SU654397A1 - Method of joing grinding of intersecting surfaces - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к области ленточного шлифовани  мест сопр жений пересекающихс  профильных поверхностей, например прикомлевых участков лопаток газотурбинных двигателей.The invention relates to the field of belt polishing of the junction points of intersecting profile surfaces, for example near the joints of gas turbine engine blades.

Известен способ совместного шлифовани  пересекающихс  поверхностей, например прикомлевого участка лопаток, при котором движущуюс  в направлении от одной пересекающейс  поверхности к другой абразивную ленту поджимают подаваемым на врезание контактным копиром 1.A known method for joint grinding of intersecting surfaces, for example, near the joints of the blades, in which the abrasive belt is moved in the direction from one intersecting surface to the other by means of a contact copier 1 fed into the incision.

Известный способ обработки при шлифовании деталей как методом обкатки, так и копировани  узкой абразивной лентой, когда зона обработки при поперечной подаче ленты (или детали) смещаетс  в направлении , перпендикул рном к плоскости вращени  ленты, а угол подачи на врезание в процессе обработки остаетс  посто нным, не обеспечивает, как это будет показано ниже, необходимых стойкости ленты и качества поверхности при требуемом уровне производительности вследствие изменени  в широком диапазоне соотношени  длин обрабатываемых пересекающихс  поверхностей в различных продольных сечени х лопатки.The known method of processing when grinding parts both by the method of running in and copying with a narrow abrasive tape, when the treatment area during the cross feed of the belt (or part) is displaced in the direction perpendicular to the plane of rotation of the belt, and the feed angle for piercing during processing remains constant , does not provide, as will be shown below, the necessary durability of the tape and the quality of the surface at the required level of productivity due to a change in the wide range of the ratio of the lengths of the processed cross xc surfaces in different longitudinal sectional x blade.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества обработки и стойкости ленты путем обеспечени  равенства давлений на обрабатываемые поверхности.The aim of the invention is to improve the quality of processing and durability of the tape by ensuring equal pressures on the treated surfaces.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в процессе работы измен ют угол подачи и выбирают его исход  из зависимости:This goal is achieved by changing the feed angle during the operation and choosing its outcome from the dependency:

tg V, tg V,

COS а + 1ц 11,1  COS a + 1c 11.1

гдеYt - текущее значение угла подачиwhere Yt is the current value of the feed angle

контактного копира на врезание , отсчитываемое от поверхности;contact copier for plunging, counted from the surface;

«г - текущее значение угла пересечени  поверхиостей; in и ki - текущее значение длин обрабатываемых поверхностей в плоскости вращени  абразивной ленты."R is the current value of the angle of intersection of the surfaces; in and ki is the current value of the lengths of the surfaces to be processed in the plane of rotation of the abrasive belt.

