RU2608111C2 - Method of gte bladed disk shaped vane channels forming - Google Patents
Method of gte bladed disk shaped vane channels forming Download PDFInfo
- Publication number
- RU2608111C2 RU2608111C2 RU2015120161A RU2015120161A RU2608111C2 RU 2608111 C2 RU2608111 C2 RU 2608111C2 RU 2015120161 A RU2015120161 A RU 2015120161A RU 2015120161 A RU2015120161 A RU 2015120161A RU 2608111 C2 RU2608111 C2 RU 2608111C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutting
- tool
- profile
- trough
- processing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23C—MILLING
- B23C3/00—Milling particular work; Special milling operations; Machines therefor
- B23C3/16—Working surfaces curved in two directions
- B23C3/18—Working surfaces curved in two directions for shaping screw-propellers, turbine blades, or impellers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к технологии изготовления моноколес газотурбинных двигателей, преимущественно имеющих сложнопрофильные лопатки.The invention relates to the field of aircraft engine construction, in particular to a technology for manufacturing monowheels of gas turbine engines, mainly having complex-profile blades.
Известен способ формообразования сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса ГТД и инструмент для его осуществления [патент RU №2264891 С1, МПК В23С 3/18, 5/14, БИ №33 от 25.02.2004 г.], в котором инструмент, предназначенный для прорезания и чистовой обработки сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса газотурбинного двигателя, состоит из корпуса кольцевой формы, по периметру которого равномерно размещены Т-образные режущие элементы, причем, Т-образные режущие элементы имеют торцевую, внешнюю и внутреннюю боковые режущие кромки. При данном способе обработка межлопаточного канала от корневой части до серединного сечения производится строчным методом, а от серединного сечения до корневой части осуществляется перемещением инструмента вдоль профиля корыта. Диаметр инструмента определяется по профилю серединного сечения лопатки по высоте, параллельного торцевой плоскости инструмента, что снижает номенклатуру обрабатываемых изделий одним инструментом.A known method of forming complex profile interscapular channels of a GTE monowheel and a tool for its implementation [patent RU No. 2264891 C1, IPC VC 3/18, 5/14, BI No. 33 of 02.25.2004], in which the tool is intended for cutting and finishing The processing of the complex-profile interscapular channels of the monowheel of a gas turbine engine consists of a ring-shaped body, along the perimeter of which T-shaped cutting elements are evenly placed, moreover, T-shaped cutting elements have end, external and internal side cutting edges. With this method, the processing of the interscapular canal from the root to the middle section is performed by the line method, and from the middle section to the root is carried out by moving the tool along the profile of the trough. The diameter of the tool is determined by the profile of the mid-section of the blade along a height parallel to the end plane of the tool, which reduces the range of processed products with one tool.
Известен режущий инструмент, корпус которого представляет собой трехкулачковый патрон, на кулачках которого закреплены ножи с режущими кромками [патент CN №104117732 А, МПК B23D 75/00, 29.10.2014 г.], который можно использовать как вариант для реализации изобретения, в котором инструмент предназначен для обработки отверстий различного диаметра, причем режущие элементы могут перемещаться в радиальном направлении с помощью механизма трехкулачкового патрона.Known cutting tool, the body of which is a three-jaw chuck, on the cams of which are fixed knives with cutting edges [CN patent No. 104117732 A, IPC B23D 75/00, 10/29/2014], which can be used as an option for implementing the invention, in which the tool is designed to handle holes of various diameters, and the cutting elements can be moved in the radial direction using the mechanism of a three-jaw chuck.
