А.Н. Лунев, А.В. Стариков,
(КГТУ им. А.Н. Туполева, г. Казань)
Существующие технологии изготовления моноколес разработаны не полностью или не удовлетворяют требованиям двигателей 5-го и 6-го поколений. Моноколеса относятся к наиболее ответственным деталям двигателя. Надежность и себестоимость их изготовления неразрывно связана с уровнем технологии производства. Основным недостатком технологии изготовления моноколес с использованием многоступенчатой механической обработки является значительная трудоемкость выполнения этих операций, так как основным методом размерной обработки является малопроизводительное фрезерование концевыми фрезами. Фреза обходит по спирали межлопаточное пространство, постепенно углубляясь от концевого сечения к корневому и затем к проточной части колеса. Весьма перспективна обработка межлопаточных каналов моноколес кольцевым инструментом (фрезой П-образной формы), имеющим высокую производительность обработки [1]. В докладе представляется инструмент, оптимизированный в системе типа CAD/CAM/CAE Urographies NX3 позволяющий значительно повысить производительность обработки межлопаточного канала. Поскольку обработка межлопаточных каналов кольцевым инструментом напоминает схему обработки конических зубчатых колес с круговым зубом, при которой зуборезной головкой кольцевой формы с торцевыми режущими элементами обрабатывают боковые поверхности зубьев и впадины между ними, а. как известно этот процесс более производителен. чем обработка концевыми фрезами. Однако поверхность межлопаточного канала существенно отличается от поверхности впадины даже самого сложного зубчатого колеса и имеет сложный аэродинамический профиль.
Резание осуществляется торцевой, внутренней и внешней боковыми режущими кромками. Корыто лопатки обрабатывает внешняя режущая кромка, спинку лопатки - внутренняя режущая кромка, а дно межлопаточного канала обрабатывает торцевая режущая кромка. Вылет режущего элемента определяется с учетом возможности обработки дна межлопаточного канала и не должен превышать глубину межлопаточного канала более чем на 5 мм для обеспечения жесткости режущего элемента.
Для обработки межлопаточного канала моноколеса кольцевыми инструментами необходим фрезерный станок с четыремя управляемыми координатами (тремя линейными перемещениями и одним круговым перемещением), который должен иметь возможность одновременно управлять тремя координатами. Главное движение - вращение кольца кольцевого инструмента, закрепленного в приспособлении. Начало координат условно расположено в центре заготовки моноколеса.
При работе инструмент устанавливается в исходное положение относительно заготовки моноколеса, далее инструмент начинает обработку межлопаточного канала в условиях непрерывного обката, которое закреплено в специальном приспособлении и перемещается согласно управляющей программе. Обработка начинается с корыта первой лопатки первого (верхнего) сечения, затем инструмент обрабатывает спинку второй лопатки этого же сечения.
Таким образом, инструмент практически в одно касание обрабатывает корыто в одном профильном сечении лопатки и совершает одно движение к спинке второй лопатки. Далее инструмент перемещаемся вниз по оси Z. обрабатывая спинку этой же лопатки, но во втором сечении, после чего инструмент перемещается для обработки корыта первой лопатки в этом же сечении, и т.д. до ступицы моноколеса. После обработки одного межлопаточного канала осуществляется поворот моноколеса на 360°, (n - число лопаток моноколеса) и производится обработка следующего межлопаточного канала.
Применение системы типа CAD/CAM/CAE Urographies NX3 при решении задачи обработки моноколес кольцевыми инструментом, позволяет создать модель моноколеса, построить необходимый инструмент и смоделировать процесс обработки межлопаточного канала кольцевым инструментом. По результатам моделирования можно оптимизировать имеющуюся геометрию инструмента для обработки моноколеса, найти траекторию движения центра инструмента, его наклоны, повысить производительность и эффективность процесса обработки межлопаточного канала моноколеса.
Таким образом, моделирование включает в себя несколько этапов:
• создание в системе Urographies NX3 конструкторской модели изделия;
• создание в Urographies NX3 искомого инструмента для обработки межлопаточного канала;
• моделирование и анализ операции фрезерования;
• подбор постпроцессора, либо его создание;
• создание управляющей программы;
• оформление, представление и обсуждение промежуточных и окончательных результатов.
В процессе моделирования можно непосредственно наблюдать за процессом, а также сохранять информацию, необходимую для анализа процесса фрезерования межлопаточного канала. Система обеспечивает возможность проанализировать зарезы и выявить причину их появления. По сравнению с известными аналогами данный инструмент позволяет вести высокопроизводительную обработку межлопаточных канатов моноколес.
Список литературы
1. Моделирование процессов обработки межлопаточных каналов моноколес ГТД кольцевым инструментом / Моисеева Л.Т., Захаров О.Г.. Гуранов А.В., Стариков А.В. // Изв. вузов. Авиационная техника. №4. 2005. С. 62-66.
|