На фиг. 1 схематически изображена обработка поверхностей узкой абразивной лентой методом копировани ; на фиг. 2-6 то же широкой абразивной лентой методом обкатки; на фиг. 7-10 приведена топографи  мест сопр жений некоторых типов лопаток современных газотурбинных двигателей; на фиг. 11, а, б - зоиа обработки в двух разных продольных сечени х лопатки; нафиг. 12 - схема действи  сил в зоне обработки, наход щейс  в произвольном t-TOM продольном сечении лопатки. При обработке нрикомлевых участков лопаток по методу конированн  узкой абразивной лентой (см. фиг. 1) ленте 1 сообщают вращение со скоростью щлнфовани  V-i и возвратно-поступательные перемещени  5л вдоль хорды пера, а эквидистантный прикомлевому участку лопатки копир 2 или лопатку 3 подают на врезание по стрелке 5вр причем направление нодачи врезани  в процессе обработки остаетс  посто нным. Лента 1 может вращатьс  в одной плоскости , а копир 2 и лопатка 3 совместно соверщать качательные движени  в плоскости , перпендикул рной к плоскости вращени  ленты. В обоих случа х зона резани  будет в процессе возвратно-поступательного движени  перемещатьс , например, от входной кромки к выходной и обратно. При обработке по методу обката (см. фиг. 2) ленте 1, огибающей контактный копир 2, сообщают скорость УЛ вращени , а лопатку 3 обкатывают со скоростью SOQ по пр молинейной образующей копира, который подают на врезание по стрелке 5вр, причем направление врезани  в процессе обкатки также сохран ют посто нным. При этом в разных нродольных сечени х А-А, Б-Б, В-В и т. н. (см. фиг. 3) копир эквидистантен сопр женным продольным сечени м лопатки. При данном методе щлнфовани , как и при методе копировани , зона обработки также перемещаетс  вдоль хорды лопатки, причем в различных продольных сечени х А-А, Б-Б, В-В лопатки соотнощение обрабатываемых длин /1 полки и /2 пера не остаетс  посто нным, а определ етс  геометрическими формами детали. Из чертежей (см. фиг. 8, 9, 10) видно, что соотнощение длин обрабатываемых пересекающихс  поверхностей турбинных и компрессорных лопаток измен етс  в щироком диапазоне. Так, при обработке спинки турбинной лопатки (см. фиг. 8) одновременно щлифуютс  полка 1 и «косой участок 3 - часть профил  пера 2, прилегающа  к полке , плоскость которой составл ет угол г с перпендикул ром к продольной оси лопатки . При движении зоны обработки от выходной кромки к входной последовательно обрабатываютс  участки полки /ц, liz, /13 и т. д., причем и соответствующие участки профил  пера, длины которых, наоборот , уменьщаютс . В сечении обрабатываетс  участок полки с минимальной длиной /imm и. участок профил  пера длиной kr, а отнощение Wimin оказываетс  очень больщим, так как /imm почти равно нулю. В сечении Д-Д обрабатываетс  участок полки с максимальной длиной /imax И участок профил  пера с длиной /2в, здесь, как следует из чертежа , /. /2D//iniax 1У некоторых типов лопаток безразмерный параметр К, равный отнощению обрабатываемых длин профил  и полки, может измен тьс  в процессе обработки от некоторого конечного значени  до нул  или бесконечности . Например, при обработке лопатки (см. фиг. 9), когда зона обработки будет находитьс  левее входной кромки и правее выходной, щлифуетс  только полка 1, а Я,, следовательно, равно нулю. При обработке же, например, новоротной компрессорной лопаткн (см. фиг. 10) в некоторые моменты времени, наоборот, щлифуетс  только неро 2 и v равно бесконечности. При неизменном в процессе обработки угле Y подачи на врезание и посто нно.м угле а пересечени  поверхностей значени  нормальных составл ющих полного усили  резани  (см. фиг. 12) в различных продольных сечени х по каждой из обрабатываемых поверхностей будут оставатьс  посто нными . Вследствие этого изменение площади щлифовани  обрабатываемых поверхностей (за счет изменени  длин поверхностей в направлении резани ) сопровождаетс  изменением давлений на обрабатываемых участках - на участках с больщой площадью давлени  будут меньше, чем на участках с меньщей площадью. А так как интенсивность съема металла, как известно, пропорциональна нормальным давлени м, то на участках малой длины скорость съема припуска будет значительно выще, чем на участках с больщой длиной. Скорость же съема припуска однозначно определ ет качественные стороны процесса щлифовани , частоту щлифованной поверхности , теплонапр женность процесса, распределение и глубину залегани  остаточных напр жений, глубину и интенсивность прижогов , скорость износа абразивной ленты и т. д. Таким образом, при щлифовании прикомлевых участков лопаток при посто нном угле нодачи на врезание, во-нервых, припз ск на разных поверхност х снимаетс  неравномерно , во-вторых, процесс интенсивного съема металла на участках с малой площадью резани  сопровождаетс  значительными контактными температурами в зоне обработки и градиентами температур в поверхностном слое детали, что не гарантирует от возникновени  прижогов и трещин, в-третьих, высокие температуры, способству  возникновению и развитию химических, диффузионных, электроконтактных и др. процессов в зоне обработки, снижают стойкость абразивных лент и качество поверхности . Поскольку услови  протекани  процесса щлифовани  непрерывно измен ютс  в течение одного двойного качаНИН лопатки с копиром или одного двойного хода абразивной лепты, то режимы розани  приходитс  назначать исход  из начболее неблагопри тных условий обработки, что снижает производительность обработки. Согласно изобретению, абразивна  лентаFIG. Figure 1 shows schematically the surface treatment with a narrow abrasive belt using the copy method; in fig. 2-6 the same wide