Технология изготовления лопатки компрессора

Технология изготовления лопатки компрессора

Лопатки компрессора являются ответственными и массовыми деталями газотурбинного двигателя. От правильно выбранной технологии изготовления лопаток будет зависеть ресурс и конечная стоимость двигателя.

Обеспечение заданного ресурса работы лопаток во многом зависит от ряда технологических факторов. Состояние поверхностного слоя лопаток, наличие следов предыдущей обработки (шероховатость поверхности), являющихся концентраторами напряжения, оказывают существенное влияние на длительную и усталостную прочность лопаток при эксплуатации [6].

Поэтому изготовление лопаток, даже в мелкосерийном производстве, требует применения современных технологических процессов, высокопроизводительного оборудования и автоматизации процесса изготовления и контроля.

Одной из широко применяемых технологий изготовления лопаток компрессора газотурбинного двигателя является фрезерование на координатных станках с последующей ручной доработкой в частности финишных операций [3, 7, 10]. Однако данная технология имеет ряд недостатков:

– низкая точность и производительность;

– необходимость применения ручных операций;

– высокая квалификация рабочего на окончательных ручных операциях по доводке профиля пера лопаток;

– вредные условия для рабочих при выполнении ручных шлифовально-полировальных работ;

– высокая стоимость и быстрый износ режущего инструмента;

Актуальными задачами изготовления лопаток компрессора газотурбинного двигателя являются:

– автоматизация финишных операций обработки профиля пера. Исключение ручных операций позволит повысить качество и стабильность технологического процесса изготовления лопаток газотурбинного двигателя;

– использование физико-химических способов обработки позволит исключить использование дорогостоящих режущих инструментов и повысить производительность обработки;

– автоматизация контроля лопаток газотурбинных двигателей.

Одним из наиболее эффективных и перспективных направлений изготовления лопаток является электрохимическая обработка. Преимуществами электрохимической обработки являются [1, 2, 4, 8]:

– сокращение сроков изготовления лопаток и возможность эффективной обработки труднообрабатываемых материалов;

– качество поверхности после электрохимической обработки требует минимальной последующей финишной обработки;

– высокая стойкость инструмента;

– кроме этого, отмечается, что лопатки после ЭХО имеют повышенную газодинамическую устойчивость, пониженный разброс частот собственных колебаний, повышенную усталостную прочность за счет уменьшения остаточных напряжений [5].

Известно, что зарубежные производители ГТД (такие как General Electric Company, MTU Aero Engines GmbH, Volvo Aero Corporation и др.) успешно применяют ЭХО как в качестве операции предварительного формообразования межлопаточного канала моноколес с использованием непрофилированных электродов, так и для размерной обработки пера лопаток профильными электродами инструментами [5].

В этой области начата работа и достигнуты значительные успехи в НИИД (г. Москва), казанской (КАИ, КГТУ), самарской (САИ) и уфимской (НИИ ПТиТ ЭХО при УГАТУ) школах электрохимической обработки и др. [2, 4, 5].

Для анализа было выбрано два способа изготовления лопаток компрессора высокого давления газотурбинного двигателя.

Первый способ. Изготовление лопаток на координатно-фрезерных станках, рис. 1. В качестве исходной заготовки используется фрезерованный параллелепипед, изготовленный с точностью 0,1 мм. Формирование замка типа «ласточкин хвост» производится на горизонтально протяжном станке. Далее производится комплексное фрезерование всех элементов проточной части лопатки на координатных станках с числовым управлением с припуском под чистовую обработку. В процессе комплексного фрезерования заготовка базируется за хвостовик типа «ласточкин хвост». Конечным этапом изготовления лопаток является ручная обработка или обработка бесконечной лентой [2, 6].

Второй способ. Изготовление лопаток на электрохимических станках, рис. 2. В качестве исходной заготовки используется шлифованный параллелепипед, изготовленный с точностью 0,02 мм. В процессе электрохимической обработки происходит формирование трактовых поверхностей с припуском под чистовую обработку. Далее производится формирование хвостовика типа «ласточкин хвост» на горизонтально протяжном станке. Окончательная операция осуществляется на виброшлифовальном станке [9].

Проанализируем оба способа изготовления компрессорных лопаток. Наиболее полную картину можно получить, сопоставляя затраты и трудоемкость на подготовку производства, затраты и трудоемкость на изготовления детали, а также точность и стабильность изготовления лопаток. Для анализа были изготовлены две партии лопаток вышеупомянутыми способами.

