Описание конструкции и геометрических характеристик лопатки и оценка их технологичности.

В конструкции лопатки четко выделены два самостоятельных элемента - замок (хвостовик) и перо. Хвостовик данной лопатки выполнен по типу “ласточкин хвост” и ограничен плоскостями, расположенными под различными углами друг к другу. Перо длиной 122мм имеет сложную пространственную форму с переменными профилями поперечных сечений по длине. Сечения повернуты относительно друг друга и образуют закрутку пера, составляющую угол α=32 °. Профиль пера задается координатами отдельных точек. Перо имеет малую толщину и тонкие кромки, что сообщает детали низкую жесткость. Это обстоятельство обусловливает существенное снижение технологичности лопатки. Радиусы округления кромок постепенно уменьшаются к концу пера. Сопряжение между пером и хвостовиком образовано радиусными поверхностями. Основными поверхностями лопатки являются боковые поверхности замка и все поверхности пера.

Конструкторской базой лопатки служат боковые поверхности хвостовика, связанные в расчетном сечении точным размером () и расположенные под углом 40°^+4’ друг к другу и под углом 70°^+4’ к плоскости основания. Погрешность взаимного расположения боковых поверхностей по длине оговаривается специальным ТТ к размеру : по длине хвостовой части его разноразмерность не должна превышать 0,01 мм, шероховатость боковых поверхностей Ra0,63. Кроме того, задано ТТ, сформулированное как указание подвергнуть замок гидродробеструйной обработке.

Поверхности замка простые, и обработка их несложна, проблема заключается в выборе технологических баз. В качестве таковых на этапе окончательной механической обработки желательно использовать основные поверхности пера. Применявшееся ранее крепление по перу механическими способами ныне неприемлемо из-за опасности повредить тонкое перо. Эффективным способом установки и крепления по перу в настоящее время является заливка его в кассете (или без нее) легкоплавкими сплавами. Основной метод обработки хвостовиков - протягивание.

Основные поверхности пера (корыто, спинка, кромки) являются рабочими и выполняют определенное функциональное назначение. К точности геометрических параметров основных поверхностей пера, имеющих сложную форму, предъявляются высокие требования: допустимая погрешность профиля составляет 0.15мм, а разворот профилей сечений не должен превышать 8’ от номинального положения; шероховатость рабочих поверхностей пера Ra0,16 мкм.

К качеству поверхностей пера предъявляют и особые ТТ, заданные в виде указания подвергнуть перо гидродробсетруйной обработке с последующей виброгалтовкой. Здесь следует отметить, что применение этих методов поверхностного пластического деформирования (ППД) вызвано стремлением конструктора упрочнить деталь, создав на ее поверхности наклепанный слой с благоприятной остаточной напряженностью. Так, гидродробеструйная обработка создает в поверхностном слое пера сжимающие остаточные напряжения величиной до 60кгс/мм² при глубине залегания до 120 мкм. Следующая за ней виброгалтовка улучшает шероховатость поверхности. Результатом операций ППД является повышение предела выносливости материала на 12-15%.

Сложность основных поверхностей пера в сочетании с высокими требованиями к точности геометрических параметров вызывает серьезные затруднения при обработке этой части лопатки. Здесь до настоящего времени велик объем ручных доводочных работ, снижающих стабильность параметров, характеризующие качество изготовления детали и экономичность. Проблемой является также механизация обработки кромок пера и перехода между пером и хвостовиком.

Связь между основными (конструктивными и рабочими) поверхностями регулируется ТТ к допустимой величине смещения пера и хвостовика (не более 0,2 в направлении, перпендикулярном оси хвостовика, и не более 0,1 в направлении его оси) Именно это условие сравнительно легко удовлетворяется при упомянутой обработке замка на базе пера. Часто используются также базирование лопатки по замку при обработке пера (например, методом электрохимической размерной обработки), что отвечает принципу совмещения конструктивных и технологических баз.

Технологичность конструкции данной лопатки повышается за счет следующих ее особенностей /2, 7,/:

кривизна профиля корыта невелика, что позволяет при необходимости использовать для обработки пера инструменты (например, дисковые фрезы) большего диаметра;

радиусы сопряжения профиля пера с хвостовиком достаточно велики (более 2 мм), благодаря чему обеспечивается возможность механизированной обработки на станках типа ЛШ;

кромки прямолинейны, что облегчает механизацию их обработки;

форма хвостовика обеспечивает применение наиболее производительных методов его обработки (протягивания), создает условия для обработки на проход, не затрудняет доступа для измерения обрабатываемых поверхностей.