RU2482940C1 - Method of machining gas turbine engine blisk - Google Patents
Method of machining gas turbine engine blisk Download PDFInfo
- Publication number
- RU2482940C1 RU2482940C1 RU2011143575/02A RU2011143575A RU2482940C1 RU 2482940 C1 RU2482940 C1 RU 2482940C1 RU 2011143575/02 A RU2011143575/02 A RU 2011143575/02A RU 2011143575 A RU2011143575 A RU 2011143575A RU 2482940 C1 RU2482940 C1 RU 2482940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- roughing
- profile
- allowance
- finishing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области обработки металлов резанием и может быть использовано при фрезеровании концевыми фрезами лопаток моноколес газотурбинных двигателей (ГТД) на станках с числовым программным управлением (ЧПУ).The invention relates to the field of metal cutting and can be used when milling with end mills the blades of monowheels of gas turbine engines (GTE) on numerically controlled machines (CNC).
Известен способ фрезерования лопаток моноколес концевыми радиусными фрезами (Крымов В.В., Елисеев Ю.С., Зудин К.И. Производство лопаток газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение-Полет, 2002 г., с.203-210).A known method of milling of blades of monowheels with radius radial cutters (Krymov V.V., Eliseev Yu.S., Zudin K.I. Production of blades for gas turbine engines. M.: Mashinostroenie-Polet, 2002, p.203-210).
Недостатком известного способа является то, что он является трудоемким и не учитывает ограничения, накладываемые формой поверхности обрабатываемой детали на размеры инструмента и ориентацию его оси при работе. Способ используется для моноколес с простой геометрией пера, профиль межлопаточных каналов которых строится с использованием простых образующих и не может применяться для сложных моноколес со значительным углом закрутки по высоте лопатки и значительно изменяющимся углом нормали к перу.The disadvantage of this method is that it is time-consuming and does not take into account the restrictions imposed by the surface shape of the workpiece on the dimensions of the tool and the orientation of its axis during operation. The method is used for monowheels with a simple pen geometry, the profile of the interscapular channels of which is constructed using simple generators and cannot be used for complex monowheels with a significant twist angle along the blade height and a significantly varying normal angle to the pen.
Наиболее близким к заявляемому является способ обработки фрезерованием концевыми фрезами моноколес ГТД на станках с ЧПУ, включающий в себя черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы одинаковой ширины в радиальном направлении, и чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по высоте (патент РФ №2247011, В23С 3/18, опубл. 27.02.2005 г.). При этом оба вида обработки выполняют за одну установку.Closest to the claimed one is a method of milling GTE monowheels by milling with end mills on CNC machines, including roughing, in which the interscapular grooves of the same width are cut in the radial direction, and finishing, in which the blade profile is milled in height (RF patent No. 2247011, B23C 3/18, publ. 02.27.2005). In this case, both types of processing are performed in one installation.
Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что при чистовой обработке маложестких лопаток с небольшой толщиной и большой высотой пера возникают упругие отгибы и вибрации от сил резания при фрезеровании. Упругие отгибы пера лопатки снижают точность обработки и искажают теоретический профиль пера лопатки. Вибрации, возникающие при обработке, повышают шероховатость поверхностей пера лопаток, а также могут проявляться в виде глубоких волнообразных дроблений, требующих ручной слесарной зачистки. Также вибрации при обработке снижают стойкость используемого инструмента, в результате повышаются затраты на инструментальное оснащение.The disadvantage of this method, adopted as a prototype, is that when finishing small-rigid blades with a small thickness and a large height of the pen, elastic bends and vibrations from cutting forces occur during milling. Elastic limbs of the feather blade reduce the accuracy of the processing and distort the theoretical profile of the feather blade. Vibrations that occur during processing increase the roughness of the surfaces of the feather blades, and can also occur in the form of deep wave-like crushing, requiring manual bench cleaning. Also, vibration during processing reduces the durability of the tool used, as a result, the cost of tooling increases.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности изготовления моноколес ГТД за счет повышения точности геометрии пера лопатки и качества поверхностного слоя при обработке лопатки ГТД фрезерованием концевыми фрезами на станках с ЧПУ.The technical result of the claimed invention is to increase the manufacturing accuracy of GTE monowheels by increasing the accuracy of the blade feather geometry and the quality of the surface layer when processing a GTE blade by milling with end mills on CNC machines.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе обработки моноколеса газотурбинного двигателя концевыми фрезами на станках с ЧПУ, включающем черновую обработку, при которой прорезают межлопаточные пазы в радиальном направлении, и чистовую обработку, при которой фрезеруют профиль пера лопатки по высоте, при черновой обработке межлопаточные пазы прорезают таким образом, чтобы каждый паз имел переменную ширину, уменьшающуюся в направлении ступицы моноколеса, а полученный при этом профиль пера лопатки имел пирамидально распределенный припуск, увеличивающийся в направлении ступицы моноколеса, причем перед чистовой обработкой полученный профиль пера лопатки с пирамидально распределенным припуском условно разделяют по высоте на 2-4 участка, а фрезеровку профиля пера каждой лопатки осуществляют путем последовательной обработки каждого из участков лопатки.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method of processing a monowheel of a gas turbine engine with end mills on CNC machines, including roughing, in which the interscapular grooves are cut in the radial direction, and finishing, in which the blade profile of the blade is milled in height, when roughing the interscapular the grooves are cut so that each groove has a variable width, decreasing in the direction of the monowheel hub, and the resulting blade profile of the blade has a pyramidal shape spredelenny allowance, blisks widening towards the hub, wherein before the finish processing the resulting airfoil profile with pyramidal distributed allowance conventionally divided adjustment portion 2-4 and milling the profile of each blade pen is performed by the sequential processing of each of the blade portions.
Выполнение межлопаточных пазов переменной ширины при черновой обработке с убыванием ширины паза в направлении ступицы моноколеса (от торца лопатки к ступице) и получение профиля пера лопатки с пирамидально распределенным припуском, увеличивающимся в направлении ступицы моноколеса, обеспечивает повышение жесткости лопатки при выполнении чистовой операции за счет большей величины припуска на лопатке у ступицы, чем у торца лопатки в продольном ее сечении после черновой обработки.The implementation of variable-width interscapular grooves during roughing with decreasing groove width in the direction of the monowheel hub (from the end of the blade to the hub) and obtaining the profile of the blade feather with a pyramidally distributed allowance increasing in the direction of the monowheel hub, increases the stiffness of the blade during the finishing operation due to the greater the allowance on the blade at the hub than at the end of the blade in its longitudinal section after roughing.
Разделение полученного профиля пера лопатки с пирамидально распределенным припуском по высоте условно на 2-4 участка (пояска) перед чистовой обработкой и выполнение фрезеровки профиля пера каждой лопатки путем последовательной обработки каждого из участков позволяет максимально использовать поддерживающий эффект увеличенного припуска на лопатки у ступицы.Dividing the resulting blade profile of the blade with a pyramidally distributed allowance in height conditionally into 2-4 sections (girdle) before finishing and milling the feather profile of each blade by sequential processing of each of the sections allows you to maximize the support effect of the increased allowance for the shoulder blades at the hub.
Высоту участков (поясков) и их количество выбирают таким образом, чтобы консольный вылет пера лопатки при обработке давал минимальные упругие смещения и вибрации от сил резания, но при этом количество участков не должно быть слишком большим и должно обеспечивать необходимую производительность. В зависимости от различных конструкций и типоразмеров лопаток моноколес при чистовой обработке профиль пера лопатки разделяют на 2-4 участка. При чистовой обработке выполненные поверхности пера лопатки предшествующего участка больше не обрабатываются, а увеличенный припуск лопатки у ступицы моноколеса обеспечивает требуемую жесткость.The height of the sections (belts) and their number are chosen so that the cantilever feather blade departure during processing gives minimal elastic displacements and vibrations from the cutting forces, but the number of sections should not be too large and should provide the necessary performance. Depending on the various designs and sizes of the blades of monowheels during finishing, the profile of the feather blade is divided into 2-4 sections. During finishing, the completed feather surfaces of the blades of the previous section are no longer machined, and the increased blade allowance at the monowheel hub provides the required rigidity.