Технология изготовления лопатки компрессора

Рис. 1. Основные этапы изготовления лопаток компрессора

Технология изготовления лопатки компрессора

Рис. 2. Основные этапы изготовления лопаток компрессора

Основные затраты на подготовку производства

Видео:Производство лопаток турбинСкачать

Производство лопаток турбин

Изготовление лопаток

вид заготовки: штамповка, поковка собственного производства;

материал: титановые сплавы, жаропрочные сплавы

Характеристика детали

типы лопаток: консольные лопатки с точеным замком и хвостовиком «ласточкин хвост», двухполочные лопатки, поворотные лопатки, лопатки с бандажными полками;

размеры профиля, мм: до 700х400;

точность обработки, мм: ±0,04;

шероховатость пера (Ra), мм: 0,032

Оборудование

5-ти координатные 5-ти шпиндельные обрабатывающие центры SX-051B, LX-051, STC-100, NX-155 компании «Штарраг» (Швейцария), 4-х и 3-х координатные высокоскоростные обрабатывающие центры «Микромат» (Германия). Установки для автоматической объемной виброшлифовки лопаток компрессора фирмы «Рёслер» (Германия)

Технология изготовления лопатки компрессора

Видео:Как делают лопатки струйного компрессора реактивного двигателяСкачать

Как делают лопатки струйного компрессора реактивного двигателя

Изготовление лопаток компрессора малого размера

Заготовка
вид заготовки: штамповка, поковка;
материал: титановые сплавы, жаропрочные сплавы на основе никеля

Характеристика детали
типы лопаток: консольные лопатки с точеным замком и хвостовиком «ласточкин хвост»
размеры профиля, мм: 95х45;
толщина профиля, мм: 0,6…2,8
точность обработки, мм: ±0,03;
шероховатость пера (Ra), мм: 0,02

Оборудование
станки ЭХВИС-5000 производства АО «КМПО»

Технология изготовления лопатки компрессора

Видео:Как Они Это Делают: Лопатки ГТДСкачать

Как Они Это Делают: Лопатки ГТД

Изготовление лопаток турбины

Заготовка
вид заготовки: литье по выплавляемым моделям;
материал: жаропрочные сплавы на основе никеля

Характеристика детали
типы лопаток: рабочие лопатки с бандажными полками и замком, охлаждаемые лопатки, сопловые секции 2. 4 секционные;
длина лопаток до 400 мм;
точность обработки замка, мм: ±0,02;

Оборудование
Токарно-карусельные станки с шлифовальным шпинделем ЛШ-278 (Россия)
Станки для глубинного шлифования ЛШ-220 (Россия), «Ельб Шлиф» (Германия), «Блом» (Германия), «HAAS Multigrind CA» (Германия)

Технология изготовления лопатки компрессора

Видео:Производство лопат из рельсовой стали, процесс производства лопат из рельсовой сталиСкачать

Производство лопат из рельсовой стали, процесс производства лопат из рельсовой стали

Арматурное производство

Заготовка
вид заготовки: пруток, поковка
материал: жаропрочные сплавы, никельсодержащие сплавы

Характеристика детали
тип: фланцы, переходники, штуцера, тройники
максимальный диаметр точения, мм: 200

Оборудование
Токарный обрабатывающий центр с ЧПУ, мод. СТХ310ecoline «DMG Mori» (Германия)

Технология изготовления лопатки компрессора

Заготовка
вид заготовки: пруток
материал: жаропрочные сплавы, нержавеющая сталь

Характеристики деталей
тип: штифты, болты, втулки, ниппеля
диаметры, мм: до 20 и до 32

Оборудование
Токарные автоматы продольного точения мод. ТСМ-20S и ТСМ-32S. Производитель «Industry Co. Ltd» (Юж.Корея).

Технология изготовления лопатки компрессора

Видео:Лекция 2.1. Что такое лопатка турбомашины, и зачем она нужнаСкачать

Лекция 2.1. Что такое лопатка турбомашины, и зачем она нужна

Балансировочное оборудование

Балансировочный станок грузоподъемностью до 4000 кг., модели БС-44 3000S для балансировки роторов ГТД. Производитель ООО «ПК Робалс» (Россия).

Видео:В Рыбинске открылся крупнейший в стране Центр по изготовлению лопаток турбин для двигателейСкачать

В Рыбинске открылся крупнейший в стране Центр по изготовлению лопаток турбин для двигателей

Технологии обработки деталей

Видео:Центробежный компрессорСкачать

Центробежный компрессор

Технологии изготовления лопаток

Последовательность выбора технологии изготовления лопаток компрессора в зависимости от габаритных размеров, материала, серийности и других условий с учетом объемов выпуска на основе технико-экономического обоснования предлагается реализовывать согласно алгоритму, представленному на рисунке 1.1. Работа алгоритма заключается в следующем.

1. Формируются исходные данные, включающие сведения об особенностях конфигурации лопатки компрессора (наличие или отсутствие на пере лопатки антивибрационных полок, угол закрутки пера, тип хвостовика), информацию о материале лопатки; наибольший габаритный размер лопатки; требуемая точность изготовления; заданный объем выпуска (серийность) и др.

2. Осуществляется предварительная постановка задачи выбора метода получения заготовки с учетом комплекса сведений о физико-механических свойствах, а также об обрабатываемости материала лопатки.

3. Анализируются исходные данные и подбираются технически реализуемые (с учетом производственных возможностей заготовительных и механообрабатывающих подразделений предприятия) методы получения заготовки и варианты технологических переделов дальнейшей обработки.

4. Формируются варианты решения задачи на основе предварительной постановки задачи. Полученные результаты оформляются в виде матрицы влияния выделенных факторов.

5. Из сформированного подмножества вариантов предварительно выбираются два варианта, имеющие максимальные значения приоритета из рассматриваемых.

6. Для выбранных предварительно двух наилучших вариантов выполняется уточненная постановка задачи и последовательно определяются постоянные и переменные составляющие затрат на изготовление.

