкнута относительно него, в ней расположены скалки и зажимные элементы. Зажимные элементы установлены неподвижно. Скалки проходят через корпус, подпружинены относительно него и имеют возможность осевого перемещения. Технический результат изобретения состоит в повышении точности обработки, упрощении конструкции. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области обработки металлов резанием, фрезерования концевыми фрезами лопаток моноколес газотурбинных двигателей на станках с ЧПУ. Способ обработки включает черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, и чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по высоте, причем оба вида обработки выполняют за один установ. Для повышения точности обработки лопаток моноколес обработку ведут строками, глубину каждой строки выбирают больше толщины деформированного слоя заготовки от предыдущей обработки, при этом для каждой строки задают величину деформации обрабатываемой поверхности моноколеса, которая должна быть больше величины деформации обработанной поверхности после обработки i-той строки. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.