abrasive belt running; in fig. 7-10 shows the topography of the junction areas of some types of blades of modern gas turbine engines; in fig. 11, a, b — zoo treatments in two different longitudinal sections of the blade; see 12 is a diagram of the action of forces in a treatment zone located in an arbitrary t-TOM longitudinal section of the blade. When processing the areas of blades by the method using a narrow abrasive tape (see Fig. 1), tape 1 reports rotation with Vi speed and reciprocating movements of 5 liters along the chord of the pen, and the equidistant copy of the blade section copier 2 or blade 3 is fed to the incision along the arrow is 5p and the direction of the nodalis assignment during the machining process remains constant. Tape 1 can rotate in the same plane, and the copier 2 and paddle 3 jointly perform rocking movements in a plane perpendicular to the plane of rotation of the tape. In both cases, the cutting zone will in the process of reciprocating movement, for example, from the input edge to the output edge and back. When processing by the rolling method (see Fig. 2), the tape 1, the envelope of the contact copier 2, reports the rotation speed UL, and the blade 3 is rolled at SOQ along the straight line forming the copier, which is fed to the plunge along the arrow 5вр, and the cutting direction is the run-in process is also kept constant. At the same time, in different A-A, B-B, B-B, and so-called NN sections. (see Fig. 3) The copier is equidistantly conjugated to the longitudinal section of the blade. With this method of scanning, as with the method of copying, the treatment zone also moves along the blade chord, and in different longitudinal sections A-A, B-B, B-B, the ratio of the lengths processed / 1 shelf and / 2 feathers does not remain constant. and is determined by the geometry of the part. From the drawings (see Figs. 8, 9, 10) it can be seen that the ratio of the lengths of the machined intersecting surfaces of the turbine and compressor blades varies in a wide range. Thus, when machining the back of a turbine blade (see FIG. 8), shelf 1 and the oblique section 3 are simultaneously grinded — part of the pen profile 2 adjacent to the shelf, the plane of which makes an angle r with the perpendicular to the longitudinal axis of the blade. When the treatment zone moves from the output edge to the input edge, the shelf / c, liz, / 13, etc. sections are sequentially processed, and the corresponding sections of the pen profile, the lengths of which, on the contrary, decrease, are also processed. A section of the shelf with a minimum length of / imm and is processed in the section. the section of the pen profile is kr long, and the Wimin ratio is very large, since / imm is almost zero. In the D-D section, a shelf section with a maximum length / imax is processed. And a pen profile section with a length / 2b, here, as follows from the drawing, /. The 2D // iniax 1U of some types of blades, the dimensionless parameter K, equal to the ratio of the processed profile and shelf lengths, can change during processing from some finite value to zero or infinity. For example, when processing a blade (see Fig. 9), when the treatment area is to the left of the input edge and to the right of the output edge, only shelf 1 is grinded, and I, therefore, is zero. When processing, for example, a rotary compressor blade (see Fig. 10), at some points in time, on the contrary, only nero 2 is skipped and v equals infinity. When the feed angle piercing Y is constant and the angle of intersection of the surfaces of the normal values of the normal components of the total cutting force (see Fig. 12) in different longitudinal sections along each of the surfaces to be machined will remain constant. As a result, a change in the grinding area of the surfaces to be machined (due to a change in the lengths of the surfaces in the direction of cutting) is accompanied by a change in pressure on the areas to be treated - in areas with a larger area, pressure will be less than in areas with a smaller area. And since the intensity of metal removal, as is known, is proportional to normal pressures, the removal rate of the allowance will be much higher in areas of small length than in areas with large length. The removal rate of the allowance unambiguously determines the qualitative aspects of the grinding process, the frequency of the ground surface, the heat intensity of the process, the distribution and depth of the residual stresses, the depth and intensity of the burns, the wear rate of the abrasive tape, etc. Thus, when grinding the cool areas of the blades with a constant nodal angle for piercing, in nerves, prizk cc on different surfaces is unevenly removed, and secondly, the process of intensive removal of metal in areas with a small area of cutting with supported by significant contact temperatures in the treatment area and temperature gradients in the surface layer of the part, which does not guarantee against the occurrence of burns and cracks, thirdly, high temperatures, contributing to the emergence and development of chemical, diffusion, electrocontact and other processes in the treatment area, reduce durability abrasive belts and surface quality. Since the conditions of the grinding process continuously change during one double casting blade with a copier or one double stroke of an abrasive mite, the rozani modes have to be determined based on unfavorable treatment conditions, which reduces the processing efficiency. According to the invention, the abrasive tape