7. Выбирается наиболее рациональный вариант метода получения заготовки лопатки и соответствующего технологического процесса изготовления лопатки на основе технико-экономического расчета.

Рисунок 1.1 — Алгоритм выбора технологии изготовления лопаток компрессора в зависимости
от габаритных размеров, материала, серийности и других условий.

8. При необходимости, выполняется расчет приближенного значения себестоимости варианта получения заготовки с учетом определенной программы выпуска изделий.

Исходной информацией для разработки методики выбора методов получения заготовок лопаток компрессора в зависимости от габаритных размеров, материала, серийности и других условий являются сведения об объекте исследования, основой которых являются следующие рабочие чертежи:

Рисунок 1.2 — Эскиз лопатки рабочей 2 ступени (366-001-303-0), Л1.

Рисунок 1.3 — Эскиз лопатки направляющего аппарата (НА) 2 ступени (1460150206), Л1.

Рисунок 1.4 — Эскиз лопатки спрямляющего аппарата (СА) (100-01-1700), Л2.

Рисунок 1.5 — Эскиз лопатки рабочей (100-01-1411), Л2.

Рисунок 1.6 — Эскиз лопатки СА (55.01.22.505), Л3.

Рисунок 1.7 — Эскиз лопатки рабочей (55.01.22.506), Л3.

Рисунок 1.8 — Эскиз лопатки рабочей (820100098), Л4.

Рисунок 1.9 — Эскиз лопатки рабочей (820100099), Л5.

Применительно к сложнопрофильным ответственным деталям в существующем производстве лопаток компрессора газотурбинного двигателя используется два принципиальных подхода к проектированию заготовок. Особенности каждого из нижеперечисленных подходов продиктованы требованием технологического обеспечения высокой точности сложного профиля пера лопаток и экономическими ограничениями, накладываемыми объемом выпуска. Первый подход заключается в максимальном упрощении процесса изготовления заготовок лопаток за счет использования штучных заготовок из сортового проката требуемого профиля. В данном случае, выбор конфигурации заготовки из сортового проката требуемого профиля требует только определения размеров простейших геометрических фигур, описывающих наружные контуры детали (например, при заготовках из сортового проката круглого сплошного сечения — диаметр и длину). При максимальной простоте реализации данного подхода серьезными недостатками являются низкое значение коэффициента использования материала (КИМ) и существенный объем дальнейшей обработки для достижения требуемой конфигурации лопатки. Рациональной областью применения данного подхода является единичное производство экспериментальных ГТД или этап освоения новых ГТД. Также для сходных условий возможно изготовление заготовок лопаток в виде поковок (характеризуется немного большим значением коэффициента использования материала и сопоставимыми объемами дальнейшей обработки).

Второй подход к проектированию заготовок заключается в максимальном приближении конфигурации заготовки к конфигурации окончательной детали. Такой подход позволяет обеспечить серьезную экономию материала вследствие большого значения коэффициента использования материала. Кроме того, значительно снижается объем дальнейшей обработки и сокращается длительность производственного цикла. Однако в отличие от первого подхода, выбор конфигурации заготовок лопаток компрессора значительно усложняется. Выбор конфигурации, а, следовательно, и способа получения заготовки, обуславливается следующими факторами: геометрической формой и размерами детали; техническими условиями на материал детали (химический состав, механические свойства, структура, расположение волокон и т.п.); минимальной себестоимостью изготовления детали в целом; наличием оборудования и оснастки заготовительных цехов; капитальными затратами и дли-тельностью подготовки новых технологических процессов изготовления заготовок. Марка материала детали позволяет предварительно оценить технологические свойства:

В соответствие с чертежами лопаток составим таблицу с указанием марок ма-териалов (табл. 1.1). Применяемые материалы подразделяются на две группы: титановые сплавы и жаропрочные сплавы.

Таблица 1.1 — Марки материалов полуфабрикатов лопаток.

НаименованиеКатегорияМатериал
1лопатка рабочая 2 ступени
(366-001-303-0)
Лопатка Л1TA6V (DMD0784)
2лопатка направляющего
аппарата (НА) 2 ступени (1460150206)
Лопатка Л1TA6V (DMD0784)
3лопатка спрямляющего
аппарата (СА) (100-01-1700)
Лопатка Л2ВТ6 ОСТ1 90006-86
4лопатка рабочая (100-01-1411)Лопатка Л2ВТ6 ОСТ1 90006-86
5лопатка СА (55.01.22.505)Лопатка Л3Сплав ХН45МВТЮБР-ИД
ТУ 14-1-3905-85
6лопатка рабочая (55.01.22.506)Лопатка Л3Сплав ХН45МВТЮБР-ИД
ТУ 14-1-3905-85
7лопатка рабочая (820100098)Лопатка Л4Сплав ХН45МВТЮБР-ИД
ТУ 14-1-3905-85
8лопатка рабочая (820100099)Лопатка Л5Сплав ХН45МВТЮБР-ИД
ТУ 14-1-3905-85