На фиг.1 изображена кинематическая схема обработки моноколеса концевой фрезой на многоцелевом обрабатывающем центре.Figure 1 shows the kinematic diagram of the processing of the unicycle end mill on a multi-purpose machining center.
На фиг.2 изображена схема прорезания межлопаточных пазов при черновой обработке моноколеса.Figure 2 shows a diagram of cutting interscapular grooves during roughing of a monowheel.
На фиг.3 изображена схема снятия припусков при чистовой обработке моноколеса.Figure 3 shows the scheme for removing allowances during the finishing of the monowheel.
Способ обработки моноколеса газотурбинного двигателя осуществляется следующим образом.A method of processing a monowheel of a gas turbine engine is as follows.
Предварительно обработанную заготовку моноколеса 1 ГТД, выполненную в виде кольца, устанавливают на приспособление для обработки 2, которое крепят на столе 3 многоцелевого обрабатывающего центра (фиг.1). Стол 3 перемещается по направляющим и имеет возможность поворота вокруг оси O1-O1 на 360°. Обработку проточной части моноколеса 1 осуществляют фрезой 4, которая, вращаясь вокруг собственной оси со скоростью резания, перемещается в трех осях: X, Y, Z. Также фреза 4 имеет возможность вращения вокруг оси О2-О2 на +60° -110°.The pre-processed blank of the
Перед началом черновой обработки задают величину припуска 5 по торцу 6 лопатки и по ступице 7 моноколеса 1. Величина припуска 5 по ступице 7 должна обеспечивать необходимую жесткость при чистовой обработке, но при этом не затруднять доступ для черновой обработки ступицы 7 и не повышать трудоемкость чистовой операции. Величина припуска 5 по торцу 6 лопатки 8 задается минимально возможной и учитывает деформацию лопатки 8 после черновой обработки и операции термообработки.Before starting roughing, set the
При черновой обработке прорезают межлопаточные пазы 9 в радиальном направлении таким образом, чтобы каждый паз 9 имел переменную ширину, уменьшающуюся в направлении ступицы 7 моноколеса 1, а полученный при этом профиль пера лопатки 8 имел пирамидально распределенный припуск, увеличивающийся в направлении ступицы 7 моноколеса 1. При этом каждый паз 9 обрабатывается последовательно по каждому уровню 10 (впадине) между лопатками 8 на моноколесе 1 начиная с первого уровня 10 и до n-го уровня 10. Обработка выполняется до тех пор, пока межлопаточное пространство 9 не будет полностью освобождено на всю глубину до ступицы 7 в радиальном направлении. Глубина каждого паза 9 зависит от применяемого инструмента и возможности доступа в зону обработки. Ширина каждого уровня 10 паза 9 зависит от конструкции лопаток 8 и величины припуска 5, заданного на лопатке 8 для данного уровня. Ширина каждого последующего уровня 10 паза 9 меньше ширины предыдущего уровня 10, уменьшение ширины обрабатываемых пазов 10 формирует по высоте лопатки 8 неравномерное (пирамидальное) распределение припуска 5.When roughing, the interscapular grooves 9 are cut in the radial direction so that each groove 9 has a variable width decreasing in the direction of the hub 7 of the
После черновой обработки может быть выполнена операция термообработки для снятия остаточных напряжений, возникающих из-за сил резания и нарушения уравновешенности сил в материале заготовки при прорезке межлопаточных пазов 9.After roughing, a heat treatment operation can be performed to relieve residual stresses arising due to cutting forces and unbalanced forces in the workpiece material when cutting interscapular grooves 9.
