Исследование особенностей формирования показателей качества поверхностного слоя деталей при многокоординатном глубинном шлифовании

08_Statya_08Одним из эффективных способов снижения стоимости продукции является оптимизация процессов обработки, позволяющая уменьшить время изготовления детали за счет увеличения производительности формообразования. В настоящее время осуществляется внедрение процесса многокоординатного глубинного шлифования (МГШ) для обработки деталей, имеющих длинные криволинейные поверхности, взамен традиционной технологии обработки шлифованием на модернизированных токарно-лобовых станках. Внедрение данного способа формообразования позволяет решить не только ряд проблем связанных с традиционной технологией, но и повысить качество поверхностного слоя обработанных деталей.

В данной работе проведено сравнительное исследование эффективности замены существующего технологического процесса — роторного шлифования радиусных поверхностей сопловых лопаток турбин на модернизированных токарно-лобовых станках на новый прогрессивный технологический процесс — глубинное шлифование профиля полок лопаток на современных станках с ЧПУ с непрерывной правкой высокоскоростных кругов и интерполированием траектории движения шлифовального круга для обеспечения радиусной поверхности профиля. Доказано существенное преимущество новой технологии по качественным и экономическим показателям.

Качество поверхностного слоя обработанных фасонных поверхностей определялось на:

  • шероховатость и волнистость;
  • структурное состояние (надрывы, микротрещины, измельчение структуры);
  • упрочнение (наклеп) поверхностного слоя (глубина и степень наклепа);
  • остаточные напряжения (глубина, величина и знак)

Анализ полученных экспериментальных данных показывает, что среднее арифметическое отклонение профиля Ra обработанного торца сопловой лопатки турбины на на современном станке составляет 0,7…0,8 мкм, когда обработка на модернизированном токарно-лобовом станке давала шероховатость поверхности в пределах 1,06…1,25 мкм. Использование процесса МГШ торцевых поверхностей приводит к увеличению остаточных напряжений сжатия до –39,8 кг / мм2 на глубине 10‑70 мкм и уменьшению растягивающих напряжений до 27,6 кг / мм2. Таким образом, МГШ не ухудшает остаточные напряжения и с этой позиции является благоприятным фактором. Анализируя результаты исследования наклепа на периферийных поверхностях полок сопловых лопаток, можно сказать, что при смене метода обработки глубина и степень наклепа уменьшается с 30 мкм до 10 мкм. Исследования по выявлению трещин методом ЛЮМ-контроля показали, что на полках, обработанных токарно-лобовом станке, имеются трещины. После обработки на МГШ в поверхностном слое сопловых лопаток трещин и других дефектов такого вида не обнаружено.

На основе проведенных исследований, МГШ является наиболее прогрессивным методом обработки, позволяющей обрабатывать заготовку с высокой производительностью при использовании экономически эффективной непрерывной правки шлифовального круга с обеспечением качества обработанных поверхностей. Это подтверждено многочисленными экспериментальными данными, а также реализованы на нашем предприятии.

 

Запорожец О. В.
ОАО «Мотор Сич»


Комментарии (0)