Способ шлифования пера лопаток и копировальный станок Советский патент 1983 года по МПК B24B19/14 

Известен способ шлифования пера лопаток, при котором лопатке сообщают планетарное движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой, а лопатку располагают ее продольной осью наклонно к плоскости обкатки f13. Недостаток известного способа состоит в том, что при обработке лопаток с большой, степенью закрутки на небольшой длине и при значительной парусности, рабочая пов жность копира в проекции на горизонтальную плоскость получается парусной, в ре зультате чего шлифовальная лента на входе и выходе копира располагается под разными углами к плоскости обка ки , что ведет к недостаточной устой чивости ленты, а следовательно, к снижению ее стойкости и качества обработки и к сужению технологических возможностей способа. Известен копировальный станок дл шлифования профиля пера лопаток, который содержиу станину с установленным на ней с возможностью вращения шпинделем, на котором расположе но приспособление с обрабатываемой лопаткой Cl. Недостатком известного станка является невысокая точность обработ ки и недостаточные технологические возможности. Цель изобретения - повышение стой кости шлифовальной ленты, точность обработки и расширение технологичес ких возможностей при обработке изделий типа лопаток газотурбинных двигателей . Поставленная цель достигается тем что согласно способу обработки лопат ки путем сообщения ей планетарного движения обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира и расположения продольной оси лопатки наклонно к плоскости обкатки, лопатку в процессе ее планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно точки, лежащей на продольной оси лопатки и делящей эту ось пополам, в двух взаимно перпендикулярных плос костях обкатки, изменяя при этом уго наклона продольной оси лопатки к плоскости обкатки таким образом, чтобы в крайних положениях движения обкатки соответствующая входная или выходная кромка пера располагалась перпендикулярно к плоскости обкатки а в копировальном станке для осущест вления способа, содержащем станину с установленным на ней с возможность вращения шпинделем, на котором располох;ено приспособление с обрабатываемой лопаткой, кинематически связанное с двумя следящими роликами, взаимодействующими с двумя копирами, это приспособление выполнено в виде плиты, установленной с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярно к плоскости обкатки, на вилке,,расположенной с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки и плоскости поворота плиты, на кронштейне, закрепленном на шпинделе, а на плите и вилке установлены с возможностью взаимодействия с закрепленными на станине копирами следящие ролики, причем ось вращения ролика плиты совмещена с осью поворота вилки, пересекающей продольную ось лопатки в точке, делящей ее пополам, а ось вращения ролика вилки совмещена с осью поворота плиты, пересекающей продольную ось лопатки в той же точке. На фиг. 1 показано движение лопатки в плоскости обкатки; на фиг. 2 сечение.Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 станок, вид спереди; на фиг. 4 и 5 сечения В-В и Г-Г на фиг. 3. Обрабатываемой лопатке 1 (фиг. 1), установленной посредством держателя 2 на шпинделе 3 с осью вращения О , сообщают формообразующее движение обкатки относительно рабочей поверхности контактного копира 4, огибаемого движущейся с рабочей скоростйо Уд шлифовальной лентой 5. Движение обкатки лопатки создают за счет того, что шпиндель 3 устанавливают в качающейся вокруг оси 0 люльке 6, а поворот вокруг собственной оси О шпинделю сообщают от жестко закрепленной на его конце сателлитной шестерни 7, взаимодействующей с неподвижным зубчатым сектором 8, геометрический центр которого совмещают с осью 0 качания люльки б, причем шестерни 7 и зубчатый сектор 8 находят:;я во внутреннем зацеплении. Качание люльки вокруг оси 0 осуществляют, например, от кривошипношатунного механизма (не показан). В процессе шлифования контактный копир 5 подают на врезание в направлении по стрелке S, Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что лопатку 1 в процессе формообразующего планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно лежащей на продольной оси Z точки С, которая делит обрабатываемый, участок пера длиной L- на два участка, равных по длине L/2 (фиг. 2), причем положение точки С постоянно относительно шпинделя в любом положении обкатки, а в процессе формообразущщего перемещения лопатки указаниая точка перемещается в ллоскости Т, параллельной плоскости обкатки,

Поворот оси лопатки относительно .точки С осуществляют за счет ее порворота в двух взаимно перпендикуляр:ных плоскостях, перпендикулярных плоскости обкатки, в плоскости, лроJXOдяв eй через точки О и С, и в пер;пендикулярной к ней плоскости,, про ходящей через точку С (фиг. 1).

При этом в процессе обкатки угол наклона оси Z лопатки 1 к плоскости обката изменяют таким образом, чтобы в каждом крайнем положении формообразунйцепо движения обкатки соответствующая (входная /I или выходная В) кромка пера располагалась перпенди|Кулярно к плоскости обкатки,

В нейтральном положении обкатки продольную ось Z лопатки располагают, например, пердендикуляЕ)но к плоскости обкатки или под некоторым углом, т.е. любым известным способом, обеспечивающим минимальную разновысотность рабочей поверхности контактного копира 4 в проекции на

плоскость П. . . .