1огибает контактный коиир 2 и, враща сь в плоскости чертежа со скоростью УЛ, совершает возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикул рной к плоскости чертежа.1 bends the contact coir 2 and, rotating in the plane of the drawing with the speed of the UL, reciprocates in a plane perpendicular to the plane of the drawing.

Деталь 3 (или копир 2) подают на копирDetail 3 (or copier 2) served on the copier

2(или на деталь 3) в направлении SBP, подачи врезани , под некоторым углом 7; к обрабатываемой поверхности /и (см. фиг. 11 и 12), текущее значение которого в процессе поперечного перемещени  ленты или смещени  зоны обработки в результате качани  лопатки измен ют таким образом, чтобы давлени  на обеих обрабатываемых поверхност х Б процессе изменени  соотнощени  длин обрабатываемых поверхностей были бы одинаковыми.2 (or on part 3) in the direction of the SBP, the feed rate, at an angle of 7; to the machined surface / s (see figs. 11 and 12), the current value of which during the transverse movement of the belt or the displacement of the treatment area as a result of the blade roll is changed so that the pressure on both the machined surfaces B during the process of changing the ratio of the lengths of the machined surfaces would be the same.

Если бы длины обрабатываемых поверхностей , пересекающихс  под углом а, были одинаковыми, то угол подачи на врезание у необходимо было бы назначать равным а/2, т. е. врезание производить по биссектрисе угла пересечени  поверхностей. Если длина Аа поверхности, от которой отсчитываетс  угол в некотором текущем продольном сечении будет больще длины /2а сопр женной с ней поверхности (фиг. На), то дл  того, чтобы давлени  на обеих поверхиост х были равны, необходимо, чтобы угол у был больше а/2, т. е. направление подачи необходимо отклон ть в сторону поверхности с меньшей длиной. Наоборот, если в продольном сечении /)б /2б (см. фиг. 11,6), то ieобходимо выполнить зсловие YG а/2.If the lengths of the machined surfaces intersecting at an angle a were the same, then it would be necessary to designate the infeed angle y to be equal to a / 2, i.e., to cut down along the bisector of the intersection angle of surfaces. If the length Aa of the surface from which the angle is counted in some current longitudinal section is longer than the length / 2a of the interfaced surface (Fig. H), then for the pressures on both surfaces to be equal, it is necessary that the angle y be greater a / 2, i.e. the direction of feed must be deflected towards the surface with a shorter length. On the contrary, if in the longitudinal section I / b / 2b (see Fig. 11.6), then it is necessary to fulfill the condition YG a / 2.

Пусть длины пересекающихс  под углом а/ поверхностей обрабатываемой детали 3 в некотором г-том продольном ее сечении равны /и и ki. При подаче детали 3 на врезание по стрелке Sup, действ ет сила Р шлифовани , составл юща  угол у с поверхностью длиной /i;. Тогда нормальные силы, действующие на поверхности, будут равныLet the lengths of intersecting at an angle a / the surfaces of the workpiece 3 in some r-long longitudinal section of it be equal to / and ki. When part 3 is fed into plunging along Sup, the grinding force P acts, which is an angle y with a surface of length / i ;. Then the normal forces acting on the surface will be equal

Р,, PI sin Ть - PI sin («г - т,).P ,, PI sin Tb - PI sin (“r - t,).