Перед чистовой обработкой полученный профиль пера лопатки 8 с пирамидально распределенным припуском 5 условно разделяют по высоте на 2-4 участка (пояска) 11.Before finishing, the resulting feather profile of the
Чистовая обработка выполняется по участкам 11. Фрезеровку профиля пера лопатки 8 осуществляют путем последовательной обработки каждого из участков 11 лопатки 8. Обрабатывая первый участок 11, сначала выполняют выравнивание припуска 5 первого участка 10 пера лопатки 8 до получения припуска 12, равномерно распределенного, эквидистантного по профилю пера лопатки 8. После чего концевыми фрезами 4 выполняют фрезерование припуска 12. Это позволяет повысить режимы резания на чистовой операции, сохраняя постоянство сил резания в точке контакта фрезы 4 с обрабатываемой поверхностью. При этом упругие отгибы пера лопатки 8 минимальны и снижается шероховатость поверхности. Черновой припуск на лопатке 8 по высоте оставшихся частей 11, который увеличивается к ступице 8, обеспечивает необходимую жесткость при обработке. При обработке по высоте лопатки 8 получается ступенчатое продольное сечение, которое постепенно обрабатывается по частям 11. Фрезерование частей 11 выполняют последовательно для всех лопаток 8 моноколеса 1, переходя от одной части 11 на следующую. При фрезеровании последующей части 11 поверхности лопатки 8 предшествующие части не обрабатываются. После чистового фрезерования пера лопатки 8 по всей высоте выполняют чистовую обработку ступицы 7 и сопряженного радиуса между ступицей 7 и лопаткой 8.Finishing is performed in sections 11. Milling the profile of the feather of the
Таким образом, применение заявленного способа позволяет сохранять необходимую жесткость лопатки на стадии чистового фрезерования, что обеспечивает уменьшение величины возникающих при обработке упругих отгибов. Повышенные режимы обработки и постоянство сил резания на чистовой обработке снижает вибрации при обработке, что существенно повышает точность изготовления и качество обрабатываемых поверхностей маложестких лопаток моноколес.Thus, the application of the claimed method allows you to maintain the necessary rigidity of the blades at the stage of finish milling, which reduces the amount of elastic bends that occur during processing. The increased processing conditions and the constancy of the cutting forces during finishing reduces vibration during processing, which significantly increases the manufacturing accuracy and the quality of the machined surfaces of low-rigid vanes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143575/02A RU2482940C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Method of machining gas turbine engine blisk |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143575/02A RU2482940C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Method of machining gas turbine engine blisk |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2482940C1 true RU2482940C1 (en) | 2013-05-27 |
Family
ID=48791853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143575/02A RU2482940C1 (en) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | Method of machining gas turbine engine blisk |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2482940C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105414622A (en) * | 2015-12-04 | 2016-03-23 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Efficient numerical-control machining method for large flexible blade |
RU2612108C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-03-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to manufacture bladed integrated disk of gas turbine engine from blank with defects detected during its machining |
ITUB20161145A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-08-29 | Exergy Spa | Method for the construction of bladed rings for radial turbomachinery and bladed ring obtained by this method |
RU2648174C1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-03-22 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method of treatment of a radial end groove on the parts of a gas turbine engine (options) |
RU2771884C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-05-13 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Method for milling a diaphragm with guide vanes of a steam turbine |
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 |
EP1285714A1 (en) * | 2001-08-23 | 2003-02-26 | Snecma Moteurs | Turbine rotor disc and manufacturing method thereof |
RU2003113572A (en) * | 2003-05-08 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (RU) | METHOD OF PROCESSING MONOCOLES |
US20060177281A1 (en) * | 2003-07-08 | 2006-08-10 | Arndt Glaesser | Milling method for the production of components |
RU2429949C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for processing mono-wheel |
-
2011
- 2011-10-28 RU RU2011143575/02A patent/RU2482940C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1271680A1 (en) * | 1984-08-09 | 1986-11-23 | Radzevich Stepan P | Tool for machining curvilinear surfaces |