I,

При качании ;:1юльки б в .направлении против часовой стрелки, по Мере пpиближe ия ее к крайнему положенида за счет поворота оси Z крайние точки кромки А лопатки 1 сближаются в проекции на плоскость обкатки, т.е. наклон кромки А v. Ш1оскрст;и обкатки уменьшается) а при достижеНИИ крайнего полсжения крайние точки указанной кромки в проекции на плоскость обкатки совмещаются т.е. кромка А располагается перпендикулярно к плоскости обкатки, и в момент реверса формообразующе-г. го перемещения обкатки все ее точки от копира открываются одно:врёменно. КромкаЦ при этом-располагается наклонно к плоскости обкатки. Указанное положение лопатки-1 показано на фиг. 3 ОСНОВНОЙ линией.

После изменения направления формообразующего перемещения лопатки 1 когда направление качания люльки б изменилось на противоположное по часовой стрелке, ось Z пбворачизают в обратном направлении, в результате чего крайние точки кромки б лопатки сближаются в проекции на плоскость обкатки, т.е. наклон указанной кромки к плоскости обк&тки уменьшается При достижении люль- . кой б крайнего положения (на фиг. 1 показано тонкими линиями) при котором ось вращения шпинделя 3 зани- мает положениа О , продольная йсь лойатки - Z , а точка ее поворота с, выходная кромка лопатки занимает положение В и располагается перпендикулярно к плоскости обкатки Л В момент реверса отрыв йсёх точек

выходной кромки, как и входной, от Ш1Ифовальной ленты 5, огибающей рабочую поверхность контактного копира 4, осуществляется одновременно..

При обработке пера лопаток предлагаемым способом профили рабочей поверхности копира в плоскостях, параллельных плоскости обкатки, приВОДИТСЯ к профилю в плоскости Т 1(фиг. 2), в результате чего закрутoка и кривизна рабочей поверхности . . копира значительно уменьшаются, что облегчает его подгонку, повышает УСТОЙЧИВОСТЬ ленты при ее перемещении по копиру, а значит ее стой5

jKOCTb и точность обработки.

-Кроме этого, то, что в крайних положениях кромки лопатки располагаются перпендикулярно к плоскости обкатки, позволяет практически лик0видировать направляющие участки копира на входе и выходе шлифовальной ленты, а следовательно, ширину копира уменьшить до минимума и сделать ее постоянной, равной величине Ш,

5 что также значительно уменьшает Tpiyдоемкость подгонки копира. .

В результате того, что ветви шлифовальной ленты на входе и выходе располагаются перпендикулярно к

0 плоскости обкатки, значительно облегчается настройка станка.

В станке обрабатываемая лопатка .1 (фиг. 3) закреплена в держателе 2, Jустановленном на шпинделе 3 (фиг. 4) механизма обката, который П15едназна5чен для сообщения лопатке 1 формообразующего движения относительно рабочей поверхности контактного копира 4, огибаемого движущейся шлифо- . зальной лентой 5.

0

На шпинделе 3, устайовленном с возможностью вращения в люльке 6 механизма обката, закреплена сателлитная шестерня 7, которая находится во внутреннем зацеплении с зубча5тым сектором 8, неподвижно установленным на станине S.

Люлька 6 механизма обкдта уст§ЯОВлена с возможностью поворота на ва лу 10 (геометрическая ось 6 ), один