а соответствующие им давлени  на поверхности:and the corresponding surface pressures:

PII PII

Pi-slnii Лг-1Pi-slnii Lg-1

IIIIII

PlSln(,i) hi -i(21  PlSln (, i) hi -i (21

Из услови  равенства давлений на обеих поверхност х имеемFrom the condition of equality of pressures on both surfaces, we have

1(Рг1Отсюда1 (Pr1From here

/liSina,;/ liSina ,;

tgtg

U/ ,/ COS at + /о,Измененне направлени  подачи врезани  в процессе поперечного к плоскости вращени  ленты смещени  зоны обработки может быть осуществлено известными и предназначенными дл  аиалогичных задач механизмами .U /, / COS at + / о. Changing the direction of the feed of the incision in the process of displacing the processing zone transverse to the plane of rotation of the belt can be carried out by mechanisms known and intended for similar tasks.

Предлагаемый способ шлифовани  позвол ет повысить качество обработки и стойкость леит при одинаковых с прототипом режимах обработки или повысить производительность обработки за счет применени  более высоких режимов. Повышаетс  также экономичность обработки за счет снижени  расходов на абразивные ленты.The proposed grinding method allows to improve the quality of processing and the durability of the molds with the same processing modes as the prototype or to increase the productivity of processing by using higher modes. The processing efficiency is also increased by reducing the cost of abrasive belts.

Значени  вышеуказанных положительных эффектов завис т от геометрических параметров обрабатываемых деталей, преимущественно от изменени  соотношени  длин пересекающихс  поверхностей в различных продольных (параллельных вращению леиты) сечени х лопаток.The values of the above positive effects depend on the geometrical parameters of the workpieces, mainly on the change in the ratio of the lengths of the intersecting surfaces in different longitudinal (parallel to the rotational lengths) sections of the blades.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ совместного шлифовани  пересекающихс  поверхностей, например, прикомлевого участка лопаток, прп котором движущуюс  в направлении от одной пересекающейс  поверхности к абразивнуюA method of co-grinding intersecting surfaces, for example, near the joints of the blades, which is moving in the direction from one intersecting surface to the abrasive леиту поджимают в направлении угла иодачи иа врезание контактным копиром, отличающийс  тем, что, с иелью повыщеии  качества обработки и стойкости ленты путем обеспечени  равенства давлений на обрабатываемые поверхности, в процессе работы измен ют угол иодачи и выбирают его исход  из зависимости:Leita is pressed in the direction of the iodine angle and pierced with a contact copier, characterized in that, with an increase in the quality of processing and durability of the tape by ensuring equal pressures on the surfaces to be treated, the iodach angle is changed during operation and is based on: Sin а;Sin a; tgT(COS У + tgT (COS Y + 4545 гдеWhere 7г - текущее зиачсиие угла подачи контактного копира иа врезание , отсчитываемое от иоверхиости;7d is the current zoom of the feed angle of the contact copier and the incision measured from the surface; а,- - текущее значение угла иересечени  поверхностей; ki и /2t - текущее значение длин обрабатываемых поверхностей в плоскости вращени  абразивной ленты.a, - is the current value of the angle and intersection of the surfaces; ki and / 2t is the current length of the surfaces to be processed in the plane of rotation of the abrasive belt. Источники информации, ирин тые во внимаиие при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N° 360202, кл. В 24В 21/06. 1969.Sources of information, irintye in heed during examination 1. USSR author's certificate N ° 360202, cl. At 24V 21/06. 1969. 2 7oS2 7oS сриг.2srig.2 иг.8ig.8 .... А t f i 7 A t f i 7 / rg :;Wfe 7 / rg:; Wfe 7 IIII 2сриг .З2srig .З риг.10rig.10 ,. Щ., U KrKr