Каждый из указанных материалов обладает уникальными физико-механическими свойствами и имеет свою рациональную область применения. Различные характеристики материалов не позволяют для сходных по конфигурации лопаток применять одинаковый подход к разработке технологий, так как технологии изготовления могут иметь значительные отличия. С точки зрения обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик изготавливаемых лопаток более предпочтительным (по сравнению с получением заготовки из проката) является получение заготовок методами пластического деформирования. При выборе технологического процесса обработки металлов давлением обязательно следует учитывать технологические свойства материалов. Чем ниже пластичность материала, тем сложнее получить качественную заготовку, следовательно, тем сложнее технологический процесс и выше себестоимость детали. Особенно жесткие требования по технологической пластичности предъявляются к тем сплавам, которые используются для деформирования в холодном состоянии. С точки зрения обрабатываемости материалов методами механической обработки резанием указанные материалы также значительно различаются. С учетом различия значений обрабатываемости давлением и обрабатываемости резанием внутри указанных групп материалов, при изготовлении лопаток компрессора ГТД наибольшее распространение получили два варианта формирования геометрии пера лопаток:

Трудности при обработке жаропрочных и титановых сплавов и сложность пространственной геометрии пера лопаток делает механическую обработку пера процессом долгим и дорогостоящим. ЭХО пера лопаток из жаропрочных и титановых сплавов, с точки зрения обрабатываемости материалов и физической сути процесса ЭХО, не представляет особых сложностей. Таким образом, на основе анализа обрабатываемости перечисленных ранее групп материалов требуется применять лезвийную обработку в сочетании с ЭХО. Представленные конструкции лопаток имеют следующую геометрию:

Различные типы геометрии хвостовиков лопаток компрессора оказывают влияние на точность геометрии пера, выступая в роли технологических баз в про-цессе его обработки. Степень влияния проявляется по-разному в зависимости от применения различных видов технологической оснастки при изготовлении пера. Как правило, возможное негативное влияние учитывается на этапе точностных расчетов при проектировании приспособлений. В зависимости от длины лопатки могут быть объединены в следующие группы:

По результатам анализа требований чертежей к точности изготовления лопатки формируем таблицу 1.2. Среди выделенных групп лопаток наиболее точными по исполнению являются лопатки групп Л1, Л2, Л4, Л5 и менее точными лопатки группы Л3 (таблица 1.2).

Таблица 1.2 — Требования к точности изготовления лопаток.

Наименование показателяЛопатки с пером
до 150 мм
Лопатки с пером
до 300 мм
1Предельные отклонения геометрических
размеров пера лопатки, мм
+ 0,08+ 0,16
2Смещение оси пера лопатки, мм+ 0,05+ 0,1
3Разворот профиля пера относительно
оси пера лопатки
+ 15′+ 30′
4Отклонение по радиусу
входной кромки, мм
+ 0,04+ 0,08
5Отклонение по радиусу
выходной кромки, мм
+ 0,04+ 0,08
6Отклонение на прикомлевых участках
пера лопатки (радиусах перехода пера
в хвостовик), мм
0,30,5
7Шероховатость пера лопаток Ra, мкм0,30,8
8Отклонение частот собственных
колебаний лопаток, %
2,02,0

Классификация лопаток в соответствии с техническими требованиями на обработку пера, особенностями геометрии пера и служебным назначением представлена ниже в таблице 1.2. Анализ особенностей конфигурации лопаток выделенных групп позволяет выявить ряд основных конструктивных элементов, влияющих на выбор способа получения заготовок и определяющих технологию дальнейшей обработки профиля пера лопатки. К таким особенностям относятся: условный типоразмер лопатки; условная группа точности (в соответствии с табл. 1.2); угол закрутки пера лопатки; тип хвостовика. При изготовлении лопаток малоступенчатых высоконапорных компрессоров газотурбинных установок немаловажным является такой параметр геометрии пера лопатки как угол закрутки. Следует отметить, что для лопаток, имеющих угол закрутки профиля пера более 20 градусов, согласно производственному опыту требуется применение изотермической калибровки на гидравлических прессах, что необходимо учитывать при выборе метода и способа получения заготовки лопатки. Заготовки лопаток компрессоров в ходе технологического процесса их обработки последовательно проходят несколько стадий (переделов). В результате каждого передела получается полуфабрикат, который передается по технологической цепочке для дальнейшей обработки или может быть реализован на сторону.

На каждом из технологических переделов в обрабатываемой заготовке формируются определенные конструктивные элементы, приближающие ее по форме к окончательной детали, при этом, конечная себестоимость детали определяется видами затрат, связанных с содержанием передела. Представление технологических процессов в виде сочетания переделов позволяет не только выполнять укрупненное описание их структуры, но и выбирать наилучший технический вариант на основе их предварительного технико-экономического анализа. Обобщенный анализ типовых технологических процессов обработки консольных лопаток компрессора показал, что в зависимости от материала и особенностей геометрии пера их условно можно представить в виде укрупненного сочетания переделов, приведенных в таблице 1.3. В общем виде структура технологического процесса обработки лопаток компрессора может быть разбита на четыре последовательно выполняемых стадии. Внутри каждой стадии (передела) содержание необходимых видов работ определяется конкретными особенностями обработки. К таким особенностям могут быть отнесены:

Таблица 1.3 — Структура технологических процессов обработки консольных лопаток компрессора без антивибрационных полок.

