Особенности финишной обработки профильных поверхностей деталей, страница 2

В процессе эксплуатации рабочие поверхности деталей машин, так же как и при изготовлении, испытывают воздействие окружающей среды, силовых и температурных факторов. Если это воздействие значительно отличается от воздействия при финишной обработке, то будет происходить изменение качества поверхностного слоя, т.е. поверхность будет адаптироваться к условиям эксплуатации, что может привести к значительному уменьшению долговечности.

1.1 Конструктивно – технологический анализ сложнопрофильных деталей

Конструктивно сложнопрофильные изделия разделяют на цельные и сборные, у которых фасонные поверхности и основная часть детали изготавливаются отдельно, а потом соединяются различными видами разъемных и неразъемных соединений [9].

Формообразование и обеспечение качества изготовления указанных поверхностей являются, как правило, основными технологическими задачами при производстве сложнопрофильных деталей и требуют сложного движения исполнительных органов обрабатывающего оборудования или применения сложных по форме (фасонных) инструментов. В ряде случаев формообразование возможно только специальными методами литья или электроэрозионной обработкой (ЭЭО) с последующей финишной обработкой (ФО) [10].

1.1.1  Конструктивно-технологический анализ деталей летательных аппаратов

В производстве деталей летательных аппаратов (ЛА) различают сборные сложнопрофильные детали контурного типа и объемные сложнопрофильные детали.

У деталей контурного типа фасонные поверхности могут быть поверхностями вращения с криволинейной образующей, например диски роторов турбин (рис.1)

Основные фасонные поверхности большинства объемных сложнопрофильных деталей в процессе эксплуатации изделия взаимодействуют с потоками газа или жидкости. Их часто называют поверхностями аэро- или гидродинамического профиля. К таким деталям, прежде всего, относят лопатки различных турбин, компрессоров и вентиляторов (рис.2), роторы винтовых компрессоров, крыльчатки насосов (табл. 1).

Следует отметить, что данные детали эксплуатируются в очень сложных условиях. Поэтому к их сложнопрофильным криволинейным поверхностям предъявляют повышенные требования по состоянию поверхностного слоя, определяющего качество изготовления деталей, долговечность и надежность агрегатов и изделий в целом [13;14]

Рисунок 1. Сложнорофильная деталь контурного типа – диск компрессора газотурбинной установки

Рисунок 2. Лопатки газовых турбин: а – лопатка, изготовленная отдельно и соединяемая с диском турбины сваркой или замком; б – лопатки открытого типа, выполненные за одно целое с диском турбины

Так, например, диски роторов турбин установок авиационного типа работают в условиях активной химической коррозии и газовой эрозии при начальной температуре газа, составляющей ~ 1600 К, давлении ~ 700 МПа, окружной скорости (по периферии лопаток) ~ 490 м/с. При работе дисков в их материале возникают значительные напряжения, обусловленные действием центробежных сил. В материале сложнопрофильных лопаток возможно появление значительных вибрационных напряжений изгиба и кручения, вызванных динамическим воздействием потока рабочей среды. Быстрая и частая смена температуры порождает значительное термическое напряжение [15].

Таблица 1 – Типовые детали со сложнопрофильными поверхностями