0 конец которого закреплен на внутренней вертикальной перегородке стани: ны 9, а второй - на кронштейне 11, ; неподвижно установленном на задней : i стенке станины, при- этом геометри5ческие оси неподвижного зубчатого .сектора 8 и вала 10 совмещены. -Кйчание люльки б на валу 10 осуществлено шарнирно соединенной с люлькой € с помощью оси 12- тягой 13, второй- конец которой шарнирно соединей с кривошипом 14, закрехшенным на выходном валу неподвижно установленного на станине редкутора 15,, приводимого во вращение закрепленным на нем электродвигателем Гб (фиг. 3). Огибаемый шлифовальной лентой 5 контактный копир 4 неподвижно уста новлен на пиноли 17 механизма 18 п дачи, который закреплен на станине Помимо контактного копира 4 шлифо.вальная лента 5 огибает направляющие ролики 19 и 20 и приводной шкив 21, являющийся одновременно и натяжным, который установлен на коромысле 22, имеющем возможность (поворачиваться на оси 23. На друго конце коромысла 22 закрегшен элект родвигатель 24, вал которого гибкой передачей 25 соединен с валом шкива 21, и груз 26, величиной которого задают требуемое натяжение ленты 5. Оси направляющих роликов 19 и 20 установлены на станине 9., коромысла 22установлена на кронштейне 27, который также закре на. станине 9. Поворот коромысла 22 на оси 23 для смены ленты осуществляют штоком силового цилиндра 28, закрепленного на станине станка. Держатель 2, несущий лопатку 1, закреплен на плите 29, которая с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки, посредством вала 30 (геометриче кая ось 02) установлена на вилке 31 Вилка с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости поворота плиты 29, посредством закрепленных на ней валиков 32 (геометрическая ось 0) установлена ка кронштейне 33, который закреплен на шпинделе 3 механизма обката. Оси Og и Oj поворота плиты 29 и вилки 31 расположены таким образом, что их пересечения совмещена с точкой С (фиг. 5), лежащей на продольной оси Z лопатки 1 и делящей обрабатываемый участок пера длиной L на два участка, равных по длине 1/2. На валу 30 (фиг. 3) с возможностью вращения вокруг его оси Og, а также с возможностью взаимодей ствия с копиром 34 поворота вилки 31, установлен следящий ролик 35. Копир34 посредством кронштейна 36 закреплен на станине 9. Поджим сле,;Ь:ящего ролика 35 к копиру 34 осуществлен пружинами 37, установленными : с двух сторон вилки 31 мзжду валами 32 и кронштейном 33 и закрытыми крыш ками 38. На кронштейне 39 плиты 29 с возможностью вращения вокруг оси О, la также с возможностью взаимодействия с копиром 40, установлен следящий родик 41. Копир 40 посредством кронштейна 42 закреплен на станине 9. Поджим следящего ролика 41 к копиру 40 осуществлен пружиной 43, установленной между плитой 29 и валом 30, и крышкой 44. Станок работает следующим образом. От электродвигателя 16 через редуктор 15, кривошип 14, тягу 13 и ось 12 производится качание люльки 6 вокруг оси О;, вала 10. При этом шестерня 7 перекатывается по зубчатому венцу сектора 8, в результате чего шпиндель 3 вращается вокруг своей оси О , сообщая при этом через кронштейн 33, вилку 31 с роликом 35 и плиту 29 с роликом 41 обрабатываемой лопатке 1 формообразующее перемещение обкатки. В процессе этого перемещения следящий ролик 35, взаимодействуя с копиром 34, поворачивает вилку 31, плиту 29 и приспособление 2 с лопаткой 1 вокруг оси О, а следящий ролик 41, взаимодействуя с копиром 40, поворачивает плиту 29, приспособление 2 и лопатку 1 вокруг оси О/, сообщая тем самым лопатке дополнительное формообразующее движение,-причем поворот лопатки 1 осуществляется относительно лежащей на ее продольной оси Z точки С (фиг. 5). Положение точки С относительно шпинделя 3 в любом положении обкатки постоянно. Дополнительный поворот лопатки 1 относительно точки С позволяет в крайних положениях обкатки сооГветствующую кромку (входную или выходную) пера располагать перпендикулярно к глоскости обкатки, Враиагогааяся от электродвигателя 24 шлифовальная лента 5 вместе с огибae rdlм ею контактным копиром 4 с помощью пинали 17 механизма подачи 18 подается на врезание в направлении по стрелке S

1. Способ шлифования пера лопагок, при котором лопатке сообщают планетарное движение обкатки относительно подаваемого на врезание профильного контактного копира, огибаемого движущейся шлифовальной лентой/ а лопатку располагают ее продольной осью наклонно к плоскости обкатки, отличающийся тем, что, с целью повьашения стойкости шлифовальной ленты, точности обработки и расширения технологических возможностей, лопаткув процессе ее планетарного движения обкатки непрерывно поворачивают относительно точки, лежаще на продольной оси лопатки-и делящей эту ось.пополам, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных к плоскости обкатки, изменяя при этом угол наклона продоль-, .ной оси лопатки к плоскости обкатки та- lC:.--.-. -.,о- ц Ivl -г.-;...-:,-:., г , --; КИМ образом,чтобы в крайних положениях движения обкатки соответствующая входная или выходная кромка пера располагалась перпендикулярно к плоскости обкатки. 2. Копировальный станок, содержащий станину с установленным на ней с возможностью вращения шпинделем, на котором расположено приспособле-ние с обрабатываемой лопаткой, кинематически связанное с двумя следящими роликами, взаимодействующими с двумя копирами, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности обработки, приспособление выполнено в виде плиты, установленной с возможностью поворота в плоскости перпендикулярной к плосО) кости обкатки,на вилке,расположеннойс возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной к плоскости обкатки и плоскости поворота плиты, на & с введенном в.станок кронштейне, закрепленном на шпинделе, а на плите и вилке установлены с возможнрс;гъю взаимодействия с закрепленными на станине копирами, следящие ролики, причем ось вращения ролика плиты совмещена с осью поворота вилки, пеСО Is5 ресекающей продольную ось лопатки в точке, делящей, ее пополам, а ось вращения ролика вилки совмещена с to осью поворота плиты, пересекающей продольную ось лопатки в той же точСД «е.

Фагг.З