Номера переделовРазмер до 150 ммРазмер свыше 150 мм
Материалы — жаропрочные и титановые сплавы
I
Обработка технологических базОбработка технологических баз
II
Обработка поверхностей
под токоподвод.
ЭХО профиля пера и поверхностей
сопряжения пера лопатки с полкой.
Полирование профиля пера
и поверхностей сопряжения
пера лопатки с полкой.
Фрезерование профиля пера и
поверхностей сопряжения пера
лопатки с полкой.
Шлифование профиля пера и
поверхностей сопряжения пера
лопатки с полкой.
Полирование профиля пера и
поверхностей сопряжения пера
лопатки с полкой.
III
Заливка в брикет.
Обработка поверхностей
хвостовика.
Обработка поверхностей
хвостовика.
IV
Виброполирование.
Термообработка.
ЛЮМ контроль.
Упрочнение профиля.
Покрытие поверхностей хвостовика.
Виброполирование.
Термообработка.
ЛЮМ контроль.
Упрочнение профиля.

В результате выполнения первого технологического передела осуществляется формирование комплекта поверхностей, в дальнейшем выступающих в роли технологических баз и преимущественно определяющих точность последующей обработки. Для большинства вариантов конфигурации лопаток этот передел может считаться этапом (таблица 1.3). Второй технологический передел (таблица 1.3) имеет своей целью формирование окончательной геометрии профиля пера лопатки и поверхностей сопряжения пера лопатки с полкой. В зависимости от типоразмера и материала лопатки формирование геометрии пера возможно выполнять как методом ЭХО, так и сочетанием методов механической обработки. Кроме указанных ограничений на выбор метода обработки профиля пера лопатки значительное влияние оказывает серийность и освоенность производства (например, применение ЭХО является целесообразным при серийном производстве определенного типоразмера лопаток из труднообрабатываемых материалов с небольшим углом закрутки профиля пера (менее 20 градусов), в то время, как при единичном производстве, или на этапе освоения новых изделий, более рациональным является подход, основанный на получении геометрии пера сочетанием методов механической обработки). Влияние экономических факторов (затраты на оборудование, оснастку, инструмент, и др.) должно оцениваться с использованием положений техни-ко-экономического анализа. В большинстве случаев (таблица 1.3), третий технологический передел включает в себя ряд работ по окончательной обработке хвостовика лопатки. Процесс обработки, в данном случае, может выполняться как с использованием специальных приспособлений, так и с использованием подхода по созданию дополнительных технологических поверхностей (заливка отдельно взятой лопатки в брикет из легкоплавкого материала, или заливка комплекта лопаток мочевиной), позволяющих осуществить организованную смену технологических баз. В зависимости от выбора конкретного подхода к базированию лопатки применяются соответствующие методы обработки и выполняется окончательная обработка характерных поверхностей хвостовика (подошвы хвостовика, профиля хвостовика, полки на хвостовике, выборок на торцах, паза на подошве хвостовика, отверстий на подошве). После окончательной обработки хвостовика может выполняться отрезка технологической прибыли (при ее наличии), что позволяет заготовке максимально приблизиться к форме окончательно готовой детали. Четвертый технологический передел для большинства лопаток (таблица 1.3) содержит комплект методов обработки. В общем случае этот комплект состоит из следующих методов: виброполирование, термообработка, ЛЮМ контроль, упрочнение профиля пера лопатки, нанесение покрытий на поверхности хвостовика. В зависимости от конкретного случая, набор необходимых методов может отличаться от приведенного ранее варианта.

Приведенная в таблице 1.3 структура технологического процесса справедлива как для условий серийного производства и серийных заготовок-штамповок, так и для условий единичного производства и освоения новых изделий (штучные заготовки из проката профильного сечения или поковки). Отличие при обработке будет заключаться только в объеме удаляемого материала и длительности процесса обработки (вследствие различия коэффициентов использования материала и заготовок). Обобщенный анализ типовых технологических процессов изготовления заготовок консольных лопаток компрессора показал, что в зависимости от материала и особенностей геометрии пера их условно можно представить в виде укрупненного описания, приведенного в таблицах 1.4 — 1.5. Приведенные в указанных таблицах структуры технологических процессов изготовления заготовок, как правило, более рациональны для применения в условиях серийного производства. Условия единичного производства или освоения новых изделий должны ставить вопрос о технико-экономическом сопоставлении приве-денных в таблицах 1.4 — 1.5 вариантов изготовления с вариантами изготовления заготовок (штучные заготовки из проката профильного сечения или поковки). Выбор конкретного варианта обязательно должен подтверждаться соответствующими технико-экономическими расчетами, выполненными как минимум в укрупненном виде. Для выбора оптимального варианта получения заготовки, т.е. для сопоставительной оценки, нет необходимости производить поэлементный расчет всех статей затрат, входящих в себестоимость ее изготовления. Достаточно проанализировать лишь те затраты, которые изменяются при изменении варианта получения заготовки и в большей степени проявляются в ходе технологического процесса ее дальнейшей обработки.

Таблица 1.4 — Типовые маршруты изготовления заготовок из титановых сплавов.

