Введение к работе
І. Актуальность задачи. В современных условиях использование в производства технологий, значительно повышающих випуск и качество продукции металлообработки, надежность машин, является особенно актуальным.
В газотурбинных двигателях (ГГД) транспортного типа необходимо использовать монолитные роторы (MP), изготавливаоьше из жаропрочных, коррозионностойких сплавов, труднообрабатываемых традиционными методами. Задача производства этих технологических объектов (ТО) усложняется трудаодостутшостыо обрабатываемых поверхностей, малой жесткостьи, малыми радиусами кромок и высокой точностью размера і! формы лопаток MP. В настоящее время использование традиционных технологических методов обработки для получения указанных деталей малоэффективно.
В связи со сказанным, разработка и раціональний выбор схем, методики расчета заготовок MP, и технологического оборудования для ЭХО MP является актуальной задачей, что подтверждается ее решением в рамках программы ГКНЇ СССР 0.16.05 (Задание 30.23.Y). Автор защищает; I'. Правило соответствия классов схем 3X0 MP классам MF.
2. Методику анализа пространственно-гэсштричоских свойств
поверхностей "межлопаточный канал - электрод-инструмент"' ("їж
- Э'Л'1) п синтеза кинематической формули технологических.' систем
электрохимической обработки (ТС ЭХО) MP о целью минимизации
сумми числа приводов-вращения й параллельного переноса ЭИ.
3. Модель скорости .анодного растворения при им-
.пулъсно-циклической (1Щ) ЭХО.
4.- Методику расчета минимального припуска и формы поверхности заготовки MP
Б. Машішнс-ориантированную методику проектирования операции ЭХО MP, включающую в себя анализ простренственно-геом&трн-ческпх свойств поверхностей "ШІК - Эй" и синтез кинематической v формули ТС 3X0 MP, а такне расчет минимального припуска' н фэр-.мн поверхности заготовки MP.
6. Способи и устройство для 3X0 MP.
Цель работы; разработка и рациональный выбор схем, методики расчета заготовок HP и. технологического оборудования для ЭХО HP.
Общая методика исследований. Для оценки адекватности полиномиальных и нбЛіінвйких моделей скорости" анодного растворе -шія при Щ ЭХО использовали теорию планирования эксперимента.
4 Поиск параметров моделей веди квазиградиентнш методом о использованием ЭВМ. Критерием адекватности являлась сумма квадратов отклонений экспериментальных значений скорости анодного растворения ИЦ ЭХО от вычисленных по моделям. Выявление новых значимых факторов п отсеивание незначимых вцполняли методом Плакетта-БеркЕ.на. Експерименти по оцэштакию параметров проводи ли на плоскопаралл&льной олекгрохнмичэской ячейке (ЭХЯ) методом "стандартного &кснэржаита".
Разработанная методдна анализа проотрзнствэшю-геомэтричес-Kia свойств погероюстбй "МЖ-ЭЦ" и синтеза кинематической формуло ТО 3X0 MP, іір&дсїаьляківдй собой описание наименьшего количества универсальных приводен станка для 3X0-MP, vat расположения относительно 10 при введении ЭИ в МЛН, в также при выполнении рабочего дшисошя, использована при конструировании оборудования длл 3X0 MP.
. ' Для расчета припуска, с целью расширения возмо;шюсти ка-нкпу.тарозэни.ч ЭИ в МЖ, разработыш методика расчете, минимального припуска и формы поверхности заготовки MP, приближенной к
"форме детали и образованной инструментом и оборудованием с рад-личшик кпнепазджо-гэометрпчэскгми характеристиками, путем на-нахождения формы и траектории этого инструмента, основанная на регвошш численними методами вариационной задачи о минимизации наибольшего одностороннего отклонения поверхности заготовки от поверхности лопатки в направлении, перпендикулярном поверхности лопатки ь данной точке, а такно на реььшт обратной задачи ЭХО при определении минимальной величины припуска.
Создана "ыажшюориеитированная методика проектирования
'операции ЭХО 1«?, вхдояаицая в себя анализ пространствешю-гео-мотряческих свойств поверхностей "МЛК - ЗИ" и синтез .кинематической формулы ТС ЭХО MP, а также расчет минимального припуске. и Форш поверхности заготовки ЫР, !Гриблл;;:ешюя ?с форме детали, образуемых инструментом и оборудованием с различными юшемати-ко-геометриче сквми характеристикам:.
Научная ноьпзва. Введено понятие обобщенного параметра, как критериальной оценки йгрегата параметров, являющегося совокупностью температуры электролита, толщина диффузионного слоя и пк&эяности импульсов тока, характеризующего эти явления а иічразрнвиой евпггл и служащего аргументом полинома, которая является поправкой к модели скорости анодного растворения ігри ишгульшю-циклической ЭХО, построенной на основе закона Фарадея. Создана комбинированная теоретико-формальная модель ско-
5 рости анодного раотворэвия при кнпульсяо-цшшіческой ЭХО, заключающаяся в комбинации закона Фарадея и поправки к нему в форме полинома из"ортогональних функций, аргументом которих служит обобщенны*! параметр.
Практическая ценность и реализация результатов. Предложен способ двухсторонней одновременной ЭХО нежестких деталей типа компрессорных лопаток с использованием паузы в работе опережающего Э'Л на промежуточной позиции, имеющий целью повышение ' точности ЭХО.
Предложен способ установки межэлектроданх зазоров ШЭЗ) при двухсторонней ЭХО нежестких, деталей с поддерикой тела лопатки одним ЭИ в момент осуществления касания другим с целью повышения точности установки МЭЗ.
Предложено устройство для ЭХО HP, позволяющее вадти двухстороннюю ЭХО на одинаковых МЭЗ, либо одностороннюю ЭХО.
Применение классификации MP и классификации схем ЭХО MP, основанных на технологических особенностях MP и соответствующих им особенностях схем ЭХО MP, а также правила соответствия классов схем ЭХО Iff классам MP, позволяет провести для конкретного MP рациональный выбор класса схем ЭХО.
Возможность проектирования кинематической формулы ТС ЭХО MP позволяет конструировать новое или вибирать имеющееся оборудование для ЭХО с наименьшим количеством универсальных приводов.
Основные результати диссертационной работы прошли производственные испытания на машиностроительном заводе ш. Рябико-ва, г. Тула, при проектировании операции и ТС 3X0 MP. Экономическая эффективность составила 19 тыс.руб. на один станок.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены на двух Всесоюзных конференциях по электрохимической обработке деталей машин, четырех областных, научно-технических конференциях по электрофизическим и -электрохимическим методам обработки в 1983-1989 гг.
Публикации. По результатам выполненных исследований и разработок автором опубликовано 9 работ, из которых 2 составляют авторские свидетельства но способы ЭХО и одно положительное решение по заявке на изобретение устройства для двухсторон- ней ЭХО.
Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, пять глав,. выводы, изложенные на 176 страница", машинописного текста, 44 рисунка, 32 таблицы, список использованных источников из 73 наименований, приложение.