Известен способ формообразования сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса ГТД [патент US №20040033115 А1, МПК В23С 3/18, опубликовано 19.02.2004 г.], ближайший к заявляемому изобретению и принятый за прототип, в котором инструмент чашкообразной формы, по периметру которого равномерно размещены Т-образные режущие элементы, имеющие торцевую, внешнюю и внутреннюю боковые режущие кромки, последовательно обрабатывает разнесенные по окружности друг от друга лопатки, в соответствии с управляющей программой обработки многоосевого металлорежущего станка с числовым управлением, причем указанные внешние и внутренние боковые режущие кромки используются соответственно для обработки спинки и корыта соседних лопаток. При данном способе обработка осуществляется перемещением инструмента вдоль профиля спинки и корыта. Диаметральные размеры инструмента постоянны и определяются по профилю сечения лопатки по высоте, параллельного торцевой плоскости инструмента, что снижает номенклатуру обрабатываемых изделий одним инструментом.A known method of forming complex profile interscapular channels of a GTW monowheel [US patent No. 20040033115 A1, IPC B23C 3/18, published February 19, 2004], closest to the claimed invention and adopted as a prototype, in which the tool is cup-shaped, along the perimeter of which T is evenly placed -shaped cutting elements having end, outer and inner side cutting edges, sequentially processes blades spaced apart from each other, in accordance with the control program for processing multi-axis metal cutting a numerically controlled machine, wherein said external and internal lateral cutting edges are used respectively to process the back and trough of adjacent blades. With this method, the processing is carried out by moving the tool along the profile of the back and trough. The diametrical dimensions of the tool are constant and are determined by the profile of the cross section of the blade along a height parallel to the end plane of the tool, which reduces the range of processed products with one tool.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в расширении технологических возможностей, повышении точности формообразования сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса газотурбинного двигателя и производительности обработки, увеличении номенклатуры обрабатываемых изделий одним инструментом.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, consists in expanding technological capabilities, increasing the accuracy of shaping the complex-profile interscapular channels of a monowheel of a gas turbine engine and processing productivity, increasing the range of processed products with one tool.
Технический результат достигается тем, что в способе формообразования сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса газотурбинного двигателя обработку профиля корыта лопатки осуществляют режущей частью, образованной внешними режущими кромками Т-образных режущих элементов, профиля спинки - режущей частью, образованной внутренними режущими кромками Т-образных режущих элементов, а обработку дна межлопаточного канала осуществляют торцевой режущей частью инструмента одним режущим инструментом за один технологический установ путем его прямолинейного движения вдоль трех осей пространственной системы координат и поворота вокруг указанных осей, новым является то, что в процессе обработки профиля корыта и спинки используют режущий инструмент, выполненный с механизмом контролируемого изменения диаметра режущей части, образованной Т-образными режущими элементами, имеющими возможность прямолинейного движения в радиальном направлении на величину, определяемую кривизной обрабатываемой поверхности.The technical result is achieved by the fact that in the method of forming complex-profile interscapular channels of the gas turbine engine unicycle, the profile of the trough of the blade is carried out by the cutting part formed by the external cutting edges of the T-shaped cutting elements, the back profile by the cutting part formed by the internal cutting edges of the T-shaped cutting elements, and the processing of the bottom of the interscapular channel is carried out by the end cutting part of the tool with one cutting tool in one technological installation put m of its rectilinear movement along the three axes of the spatial coordinate system and rotation around the specified axes, the new is that in the process of processing the profile of the trough and the back using a cutting tool made with a mechanism for controlling the change in the diameter of the cutting part formed by T-shaped cutting elements that have the ability rectilinear motion in the radial direction by an amount determined by the curvature of the workpiece.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показано взаимное расположение режущего инструмента (вариант) и заготовки, пространственная система координат XYZ, связанная с инструментом, пространственная система координат X'Y'Z', связанная с заготовкой, а также направление перемещений режущего инструмента, заготовки и режущих элементов.In FIG. 1 shows the relative position of the cutting tool (option) and the workpiece, the spatial coordinate system XYZ associated with the tool, the spatial coordinate system X'Y'Z 'associated with the workpiece, as well as the direction of movement of the cutting tool, workpiece and cutting elements.
На фиг. 2 изображена лопатка моноколеса ГТД и сечение А-А лопатки в концевой части, и В-В - сечение лопатки в корневой части.In FIG. 2 shows the blade of the GTE monowheel and the section AA of the blade in the end part, and BB - the section of the blade in the root part.
На фиг. 3 изображено сечение режущего инструмента.In FIG. 3 shows a cross section of a cutting tool.
На фиг. 4 изображен вариант траектории движения инструмента с перемещением Т-образного режущего элемента при обработке поверхности корыта межлопаточного канала.In FIG. Figure 4 shows a variant of the tool path with the movement of the T-shaped cutting element when processing the surface of the trough of the interscapular canal.
На фиг. 5 изображен вариант траектории движения инструмента с перемещением Т-образного режущего элемента при обработке спинки корыта межлопаточного канала.In FIG. 5 shows a variant of the tool path with the movement of the T-shaped cutting element when processing the back of the trough of the interscapular canal.