Лопатки компрессора ГТД
Размер до 100 ммРазмер свыше 100 мм
и до 200 мм
Размер свыше 200 мм
Изготовление заготовки
Абразивно-отрезная операцияТокарная операцияБесцентрово-шлифовальная
операция
Фасонирование
ВысадкаВальцевание
Предварительная и окончательная штамповка
Изотермическая штамповка
на гидропрессе
Штамповка на КГШП и электровинтовом прессе
Калибровка
Изотермическая калибровка
на гидропрессе
Калибровка на КГШП и электровинтовом прессе
Обрезка облоя
Пресс обрезной
Очистка поверхности и зачистка дефектов
Очистка пескоструйнаяЗачистка, полировка
Окончательная термообработка (старение)
Отпуск, печь
Размерное травление
ВаннаВанна
Окончательный контроль

Выбор наиболее экономичного варианта реализации технологического процесса изготовления заготовки из множества возможных следует в общем случае осуществлять по минимуму приведенных затрат, которые принимаются в качестве критерия оптимальности.

Таблица 1.5 — Типовые маршруты изготовления заготовок из жаропрочных и коррозионностойких сталей и сплавов.

Лопатки компрессора ГТД
Размер до 100 ммРазмер свыше 100 мм
и до 200 мм
Размер свыше 200 мм
Фасонирование
ВысадкаВальцеваниеВыдавливание
Предварительная и окончательная штамповка
Штамповка на КГШП и
электровинтовых прессах
Штамповка на КГШП и
электровинтовом прессе
Калибровка
Калибровка на КГШП и
электровинтовых прессах
Калибровка на КГШП и
электровинтовом прессе
Обрезка облоя
Пресс обрезной
Очистка поверхности и зачистка дефектов
Очистка пескоструйнаяЗачистка, полировка
Промежуточная термообработка
Отжиг рекристаллизацион-
ный, бариевая ванна
Промежуточный
отпуск, печь
Холодная чеканка
Электровинтовые прессы
Окончательный контроль

Проведению количественной оценки должна предшествовать предварительная оценка множества технически реализуемых вариантов с качественной точки зрения. Целью качественной оценки должно быть эффективное сокращение потенциально большого количества возможных вариантов получения заготовки лопатки компрессора до ограниченного количества сравниваемых вариантов (двух наилучших по сумме единичных показателей, характеризующих однородную группу свойств). Выбор осуществляется только при существовании альтернативных решений. Поскольку формальные критерии выбора заготовок лопаток отсутствуют, то выбор, как правило, начинают с анализа исходной информации о технологических возможностях существующего производства. При этом необходимо учитывать возможности заготовительных цехов (наличие соответствующего оборудования, его производительность, степень износа). Плановые сроки подготовки производства также оказывают определенное влияние на выбор (необходимые проектные работы, необходимость изготовления штампов, оснастки и др.). Виды заготовок, технически невозможные для реализации, исключаются из рассмотрения. На основании анализа исходных технологических процессов изготовления лопаток были сформированы следующие базовые маршрутные технологические про-цессы (табл. 1.6 — 1.13).

Таблица 1.6 — Маршрутный технологический процесс изготовления лопатки
направляющего аппарата (НА) 2 ступени (1460150206)

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005ЗаготовительнаяШтамповка
010Термическая
015Входной контрольСтол ОТК
017МаркированиеВерстак 1500×700
020ПолировальнаяПолировальная установка Bader
025Комплексная на обрабаты-
вающих центрах с ЧПУ
Многооперационный
центр с ЧПУ C30U
030Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
035Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
040Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
045ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
050КонтрольСтол ОТК
055Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели ЭХЛ100М
060КонтрольСтол ОТК
065Заливка в брикетЭлектропечь
070Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
075СлесарнаяВерстак 1500х700
080ПолировальнаяПолировальная установка Bader
085ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
090КонтрольСтол ОТК
095МаркированиеВерстак 1500х700
100Гидроабразивная
резка
Станок гидроабразивной резки
Water Jet Sweden AB NC2010
105ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
110ТравлениеАвтоматическая линия дефекто-
скопического травления
115ПолировальнаяСтанок полировальный ПЛ-56
120ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
125КонтрольСтол ОТК
130ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
135Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
140ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
145Приемочный контрольСтол ОТК

Таблица 1.7 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки рабочей 2 ступени (366-001-303-0), Л1.

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005ЗаготовительнаяШтамповка
010Термическая
020МаркированиеВерстак 1500×700
025КонтрольСтол ОТК
030ПолировальнаяПолировальная установка Bader
035Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
040Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
045Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
050Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
055Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
060МаркированиеВерстак 1500×700
070Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
080ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
090КонтрольСтол ОТК
100Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели ЭХЛ100М
110ПолировальнаяПолировальная установка Bader
115ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
120КонтрольСтол ОТК
125МаркированиеВерстак 1500×700
130Шлифовальная с ЧПУШлифовальный обрабаты-
вающий центр для глубин-
ного шлифования MFP-050
155Слесарно-сборочнаяВерстак 1500х700
160Заливка в брикетЭлектропечь
165Токарная с ЧПУВертикальный токарный
станок Berthiez TVU
170Удаление мочевины
175РазборкаВерстак 1500х700
180Универсально-
фрезерная
Широкоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
185Универсально-
фрезерная
Широкоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
190Универсально-
фрезерная
Широкоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
195Универсально-
фрезерная
Широкоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
200ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
205ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
210ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
215МаркированиеУстановка для клеймения
SIC-6C151C
220Гидроабразивная
резка
Станок гидроабразивной резки
Water Jet Sweden AB NC2010
230КонтрольСтол ОТК
245КруглошлифовальнаяСтанок круглошлифовальный
BSG-100CNC
260ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
265ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
270КонтрольСтол ОТК
275ВиброполировальнаяВиброустановка R-420 EC
285ТравлениеАвтоматическая линия
дефектоскопического травления
290ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
295Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
305ВиброполировальнаяВиброустановка R-420 EC
310КонтрольСтол ОТК
315Упрочнение
микрошариками
Установка упрочнения
микрошариками
Rosler VB-150HR
325Покрытие
Graphail D85 TER
330Приемочный контрольСтол ОТК

