CC BY
34
УДК 621.92.02
И.А. Бугай, I.A. Bugay, e-mail: [email protected]
E.B. Васильев, E.V. Vasilev, e-mail: wasü[email protected]
А.Ю. Полое, A.Y. Popov, e-mail: popav_a_u@Iistru
Омский государственный технический университет, г, Омск. Россия
Omsk State Technical University. Omsk. Russia
КОНСТРУКЦИИ ПРОТЯЖЕК С МЕХАНИЧЕСКИМ КРЕПЛЕНИЕМ ТВЕРДО СПЛАВНЫХ ПЛАС ТИН ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ «ЁЛОЧНЫХ»
ПА ЗОВ ДИСКОВ ТУРБИН
CONSTRUCTION В О ACHES WITH MECHANICAL FAS TEXERS CARBIDE PRETREATENT "CHRISTMAS-TREE" SLOT TURBINE DISK
Рассматриваются различные способы крашения твердосплавных пластан на сборных протяжках, с целью нахождения наиболее оптимальной конструкции н вытеснения цельных протяжек из быстрорежущих сталей.
Different way? of fastening carbide inserts on the bus broaches, ill order to find the optimal design and displacing whole broaches made of high speed steels.
Ключевые слова: >1ро7пяжки, твердый отав, стойкость и производительность, инструмент, крепление
Keywords: broaches, carbide, dumbility andperfoitnance tool mount
Важнейшем и обязательным требованием современного машиностроительного производства является систематическое повышение качества изделии. производительности, точности. Одними из наиболее точных и сложных в изготовлении инструментов являются протяжки.
Обработка «елочных» пазов дисков турбин - один из самых трудоемких процессов в производстве двигателей. В связи со сложностью профиля, а также с низкой обрабатываемостью материала, производительность процесса составляет не более 1 диска в смену. Для увеличения эффективности обработки ГТД необходимо заменить инструмент на более стойкий. Таким материалом является вольфрамокобальтовый твердый сплав. Скорость резании твердо-ставных инструментов примерно в 10 раз выше, чем у инструментов из быстрорежущей стали,
Низкая производительность изготовления ключевых деталей двигателя существенно ограничивает возможности по количеству выпускаемых двигателей. Повысить можно только с применением новых прогрессивных методов обработки, те. процесс протягивания нуждается в совершенствовании и повышении стойкости инструмента. Особенно это актуально при обработке деталей авиационных газотурбинных двигателей (ЕТД). изготавливаемых из труднообрабатываемых сложнолегнрованных сталей и сплавов с особыми свойствами. Протягивание таких деталей быстрорежущими протяжками со скоростями резания 0.5-2.0 м/мнн не удовлетворяет производство ни по производительности, ни по стойкости инструмента.
Средняя скорость резания жаропрочных ситавов твердосплавным инструментом составляет 25-30 м/мнн. При этой скорости достигается оптимальная стойкость режущих кромок. Соответственно, при увеличении скорости резания, увеличивается производительность процесса до 10-12 дисков в смену.
Основные затраты машинного времени относятся к выборке металла из контура паза без создания окончательного профиля рис.1
Данным способом удаляется 90% металла. При расчете абсолютной производительности Q. наглядно можно проследить преимущества твердосплавного инструмента. Теоретически. при использовании средних режимов, на прорезанне 1 nasa б/р протяжкой затрачивается 3 мин., протяжкой с твердосплавными пластинами - 0.24 мин,. 5Ьирч1Р=2.5«3/мнн.
«,«вл»=31.3еиа/и«к
Далее рассмотрены способы закрепления пластин: 1 .Твердосплавная пластина с креплением в центре рис.2.
Данная пластина базируется по двум поверхностям и крепится на корпус протяжки в центре. Такой способ крепления пластин можно рассматривать при протягивании больших ёлочных па.зов. для маленьких - такой вид крепления не пригоден т.к. ограничен размером за счет самого крепления пластины к корпусу протяжки.
Рассматриваемый вид не совсем рационален из-за того, что требует большого размера корпуса протяжки.
2.Твердосплавная пластина с креплением клином (рис.3).
Способ крепления пластины клином в корпусе протяжки, а также с возможностью регулировки вылета пластины по высоте. Такой способ може1 найти свое применение при прорезывании шпоночных пазов или черновом прорезывании ёлочного паза (для образования прямых профилей}.
Для такого вида конструкции тоже необходим большой корпус протяжки, также как и в рассматриваемом втором способе. Все это следует из-за того, что сам крепежный элемент для пластин будет занимать достаточно много мест следовательно, расстояние между зубьями увеличится, и основная длина корпуса протяжки станет больше, чем у цельной стандартной протяжки нз быстрореза.
3. Много зу бая твердосплавная пластна (рис.4).
Схема установки пластин на корпус протяжки с возможностью двойной фиксации: кроме жесткого крепления «вннг+шгифт», последующая пластина является опорой для предыдущей. Данная схема обеспечивает оптимальный баланс жесткости и упругости, требуемый для стабильного резания.
Такая схема закрепления позволяет минимизировать неэффективную длин;', исключив технологические «пустые» участки (например, механизм закрепления пластин не 1ребует длинноного пространства). Таким образом, длина сборной протяжки является сопоставимой с длиной монолитной протяжки.
Геометрические параметры (подъем на зуб. расстояние между зубьями) не должны отличаться от параметров по существующей технологии, иначе отличия могут привести к существенным изменениям условий резания.
Из рассмотренных видов креплений сборная протяжка, оснащенная многозубыми пластинами, наиболее грамотна и технологична, т.к. ей присущи все положительные качества. такие как сокращенная длина самого инструмента, возможность замены секциями, возможность перетачивания и т.д.
Составные протяжки перетачиваются либо в собранном состоянии ( когда это возможно). либо в разобранном виде - каждая секция отдельно.
Приведенные примеры далеко не исчерпывают всех возможных случаев выполнения составных протяжек, но вместе с тем. они показывают, что для некоторых сложных отверстий только составная конструкция может считаться рациональной. Кроме того, необходимо отметить один важный момент: повреждение какой-либо нз режущих частей не влечет выхода нз строя всей протяжки, как это обычно бывает с цельными протяжками, поврежденный элемент необходимо просто заменить. Составные конструкции протяжек также широко используются при наружном протягивании.
Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки РФ в рамках договора Л? 02. G2531.0099 в рамках Постановления Правительства Российской Федерации №218 «О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведении и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства» от 9 апреля 2010 года.
Библиографический список
1. Щеголев. А. В. Конструирование протяжек / А. В. Щеголев. - 2-е изд., нспр. и доп. -М.: Мапштз. [Ленингр. отд-ние]. 1960. - 352 с.
2. Повышение точности шлифования круглых протяжек на станках с ЧПУ за счет изменения схемы базирования t Е. В. Васильев. II. А. Бугай. П. В. Назаров. А. Ю. Попов И Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники: материалы VIII Всерос. науч.-техн. конф. - Омск. 2013. - С. 134-138.