EP1285714A1 (en) * | 2001-08-23 | 2003-02-26 | Snecma Moteurs | Turbine rotor disc and manufacturing method thereof |
RU2003113572A (en) * | 2003-05-08 | 2005-01-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (RU) | METHOD OF PROCESSING MONOCOLES |
RU2247011C2 (en) * | 2003-05-08 | 2005-02-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for working one-piece impellers |
US20060177281A1 (en) * | 2003-07-08 | 2006-08-10 | Arndt Glaesser | Milling method for the production of components |
RU2429949C1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рыбинская государственная авиационная технологическая академия имени П.А. Соловьева" | Procedure for processing mono-wheel |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2612108C1 (en) * | 2015-10-26 | 2017-03-02 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Method to manufacture bladed integrated disk of gas turbine engine from blank with defects detected during its machining |
CN105414622A (en) * | 2015-12-04 | 2016-03-23 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | Efficient numerical-control machining method for large flexible blade |
ITUB20161145A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-08-29 | Exergy Spa | Method for the construction of bladed rings for radial turbomachinery and bladed ring obtained by this method |
WO2017149400A1 (en) * | 2016-02-29 | 2017-09-08 | Exergy S.P.A. | Method for manufacturing bladed rings for radial turbomachines and bladed ring obtained by this method |
US10875132B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-12-29 | Exergy S.P.A. | Method for manufacturing bladed rings for radial turbomachines and bladed ring obtained by this method |
RU2648174C1 (en) * | 2017-06-06 | 2018-03-22 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Method of treatment of a radial end groove on the parts of a gas turbine engine (options) |
RU2771884C1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-05-13 | Акционерное общество "Уральский турбинный завод" | Method for milling a diaphragm with guide vanes of a steam turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1792680B1 (en) | Method for machining components of turbine engines | |
CN103252687B (en) | A kind of race finishing broach profile of tooth numerical control grinding technique | |
CN106573320B (en) | Method for finishing hardened face gear | |
RU2482940C1 (en) | Method of machining gas turbine engine blisk | |
JP2004114295A (en) | Deep groove milling method and milling tool | |
CN106378478B (en) | A kind of micro- milling method of rule pyramid micro-structure | |
Gusev et al. | Dynamics of stock removal in profile milling process by shaped tool | |
Guo et al. | An efficient tapered tool having multiple blades for manufacturing cylindrical gears with power skiving | |
Gdula | Adaptive method of 5-axis milling of sculptured surfaces elements with a curved line contour | |
RU2429949C1 (en) | Procedure for processing mono-wheel | |
MX2020013001A (en) | Method for manufacturing a thin-walled part. | |
CN108115559A (en) | A kind of grinding processing method of titanium alloy component | |
RU2648174C1 (en) | Method of treatment of a radial end groove on the parts of a gas turbine engine (options) | |
RU2625860C1 (en) | Method of manufacture of integrally-machined rotor of gas turbine engine | |
CN106271874B (en) | A kind of unilateral skiving tool feeding method for allowing knife radial feed | |
RU2476296C2 (en) | Method of machining part blank with grooves | |
CN108067633A (en) | A kind of surface micro-structure and its array vibration processing method | |
RU2689476C1 (en) | Method of blades of gas turbine blisk blades processing | |
CN103551592B (en) | A kind of diamond roller cavity surface processing method | |
RU2615387C2 (en) | Method of blanks surface milling and processing centre for implementation thereof | |
RU2247011C2 (en) | Method for working one-piece impellers | |
RU2629419C1 (en) | Method for final machining of gas turbine engine blade and device for its implementation | |
CN115070126A (en) | Roughing method for blisk part | |
CN108406243B (en) | Efficient cutting and finish milling process for total length of titanium alloy blade | |
CN107234285A (en) | A kind of profile milling cutter and its manufacture method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20190923 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20210325 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20210520 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180924 Effective date: 20210701 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: SUB-LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180924 Effective date: 20211018 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180706 Effective date: 20220426 |