На фиг. 6 изображена схема изменения диаметра режущей части инструмента, образованного внешними и внутренними режущими кромками,In FIG. 6 shows a diagram of changing the diameter of the cutting part of the tool formed by the outer and inner cutting edges,
где 1 - заготовка; 2 - лопатки моноколеса; 3 - режущий инструмент; 4 - режущие элементы; 5 - прямолинейное движение инструмента вдоль обрабатываемого профиля; 6 - прямолинейное движение режущих элементов в радиальном направлении; 7 - спинка лопатки; 8 - корыто лопатки; 9 - входная кромка лопатки; 10 - выходная кромка лопатки; 11 - концевая часть лопатки; 12 - корневая часть лопатки; 13 - дно межлопаточного канала; 14 - внешние режущие кромки инструмента; 15 - внутренние режущие кромки инструмента; 16 - торцевая режущая часть инструмента; Z – ось вращения режущего инструмента; Y - ось, проведенная через центр инструмента и перпендикулярная хорде профиля лопатки, проведенной через центры радиусов скругления входной и выходной кромок лопатки; Z' - ось, направленная вдоль профиля обрабатываемой лопатки; X' - ось вращения заготовки; Δl - величина перемежения режущего элемента в радиальном направлении; и - диаметры окружностей, вписанных в профиль концевой части корыта и спинки соответственно; и - диаметры окружностей, вписанных в профиль корневой части корыта и спинки соответственно; Δl - величина перемещения режущих элементов; ΔR - максимально возможная величина изменения диаметра режущей части; и - диаметры режущей части инструмента, образованной внешними и внутренними режущими кромками соответственно в исходном положении (Δl=0); dн и dвн - диаметры режущей части инструмента при Δl≠0; В - ширина режущей части инструмента; А - длина Т-образного режущего элемента; wн и wвн - смещение внешних и внутренних режущих кромок соответственно относительно оси перемещения в радиальном направлении режущих элементов инструмента.where 1 is the workpiece; 2 - blades of a monowheel; 3 - cutting tool; 4 - cutting elements; 5 - rectilinear movement of the tool along the machined profile; 6 - linear movement of the cutting elements in the radial direction; 7 - the back of the scapula; 8 - scapula trough; 9 - the input edge of the blade; 10 - output edge of the blade; 11 - end part of the scapula; 12 - the root part of the scapula; 13 - the bottom of the interscapular canal; 14 - external cutting edges of the tool; 15 - internal cutting edges of the tool; 16 - end cutting part of the tool; Z - axis of rotation of the cutting tool; Y is the axis drawn through the center of the tool and perpendicular to the chord of the profile of the blade drawn through the centers of the radii of rounding of the input and output edges of the blade; Z 'is the axis directed along the profile of the processed blades; X '- axis of rotation of the workpiece; Δl is the value of the interleaving of the cutting element in the radial direction; and - the diameters of the circles inscribed in the profile of the end of the trough and back, respectively; and - the diameters of the circles inscribed in the profile of the root of the trough and back, respectively; Δl is the amount of movement of the cutting elements; ΔR is the maximum possible change in the diameter of the cutting part; and - the diameters of the cutting part of the tool formed by the outer and inner cutting edges, respectively, in the initial position (Δl = 0); d n and d VN - the diameters of the cutting part of the tool at Δl ≠ 0; B is the width of the cutting part of the tool; A is the length of the T-shaped cutting element; w n and w int - the offset of the outer and inner cutting edges, respectively, relative to the axis of movement in the radial direction of the cutting elements of the tool.