Таблица 1.8 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки спрямляющего аппарата (СА) (100-01-1700), Л2.

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005Заготовительная
010Входной контрольСтол ОТК
015ПолировальнаяПолировальная установка Bader
020МаркированиеВерстак 1500×700
025Комплексная на обрабаты-
вающих центрах с ЧПУ
Многооперационный центр
с ЧПУ Hermle C30U
030Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
035Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
040Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
045Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели ЭХЛ100М
050ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
055КонтрольСтол ОТК
060Заливка в брикетЭлектропечь
065Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
070СлесарнаяВерстак 1500х700
075Отрезная электрофизи-
ческая электроэрози-
онная электроискровая
проволочным электродом
Электроэрозионный проволочно-
вырезной станок FI440CCS
080СлесарнаяВерстак 1500х700
085ВиброполировальнаяВиброустановка R-420 EC
095ТравлениеАвтоматическая линия
дефектоскопического травления
105ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
110ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
115КонтрольСтол ОТК
120ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
130Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
140ВиброполировальнаяВиброустановка R-420 EC
145МаркированиеВерстак 1500×700
150ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
145Приемочный контрольСтол ОТК
165Испытания на усталость

Таблица 1.9 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки рабочей (100-01-1411), Л2.

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005ЗаготовительнаяШтамповка
015Входной контрольСтол ОТК
020МаркированиеВерстак 1500×700
025СлесарнаяПолировальная установка Bader
030Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
035Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
040Фрезерная с ЧПУМногооперационный центр
с ЧПУ Hermle C30U
045Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный 6Р12П
050Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный 6Р12
055Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
060Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
065Фрезерная с ЧПУВертикальный 5-и осевой
обрабатывающий центр MIKRON UCP 600
070Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели ЭХЛ100М
075ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
080КонтрольСтол ОТК
090ТравлениеАвтоматическая линия
дефектоскопического травления
100ПолировальнаяПолировальная установка Bader
105Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный 6Р12
110Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
115Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
120Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
125Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
130Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
135Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезерный
консольный ХА5032
140Слесарно-сборочнаяВерстак 1500х700
145Заливка в брикетЭлектропечь
150Токарная с ЧПУСтанок лоботокарный с ЧПУ
DFM30NCC
155Удаление мочевиныВанна для вытопки мочевины
Ванна 35-013
160РазборкаВерстак 1500х700
165Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
170Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
175Горизонтально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
180Горизонтально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
185ПолировальнаяПолировальная установка Bader
190МаркированиеУстановка для клеймения
SIC-6C151C
195Отрезная электрофизи-
ческая электроэрози-
онная электроискровая
проволочным электродом
Электроэрозионный проволочно-
вырезной станок FI440CCS
200СлесарнаяПолировальная установка Bader
205ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
210КонтрольСтол ОТК
215ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
225Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
235ПолировальнаяПолировальная установка Bader
240КонтрольСтол ОТК
250Упрочнение
микрошариками
Установка упрочнения
микрошариками
Rosler VB-150HR
260КонтрольСтол ОТК
265МаркированиеВерстак 1500х700
275Серебрение
электрохимическое
285Приемочный контрольСтол ОТК
295Испытания на усталость

Таблица 1.10 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки СА (55.01.22.505), Л3.

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005Заготовительная
010Термическая
015Входной контрольСтол ОТК
020МаркированиеВерстак 1500×700
030ПолировальнаяСтанок полировальнй ПЛ-12
040Комплексная на обрабаты-
вающих центрах с ЧПУ
Многооперационный
центр с ЧПУ C30U
050Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
060ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
070КонтрольСтол ОТК
080Копировально-прошивочная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели
ЭХЛ100М
090Горизонтально-
протяжная
Станок протяжной специ-
альный 1МП-465
100Горизонтально-
протяжная
Станок протяжной специ-
альный 1МП-465
110ПолировальнаяПолировальная установка Bader
120ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
130КонтрольСтол ОТК
140ТравлениеАвтоматическая линия
дефектоскопического травления
150ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
160МаркированиеВерстак 1500х700
170Гидроабразивная
резка
Станок гидроабразивной резки
Water Jet Sweden AB NC2010
180ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
190Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
200ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
210ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
220КонтрольСтол ОТК
230Азотирование ионное
240Приемочный контрольСтол ОТК

Таблица 1.11 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки рабочей (55.01.22.506), Л3