Моноколесо представляет собой диск, на котором расположены лопатки 2, имеющие закрутку с переменной кривизной поверхности корыта 8 и спинки 7. Условно сечение этих поверхностей можно представить в виде дуги окружности, вписанной в профиль, которая изменяется от концевой части лопатки 11 к корневой части 12 (Фиг. 2). Заготовка 1 закреплена в приспособлении металлорежущего многоосевого станка с числовым программным управлением. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения многоосевой металлорежущий станок имеет не менее четырех управляемых осей для перемещения режущего инструмента 3 и заготовки 1 и дополнительную управляемую ось для перемещений режущих элементов 4 в инструменте 3.The unicycle is a disk on which the
Для реализации данного способа формообразования сложнопрофильных межлопаточных каналов моноколеса ГТД необходимо использовать режущий инструмент 3, имеющий механизм контролируемого изменения диаметра режущей части инструмента 3, путем прямолинейного движения в радиальном направлении 6 его режущих элементов 4 на величину Δl. При этом максимальная величина изменения диаметра режущей части Δd определяется в зависимости от изменения кривизны поверхности корыта 8 и спинки 7 по следующим формулам:To implement this method of forming complex-profile interscapular channels of a GTE monowheel, it is necessary to use a
Ширина В режущей части инструмента 3 меньше ширины межлопаточного канала в корневой части 12. Диметры режущей части инструмента и образованной внешними 14 и внутренними режущими кромками 15 соответственно в исходном положении определяются в зависимости от кривизны обрабатываемых поверхностей по следующим формулам:Width In the cutting part of the
где и - минимальные значения диаметра окружности, вписанной в профиль корыта 8 и спинки 7 соответственно.Where and - the minimum diameter of the circle inscribed in the profile of the
Длина А Т-образного режущего элемента 4 (Фиг. 3) определяется конструктивно из условия возможности обработки инструментом 3 дна межлопаточного канала 13, и она должна быть больше глубины межлопаточного канала на величину не более 5 мм для обеспечения жесткости режущего элемента 4. Остальные размеры определяются из конструктивных соображений.The length A of the T-shaped cutting element 4 (Fig. 3) is determined constructively from the condition that the
Обработку осуществляют следующим образом: вращающемуся режущему инструменту 3 сообщают движение вдоль профиля 5 корыта 8 до дна межлопаточного канала 12, обрабатывая при этом профиль корыта 8 межлопаточного канала (Фиг. 4). В процессе обработки изменяют диаметр внешней режущей части, образованной внешними режущими кромками 14 вышеупомянутого инструмента 3 на величину dн, определяемую кривизной обрабатываемой поверхности, путем прямолинейного перемещения в радиальном направлении 6 его режущих элементов 4 на величину Δl. Затем инструмент 3 выводят из заготовки 1, перемещают его в сторону спинки соседней лопатки 7, изменяя при этом направление оси Z таким образом, чтобы оно было параллельно оси Z' соседней лопатки (Фиг. 5). Далее производят врезание до дна межлопаточного канала 13, перемещая инструмент 3 вдоль спинки 7, с изменением диаметра внутренней режущей части, образованной внутренними режущими кромками инструмента 15 на величину dвн, определяемую кривизной обрабатываемой поверхности, путем прямолинейного перемещения 6 его режущих элементов 4 на величину Δl. Затем инструмент выводится из зоны резания, заготовка совершает делительное движение - поворот на 360/n градусов, где n - число лопаток моноколеса, и цикл обработки повторяется заново.The processing is carried out as follows: the rotating
При обработке профиля межлопаточного канала необходимо соблюдать условие, чтобы в каждый момент обработки ось Y режущего инструмента 3 была перпендикулярна хорде профиля лопатки, проведенной через центры радиусов скругления входной 9 и выходной кромок 10 лопатки 2. Для этого в процессе обработки ось Y поворачивается вокруг оси Z, обеспечивая вышеуказанное условие.When processing the profile of the interscapular channel, it is necessary to comply with the condition that at each moment of processing the axis Y of the
При обработке профиля корыта 7 или спинки 6 диаметр режущей части инструмента dн или dвн, образованной внешними 14 или внутренними режущими кромками 15, предпочтительно должен быть равен диаметру окружности, вписанной в профиль корыта dк или спинки dс соответственно. Для этого в процессе обработки режущим элементам 4 инструмента 3 сообщают прямолинейное движение 6 на величину Δl, при этом диаметры dн и dвн изменяются по следующим зависимостям (Фиг. 6):When processing the profile of the
При обработке корыта лопатки 8 (Фиг. 2) управляется размер диаметра dн, а при обработке спинки 7 (Фиг. 3) - размер dвн.When processing the trough of the blade 8 (Fig. 2), the size of the diameter d n is controlled, and when processing the backrest 7 (Fig. 3), the size d ext .
При обработке дна межлопаточного канала 13 необходимо повернуть ось Z вращения инструмента 3 для обработки дна межлопаточного канала 13 торцевой режущей частью инструмента 16.When processing the bottom of the
По сравнению с известными аналогами данное изобретение позволяет получить следующие технические результаты.Compared with known analogues, this invention allows to obtain the following technical results.