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005Заготовительная
010Термическая
0150200 Входной контрольСтол ОТК
0200180 МаркированиеВерстак 1500×700
0304196 ПолировальнаяПолировальная установка Bader
0404237 Комплексная на
обрабатывающих центрах с ЧПУ
Многооперационный
центр с ЧПУ C30U
0504261 Вертикально-фрезернаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
0600125 ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
0700200 КонтрольСтол ОТК
080Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели
ЭХЛ100М
090Горизонтально-
протяжная
Станок протяжной специ-
альный 1МП-465
100Горизонтально-
протяжная
Станок протяжной специ-
альный 1МП-465
110ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
120ВиброполировальнаяВиброустановка R-420 EC
130КонтрольСтол ОТК
140ТравлениеАвтоматическая линия дефекто-
скопического травления
150ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
170Гидроабразивная
резка
Станок гидроабразивной резки
Water Jet Sweden AB NC2010
180ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
183Термическая
190Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
200ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
206ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
207МаркированиеВерстак 1500×700
2100125 ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
220КонтрольСтол ОТК
230Азотирование ионное
240Приемочный контрольСтол ОТК

Таблица 1.12 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки рабочей (820100098), Л4.

№ опе-
рации
Наименование операцииМарка оборудования
005Заготовительная
010Термическая
0150200 Входной контрольСтол ОТК
0200180 МаркированиеВерстак 1500×700
025СлесарнаяПолировальная установка Bader
030Фрезерная с ЧПУМногооперационный центр
с ЧПУ C500U
035Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезер-
ный консольный 6М12П
040Вертикально-фрезернаяСтанок вертикально-фрезер-
ный консольный 6М12П
0450125 ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
050МаркированиеВерстак 1500×700
0550200 КонтрольСтол ОТК
060Копировальная
электрохимическая
Опытная установка ЭХО
лопаток компрессора модели ЭХЛ100М
070ПолировальнаяСтанок полировальнй ПЛ-12
080ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
085КонтрольСтол ОТК
090ТравлениеАвтоматическая линия
дефектоскопического травления
095МаркированиеВерстак 1500×700
100Заливка в брикетВерстак 1500х700
110Шлифовальная с ЧПУШлифовальный обрабаты-
вающий центр для глубин-
ного шлифования MFP-050
120СлесарнаяВерстак 1500х700
130КонтрольСтол ОТК
140Вертикально-
сверлильная
Станок вертикально-
сверлильный 2C125-04
150МаркированиеВерстак 1500×700
160Фрезерно-отрезнаяШирокоуниверсальный
фрезерный станок 6ДМ80ШФ1
170ПолировальнаяПолировальная установка
Dynabrade
180ПромывкаКомплекс ванн для обезжи-
ривания EKOL 7/4.5-6 UZ
190КонтрольСтол ОТК
200ВиброполированиеВиброустановка R-420 EC
210Термическая
235Контроль неразру-
шающий проникающими
веществами
Автоматическая линия
ЛЮМ контроля
245Упрочнение
микрошариками
Установка упрочнения
микрошариками
Rosler VB-150HR
255Приемочный контрольСтол ОТК
265Испытания на усталость
270Контроль остаточных
напряжений

Таблица 1.13 — Маршрутный технологический процесс изготовления
лопатки рабочей двигателей (820100099), Л5.


🌟 Видео

Создание лопатки вентилятора из композитных материаловСкачать

Создание лопатки вентилятора из композитных материалов

Протяжка лопатки компрессора турбиныСкачать

Протяжка лопатки компрессора турбины

Принцип работы пластинчато роторного насосаСкачать

Принцип работы пластинчато роторного насоса

Рабочий процесс в осевой ступени турбиныСкачать

Рабочий процесс в осевой ступени турбины

Лопатки рабочие для паровых турбин (энергозапчасти) ПОЛТАВАМАШСкачать

Лопатки рабочие для паровых турбин (энергозапчасти)   ПОЛТАВАМАШ

НЕ ВЫБРАСЫВАЙ испорченную биту!!! 3 ШИКАРНЫХ идеи как их можно применить!Скачать

НЕ ВЫБРАСЫВАЙ испорченную биту!!! 3 ШИКАРНЫХ идеи как их можно применить!

ГАЗОВАЯ ТУРБИНА || ⏱ Что это? Зачем это?Скачать

ГАЗОВАЯ ТУРБИНА || ⏱ Что это? Зачем это?

Передача Как это работает (How It's Made) ? Сезон 9 HD 🔩⚙ Лопатки струйных компрессоровСкачать

Передача Как это работает (How It's Made) ? Сезон 9 HD 🔩⚙ Лопатки струйных компрессоров

Свободно Плавающие Лопатки Турбин - Технология Velo3DСкачать

Свободно Плавающие Лопатки Турбин - Технология Velo3D

Лопатки турбиныСкачать

Лопатки турбины

Презентационный ролик для НПЦ ”Лопатки. Компрессоры. Турбины”Скачать

Презентационный ролик для НПЦ ”Лопатки. Компрессоры. Турбины”

Изготовление лопаток паровой турбиныСкачать

Изготовление лопаток паровой турбины

Грибок в руках у профи. Как правильно отремонтировать прокол протектора на легковой шине.Скачать

Грибок в руках у профи. Как правильно отремонтировать прокол протектора на легковой шине.
Поделиться или сохранить к себе:
Технарь знаток