Изменение диаметра режущей части во время обработки позволяет повысить точность формообразования и производительность за счет уменьшения количества необходимых проходов и позволяет увеличить номенклатуру обрабатываемых изделий.Changing the diameter of the cutting part during processing allows to increase the accuracy of shaping and productivity by reducing the number of necessary passes and allows you to increase the range of processed products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120161A RU2608111C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Method of gte bladed disk shaped vane channels forming |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015120161A RU2608111C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Method of gte bladed disk shaped vane channels forming |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015120161A RU2015120161A (en) | 2016-12-20 |
RU2608111C2 true RU2608111C2 (en) | 2017-01-13 |
Family
ID=57759158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015120161A RU2608111C2 (en) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | Method of gte bladed disk shaped vane channels forming |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2608111C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1271680A1 (en) * | 1984-08-09 | 1986-11-23 | Radzevich Stepan P | Tool for machining curvilinear surfaces |
GB2276575A (en) * | 1993-04-03 | 1994-10-05 | Rolls Royce Plc | Producing an integrally bladed rotor |
RU2198778C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-20 | Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН | Method for working complex-shape three-dimensional articles |
US20040033115A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-19 | Ioan Sasu | Airfoil machining using cup tool |
RU2323068C2 (en) * | 2006-06-06 | 2008-04-27 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Tool for cutting and finishing complex-profile inter-vane ducts of impeller of gas turbine engine |
-
2015
- 2015-05-27 RU RU2015120161A patent/RU2608111C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1271680A1 (en) * | 1984-08-09 | 1986-11-23 | Radzevich Stepan P | Tool for machining curvilinear surfaces |
GB2276575A (en) * | 1993-04-03 | 1994-10-05 | Rolls Royce Plc | Producing an integrally bladed rotor |
RU2198778C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-20 | Институт Машиноведения им. А.А. Благонравова РАН | Method for working complex-shape three-dimensional articles |
US20040033115A1 (en) * | 2002-08-14 | 2004-02-19 | Ioan Sasu | Airfoil machining using cup tool |
RU2323068C2 (en) * | 2006-06-06 | 2008-04-27 | Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева | Tool for cutting and finishing complex-profile inter-vane ducts of impeller of gas turbine engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015120161A (en) | 2016-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107649847B (en) | A kind of processing method of the ultra-narrow undercut herringbone gear suitable for high-speed overload machinery | |
JP6364398B2 (en) | Multi-cut power skiving method | |
CN105880953A (en) | Method for processing aviation blade | |
JP2007018495A (en) | Contour machining method by numerical control single cutting tool | |
Grechishnikov et al. | Trochoidal slot milling | |
JP5478296B2 (en) | Fresnel lens, Fresnel lens mold, Fresnel lens manufacturing method, and Fresnel lens mold manufacturing method | |
JP4702951B2 (en) | Contour surface and solid processing method with numerically controlled single blade | |
US11027341B2 (en) | Dimple processing method using rotary cutting tool, and rotary cutting tool for dimple processing | |
JP6565399B2 (en) | Gear processing equipment | |
CN103817491B (en) | A kind of plunge grinding processing method of large modulus straight trough end face spline | |
RU2482940C1 (en) | Method of machining gas turbine engine blisk | |
RU2608111C2 (en) | Method of gte bladed disk shaped vane channels forming | |
RU2648174C1 (en) | Method of treatment of a radial end groove on the parts of a gas turbine engine (options) | |
CN110877132B (en) | Method for gear manufacturing machining of a workpiece | |
RU2476296C2 (en) | Method of machining part blank with grooves | |
RU2586185C1 (en) | Method of processing tooth profile of splined broaches | |
JP2017121688A (en) | Manufacturing method of spiral bevel gear or hypoid gear | |
CA2951942C (en) | Cutting method for inner circumferential face or outer circumferential face of work | |
RU2625860C1 (en) | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine | |
RU2264891C1 (en) | Method for shaping complex-profile inter-blade ducts of monoimpeller of gas-turbine engine and tool for performing the same | |
RU2689476C1 (en) | Method of blades of gas turbine blisk blades processing | |
CN114065427A (en) | Cycloid parameter optimization method based on cutting force modeling in cycloid milling | |
CN108067949A (en) | A kind of screw-on cutter radial accuracy grinding method | |
RU2615387C2 (en) | Method of blanks surface milling and processing centre for implementation thereof | |
US20170082195A1 (en) | Method and tool for mechanically roughening a cylindrical surface |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180528 |